Введение к работе
Актуальность проблемы. Картофелю и овощным культурам, как главным источникам витаминов и минеральных солей, жизненно необходимых для организма человека, отводится важное место в современной концепции сбалансированного питания.
К началу 90-х годов в Казахстане картофель возделывался на площади 97,0 тыс.га, а овощные культуры -около 50,0 тыс.га со средней урожайностью соответственно 100-110 и 150-170 ц/га.
В связи с распадом налаженной социалистической экономики и создавшимися трудностями переходного периода к рыночным условиям, эти показатели в последние годы интенсивно снижаются (в 1993 г. площадь посева картофеля сократилась до 77,6 тыс.га и овощных культур -до 34,7 тыс.га).
Сегодняшние объемы производимой продукции овощеводства не обеспечивают потребности населения республики по медицинской норме (90 кг на 1 человека картофеля и ПО кг/чел овощей).
"Концептуальной программой развития агропромышленного комплекса Республики Казахстан на 1993-1995 г.г. и до 2005 года" (1994) определены перспективные задачи по производству необходимого объема картофеля и овощей (к 2000г. -2,3 и 2,6 млн.тонн соответственно). Эти объемы предполагается достичь в основном за счет повышения урожайности на основе использования экологически безопасных и экономически выгодных технологий применения средств химизации, в особенности удобрений.
В реализации программы особая роль отводится предгорно-степным и горным земледельческим поясам юго-востока Казахстана, где выращивается более половины овощной продукции и треть картофеля в республике.
Анализ состояния применения удобрения под картофель и овощные культуры в вышеотмеченных зонах показывает ограниченность выполненных научно-исследовательских работ. В исследованиях А.Д.Хватова, Б.С.Самойленко, В.И.Хохлова, проведенных в 1959-1970 г.г. в основном изучалась эффективность отдельных доз и сочетаний удобрений на урожайность овощных культур и картофеля. Вопросам оптимизации условии азотного и фосфорного питания овощных культур и картофеля в условиях темно-каштановых почв посвящены исследования А.Сапарова (1997г.).
Оценка эффективности удобрений в условиях горных и предгор-но-степных почв в целях получения экологически чистой продукций на основе изучения комплексного влияния агротехнических факторов и систем применения удобрений в многофакторных длительных полевых опытах представляет особый интерес как для науки, так и практики.
На современном этапе разработка научно-обоснованных рациональных технологии применения удобпений с оценкой их не только с точки зрения продуктивности, но и с позиции сохранения почвенного плодородия и природной среды, является наиболее актуальной проблемой.
Исследования по изучению влияния удобрений на изменение некоторых элементов плодородия почв и выявления их экотопической особенности при возделывании картофеля и овощных культур выполнялись под руководством или личном участии автора как исполнителя в соответствии с тематикой научных работ Казахского НИИ картофельного и овощного хозяйства в 1970-1982 гг (государственная программа 0.51.01.НІ № госрегистрации - 01.83.0072057) и Алма-Атинской ПИСХ ЮВФ ЦИНАО в 1987-1991 гг. (шифр темы 03.02). Для обоснования агрохимической эффективности и агроэкономиче-ской оценки применяемых удобрений, выноса и модели зависимости урожая от содержания элементов питания в горной богарной зоне в работе также использованы экспериментальные материалы раннепро-веденных нами полевых опытов с картофелем в условиях выщелоченных черноземов (НИР кафедры почвоведения КазСХИ (тема 8 раздел 3) за 1965-1967 г.г.).
Цель работы - научное обоснование, разработка и внедрение эффективных технологий применения удобрений под картофель и овощные культуры, обеспечивающих получение экологически чистой продукции и охрану природной среды в условиях горных и предгор-но-степных зон.
Основные направления исследований:
изучить характер трансформации питательных элементов и почве и эффективности минеральных удобрений в зависимости от видов, сочетаний, сроков и способов внесения их под картофель;
исследовать закономерности действия длительности применения удобрений в сочетании с разноглубинной обработкой почвы и режимов орошения на изменение показателей агрохимических свойств предгорных темно-каштановых почв и условия минерального питания культур в овоще-картофельном севообороте;
дать оценку комплексного влияния удобрений и обработки почвы на продуктивность картофеля и овощных культур с составлением модели зависимости урожайности от содержания подвижных форм питательных элементов (и влаги на богаре) в почве, а также определить влияние изучаемых факторов на характер потребления и размеры.выноса элементов питания культурами овоще-картофельного севооборота с установлением коэффициента их использования и ба-лаиса;
научно обосновать, разработать и внедрить приемы снижения потерь и повышения эффективности азота удобрений с помощью ингибиторов нитрификации и стимуляторов роста растений;
исследовать экологические аспекты применения удобрений под картофель и овощные культуры с использованием методов почвенной и растительной диагностики;
дать агроэкономическую оценку рекомендуемой технологии применения удобрений.
Научная новизна. Изучена направленность изменений агрохимических свойств предгорных темно-каштановых почв при различных системах применения удобрений в овоще-картофельном севообороте. Установлена количественная связь содержания нитратов, подвижного фосфора и обменного калия в почве в определенные периоды с дозами внесенных минеральных удобрений.
Исследованы действия удобрений на фоне разноглубинных обработок и режимов орошения на плодородие почвы, условия питания и урожайность культур овоще-картофельного севооборота. Установлена количественная зависимость урожайности культур севооборота от содержания подвижных форм питательных элементов в почве, позволивших составить модели прогнозирования урожаев.
Дана агроэкономическая оценка системам удобрения, создающим высокую продуктивность культур севооборота -картофеля до 250 ц/га, лука репчатого до 300 ц/га, томатов до 800 ц/га, огурцов до 160 ц/га и капусты до 550 ц/га. Определены величины выноса элементов питания на единицу основной продукции при получении экологически чистого максимального урожая.
Изучена эффективность применяемых минеральных удобрений в горных богарных условиях на высоту и качество урожаев клубней картофеля.
Дана оценка роли стимуляторов роста и ингибиторов нитрификации в повышении эффективности азотных удобрений и в уменьшении ннтратонакоплення урожаем картофеля и овощных культур.
Разработана и внедрена в практику методика оценки условий азотного питания указанных культур на основе почвенно-растительной диагностики. Получено экспериментальное подтверждение возможности уменьшения доз фосфорных удобрений для выращивания высоких и качественных урожаев за счет оптимизации сочетания систем применения удобрений в севообороте с агротехническими приемами (режимы орошения, система обработок почвы и т.д.).
Защищаемые положения:
влияние длительности применения удобрений на показатели агрохимических свойств темно-каштановой орошаемой почвы, уро-
жайность -культур овоще-картофельного севооборота, химический состав и качество продукции;
продуктивность культур, баланс и коэффициенты использования питательных веществ в овоще-картофельном севообороте при комплексном влиянии систем удобрений и агротехнических факторов;
роль стимуляторов роста и ингибиторов нитрификации в производстве экологически чистой овощной продукции, а также оценка условий азотного питания картофеля и овощных культур на основе использования комплексной почвенно-растительной диагностики;
агроэкономическое обоснование технологии применения удобрений под картофель и овощные культуры в условиях горных богарных и предгорно-степных орошаемых почв.
Практическое значение. Рекомендуемые научно- обоснованные дозы, сроки, способы и системы применения удобрений на оптимальном агротехническом фоне позволяют повысить урожайность картофеля в горных условиях от 150 до 300 ц/га, а в предгорно-степных орошаемых почвах от. 130 до 250 ц/га, лука репчатого от 170 до 300 ц/га, томатов от 450 до 800 ц/га, огурцов от 100. до 160 ц/га, капусты среднепогдней от 350 до 550 ц/га.
Рекомендуемая методика комплексной оценки с использованием почвенно-растительной диагностики позволяет регулировать условия азотного питания и тем самым получить экологически чистые продукции картофеля и овощных культур.
Реализация результатов работы. Результаты исследований были использованы при обосновании "Нормативов для определения потребности сельского хозяйства в минеральных удобрениях" (для картофеля и овощных культур в Казахстане) (М.,1980,1985) и "Нормативных показателей выноса и коэффициента использования питательных веществ сельскохозяйственными культурами из минеральных удобрений и почвы" (по картофель и овощным культурам в Казахстане) (М.,1986,1989).
Составленные рекомендации по дозам, срокам, способам и системе удобрений картофеля и овощных культур были включены в "Справочник по применению удобрений" (Алма-Ата, 1981), в сборник "Научные основы и рекомендации по применению удобрений в Казахстане" (Алма-Ата, 1982), в книги "Рекомендации по системе ведения сельского хозяйства по Алма-Атинской (Алма-Ата,1978) и Талды-Курганской области" (Алма-Ата, 1978).
Результаты разработки по агроэкологическим основам применения удобрений ^включены в рекомендации "Предотвращение и снижение загрязнений окружающей среды в растениеводстве (сельскохозяйственное загрязнение)" (Алматы, 1996), а также по
ним составлены рекомендации "Комплексная диагностика азотного питания картофеля и овощных культур на юго-востоке Казахстана" (Алматы, 1996).
Разработки автора широко внедряются в овощеводстве юга и юго-востока республики. По данным Государственной акционерной компании "Кунарлылык" Министерства сельского хозяйста Республики Казахстан (справка от 27.03.96 № 01-14/10) за 1980-1990 гг. среднегодовые площади посева, получившие научно-обоснованные системы удобрения в соответствии с указанными разработками по юго-восточному региону составили 9,1 тыс,га картофеля, 17,0 тыс,га овоще-бахчевых культур. Это позволило сэкономить в различных хозяйствах от 30 до 70 кг туков на каждом гектаре или в среднем 1100 тенге с единицы площади.
В этом регионе с 1989г. внедрен также метод оперативной диагностики азотного питания, позволивший повысить урожайность картофеля и овощных культур на 10-15% и сэкономить в среднем 35 кг д.в. азотных удобрений с 1 га.
Производственное внедрение системы удобрения картофеля и овощных культур с оперативным диагностированием способствовало заметному сокращению загрязнения сельскохозяйственных угодий, водных источников и растений от излишнего накопления нитратов.
Апробация и публикация работ. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научно-методических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Казахского государственного сельскохозяйственного института (1967-1968 г.г.), на конференции молодых ученых Казахстана (Казахский НИИ земледелия, 1970), на Всесоюзных и региональных совещаниях участников Географической сети опытов с удобрениями (Фрунзе, 1973; Москва, 1976, 1981; Целиноград, 1977; Ташкент, 1978); на научно-практической конференции почвоведов Казахстана (Алматы, 1991), на международном семинар-совещании по экологически устойчивому развитию сельского хозяйства в Центральной Азии (Вашингтон, 1994), на международной научно-технической конференции по "Проблемам экологии АПК и охраны окружающей сре-ды"(Алматы, 1997), на I международном конгрессе "Экологическая методология возрождения человека и планеты Земля"(Алматы, 1997). По материалам диссертации опубликовано 70 работ в периодических научных изданиях и сборниках научных трудов, в том числе одно авторское свидетельство (№1107515 от 8.04.84). Результаты научных исследований вошли в написанный автором учебник (объем 11,5 п.л.) и учебное пособие (объем 8,5 п.л.) и используется в учебном процессе Казахского государственного аграрного университета.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, девяти глав, выводов, предложений производству и списка
