Введение к работе
Актуальность исследований. Несмотря на то, что за последние
десятилетия площади орошаемых земель уменьшились, проблема сохранения и
повышения плодородия орошаемых земель остаётся актуальной. Практически
на всех орошаемых системах региона отмечена прогрессирующая
дегумификация зональных почв. За последние 30 лет потери гумуса в
чернозёмах, тёмно-каштановых, каштановых и светло-каштановых почвах
Волгоградской области составили от 0,2 до 0,8 %, и гумусовое состояние
многих почв оценивается как критическое (Филин BJHL, Оконов ММ, 2004). В
условиях Нижнего Поволжья значительному обогащению почвы органическим
веществом может способствовать, как показали исследования, возделывание
многолетних трав, внесение навоза и применение соломы. Основными
направлениями развития кормопроизводства на период до 2010 г. в свете
решений национального проекта «Развитие АПК» предусматривается
увеличение площадей многолетних трав до 20- 21 млн, в том числе на
орошении - до 5-6 млн гектаров.
В перспективе на орошаемых землях Нижнего Поволжья основные площади будут заняты овощными и кормовыми культурами.
Основным источником получения разнообразных кормов в Нижнем Поволжье является полевое кормопроизводство. Особое значение приобретает организация адаптивного кормопроизводства на основе создания высокопродуктивных агрофитоценозов многолетних трав, которые наиболее полно используют биоклиматический потенциал Нижнего Поволжья.
За счёт оптимальной структуры посевов многолетних бобовых трав в одновидовых и смешанных посевах можно приостановить дегумификацию почв, улучшить физические, физико-химические и микробиологические свойства почвы.
В Нижнем Поволжье подобных исследований проведено крайне недостаточно, и изучение этого вопроса имеет важное научное и производственное значение.
Цель работы - разработать приемы возделывания многолетних трав, обеспечивающих получение устойчивых урожаев на орошаемых и неорошаемых землях, исследовать направленность почвенных процессов при применении органических удобрений и соломы, способствующих повышению почвенного плодородия и улучшению агрофизических свойств почвы в зоне светло-каштановых и черноземных почв Нижнего Поволжья.
В задачу исследований входило:
- изучить особенности роста и развития многолетних трав при различных
уровнях питания на светло-каштановых почвах в условиях орошения и на
южном черноземе в условиях богары;
- изучить направленность почвенных процессов под воздействием
многолетних трав на светло-каштановых и чернозёмных почвах;
- выявить продуктивность многолетних трав в зависимости от уровня
минерального питания и внесения органического материала;
- исследовать влияние органического материала на активность
симбиотической азотфиксации, биологическую активность почвы на посевах
многолетних бобовых трав;
изучить влияние многолетних трав на накопление корневой массы и элементов питания в пахотном слое почвы и агрофизические свойства южного чернозема;
определить сохранность многолетних трав в смешанных посевах в зависимости от продолжительности использования травостоев;
определить эффективность влияния различных обработок почвы на рост, развитие и продуктивность многолетних трав на южном черноземе;
установить влияние многолетних трав на урожайность и качество продукции последующих культур;
провести оценку содержания тяжёлых металлов в системе почва -растение в зависимости от видового состава и продолжительности использования травостоев;
- дать экономическую и энергетическую оценку возделывания
многолетних трав на различных типах почв в зависимости от изучаемых
приёмов агротехники.
Научная новизна исследований. В результате многолетних исследований впервые изучена эффективность различных обработок почвы под многолетние травы на южном черноземе.
Изучено действие уровня питания на рост, развитие и продуктивность многолетних трав, а также выявлена зависимость качества продукции последующих культур севооборота от урожайности многолетних трав в различных почвенно-климатических зонах Нижнего Поволжья.
Выявлена эффективность биологического и минерального азота при возделывании многолетних бобовых трав (люцерны, эспарцета) в различных почвенно-климатических зонах Нижнего Поволжья в богарном и орошаемом земледелии.
Разработаны теоретические и практические основы формирования высокопродуктивных агрофитоценозов многолетних трав.
Проведена оценка содержания тяжёлых металлов в системе почва -растение в зависимости от видового состава и продолжительности использования травостоев.
Дана экономическая и энергетическая оценка возделывания многолетних трав на различных почвах в зависимости от изучаемых приёмов агротехники.
Практическая значимость. Результаты проведённых научных исследований и производственный опыт показывают, что за счёт оптимальной структуры посевов многолетних бобовых трав в одновидовых и смешанных посевах можно приостановить дегумификацию почв, улучшить физические, физико-химические и микробиологические свойства почвы.
Разработанные для орошаемых и богарных условий агрокомплексы с включением многолетних трав и внесением соломы и органических удобрений воздействуют на плодородие и агрофизические свойства светло-каштановых и чернозёмных почв , позволяют поддерживать почву в жизнеспособном биологически активном состоянии, значительно повышают продуктивность многолетних трав и эффективны в последействии.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований включены в «Рекомендации по увеличению производства кормов в орошаемых землях», вошли составной частью в «Научно обоснованные системы ведения агропромышленного комплекса Волгоградской области».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, получены положительные оценки на региональных и международных научных конференциях (Волгоград, 1994, 1997, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008 гг.; Саратов 2004 г, Пенза 2004, 2005, 2006 гг.; Калининград, 2005,2006 гг, Москва 2004,2005,2006 гг.).
Публикация результатов исследований. Материалы диссертации опубликованы в 41 работе в республиканских и региональных изданиях. В рецензируемых журналах опубликовано 9 работ.
Основные положения, выносимые на защиту:
-При прогрессирующей дегумификации зональных почв сохранение, поддержание и воспроизводство эффективного и потенциального плодородия почв возможно лишь за счет пополнения ресурсов органического вещества не только навоза, но и сидератов, растительных остатков возделываемых культур и особенно многолетних трав, которые по воздействию на плодородие почв и урожайность превосходят навоз.
-Применение органического материала под люцерну в орошении способствует улучшению агрофизических и биологических свойств почвы в посевах на протяжении трёх лет пользования.
В богарном земледелии в зоне южных чернозёмов эффективны посевы многолетних трав (люцерна, эспарцет, кострец безостый). Предпосылкой создания высокопродуктивных травостоев многолетних трав в богарных условиях является формирование оптимальной плотности стеблестоя, которая во многом определяется способом посева, биологическими особенностями культуры и условиями влагообеспеченности.
В системе основной обработки почвы под многолетние бобовые травы преимущество за отвальной и безотвальной обработках. Для костреца безостого допустима и поверхностная обработка.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 306
страницах компьютерного текста, содержит введение и 9 глав, выводы и приложения, список использованной литературы из 371 источника, в т.ч. 67 иностранных авторов.
Представленная работа является составной частью плана научно-
исследовательских работ Волгоградской государственной
сельскохозяйственной академии по целевой комплексной научно-технической программе № 78081355.
Диссертационная работа выполнена в ВГСХА на основе исследований автора в 1992-2007 годах по материалам полевых и лабораторных опытов и наблюдений, проведённых самостоятельно и под руководством академика A.M. Гаврилова. Доля личного участия автора в выборе направления научных исследований, разработке схемы и методики проведения опытов, получении и обработке научной информации и апробации полученных результатов составляет более 80 %. В проведении исследований принимали участие студенты ВГСХА.
Выражаю благодарность администрации академии за создание благоприятных условий для проведения исследований.
