Введение к работе
Актуальность темы. Современный этап развития систем земледелия предполагает создание сбалансированных, высокопродуктивных и устойчивых агроландшафтов, максимально адаптированных к природным условиям региона и обеспечивающих сохранение и повышение плодородия почв.
Важнейшим компонентом плодородия пахотных почв является их агрофизическое состояние. При достижении оптимальных параметров физических свойств почв активизируются процессы превращения веществ и энергии, интенсивнее протекают биологические процессы, заметно снижаются затраты на обработку почвы, повышается эффективность использования сельскохозяйственной техники, и, как следствие, увеличивается продуктивность возделываемых культур (Бондарев А.Г., 1977; Р. Menning, 1983; J. Lhotsky, 1984; Н.Vereecken, 1989; Боронтов О.К., 2010; Хасанова Р.Ф., 2010).
Излагаемые результаты получены при исследованиях проводимых в рамках выполнения государственного задания 02.01.02 «Усовершенствовать севообороты и структуру посевных площадей в хозяйствах различной специализации с целью обеспечения устойчивой продуктивности земель и сохранения биоразнообразия в агроландшафтах».
Цель и задачи исследования. Целью настоящих исследований являлась разработка путей оптимизации агрофизических свойств чернозема обыкновенного и повышения эффективности земледелия на основе использования эспарцета в звене полевых севооборотов.
При этом решались следующие задачи:
-
Изучить влияние эспарцета на структурно-агрегатное состояние почвы в различных севооборотах.
-
Установить закономерности изменения плотности сложения почвы, ее строения в севооборотах с многолетними травами различной продолжительности использования.
-
Выявить характер и закономерности изменения водно-физических свойств почвы, определить эффективность использования влаги в звеньях севооборотов с эспарцетом.
-
Изучить динамику биологической активности почвы и процесса углекислотного газообмена в системе «почва - приземный слой воздуха» под эспарцетом.
-
Оценить влияние эспарцета на содержание в почве Ca,Mg,Na.
-
Исследовать закономерности изменения продуктивности севооборотов с эспарцетом и оценить эффективность использования ресурсов плодородия почвы на основе информационно-энергетического анализа.
Научная новизна. Впервые автором диссертационной работы для условий юго-востока ЦЧЗ проведены комплексные исследования изменения агрофизических свойств черноземов в современных интенсивных полевых севооборотах. Получены новые оригинальные экспериментальные данные по эффективности включения бобовых трав в полевые севообороты, их влияния на показатели плодородия почвы и продуктивность возделываемых культур. Дана оценка изменения агрофизических параметров состояния плодородия почвы в полевых севооборотах. На основе полученного экспериментального материала разработаны пути снижения деградации физических свойств черноземных почв при их интенсивном сельскохозяйственном использовании в современных адаптивно-ландшафтных системах земледелия.
Выявлена зависимость трансформации физических характеристик плодородия почвы, связанная с введением в севооборот многолетних бобовых трав. Определена взаимосвязь агрофизических параметров чернозема обыкновенного с его биологическими свойствами и требованиями полевых культур.
Практическая значимость. Результаты проведённых научных исследований расширяют знания о влиянии многолетних бобовых трав на физические, физико-химические и биологические свойства черноземных почв, что позволит при их правильном применении повысить продуктивность севооборотов, устойчивость земледелия и стабилизировать плодородие почвы.
Доказана возможность улучшения физических, физико-химических и биологических свойств черноземных почв за счет оптимизации структуры посевов путем расширения доли многолетних бобовых трав в севооборотах.
Основные результаты исследований могут быть использованы для совершенствования систем земледелия Центрально-Черноземной зоны России и снижения деградационных процессов черноземов на основе использования полевого травосеяния. Материалы исследований рекомендуется использовать в проектировании современных адаптивно-ландшафтных систем земледелия, при чтении дисциплин растениеводство, земледелие, агропочвоведение по профильным специальностям в высших учебных заведениях.
Экспериментальные данные вошли составной частью в рекомендации «Оптимизация структуры посевов и севооборотов в эколого-ландшафтном земледелии Воронежской области», и в «Научно обоснованные системы ведения агропромышленного комплекса Воронежской области», включены в книгу: «Адаптивно-ландшафтные системы земледелия Воронежской области».
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Закономерности изменения агрофизических свойств почв пахотного слоя в севооборотах с эспарцетом.
-
Оценка роли севооборотов с разным насыщением эспарцетом в оптимизации водно-физических, физико-химических и биологических свойств почвы и в снижении их деградации.
-
Закономерности изменения продуктивности и экономической эффективности различных видов севооборотов с эспарцетом.
Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждены и получили положительную оценку на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы повышения эффективности агропромышленного комплекса» 23-25 января 2008 г., г. Курск, на Международной конференции «Современные проблемы науки и образования » 27-29 февраля 2012г., г. Москва, а также на заседаниях Проблемного и Ученого советов ГНУ Воронежского НИИСХ Россельхозакадемии, на заседании Территориального координационного совета «Научно-практические основы сохранения и воспроизводства плодородия почв ЦЧЗ» 25-26 июня 2008г., Каменная Степь, на заседании Территориального координационного совета «Пути сохранения плодородия почвы и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтном земледелии Центрального Черноземья» 29 мая 2009 г., Каменная Степь, на заседании Всероссийской школы молодых ученых и специалистов по теме: «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства» 27-28 июня 2012г., Каменная Степь.
Публикации результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 12 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы из 211 наименования, в том числе 14 на иностранных языках, предложений производству и 28 приложений. Работа изложена на 178 страницах печатного текста, включает 21 таблицу, 33 рисунка.
