Автореферат (Возделывание поливидовых однолетних кормовых культур на мелиорированных землях республики Калмыкия)

На правах рукописи

даваев александр владимирович

возделывание поливидовых однолетних

кормовых культур на мелиорированных землях

республики калмыкия

Специальность: 06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - 2014

Диссертационная работа выполнена в Калмыцком филиале Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Россельхозакадемии

Защита состоится 24 апреля 2014 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.038.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации им. А. Н. Костякова по адресу: 127550, Москва, ул. Большая Академическая, д. 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИГиМ и на сайте http://sovet.vniigim.ru/download/disser_davaev.pdf .

Автореферат разослан 24 февраля 2014 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук С. Д. Исаева

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Создание устойчивой кормовой базы для животноводства является основной задачей земледелия, главным направлением в увеличении продуктов питания и решении продовольственной проблемы. С каждым годом проблема обеспечения кормами сельскохозяйственных животных обостряется. В связи с этим руководством Российской Федерации поставлена масштабная задача экономического возрождения страны путем реализации национальных проектов по приоритетным направлениям, в частности по развитию агропромышленного комплекса. Для условий Калмыкии основной отраслью сельскохозяйственного производства является животноводство (овцеводство и мясное скотоводство).

В условиях аридного климата увеличение животноводческой продукции возможно только за счет укрепления кормовой базы, чего можно добиться только путем развития орошаемого земледелия, обеспечивающего животноводство гарантированными объемами кормов высокого качества. Значительное повышение продуктивности орошаемого кормопроизводства достигается при возделывании культур, обладающих высокими адаптационными свойствами к экстремальным условиям произрастания, дающими не только высокие урожаи и позволяющие рационально использовать пашню для производства высокорентабельных кормов, но и способствующие улучшению плодородия почв. Однако для получения высоких урожаев зеленой массы, максимальных сборов растительного белка, увеличения обменной энергии и кормовых единиц на мелиорируемых землях необходимо разработать технологические основы возделывания поливидовых агроценозов однолетних трав, что является актуальной и своевременной задачей.

Степень разработанности темы. Результаты теоретических исследований и практического опыта по разработкам технологий возделывания поливидовых агроценозов И.П. Кружилина, Л.В. Рудневой, В.И. Филина, Т.Н. Дроновой, Б.А. Гольдварга, М.М. Оконова, В.Б. Троца, А.Г. Кобзина и многих других ученых показали, что увеличение производства высококачественных кормов на мелиорируемых землях достигается при насыщении полевых севооборотов многокомпонентными смесями однолетних кормовых культур. При этом, целесообразно включать в поливидовые посевы высокоотавные культуры, такие как суданская трава, сорго-суданковые гибриды, а для увеличения питательности кормов – бобовые культуры.

Для полупустынной и пустынной зон Республики Калмыкия недостаточно изучен ассортимент кормовых культур, способных противостоять экстремальным условиям среды (высокий температурный фон воздуха, атмосферная засуха, жесткие почвенно-мелиоративные условия) и формировать при этом высокие урожаи. В связи с этим, данная работа, посвящена повышению устойчивости кормопроизводства в аридных условиях путем формирования смешанных агроценозов однолетних кормовых культур при регулировании их водного и питательного режимов, обеспечивающих высокую продуктивность и экологическую безопасность мелиорированных агроландшафтов.

Цель исследований – разработать технологические основы формирования высокопродуктивных поливидовых кормовых агроценозов на мелиорируемых землях, обеспечивающих в аридных условиях Калмыкии устойчивость кормопроизводства за счет оптимизации водного режима почвы и уровня минерального питания.

Программой исследований предусматривалось решение следующих основных задач:

- проанализировать научный и производственный опыт возделывания смешанных агроценозов однолетних кормовых культур, наметить пути совершенствования технологических процессов, направленных на повышение продуктивности посевов;

- изучить закономерности формирования продукционного процесса сорго сахарного в смешанных посевах в зависимости от режимов орошения;

- определить влияние различных доз минеральных удобрений на рост, развитие и продуктивность надземной массы амаранта в поливидовых агроценозах при орошении;

- изучить особенности водопотребления и формирования водного режима смешанных агроценозов однолетних кормовых культур при многоукосном использовании в условиях близкого залегания грунтовых вод;

- провести сравнительную оценку кормовой ценности надземной массы поливидовых агроценозов;

- выполнить оценку экономической и энергетической эффективности агротехнических приемов возделывания смешанных агроценозов однолетних кормовых культур в полевом севообороте.

Научная новизна. В результате проведенных экспериментальных исследований впервые для аридных условий Калмыкии определены закономерности формирования продукционного процесса и урожайности высокопродуктивных смешанных агроценозов однолетних кормовых культур. Установлены закономерности водопотребления поливидовых однолетних агроценозов по укосам, которые позволяют оптимизировать режим орошения в условиях близкого залегания уровня грунтовых вод. Определены закономерности влияния минеральных удобрений на показатели продуктивности и урожайность амаранта в смешанных посевах при орошении. Дана комплексная оценка качества полученной продукции однолетних трав и их смесей и выявлена их положительная роль в накоплении элементов питания в пахотном слое почвы. Разработаны агротехнические приемы возделывания смешанных однолетних агроценозов при орошении и регулировании минерального питания.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая ценность данной работы заключается в обосновании создания поливидовых агроценозов однолетних кормовых культур при орошении в аридных условиях, позволяющих при регулировании водного и питательного режимов обеспечить производство зеленых кормов. На основании проведенных исследований рекомендовано производству возделывание трехкомпонентных смешанных посевов (“амарант + овес + рапс”, “сорго сахарное + соя + рапс”), позволяющих при рациональном сочетании доз минеральных удобрений и режимов орошения получать 65,40…118,0 т/га зеленой массы и 9,76…10,01 МДж обменной энергии в 1 кг сухого вещества.

Методология и методы исследований. Методологической основой работы являлся системный анализ, теоретические положения мелиоративной науки. Использованы методы А. Н. Костякова, Б.Б. Шумакова, Д.М. Каца, Н.В. Данильченко, Н.Н. Иванова, А.А. Ничипоровича и других ученых. Исследования базировались на анализе литературных и фондовых материалов, включали теоретические разработки, полевые и лабораторные исследования.

Основные положения, выносимые на защиту:

- закономерности продукционного процесса и формирования урожая зеленой массы поливидовых посевов амаранта метельчатого и сорго сахарного при орошении;

- закономерности водопотребления и формирования водного режима смешанных агроценозов однолетних кормовых культур при многоукосном использовании в условиях близкого залегания грунтовых вод;

- технологические основы создания поливидовых агроценозов кормовых культур на мелиорированных землях аридной зоны, обеспечивающие получение 60…100 т/га зеленой массы при оптимизации условий минерального питания и влагообеспеченности.

Достоверность результатов исследований подтверждается проведением многолетних полевых исследований с использованием апробированных методик экспериментов, применением методов математической статистики для обработки полученных экспериментальных данных, а также результатами производственной проверки основных положений диссертации.

Личный вклад автора состоит в постановке и проведении полевых и лабораторных исследований, выявлении закономерностей водопотребления, водного режима агроценозов, продукционного процесса и формирования урожая зеленой массы, в разработке технологических основ создания поливидовых агроценозов кормовых культур на мелиорированных землях аридной зоны.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований по созданию смешанных агроценозов кормовых культур при орошении дождеванием внедрены в СПК ПЗ “Первомайский” Черноземельского района Республики Калмыкия на площади 120 га, урожайность зеленой массы составила 108…127 т/га, при этом получен среднегодовой экономический эффект 24…26 тыс. руб./га.

Апробация работы. Результаты экспериментальных исследований и основные положения диссертационной работы докладывались на Международных научно-практических конференциях «Наука и молодежь: новые идеи и решения» (Волгоград, 2011); «Агрокомплекс – 2012» (Уфа, 2012); «Мелиорация и проблемы восстановления сельского хозяйства России» (Москва, 2013); на научно-практических конференциях «Актуальные проблемы селекционной работы в животноводстве» (Элиста, 2012), «Инновационный бизнес как основа модернизации региональной экономики» (Элиста, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, изложена на 226 страницах машинописного текста, в том числе основного текста 154 страницы, иллюстрирована 17 рисунками, содержит 54 таблицы и 57 приложений. Список использованной литературы включает 206 источников, в том числе 6 - зарубежных авторов.

содержание работы

Во введение показана актуальность проблемы, цель и задачи исследований, обозначена научная новизна полученных результатов, их достоверность и практическая значимость, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе “Кормопроизводство на мелиорируемых землях: проблемы и пути их решения” рассмотрены теоретические вопросы и практический опыт возделывания поливидовых агроценозов однолетних кормовых культур в различных природно-климатических зонах страны. Выполненный анализ свидетельствует о том, что эффективное возделывание смешанных посевов кормовых культур зависит от почвенно-климатических условий, подбора компонентов травосмесей, их соотношения, сроков и способов посева, применения удобрений и влагообеспечения. Вопросам изучения конструирования смешанных посевов однолетних кормовых культур и повышению их продуктивности на мелиорируемых землях посвящены работы Н.С. Камышева, И.П. Кружилина, А.А. Корнилова, Л.В. Рудневой, Б.А. Гольдварга, В,Г. Игловикова, М.С. Григорова, Т.Н. Дроновой, В.И. Филина, М.М. Оконова, И.Н. Корчугановой, Д.П. Гостищева, А.Н. Кшникаткиной, В.А. Варламова, В.Б. Троца и мн. другие.

Результаты исследований показали, что высокоэффективное кормопроизводство в аридных условиях возможно только при регулировании водного и питательного режимов почвы. Обобщение имеющихся научных исследований и практического опыта позволило обосновать программу работы, сформулировать цель и задачи исследований, решение которых направлено на повышение эффективности возделывания поливидовых агроценозов однолетних кормовых культур и обеспечение устойчивого функционирования агромелиоландшафтов.

Во второй главе “Комплексная оценка почвенно-климатических условий и методика проведения исследований” приведена характеристика почвенно-климатических условий опытных участков, дана схема постановки и проведения полевых экспериментов, изложена методика исследований. Экспериментальные исследования по подбору высокоурожайных однолетних кормовых культур, разработке усовершенствованной технологии возделывания поливидовых посевов проводились на территории СПК ПЗ “Первомайский” Черноземельского района Республики Калмыкия, расположенной в зоне деятельности Черноземельской ООС. Все материалы обрабатывались в почвенно-мелиоративной лаборатории и лаборатории адаптивных технологий и фитомелиорации Калмыцкого филиала ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии.

Почвы опытного участка - бурые полупустынные легкосуглинистые, характеризуются щелочной реакцией среды (рН = 7,9…8,2). Плотность сложения пахотного слоя 1,25…1,28 т/м³, с глубиной этот показатель увеличивается до 1,66 т/м³. Содержание гумуса низкое: в слое 0…0,4 м - 0,92…1,77%, нитратного азота 2,2…8,9 мг/кг почвы и подвижного фосфора – 2,2…8,6 мг/кг, со средним и повышенным содержанием обменного калия – 220…512 мг/кг. Ёмкость поглощения почвы низкая и составляет в пахотном слое – 7,5…9,5 мг-экв. на 100 г почвы. Содержание воднорастворимых солей в горизонте А_пах варьирует от 0,096 до 0,443%, в слое 0…0,4 м - от 0,204 до 0,452%, в метровом - от 0,408 до 0,674%. Глубина залегания грунтовых вод в приканальной зоне составляет 1,25…1,30 м, минерализация - 6,0…7,8 г/л. По мере удаления от коллектора-оросителя глубина увеличивается, а минерализация падает и на расстоянии 400 м уровень грунтовых вод - 3,30…3,45 м, минерализация воды 3,2…3,9 г/л.

Метеорологические условия в годы проведения исследований были различными по температурному режиму и атмосферному увлажнению в период активной вегетации поливидовых посевов. Так, максимальный дефицит испаряемости (309,5 мм) отмечен в 2012 году в период формирования I укоса надземной массы, что на 63% больше среднемноголетних значений. В 2010 году дефициты испаряемости за этот период были на уровне среднемноголетних данных (178 мм), в 2011 году - на 187,1 мм меньше среднемноголетних дефицитов испаряемости (рис. 1). По интегральному показателю напряжённости метеоусловий вегетационные периоды 2010 г и 2012 г характеризуются как сухие (дефицит испаряемости - 17…23 % обеспеченности), в 2011 г – как средневлажный (дефицит испаряемости - 52 % обеспеченности).

мм