На правах рукописи

ниджляева инесса анатольевна

возделывание ярового рапса в рисовых севооборотах и его мелиорирующее значение

на бурых полупустынных почвах

Калмыкии

Специальность: 06.01.02 – Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - 2009

Работа выполнена в Калмыцком филиале Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова (ГНУ ВНИИГИМ Россельхозакадемии)

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Дедова Э.Б.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Добрачев Ю.П.

кандидат сельскохозяйственных наук Вуколов Н.Г.

Ведущая организация – ГНУ Калмыцкий научно-исследовательский институт

сельского хозяйства Россельхозакадемии

Защита состоится 4 марта 2009 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, г. Москва, ул. Большая Академическая, 44

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии

Автореферат разослан « 3 » февраля 2009 года

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук Исаева С.Д.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. На современном этапе развития рисоводческой отрасли страны главной задачей является формирование высокопродуктивных, экономически эффективных агроценозов и экологически безопасных технологий их возделывания.

Одним из приемов обеспечения экологически безопасного и высокоэффективного функционирования рисовых мелиоративных агроландшафтов Калмыкии является внедрение ресурсосберегающих технологий возделывания суходольных культур, способных формировать высокие урожаи без полива с использованием остаточных после риса запасов влаги. Это позволяет бо­лее эффективно использовать орошаемые земли и воду, ускоряет окультуривание периодиче­ски затопляемых почв рисовых полей, увеличивает вы­ход высокоценной белковой кормовой продукции, что способствует гармоничному сочетанию рисосеяния с созданием кормовой базы для животноводства.

Одной из таких малоэнергоемких культур широкого спектра использования является яровой рапс. По пищевым и кормовым достоинствам яровой рапс значительно превосходит многие сельскохозяйственные культуры. Так, в 1 кг рапсовой муки из семян содержится 400…500 г жира, до 380 г белка, что в 1,9…4 раза больше, чем в гороховой, пшеничной и ячменной муке. Ценным кормом, не уступающим по содержанию белка бобовым культурам, является зеленая масса рапса, обладающая сочностью, хорошей переваримостью, незначительным количеством клетчатки.

Кроме этого, растения ярового рапса обогащают почву органическим веществом за счет дополнительного поступления в почву растительных остатков, повышают ее биологическую активность, улучшают фитосанитарное состояние полей, оказывают положительное влияние на рост, развитие и урожайность основной культуры севооборота – риса, снижают его засоренность и поражение растений вредителями и болезнями.

Однако для более полной реализации потенциальных возможностей ярового рапса, как фитомелиоранта рисовых полей, необходимо разработать приемы его возделывания, способствующие активизации процесса формирования урожая с использованием остаточных запасов влаги после риса.

Целью исследований настоящей работы является повышение продуктивности рисового севооборота за счет включения в него посевов ярового рапса в качестве фитомелиоранта и разработка агротехнических приемов его возделывания, обеспечивающих рациональное использование остаточной после риса влаги и формирование запланированной урожайности - 20…25 т/га зеленой массы и до 2,5 т/га семян.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

* выполнить анализ научных основ производственного опыта возделывания ярового рапса, выявить возможные направления и эффективные способы регулирования агротехнических приемов, обеспечивающих повышение продуктивности посевов рапса и рисового севооборота;

* изучить особенности продукционного процесса ярового рапса при возделывании на семена в зависимости от уровня азотного питания и нормы высева с учетом имеющихся запасов почвенной влаги и складывающихся погодных условий;

* изучить особенности формирования урожая зеленой массы сортов ярового рапса в зависимости от доз азотных удобрений и плотности посевов;

* определить закономерности водопотребления по фенологическим фазам развития ярового рапса;

* дать агромелиоративную оценку ярового рапса как предшественника основной культуры рисового севооборота;

* определить энергическую и экономическую эффективность возделывания ярового рапса в рисовых севооборотах Калмыкии.

Объект и методика исследований. Объектом исследований являются рисовые мелиоративные системы и культура яровой рапс. Предмет исследований - технология возделывания ярового рапса на зеленый корм и семена в рисовых чеках. Полевые исследования были проведены на Сарпинской рисовой оросительно-обводнительной системе в соответствии с требованиями «Методики полевого опыта» (Б.А. Доспехов, 1985), «Методики полевого опыта в условиях орошения» (ВНИИОЗ, 1983), «Методических рекомендаций по оценке эффективности инвестиционных проектов мелиорации сельскохозяйственных земель» (2001), «Методики биоэнергетической оценки эффективности технологий в орошаемом земледелии» (ВАСХНИЛ, 1989). Математическая обработка данных проводилась методами корреляционного, регрессионного, дисперсионного анализа по методике Б.А. Доспехова (1985), с помощью программы STATISTICA 6.0 и процессора электронных таблиц Microsoft Excel XP.

Личный вклад состоит в обобщении результатов теоретических исследований, разработке концептуальных подходов и экспериментальном обосновании технологических элементов возделывания ярового рапса в рисовых чеках как сопутствующей культуры, обладающей фитомелиоративными свойствами и обеспечивающей формирование стабильных урожаев семян и зеленой массы. При непосредственном участии автора выполнены полевые исследования, по результатам которых разработана технология возделывания ярового рапса, которая была внедрена в производство.

Научная новизна. Для почвенно-климатических условий Калмыкии впервые установлены закономерности влияния плотности посевов и доз внесения азотных удобрений на продукционный процесс и урожайность растениеводческой продукции ярового рапса в рисовых севооборотах с использованием остаточной после риса влаги. Изучено фитомелиоративное воздействие ярового рапса на повышение плодородия бурых полупустынных почв в рисовом севообороте. Дана комплексная оценка качества полученной продукции ярового рапса.

Основные положения, выносимые на защиту:

* закономерности влияния основных агротехнических приемов на продукционной процесс и урожайность зеленой массы и семян ярового рапса;

* закономерности водопотребления и динамики водного режима почвы по фенологическим фазам развития ярового рапса в промежуточных после риса посевах;

* технология возделывания ярового рапса, адаптированная к рисовым севооборотам с использованием остаточных после риса запасов влаги для получения 20…25 т/га зеленой массы и до 2,5 т/га семян.

Практическая значимость работы. Доказана высокая экономическая и экологическая эффективность возделывания ярового рапса в рисовых чеках с использованием остаточной после риса влаги на бурых полупустынных почвах Калмыкии. Результаты исследований внедрены в РГУП «Восток», РГУП «50 лет Октября» Октябрьского района Республики Калмыкия на площади 300 га, урожайность семян ярового рапса составила до 2,5 т/га и зеленой массы до 25 т/га.

Разработанные рекомендации по технологии возделывания ярового рапса на зеленый корм и семена с учетом биологических особенностей культуры и агроклиматических ресурсов региона могут быть использованы проектными и производственными организациями.

Апробация работы и реализация результатов исследований. Результаты экспериментальных исследований и основные положения диссертационной работы докладывались на II и III Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы современных аграрных технологий (Астрахань, 2007, 2008); на Международных научно-практических конференциях «Россия и Центральная Азия: историко-культурное наследие и перспективы развития» (Элиста, 2006); «Проблемы устойчивого развития мелиорации и рационального природопользования» (Москва, 2007); «Совершенствование технологий производства продуктов питания в свете Государственной программы развития сельского хозяйства на 2008-2012 г.г.» (Волгоград, 2008); на V съезде Докучаевского общества почвоведов (Ростов - на Дону, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 1 – в журнале, рекомендованном ВАК России.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав и выводов, изложена на 184 страницах машинописного текста, иллюстрирована 20 рисунками, содержит 48 таблиц и 13 приложений. Список использованной литературы включает 160 источников, в том числе 9 иностранных авторов.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы, определены цель и задачи исследований, охарактеризована новизна работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Агроэкологические проблемы возделывания ярового рапса» рассмотрены теоретические вопросы и практический опыт возделывания ярового рапса в различных природно-климатических зонах, перспективы его применения как сопутствующей культуры в рисовых севооборотах, обладающей при этом фитомелиоративными свойствами. Выполненный анализ свидетельствует о том, что основные тенденции ухудшения мелиоративной обстановки рисовых полей и прилегающих территорий как за рубежом, так и в нашей стране будут сохраняться, если не принимать соответствующих мер по их предотвращению.

Одним из путей улучшения экологического состояния земель на землях рисовых оросительных систем и повышения продуктивности риса является внедрение в рисовые севообороты мелиоративного поля (наряду с планировкой чеков, очисткой каналов, ремонтом гидротехнических сооружений проводится фитомелиорация), что способствует повышению и сохранению плодородия почвы рисовых чеков. Вопросы конструирования мелиоративных агроландшафтов, в том числе рисовых, оптимизации их структуры и экологически безопасного функционирования изложены в работах ведущих ученых Б.А. Неунылова, Б.Б. Шумакова, Е.П. Алешина, И.П. Кружилина, В.В. Бородычева, Л.В. Кирейчевой, Н.И. Парфеновой, Ю.П. Добрачева, Г.А. Романенко, С.Д. Исаевой, В.Ф. Шащенко, Г.Л. Зеленского, А.Ч. Уджуху, Л.Т. Яковлевой, А.М. Гродзинского, В.Ф. Шматкина, С.Б. Адьяева, Э.Б. Дедовой и др.

Анализ научных публикаций и производственного опыта позволил обосновать возможность использования ярового рапса в качестве культуры-фитомелиоранта, разработать и реализовать программу экспериментальных исследований на рисовых оросительных системах республики Калмыкия.

Во второй главе «Характеристика почвенно-климатических условий и методика проведения исследований» поставлена цель и задачи проводимых экспериментальных исследований, приведена характеристика почвенно-климатических условий опытного участка, дана схема постановки и проведения полевых экспериментов, изложена методика исследований.

Экспериментальные исследования по изучению агромелиоративной роли и экономической эффективности возделывания ярового рапса как сопутствующей культуры в рисовом севообороте и его влияния на урожайность риса проводились в 2006…2008 г.г. на территории ОПХ «Харада» ГНУ ВНИИГиМ Октябрьского района Республики Калмыкия, расположенной в зоне деятельности Сарпинской ООС. Все материалы обрабатывались в почвенно-мелиоративной лаборатории и лаборатории адаптивных технологий и фитомелиорации Калмыцкого филиала ГНУ ВНИИГиМ, в ФГУ Станция агрохимической службы «Калмыцкая».

Почвы опытного участка - бурые полупустынные средне- и тяжелосуглинистые, характеризуются щелочной реакцией среды (рН = 8…8,4), плотностью сложения пахотного слоя 1,28…1,30 т/м³, низким содержанием гумуса (в слое 0…0,4 м) - 1,15…1,26% и азота - 42,7…63,5 мг/кг; повышенным содержанием подвижного фосфора (85,6…94,1 мг/кг) и высоким обменным калием (485…510 мг/кг). Почвы рисовых чеков после возделывания риса характеризуются незначительной вариабельностью содержания легкорастворимых солей в метровом слое - 0,093…0,097%. Грунтовые воды хлоридно-сульфатно-натриево-кальциевые с минерализацией 4,2…6,4 г/л залегают на глубине 1,5…2,2 м.

Метеорологические условия в годы проведения исследований были различными по температурному режиму и атмосферному увлажнению в период активной вегетации ярового рапса. Максимальный дефицит испаряемости за вегетацию наблюдался в 2007 году – 532 мм, что на 137 мм выше среднемноголетней нормы. Дефицит испаряемости в 2006 и 2008 годах был практически на уровне среднемноголетних данных (превышение составило 54 мм).

В соответствии с программой исследований и решения поставленных задач в рисовых севооборотах были заложены и проведены три полевых опыта.

Опыт 1. Влияние площади питания в сочетании с применением азотных удобрений на продуктивность зеленой массы ярового рапса в рисовом севообороте.

Опыт был заложен методом организованных повторений, который включал делянки с полным набором всех вариантов схемы опытов. Повторность опытов трехкратная. В пределах организованного повторения варианты опыта по главным делянкам и субделянкам размещали методом рандомизации. Размер делянок 50 м², при общей площади опытного участка 0,36 га. Схема опыта по фактору А (минеральное питание) включала следующие дозы внесения азотных удобрений: вариант А₁ - без применения удобрений (контроль); вариант А₂ – внесение N₉₀ для формирования планируемой урожайности зеленой массы 20 т/га; вариант А₃ - внесение N₁₂₀ для формирования планируемой урожайности зеленой массы 25 т/га. На фоне внесений азотных удобрений изучались четыре варианта площади питания (фактор В): вариант В₁ – ширина междурядий 15 см; вариант В₂ –30 см; вариант В₃ – 45 см; вариант В₄ – 60 см. Норма высева составляла 2,5 млн.шт./га. Фактор С предусматривал проведение исследований с сортами ярового рапса разного срока созревания: С₁ – Визит (ранний); С₂ – Ратник (среднеспелый). Посев проводили в первую декаду апреля. Агротехника возделывания ярового рапса в опытах разрабатывалась на основе действующих зональных рекомендаций с дополнениями их вариантами изучаемых приемов.