Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 .Обзор литературы 7
1.1 .Развитие свекловодства в Сибири 7
1.3. Размещение и доля сахарной свеклы в севообороте 9
Глава 2.Условия и методика проведения исследований 23
2.1.Краткая почвенно-климатическая характеристика районов свеклосеяния Алтайского края 23
2.2. Почвенно-агроклиматические условия проведения опытов 27
2.3.Мето дика исследований 32
Глава 3. Формирование урожая сахарной свеклы в зависимости от насыщения севооборотов этой культурой 39
3.1.Запасы влаги в почве 39
3.2.Содержание гумуса в почве 44
3.3.Кислотность почвы 47
3.4. Содержание подвижной формы питательных веществ в почве 52
3.5. Засоренность посевов 66
3.6. Поражаемость корнеедом, развитие и сохранность растений сахарной свеклы 71
Глава 4. Влияние различной насыщенности севооборотов сахарной свеклой на ее урожайность и качество корнеплодов 81
Глава 5. Урожайность яровой пшеницы в свекловичных севооборотах 97
Глава 6. Экономическая эффективность свекловичных севооборотов 103
Выводы 108
Предложения производству 110
Список использованной литературы 111
Приложения 137
- Размещение и доля сахарной свеклы в севообороте
- Почвенно-агроклиматические условия проведения опытов
- Содержание подвижной формы питательных веществ в почве
- Урожайность яровой пшеницы в свекловичных севооборотах
Введение к работе
Сахарная свекла в нашей стране является основным сырьем для выработки сахара. Ботва и отходы свеклосахарного производства (патока (меласса) и жом) являются хорошим кормом для животных. Патока также служит сырьем для пищевой, химической и парфюмерной промышленности.
Несмотря на значительное сокращение посевных площадей под сахарной свеклой и сокращение валового сбора корнеплодов за последние 12 лет в 2 раза, свеклосахарная промышленность на Алтае остается важной, отраслью сельскохозяйственного производства. Сахарная свекла является не только высокоурожайной и экономически выгодной культурой, но и хорошим предшественником в севообороте.
Алтайский край - единственный регион на востоке России, где можно получать стабильно высокие урожаи фабричной свеклы и имеется промышленная база для ее переработки. Почвенно-климатические условия Алтая, несмотря на высокие требования культуры, способствуют эффективному ее выращиванию. Поэтому сохранение свекловодства в крае крайне необходимо для обеспечения продовольственной безопасности страны.
В то же время, в связи с резким удорожанием транспортных расходов на перевозку корнеплодов сахарной свеклы к месту переработки, в последние годы эта культура оставалась рентабельной лишь в хозяйствах, расположенных в непосредственной близости от сахарных заводов. Поэтому для сохранения свеклосахарного производства в Алтайском крае необходима углубленная специализация свеклосеющих хозяйств с доведением в них производства сахарной свеклы до оптимальных объемов. Анализ ранее проведенных исследований (Мартьянов, Полтавский, 1974; Кремле-ва, 1974; Зубенко, Ушаков, Варшавский и др., 1977; Овчинников, 1978) по-
казывает, что с увеличением доли посевов свеклы в структуре севооборота повышается эффективность ее производства.
Увеличение посевов свеклы за счет площадей, традиционно занятых многопольными свекловичными севооборотами, невозможно, поскольку из-за сложного рельефа территории в хозяйствах ощущается недостаток необходимого количества пригодных для возделывания культуры выровненных площадей. Выход возможен при переходе на свекловичные севообороты с короткой ротацией. В современных экономических условиях, как свидетельствуют работы И.П. Юхина, (1994); Л.А. Барштейна, И.С. Шкаредного, Н.К. Пятковского (1995); Л.А. Барштейна, В.Д. Барановского, (1998) и др., это наиболее оптимальный вариант повышения производства этой ценной культуры.
Вместе с тем, насыщение севооборота сахарной свеклой может сопровождаться снижением урожайности и ухудшением технологических качеств корнеплодов. Причем падение продуктивности сахарной свеклы в различных почвенно-климатических зонах проявляется при различном насыщении севооборотов этой культурой (Smith, Yonts, Rath, Bailie; 1987; Юхин, 1994; Мартынович, 1998; Барштейн, Барановский, 1998).
Следует полагать, что упорядочение зоны свеклосеяния в крае, концентрация посевов сахарной свеклы в специализированных хозяйствах, размещение ее в оптимизированных свекловичных севооборотах представляется одной из важнейших проблем свеклосеяния Алтайского края.
Изучение возможностей повышения концентрации сахарной свеклы в короткоротационных севооборотах в лесостепи Западной Сибири не проводилось. Поиск подходов к оптимизации насыщения структуры посевных площадей этой культурой является весьма актуальной проблемой современного свекловодства в регионе.
Программа исследований включала изучение влияния насыщения севооборотов сахарной свеклой вплоть до бессменного возделывания (на уровнях 17, 33, 50 и 100%). В сравнительных опытах изучалось влияние
уровней насыщения культурой на урожайность и качество корнеплодов сахарной свеклы, на засоренность и повреждение посевов вредителями и болезнями, на обеспеченность почвы подвижными питательными веществами, на содержание почвенной влаги, гумуса и на реакцию среды в черноземах Алтайского края.
Цель исследований состояла в определении допустимого насыщения севооборотов сахарной свеклой и влияния его на продуктивность культур и в целом севооборотов.
Задачи исследований:
- изучить влияние уровня насыщения севооборотов сахарной свеклой
на водный и питательный режимы почвы, засоренность и поражение болез
нями;
оценить влияние уровня насыщения севооборотов сахарной свеклой на формирование продуктивности, урожайность и качество корнеплодов;
определить роль уровня насыщения на урожайность пшеницы и продуктивность севооборотов;
дать экономическую эффективность севооборотов с различным насыщением сахарной свеклой.
Научная новизна. Впервые в Алтайском крае установлена возможность возделывания сахарной свеклы в севооборотах с высоким (33 и 50%) насыщением этой культурой. Основными факторами, обеспечивающими получение устойчивого урожая корнеплодов и высокого выхода сахара, является применение удобрений и защита от сорняков. Определено, что уровни насыщения основной культурой не оказывают негативного влияния на обеспеченность влагой, доступной формой основных элементов питания и поражения корнеедом. Насыщение посевами сахарной свеклы до 33 и 50% увеличивает в 1,3 — 1,6 раза сбор кормовых единиц, в 2 - 2,7 раза выход сахара и увеличивает рентабельность 1 га севооборотной площади с 45% (17% насыщение) до 101% (33%) и 125% (50%).
Защищаемые положения.
оптимальные уровни насыщения севооборотов посевами сахарной свеклы (33 и 50%), позволяющие получать наибольшую урожайность, выход сахара и окупаемость товарной продукцией одного гектара севооборотной площади;
особенности режимов увлажнения и элементов минерального питания в почве, засоренности и поражения корнеедом посевов сахарной свеклы при различных уровнях насыщения ею севооборотов.
Практическая значимость работы. Интенсивные севообороты с насыщением свеклой от 33 до 50% позволяют получить на фоне органомине-ральной системы удобрений и средств защиты от сорняков максимальную урожайность корнеплодов сахарной свеклы и обеспечивают сохранение почвенного плодородия. Освоение этих севооборотов будет способствовать эффективному производству корнеплодов свеклы, укреплению сырьевой базы сахарных заводов и отрасли в Алтайском крае.
Материалы исследований были доложены на научно-практических конференциях специалистов сельского хозяйства в Зональном районе Алтайского края (1997-1999 гг.), на краевой конференции «Проблемы повышения роли учебных, опытных и базовых хозяйств в развитии экономики АПК Алтайского края». По материалам работы опубликовано три печатных работы.
В исследованиях, проводимых автором, принимали участие сотрудники ГУЛ «Бийская ОСС» - В.Р. Генинг, Л.П. Вещева, В.А. Орехова, Л.С. Со-ловова, Л.В. Алейникова, А.С. Тесля. Всем им автор выражает благодарность.
Особую признательность автор выражает академику РАСХН доктору биологических наук, профессору Гамзикову Г.П. за научное руководство, постоянный интерес и поддержку.
Размещение и доля сахарной свеклы в севообороте
Сахарную свеклу в России начали возделывать в XIX веке в центральных губерниях - Московской, Смоленской, Тульской, Орловской, Рязанской, Курской и других. Выращивали ее в основном в помещичьих хозяйствах, размещая на постоянных участках - «свеклянниках», и в трехпольном севообороте по чистому пару или в яровом клину. Встречались также и двупольные севообороты: пар - сахарная свекла (Советов, 1867).
Место свеклы в системе хозяйства не скоро определилось. Это было время господства паровой трехпольной системы земледелия: пар — озимь — яровое. Введение сахарной свеклы в такой севооборот неизбежно вело к сокращению посевов озимых или яровой культуры.
В 1834 году Московским комитетом сахарозаводчиков были предприняты первые попытки введения сахарной свеклы в севооборот. В 1886 году этот вопрос обсуждался повторно (Советов, 1950; Крохалев, 1960). Но внедрение свекловичных севооборотов проходило очень медленно. В это время наиболее распространенной системой в России являлась трехпольная (Ермолов, 1878). Лишь в отдельных хозяйствах начинали вводить в севооборот травы. Зерновое трехполье не создавало условий для возделывания кормовых и технических культур и могло существовать при условии, если площадь лугов в среднем вдвое превышала пахотные земли. Это позволяло ежегодно унавоживать половину парового поля и поддерживать урожайность зерновых (Советов, 1867).
А.Т. Болотов в работе о разделении полей (1952) основным недостатком трехпольной системы земледелия считал невозможность развивать животноводство и обильно удобрять землю, в результате чего происходит неизбежное падение естественного плодородия почвы и снижение урожайности. Первые упоминания о свекловичном севообороте и месте свеклы в нем встречаются в брошюре М. Домбаля (1827). Автор высказывался против размещения свеклы в паровом поле (вместо пара) распространенного в то время трехпольного севооборота. Наиболее оптимальным он считал четырехпольный севооборот с посевом этой культуры после озимых, идущих по обороту пласта многолетних трав. Он также отмечал положительное влияние свеклы на урожайность последующих зерновых культур.
Во второй половин XIX века начинает развиваться полевое травосеяние и начинается медленный переход к многопольным севооборотам (Людо-говский, 1872; Борисов, 1878; Стебут, 1882; Мозговой, 1886; Баталии, 1892; Котельников, 1892). Д. Нейкен (1877) пропагандировал введение в севооборот многолетних трав. Он утверждал, что травы способствуют окультуриванию почвы, и не только увеличивают урожай, но и улучшают ее качество, способствуя ускоренному росту свеклы, а следовательно, и более раннему ее созреванию. Высказывался он также и за размещение свеклы после чистого пара.
Другие исследователи (Ермолов, 1878; Стебут, 1882) отдавали предпочтение посеву сахарной свеклы после озимых, считая нецелесообразным посев ее по пару по причине снижения качества свекловичного сырья. Кроме того, они отдавали предпочтение озимой ржи, так как полагали, что после озимой пшеницы свекла растет хуже.
В 1883 году Ф.А. Гавронский, проведя обобщение опыта возделывания сахарной свеклы в России, пишет, что из возделываемых в наших условиях культур свекла плохо растет только после клевера и люцерны и к тому же имеет низкую доброкачественность. Также отрицательно он относился и к посеву свеклы после унавоженного пара, так как в этом случае она, перенасыщается азотистыми веществами и плохо перерабатывается на заводах. Размещение этой культуры по пару, считал автор, опираясь на опыт возделывания свеклы в хозяйствах Германии, Бельгии и Франции, где ее возделывали после яровых культур, связано с примитивным состоянием большинства хозяйств и отсутствием возможности правильно удобрять поля. Он считал, что лучше всего свекла растет после пшеницы и ржи, причем доброкачественность ее во втором случае выше.
О.А. Баталии (1892), ссылаясь на вредное действие на свеклу свежего удобрения внесенного в пар, также рекомендует сеять ее после озимых. Лучшим предшественником под сахарную свеклу В.Г. Котельников (1892) также считал озимые. Он подчеркивал, что свекла не должна занимать более 1/6 части полей и сеять ее на одном и том же месте следует не ранее, чем через 6 лет.
Многие исследователи того времени также были сторонниками размещения свеклы после зерновых хлебов (Куделька, 1894; Вышинский, 1895; Слезкин, 1908). Многолетние травы, по их мнению, несмотря на положительную роль, которую они играют в восстановлении плодородия почвы, не всегда достаточно безопасны для посевов свеклы, так как на них развивается много вредителей. Это же отмечает и П.Г. Калитаев (1922), придавая, однако, большое значение парам как предшественникам сахарной свеклы.
В начале XX столетия в связи с возрастающим спросом на сахар наблюдается значительное увеличение площади посевов сахарной свеклы, прежде всего, за счет сокращения срока использования многолетних трав в севообороте. Вновь отмечается повышение роли чистого пара под свеклу (Копелев, 1912; Головня, 1913; Лавров, 1913).
П.Г. Калитаев (1922) лучшим севооборотом считал семипольный, с долей сахарной свеклы в нем 28,6%. Причем одно поле свеклы в качестве страховки от неурожая размещается после пара: 1 - пар, 2 -озимь, 3 - свекла, 4 - яровые, 5 - пар, 6 - свекла, 7 - яровые. По его мнению, севооборот с многолетними травами приводит к увеличению в полях численности свекловичного долгоносика.
Все эти рекомендации о месте сахарной свеклы в севообороте давались на основании наблюдений, и обобщений практики свеклосеющих хозяйств и сводились главным образом к посеву свеклы после озими, чистого пара и многолетних трав. И лишь только в 1912 году С.Л. Франкфурт и А.Ф. Нестеров опубликовали опытные данные по изучению предшественников сахарной свеклы. Сравнивая урожайность свеклы по пару и озими, они отмечают, что урожайность свеклы по пару был на 30% выше, чем по пшенице, но качество ее по пару было значительно ниже, чем по зяби. Они также указывают на равнозначность озимой ржи и озимой пшеницы как предшественников сахарной свеклы.
Многочисленные исследования показали (Сазанов, Фомичев, 1916; Кулжинский, 1916; Фомичев, 1922; Корхов, 1918; Попов, 1928; Лут, 1938; Курбатов, 1959; Ксенз, 1962; Захарченко, Безкровный, Предко, 1967), что занятые пары практически не уступают чистым парам и позволяют дополнительно получать урожай парозанимающей культуры.
В то же время о необходимости включения в севооборот чистого пара говорят П.А. Петровский (1927); П.Н. Кравченко (1938); М.А. Григорьев, (1938). Чистые пары способствовали снижению засоренности посевов сахарной свеклы. К отрицательным последствиям посева свеклы по пару относится низкое качество свекловичного сырья: корнеплоды свеклы после пара имеют самое низкое содержание сахара и наивысшее — вредного азота.
Почвенно-агроклиматические условия проведения опытов
Полевые и лабораторные исследования проведены нами на Бийской опытно-селекционной станции, расположенной в зоне выщелоченных черноземов и темно-серых лесных почв лесостепи Алтайского края.
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный малогумусный маломощный суглинистый - характеризуется следующими показателями: содержание гумуса в пахотном слое почвы 4-6%; содержание подвижных форм фосфора по Чирикову 15-20 мг на 100 г почвы; подвижного калия 12-18 мг/100г почвы и имеет реакцию близкую к нейтральной (гидролитическая кислотность 4,5-5 мг.экв. на 100 г почвы; рН солевой - 5,1-5,5).
Водные свойства почвы опытного участка были определены перед закладкой опыта в 1989 году Научными сотрудниками Бийской ОСС В .Я. Сер-гиенко и Л.П. Вещевой и представлены в таблице 3. Как видно из таблицы, чернозем выщелоченный обладает хорошими водными свойствами, благоприятными для возделывания сельскохозяйственных культур. Так, для получения высоких урожаев сахарной свеклы по данным исследователей (Зубчен-ко, Ешелкина, Глазюк, 1965), в метровом слое необходимо наличие не менее 150 мм и в полутораметровом слое (Барштейн, Дмитриев, Панфиленко, 1979) - не менее 200 мм влаги, в то время как почва опытного участка способна накапливать в слое 0-100 см -193,1мм; в слое 0-150 см - 285,7мм продуктивной влаги.
Погодные условия в годы проведения исследований в целом были типичны для зоны, несмотря на значительные колебания по годам (табл. 4 и 5). По количеству выпавших осадков, 1995, 1996 и 1998 гг. выдались засушливыми, а 1997 г был острозасушливым: недобор осадков составил 7, 8, 11 и 22% соответственно. 1999 г по этому показателю был близок к норме — 98%, а в 2000 и 2001 гг. выпало на 10 и 30% соответственно больше осадков. Причем в большинстве лет исследований за исключением 1995 и 1996, за зимний период осадков выпало близко к норме, либо больше ее. Особенно выделяются зимы 1999, 2000 гг., когда выпало почти на четверть больше нормы осадков, а особенно 2001 г, когда осадков выпало более чем в 1,5 раза больше среднемного-летнего значения, что обеспечило высокие запасы почвенной влаги весной.
Погодные условия в мае по годам были различны. Так, среднесуточные температуры 1997, 1999 и 2000 гг. превышали среднемноголетнее соответственно на 3,9, 5 и 2,2. В другие годы исследований разница в среднесуточных температурах за этот месяц не превышала 1 градуса.
Недобор осадков в мае отмечался в 1995 (59% от нормы), 1996 (61% от нормы) и 1999 (51% от нормы). В 1997 и 1998 гг. осадков выпало на 22% больше обычного, а в 2000 году вообще выпала двойная месячная норма. В июне, в большинстве лет исследований, за исключением 1995 года, когда было холоднее на 1,8, температура изменялась в обьиных пределах (1999), либо было теплее.
Среднесуточные температуры в июле также в большинстве лет были близки к многолетним либо несколько превышали их. Исключение был июль 2000 и 2001 гг., когда было холоднее на 1,0 и 2,2С соответственно. Август во все годы исследования был теплее обычного. Особенно жарким август выдался в 1998 году. Среднесуточная температура оказалась выше многолетней на 4,6. По влагообеспеченности лето в 1995,1996 и 2000 гг. выдалось умеренно влажным, а в 1997-1999 остро ощущался дефицит влаги. Самым засушливым было лето 1997 года, когда суммарное количество осадков за июнь-июль составило чуть больше 30 процентов от нормы, а за вегетационный период (май-сентябрь) недобор осадков составил 38%. Наиболее благоприятными для роста и развития свекловичных растений были 2000 и 2001 г. Большое количество осадков в осенне-зимний период и большое их количество в начале вегетации в сочетании с повышенными температурами воздуха создали благоприятные условия для получения хорошего урожая. Несмотря значительное варьирование по месяцам, агрометеорологические условия в годы проведения опытов были близки к требованиям, предъявляемым растениями сахарной свеклы к условиям произрастания, за исключением 1997 года, который можно охарактеризовать как острозасушливый. Таким образом, наличие лет с разнообразными агрометеорологическими условиями позволяет считать длительность постановки опытов по изучаемым вопросам вполне достаточной для получения достоверных результатов.
Содержание подвижной формы питательных веществ в почве
В настоящее время известно, что растениям необходим практически все биогенные элементы, при этом наиболее важное значение в питании имеют азот, фосфор и калий. Как правило, по их содержанию в почве судят об эффективном плодородии почвы. Сахарная свекла среди всех полевых культур является наиболее требовательной к обеспеченности элементами питания.
По данным исследователей (Слезкин, 1908; Душечкин, 1911; Любарская, Ноткина, 1937; Карпенко, 1958 и др.), в основных районах свеклосеяния, в первой половине вегетации сахарная свекла наиболее интенсивно поглощает азот, во второй - фосфор и калий. В условиях Алтайского края в период интенсивного роста листьев наряду с азотом растениям в большом количестве необходим калий, а во время интенсивного роста корнеплода и сахаронакопления - фосфор и калий (Зубченко, 1976).
Многочисленными исследованиями, проведенными как в европейской части страны (Кудрявцева, 1927; Гедройц, 1933; Зайцев, 1940; Шмук, 1950; Болотина, 1950; Возбуцкая, 1968; Адерихин, Щербаков, 1974; Смирнов, 1982 и др.), так и в Сибири (Славнина, 1949, 1965, 1974; Кочергин, Остроумова, 1957; Кузнецова, 1959; Возбуцкая, 1960; Рынке 1961; Кочергин, 1965; Угаров, 1967; Сухинина, 1971; Гамзиков, Бондарчук, 1974; Гам-зиков, 1981) установлено, что основным источником азота для питания растений служат соли азотной кислоты и соли аммония, физиологическая равноценность которых была доказана еще Д.Н. Прянишниковым (1945) и его учениками И.Г. Дикусаром (1940), А.В. Владимировым (1948) и другими.
Однако, как показали исследования А.Е Кочергина (1956, 1959, 1965), А.Е. Кочергина, О.А. Остроумовой (1957), А.Е. Возбуцкой (1960), Г.П. Гамзикова, Г.И. Кострик, В.Н. Емельяновой (1985), в почвенных условиях на мерзлотных и сезонно-мерзлотных почвах нитраты имеют пре имущество перед аммиаком и являются основным источником азота для питания растений в своеобразных условиях Сибири. Об обеспеченности почвы доступным азотом и необходимости применения азотных удобрений судят по содержанию N-NO3, определенному поздней осенью или весной.
Регулирование питательного режима почв с помощью удобрений -один из важных агротехнических приемов, способствующих получению высоких урожаев. Азотсодержащие минеральные и органические удобрения оказывают существенное влияние на накопление нитратного азота в почве.
По данным Н.Н. Наплековой (1970), Е.Н. Мишустина (1972), обильное внесение углеродистых веществ, в частности соломы и навоза в первый период взаимодействия с почвой замедляет темпы накопления нитратов из-за резкого нарушения соотношения между углеродом и азотом, способствуя бурному развитию целлюлозоразлагающих и некоторых других видов бактерий, что приводит к закреплению минерального азота в плазме этих микроорганизмов. Это подтверждают и опыты Н.Ф. Кочегаровой (1976), в которых навоз, внесенный в паровое поле на выщелоченных черноземах Омской области в дозе 50 т/га, не оказывал в первые два месяца существенного влияния на накопление нитратного азота.
Исследованиями, проведенными в европейской части страны (Боб-рицкая, Москаленко, 1968; Страумэ, 1970; Замятина, Варюшкина и др., 1972; 1974; Варюшкина, 1980; Кореньков, Романюк и др., 1983) и за рубежом (Vomel, 1970; Low, Armitage, 1970; Weise, 1972; Kundler, Ackerman, 1974), установлена большая мобильность нитратного азота, который может мигрировать на различную глубину и даже вымываться за пределы корне-обитаемого слоя. Интенсивность миграции N-NO3 по почвенному профилю зависит от количества осадков, гранулометрического состава почвы, дозы удобрений. По материалам Сибирских агрохимиков (Кочергин, 1965; Гамзиков, 1974, 1981; Кочегарова, 1976; Помазкина, Паршина, 1979; Писарева, 1984), наблюдается слабая миграция N-N03 за пределы метрового слоя. Азот удобрений, применяемый в умеренных дозах, накапливается в основном в верхнем 0-60 см слое почвы и лишь в отдельные, исключительно влажные годы в форме N-NO3 может мигрировать до глубины 100см.
На основании проведенных исследований на разных типах почв Западной Сибири Г.П. Гамзиков (1985) приходит к заключению, что «... при систематическом внесении высоких доз азотных удобрений будет происходить перемещение значительных количеств нитратного азота к нижней части метрового профиля...».
Результаты исследований В.Я. Сергиенко (1990) показали, что на выщелоченных черноземах лесостепной зоны Алтайского края уже при разовом внесении под свеклу азота в дозе 120 кг/га на фоне последействия навоза возможна миграция N-ЫОз за пределы 0-40 см слоя почвы. А в вариантах систематического внесения навоза под свеклу такая закономерность проявляется уже при внесении 80 и даже 40 кг/га азота с минеральными удобрениями. Автор приходит к выводу, что на фоне навоза, внесенного под свеклу, в годы с оптимальным водным режимом почвы в начальный период роста растений, внесение даже небольших доз азотных удобрений может способствовать миграции N-ЫОз в нижнюю часть метрового профиля. Тем не менее, это не оказывает отрицательного влияния на обеспеченность азотом сахарной свеклы.
Далее автор, сравнивая результаты своих исследований со шкалой определения обеспеченности почв и потребности растений в азотных удобрениях по содержанию нитратного азота в слое 0-40 см, разработанную А.Е. Кочергиным (1961), А.Е. Кочергиным и Г.П. Гамзиковым (1974), приходит к выводу, что для сахарной свеклы, обладающей глубоко проникающей корневой системой, содержание нитратного азота в 0-40 см слое почвы не дает полного представления об обеспеченности ее нитратами. Поэтому наблюдения за содержанием нитратного азота в почве перед посевом мы проводили до глубины одного метра.
Проведенные исследования показали, что на всех вариантах опыта обеспеченность почвы азотом культур севооборотов перед посевом, благодаря внесению удобрений, не только держится на высоком уровне (табл.11) но и со временем на всех вариантах опыта наблюдается миграция значительного количества нитратного азота за пределы 40 сантиметрового слоя почвы. Раньше всего это происходит на варианте пар - свекла, чему способствует более интенсивная минерализация органического азота почвы в паровом поле, внесение высоких доз азотных удобрений и благоприятный водный режим почвы. В последующие годы это наблюдается во всех вариантах опыта
Урожайность яровой пшеницы в свекловичных севооборотах
Наукой и практикой земледелия установлено, что сельскохозяйственные культуры оказывают различное воздействие на питательный режим и физико-химические свойства почвы, тем самым по-разному влияя на условия произрастания последующих культур. Это воздействие определяется биологическими и агротехническими особенностями растений, выносом элементов питания и водопотребления, количеством оставшейся после уборки органической массы и другими факторами.
Сахарная свекла, как одно из высокопродуктивных растений, потребляет для формирования урожая значительное количество питательных веществ и воды, оставляя в почве относительно небольшую массу корневых остатков. Например, элементов питания эта культура использует в два-три раза больше, чем зерновые, при совершенно ином их соотношении.
По данным исследований многих научных учреждений, в различных почвенно-климатических условиях, на образование 100 ц корнеплодов и соответствующего количества листьев свекла использует около 38-45 кг азота, 13-15 кг фосфорной кислоты и 40-45 кг окиси калия (Тонкаль, 1969). То есть при урожае корнеплодов 300 ц/га отчуждается с каждого гектара этих элементов питания соответственно около 115-135,40-45 и 120-135 кг.
В условиях лесостепи Алтайского края на каждую тонну корнеплодов с соответствующим количеством ботвы свекла выносит из почвы 6 кг азота, 2,6 кг фосфора, 11,7 кг калия и 80 м воды (Зубченко, 1976; Зубчен-ко, Сергиенко, Ешелкина и др., 1991). Больший вынос питательных веществ в почвенно-климатических условиях края объясняется более мощным развитием ботвы, недостаточной реутилизацией интенсивно накапли ваемых в июле и августе питательных веществ в условиях быстрого похолодания в сентябре, меньшей продолжительностью вегетационного периода, чем в центральных районах свеклосеяния.
Сахарная свекла, развивая мощную корневую систему, которая проникает вглубь до 2,5-3,0 и более метров (Ротмистров, 1939; Орловский, Оканенко, Маринчик, 1968), интенсивно расходует влагу осадков и почвы. На образование грамма сырой массы корнеплода она потребляет 70-80 см3 воды, или 7-8 ц на 1 ц урожая (Бузанов, Борисюк, Маковецкий и др., 1979).
В районах с недостаточным и неустойчивым увлажнением, особенно в засушливые годы, свекла способна иссушать весь корнеобитаемый слой почвы (Зубенко, Барштейн, Дмитриев, 1979). Кроме того, сахарная свекла использует почвенную влагу на глубине ниже одного, двух и трех метров. Восстановление влажности в этих слоя происходит лишь через два-три года (Дробышева, 1981; Погребняк, Не-дашковский, Мацевская, 1998; Доценко, Титаренко, Бородин и др., 1999). В связи со столь существенным влиянием сахарной свеклы на почвенные условия нами ставилась задача выявить место яровой пшеницы в свекловичных севооборотах с короткой ротацией.
По мнению многих авторов (Бараев, 1964; Юферов, Милащенко, Неклюдов, 1972; Кузнецов, Дроговоз, Бидагаев, 1977), урожай яровой пшеницы в значительной степени определяется предшественниками, влияние которых особенно проявляется в засушливые годы и только чистый пар гарантирует ежегодно получение высоких урожаев зерна.
В.В. Метельский, Л.З. Шамаева, В.Р. Свиридович (1962), М.Ф. Бычко (1971), А.М. Тимин (1971), П.Л. Гончаров (1978), И.И. Синягин (1978) и другие, указывая, что в благоприятные по увлажнению годы такие предшественники, как многолетние травы, горох, кукуруза на силос, не уступают по урожаю пшеницы, размещаемой по чистому пару, все же считают наличие в севообороте парового поля обязательным условием устойчивой продуктивности пашни. Большинство же исследователей отмечают снижение продуктивности пшеницы с увеличением насыщенности ею севооборотов вплоть до бессменных посевов. Главная причина падения уровня урожая яровой пшеницы при высоком удельном весе ее в севообороте является поражение растений болезнями, вредителями и засоренность посевов (Воробьев, 1968, 1973, 1976; Щульмейстер, 1971; Konnecke, 1972; Воробьев, Четверня, 1976; Шевченко, Тумайкина, 1978; Абрамов, 1983; Черенков, Мухин, Федоров, 1993).
В наших опытах пшеница размещалась по трем различным предшественникам: по чистому пару, сахарной свекле и по яровой пшенице. Выявить влияние различных предшественников на запасы влаги в метровом слое почвы не удалось из-за относительной кратковременности опыта. Предшествующие исследования сотрудников Бийской ОСС (Дро-бышева, 1981) свидетельствует о высокой обеспеченности запасами продуктивной влаги яровой пшеницы, размещаемой по пару. При наблюдении за полевой всхожестью самый неблагоприятный выдался 2000 год, что было обусловлено большим количеством осадков ливневого характера и, как следствие, образование почвенной корки. Среди изучаемых предшественников сахарная свекла оказывала наиболее благоприятное влияние на полевую всхожесть яровой пшеницы (табл. 30). Учет урожайности яровой пшеницы в трехпольных звеньях севооборотов в зависимости от размещения по различным предшественникам представлен в таблице 31. Очень низкая продуктивность пшеницы в 1998 и 1999 годах была вызвана засухой в период кущения - выхода в трубку (ГТК июня 1998 - 0,623; ГТК мая 1999 - 0,518, июля - 0,384).
При размещении пшеницы по пару ее урожайность достоверно превышала другие варианты в большинстве лет наблюдений, за исключением 1998 года, когда все предшественники оказались равнозначны по этому показателю. Размещение пшеницы в севообороте после сахарной свеклы, при неблагоприятных по влагообеспеченности погодных условиях (1998 и 1999 гг.), по урожайности оказалась равнозначным повторным посевам (пшеница по пшенице). Но в условиях 2000 года, когда не было недостатка в осадках, свекла в качестве предшественника позволила получить на 0,75т/га зерна яровой пшеницы больше, чем в повторных посевах.
Сравнение урожайности яровой пшеницы, размещаемой по пару, в зависимости от удельного веса в севообороте сахарной свеклы в отдельно взятые годы не показали достоверность изменения этого показателя (кроме 2001 г) в зависимости от изучаемого фактора по причине малой выборки для математического анализа (табл.32). Тем не менее, наблюдаемая тенденция к увеличению урожайности яровой пшеницы с увеличением удельного веса свеклы в севообороте оказалась достоверной, что подтвердил анализ накопленного материала за все годы наблюдений. В среднем за семь лет сбор зерна с гектара на варианте, более насыщенном свеклой (33%), на 0,3 тонны превзошел шестипольный вариант (17%)
Похожие диссертации на Уровни насыщения сахарной свеклой полевых севооборотов в лесостепи Алтайского края
