Склоновые агроландшафты, плодородие чернозема и продуктивность с

На правах рукописи

Куклина Евгения Эрдэмовна

Склоновые агроландшафты, плодородие чернозема

и продуктивность севооборота в степной зоне Бурятии

Специальность 06.01.01 – общее земледелие, растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Улан-Удэ

2013

Работа выполнена на кафедре общего земледелия Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова»

Научный руководитель:

Батудаев Антон Прокопьевич Заслуженный работник сельского

хозяйства Российской Федерации,

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Официальные оппоненты:

Пигарева Нина Николаевна доктор биологических наук,

ведущий научный сотрудник

лаборатории биогеохимии и

экспериментальной агрохимии

ИОЭБ СО РАН

Рузавин Юрий Николаевич кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент, доцент Бурятской ГСХА

им. В.Р.Филиппова

Ведущая организация: Бурятский НИИСХ Россельхозакадемии

Защита состоится 15 марта 2013 г. в 13.00 ч. на заседании Диссертационного совета Д 220.006.03 при ФГБОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова» по адресу: 670034, г. Улан-Удэ, ул. Пушкина, д.8.

Тел./факс (301-2) 44-21-33

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Бурятской ГСХА им. В.Р. Филиппова

Автореферат разослан 14 февраля 2013 г. и размещен на официальном сайте ФГБОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова» www.bgsha.ru и в сети интернет на официальном сайте ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации www.vak.ed.gov.ru

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук,

профессор Корсунова Татьяна Михайловна

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Особенности агрономически значимых параметров плодородия склоновых почв при их длительном сельскохозяйственном использовании могут изменяться как в сторону улучшения, так и ухудшения. Это связано в первую очередь с существенной дифференциацией почв склонов от их верхней части к нижней по составу, свойствам, теплофизическим и гидротермическим параметрам, во вторую – различия в тепловлагоресурсах приводит к неоднородности в наступлении физико-технологических кондиций почвы и отзывчивости на антропогенные воздействия, направленные на создание лучших условий для роста и развития сельскохозяйственных культур.

Степень разработанности. Отсутствие склоновой направленности технологий сельскохозяйственных культур в Бурятии связано со слабой научной проработанностью данной проблемы в условиях отдельных земледельческих зон и разных почв. Влияние склоновых агроландшафтов на продуктивность и плодородие черноземных почв в степной зоне республики ранее практически не рассматривалось.

Цель исследований – определить влияние склоновых агроландшафтов на плодородие чернозема и продуктивность севооборота в степной зоне Бурятии.

Задачи исследований:

изучить состояние агрофизических и агрохимических свойств чернозема обыкновенного в зависимости от экспозиции и частей склонов;

установить влияние частей склонов южной и северной экспозиции на эколого-агрономические свойства почвы;

определить влияние склоновых агроландшафтов разной экспозиции на урожайность культур, продуктивность и экономическую эффективность зернопарового севооборота.

Защищаемые положения:

свойства почвы на различных частях склонов северной и южной экспозиции определяются почвенно-климатическим потенциалом рельефа;

черноземы на склонах, имеющих северную экспозицию, обладают лучшим потенциальным и эффективным плодородием;

урожайность культур, продуктивность севооборота и их экономическая эффективность на различных частях склонов определяются почвенно-климатическим потенциалом агроландшафтов.

Научная новизна. Впервые в условиях степной зоны Западного Забайкалья на основе сравнительного изучения склонов разной экспозиции и их частей выявлены различия по плодородию чернозема обыкновенного, урожайности культур и продуктивности полевого севооборота.

Практическая значимость. В степных агроландшафтах Западного Забайкалья установлена необходимость дифференцированного использования склоновых пахотных земель. Выявленные особенности формирования урожаев культур севооборота на различных склонах и их частях могут быть использованы при разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия Бурятии с учетом выраженности склонов. Это позволит сельскохозяйственным предприятиям повысить эффективность использования природных ресурсов агроландшафтов и обеспечит повышение производства и качества сельскохозяйственной продукции. Материалы работы найдут место в учебном процессе студентов агрономических специальностей и направлений высших учебных заведений.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научных и научно-практических конференциях и совещаниях: международных (Саратов, 2012; Улан-Удэ, 2012), внутривузовских (2013), а также на заседаниях кафедры общего земледелия и Ученого совета агрономического факультета БГСХА им. В.Р.Филиппова (2010-2012 гг.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 3 печатных работах, в том числе 1 работа в рецензируемом журнале.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа представляет собой рукопись объемом 203 страницы компьютерного текста, состоит из 5 глав, выводов, предложений производству и 71 приложения, содержит 13 таблиц, 30 рисунков. Список использованной литературы включает 220 наименований, из которых 8 иностранных авторов.

Личный вклад автора. Диссертационная работа выполнена на основе личных материалов, собранных в результате исследований 2010-2012 гг. на опытно-агрономическом стационаре кафедры общего земледелия Бурятской ГСХА им. В.Р. Филиппова в степной зоне Бурятии. Автор принимала участие в разработке программы исследований, проводила полевые, камеральные и аналитические работы, интерпретацию экспериментального материала, математическую обработку, подготовку и публикацию основных положений диссертации.

Условия, объект и методика проведения исследований. Полевой опыт заложен на богарном участке пашни на территории СПК «Колхоз Искра» Мухоршибирского района Республики Бурятия. Почва – чернозем обыкновенный мучнисто-карбонатный, земледельческая зона – степная. Опыт проводился во времени, на двух склонах разной экспозиции – северной и южной. Заложены два полигона – трансекта. Угол наклона склона северной экспозиции – 3°06′, а южной – 6°23′. Склоны имеют прямолинейный профиль.

Протяженность северного склона 850 м, южного – 760 м. Согласно классификации С.С. Соболева (1961), С.А. Захарова (1985) северный склон относится к пологому, а южный — к слабо-покатому. Согласно шкале Н.А. Качинского (1965) на таких склонах сельскохозяйственная техника устойчива для проведения полевых работ. На каждом из них в верхней, средней и нижней частях выделялись делянки в четырехкратной повторности. Площадь делянки – 1 м2. Расположение делянок на каждой позиции — последовательное (поперек склона) в один ярус на расстоянии 15 м друг от друга.

На исследование поставлен полевой зернопаровой севооборот: чистый пар – пшеница – овес – овес на зеленую массу. Агротехника в опыте общепринятая для степной зоны Бурятии (Система земледелия …, 1989). Фон — без удобрений. Сорта: пшеница – Бурятская 79, овес – Догой. Сроки посева: яровая пшеница – 18 мая, овса на зерно – 25 мая и овса на зеленую массу – 27 мая. Посев: серийная зерновая сеялка СЗУ-3,6. Норма высева: пшеница – 5 млн., овес на зерно и на зеленую массу – 4,5 млн. шт. зерен на 1 га. Глубина заделки семян – 6-8 см.

Метеорологические условия в годы проведения исследований сложились по-разному, но в целом были характерными для степной зоны Западного Забайкалья. Среднемноголетние показатели выпадения осадков показывают, что в зоне постановки опытов за вегетационный период сумма осадков достигает 284,1 мм, за май выпадает 25 мм, а за июнь 47,0 мм, что создает достаточно напряженное состояние по влагообеспеченности сельскохозяйственных культур в первой половине их вегетации. Периодами, наиболее обеспеченными влагой, являются июль и август. По температурному режиму район закладки полевых опытов достаточно благоприятный для роста и развития культур севооборотов. Вместе с тем в иные годы наблюдается жаркая и засушливая погода.

В опыте определяли по общепринятым методикам: строение почвенного профиля, температуру, структурно-агрегатное состояние и плотность почвы, а также содержание влаги, биологическую активность почвы, густоту стояния растений и засоренность посевов. Натурная масса зерна определялась в соответствии с ГОСТ 10840-64, масса 1000 зерен — по ГОСТ 10842-89; общая стекловидность — по ГОСТ 10987-64 и ГОСТ 10987-76, сырая клейковина в муке – по ГОСТ 53020-2008.

При характеристике агрохимических свойств почвы использовали общепринятые методики (Аринушкина, 1970; Практикум по почвоведению…, 1986; Практикум по агрохимии…, 1987, 1989; Агрохимические методы исследований почв, 1975 и др.).

Данные урожайности приведены к 14% влажности и 100% чистоте.

Математико-статистическая обработка результатов исследований проведена методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985) с использованием пакета стандартных программ «Exсel» и «Snedecor».

Результаты исследований

Состояние изученности вопроса

Научно-обоснованное размещение сельскохозяйственных культур с учетом их требований к условиям внешней среды является основным условием эффективного использования природно-климатического потенциала. На территории Бурятии широко распространены склоны, так как более половины пахотных площадей имеют наклон. Части склонов разных экспозиций и крутизны должны использоваться дифференцированно.

В связи с недостаточной разработанностью вопроса по эффективному использованию склоновых агроландшафтов в Западном Забайкалье нами на изучение были поставлены отдельные аспекты этой проблемы в условиях чернозема мучнисто-карбонатного в степной зоне Бурятии.

2. Свойства чернозема обыкновенного на различных склонах

Морфологическая характеристика почвы. Профили почв на обоих склонах аналогичны. Они отличаются небольшой мощностью гумусового горизонта, среднесуглинистым и суглинистым гранулометрическим составом.

При обследовании морфологических признаков почвенных профилей склонов видно, что почвы северного склона имеют более мощный гумусовый горизонт Апах. Так, если в верхней части северного склона мощность гумусового горизонта Апах составляет 0-20 см, средней 0-21 см и в нижней – 0-25 см, то на южном склоне соответственно 0-16, 0-20 и 0-28 см, что объясняется большим углом наклона южного склона (6°07’). Горизонт Вк на склонах находится на разных глубинах и имеет разную мощность и глубину вскипания.

Агрохимические свойства чернозема обыкновенного мучнистокарбонатного. Снижение мощности гумусового горизонта в верхних частях южной и северной экспозиций указывает на главный диагностический признак смыва. Но при этом следует отметить и тот факт, что пахотное использование почв длительный период также может привести к уменьшению гумусового горизонта. Уменьшение мощности верхних горизонтов (табл.1) может произойти за счет «выпаханности» пахотного и уплотнения подпахотного слоя из-за многолетнего воздействия сельскохозяйственной техники.

Таблица 1.- Агрохимическая характеристика чернозема

на склонах разной экспозиции

Часть

склона

Гори-зонт

Глуби-

на, см

рН

Гумус, %

Поглощенные основания,

мг-экв/100 г почвы

сумма

Са2+

Мg2+

южный склон

верхняя

Апах

0-16

7,0

2,77

31,1

25,5

5,6

Ап/пах

16-28

7,1

2,80

34,2

27,0

7,2

средняя

Апах

0-20

6,9

2,82

34,5

27,9

6,6

Ап/пах

20-32

7,1

3,00

32,7

28,0

4,7

нижняя

Апах

0-28

6,5

3,80

38,8

31,6

7,2

Ап/пах

28-48

7,0

3,96

32,0

27,6

4,4

северный склон

верхняя

Апах

0-21

6,7

2,67

27,0

21,9

5,1

Ап/пах

21-33

7,0

2,71

28,9

20,3

8,6

средняя

Апах

0-22

6,5

3,63

36,1

30,0

6,1

Ап/пах

22-42

6,9

4,26

39,1

30,9

8,2

нижняя

Апах

0-25

6,5

4,29

33,0

28,3

4,7

Ап/пах

25-40

6,8

4,66

34,0

26,3

7,7

Для верхних горизонтов почвенного профиля обоих склонов характерна реакция среды, близкая к нейтральной (на южном рН=6,5-7,0 и на северном склоне 6,5-6,7).

Отмечается тенденция увеличения содержания гумуса в пахотном горизонте от верхних частей склонов к нижним, причем значение этого показателя на северном склоне выше, чем на южном.

Сумма поглощенных оснований в пахотном слое на южном склоне варьирует в пределах 31,1-38,8 мг-экв/100 г почвы, а на северном — 27,0-33,0 мг-экв/100 г почвы.

Структурное состояние. Структурно-агрегатный состав важнейшая агрономическая характеристика почв. В среднем за 3 года наблюдений (табл.2) отмечено, что на южном склоне содержание глыбистой фракции на всех частях склона и слоях почвы больше, чем на северном. Так, если на южном склоне оно варьировало в пределах 13,97-21,34%, то на северном – 12,08-18,48%. На обоих склонах содержание этой фракции снижается от верхней части склона к нижней и с увеличением глубины слоя почвы.

По содержанию агрономически ценной фракции (10-0,25 мм) северный склон на всех её частях превосходит южный. Так, если на южном склоне от верхней к нижней части она увеличивается от 66,19 до 77,71%, то на северном – от 68,03 до 79,28%.

Таблица 2. — Структурно-агрегатный состав почвы

(сухое просеивание) (среднее за 3 года)

Часть склона

Слой

почвы,



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | ... | Вперед → | Последняя | Весь текст