Введение к работе
Актуальность проблемы. В Тюменской области в фонде земель сельскохозяйственного назначения наиболее ценными являются черноземы. Они характеризуются высоким потенциальным плодородием и в пашне занимают 25%. В тех хозяйствах, у которых в пашне преобладают черноземы в сочетании с темно-серыми лесными почвами, не случайно получают ежегодно наибольшие урожаи сельскохозяйственных культур (Каретин Л.Н., 1990).
По данным агрохимического обследования ФГУ ГСАС «Ишимская» характерной особенностью последних двух десятилетий является активизация негативных процессов, ведущих к деградации черноземных и других типов почв. При нарушении севооборотов баланс органического вещества сдвигается в сторону выноса продуктов его минерализации сельскохозяйственными культурами. Интенсивная обработка почвы особенно при возделывании пропашных культур вызывает изменение теплового, водного, газового и питательного режимов почвы, резко активизирует микробиологическую деятельность и последующую потерю гумуса.
Без научно обоснованной системы обработки почвы, достаточного компенсирующего поступления растительных остатков, органических и минеральных удобрений складывается отрицательный баланс азота, фосфора и калия, снижается плодородие земель, разрушается структура почвы и увеличивается ее способность к уплотнению. Это явление сопряжено с последующей потерей продуктивности черноземных почв.
Возникла необходимость использования основополагающих факторов, влияющих на воспроизводство почвенного плодородия: выращивание в севооборотах бобовых растений, сидеральных культур, применение измельченной соломы, рациональных энергосберегающих технологий обработки почвы.
В настоящее время проведение научно-исследовательских работ по совершенствованию основных элементов системы земледелия весьма актуально.
Цель исследований – повышение продуктивности культур в севооборотах при использовании систем обработки почвы, предшественников, органических, минеральных удобрений и мероприятий по сохранению и повышению плодородия чернозема.
Задачи исследований:
-
Дать оценку влияния агрометеорологических условий и уровня влагообеспеченности чернозема в отдельные этапы органогенеза сельскохозяйственных культур на формирование их урожая.
-
Выявить роль отдельных возделываемых культур в создании структурного состава и водопрочности агрегатов почвы.
-
Дать оценку действия систем основной обработки почвы на снижение засоренности культур и повышение продуктивности севооборотов.
-
Установить эффективность применения на чернозёме измельченной соломы зерновых культур, навоза, торфа и минеральных удобрений.
-
Определить влияние отдельных предшественников и минеральных удобрений на урожайность и качество зерна яровой пшеницы.
-
Установить параметры изменения плодородия чернозема в зависимости от количественного и качественного состава пожнивных и корневых остатков полевых культур.
-
Дать биоэнергетическую и экономическую оценку севооборотам при применении в них различных систем основной механической обработки почвы.
Научная новизна. Впервые в лесостепной зоне Тюменской области дано комплексное обоснование действия климатических факторов, предшественников и обработки почвы на рост развитие и урожайность сельскохозяйственных культур. Показана сравнительная оценка роли предшественников (пшеница, озимая рожь, однолетние травы, горох, кукуруза и чистый пар) на количественный и качественный состав агрономически ценных агрегатов в слое почвы 0-20 см.
Дана многолетняя оценка (более 20 лет) действия обработок почвы (отвальной, отвально-безотвальной, мелкой плоскорезной, разноглубинной отвально-плоскорезной) в зернопропашном севообороте на засоренность культур. Изучено влияние разных норм внесения соломы зерновых культур на процессы аммонификации, нитрификации, целлюлозоразрушения, накопления гумуса и питательных элементов, почвенных ферментов, урожайность возделываемых культур и продуктивность севооборотов. Установлены возможности улучшения показателей качества зерна яровой пшеницы Новосибирская 67 и Чернява 13 в зависимости от предшественника (однолетние травы, кукуруза, овес, пшеница, пшеница бессменно, горох, чистый пар), обработки и минеральных удобрений. Проведена оценка комплексного использования пожнивных остатков, предшественников, органических и минеральных удобрений на действие и последействие почвенных процессов, продуктивность сельскохозяйственных культур и плодородие чернозема. В стационарном многолетнем полевом опыте установлена возможность замены ежегодной вспашки на её чередование с безотвальной обработкой. Выявлено действие ресурсосберегающих систем основной обработки почвы на культуры севооборота.
Теоретическая значимость работы. Определена степень влияния агроклиматических факторов на формирование урожая основных сельскохозяйственных культур. Установлена корреляционная связь между отдельными структурными фракциями почвы и урожайностью яровой пшеницы. Определена зависимость плотности почвы от содержания гумуса, массы послеуборочных остатков зерновых культур, коэффициента структурности. Разработана система основной обработки чернозема обыкновенного с элементами ресурсосбережения.
Практическая значимость и реализация результатов исследований.
Проведенными исследованиями по совершенствованию элементов системы земледелия на черноземах лесостепи Западной Сибири установлена возможность использования комбинированной системы основной обработки почвы в зернопаропропашном севообороте, в которой вспашка чередуется через год с безотвальной обработкой. В пятипольном севообороте с занятым паром установлена эффективность дифференцированной ресурсосберегающей системы обработки почвы, включающей вспашку на 20-22 см под горох, плоскорезное рыхление на 12-14 см под остальные культуры. Предлагаемые системы обработки чернозема могут применяться в Тюменской области на площади 200-300 тыс. га.
Ресурсосберегающие системы основной обработки почвы в сочетании со вспашкой через 1-3 года внедрены в Ларихинском хозрасчетном участке ЗАО «Племзавод Юбилейный» Ишимского района Тюменской области на площади 5000 га и обеспечили ежегодную экономию горючего на сумму 0,4 млн. рублей без снижения урожайности культур. В ФГУП «Ишимское» Россельхозакадемии от рациональных доз минеральных удобрений на площади 1450 га экономический эффект составил 4,48 млн. руб.
Защищаемые положения.
1. Агроклиматические факторы влияют на продуктивность основных сельскохозяйственных культур: прослеживалась средняя положительная корреляция урожайности яровой пшеницы от величины относительной влажности воздуха и отрицательная – от дефицита влажности воздуха.
2. Предлагаемые элементы системы земледелия (севообороты, основная обработка почвы, внесение минеральных и органических удобрений) обеспечивают сохранение и расширенное воспроизводство почвенного плодородия черноземов лесостепи Тюменской области.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на научно-практической конференции (Тюмень, 1992), региональной научно-практической конференции (Омск, 2000), зональном совещании директоров опытно-производственных и производственных хозяйств (Ишим, 2002, 2006 гг.), на международной научной конференции (Новосибирск, 2006), на ежегодных совещаниях агрономов хозяйств юга Тюменской области («День поля»), на ежегодных Ученых Советах ГНУ НИИСХ Северного Зауралья. Результаты исследований внедрены в ФГУП «Ишимское» Россельхозакадемии и ЗАО «Племзавод Юбилейный» Ишимского района Тюменской области.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 27 работ, в том числе 9 работ в изданиях рекомендованных ВАК.
Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 375 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, 10 глав, выводов и предложений производству. Содержит 68 таблиц, 26 рисунков и 26 приложений. Список литературы включает 395 источников, из них 28 иностранных авторов.
