Введение к работе
Актуальность проблемы. Стабилизация отрасли виноградарства и дальнейшее устойчивое ее развитие, направленное на удовлетворение возрастающих потребностей в высококачественном винограде для потребления в свежем виде и переработки, во многом зависит от эффективности применяемых технологий. Современные технологии должны обеспечивать оптимальные условия для реализации биологического потенциала растений и наращивания их продуктивности на основе возобновляемых природных ресурсов.
В истории земледелия наблюдается постоянный процесс усовершенствования систем содержания почвы. С учетом особенностей каждого конкретного региона, климата, почв, в разные периоды времени были разработаны и предложены для практического использования способы ухода за почвой, в наибольшей степени удовлетворяющие требованиям виноградного растения. Поиск путей создания оптимальной среды произрастания растений, получения высококачественного урожая ягод винограда с заданными параметрами привел к
* созданию большого разнообразия способов ухода за почвой. Все способы содержания почв и их разновидности объединяются в две большие группы: тип черного пара и биологическая система (рис 1).
Основой земледелия является плодородие почвы. В настоящее время практически на всей площади виноградников Российской Федерации почва обрабатывается по типу черного пара. В условиях интенсивного производства в режиме монокультуры нарушается малый биологический круговорот элементов питания, наблюдается возрастающая эксплуатация естественного плодородия почвы, уменьшаются запасы гумуса, происходит трансформация элементов питания в труднодоступные и недоступные формы, ухудшаются водно-физические свойства почвы, что ведет к ослаблению устойчивости и уменьшению продуктивности агроэкосистем. Дальнейшая интенсификация производства винограда с использованием черного пара в режиме монокультуры становится проблематичной. В связи с этим возникает потребность в поиске новых поп-
ходов к содержанию почвы и решении задач, связанна--*"-"-'""*"'""*'—
Содержание почвы
Система содержания почвы ' по типу черного пара
Биологическая система содержания почвы
Осенняя обработка почвы
Весенне-летняя обработка почвы
Сидераты
Залужение
Полосный посев трав
Изменяющие микрорельеф (лункование, бороздование
и т. д.)
Специальные приемы
Восстанавливающие водно -физические свойства почвы (рыхление, минимализация
работ, мульчирование и т.д.)
Сплошной посев трав
Весенне-летняя обработка почвы
Периодическое
скашивание
травостоя
Рисунок 1 - Классификация способов содержания почвы
почвенного плодородия, созданием условий для стабильных и достаточных объемов производства винограда без нарушения экологической среды его произрастания. Решение этих проблем крайне актуально.
Анализ состояния и тенденций развития современных способов содержания почвы па виноградниках показал, что в последние годы ведущие ученые Европы и Америки в странах с развитым виноградарством при разработке и совершенствовании приемов содержания почвы наибольшее внимание уделяют биотехнологиям, обеспечивающим высокоинтенсивное производство с сохранением ресурсного потенциала почвы и экологии в целом. По актуальности и приоритетности развития биотехнологии стоят сегодня во всем мире в одном ряду с глобальными информационными технологиями.
Основу биологического способа содержания почвы составляет травосеяние. Под плотным травяным покровом восстанавливается малый биологический круговорот зольных элементов и азота, естественный процесс воспроизводства почвенного плодородия, существенно улучшаются водно-физические,
«
тепловые и воздушные свойства почвы, питание растений, формируется наиболее устойчивый и продуктивный ампелоценоз. Выполняя средообразующую роль, биологический способ содержания почвы направлен на максимальное использование возобновляемых природных источников энергии, аккумуляцию ее в составляющих почвенное плодородие и трансформацию в урожай винограда.
Широкое практическое использование биологического способа содержания почвы на виноградниках России пока еще далеко от реального воплощения. Анализ литературных источников и практический опыт свидетельствуют о том, что изученность этой проблемы находится на первых ступенях познания закономерностей и процессов, происходящих при возделывании винограда в ампе-лоценозе. Исследования носили эпизодический характер и, как правило, имели отрицательный результат. В большинстве случаев высеваемые травы угнетали развитие кустов винограда, приводили к снижению урожайности. Первые отрицательные результаты отпугивали ученых и практиков, исследования прерывались.
Несмотря на малый объем исследований накопленные к настоящему времени знания имеют большое значение для дальнейшего изучения основ и совершенствования систем содержания почвы на виноградниках.
Исходной теоретической базой для наших исследований явились труды отечественных ученых К.А. Серпуховитиной, В.Т. Красулиной, Ш.Н. Гусейнова, Н.Н. Перова, Н.Р. Толокова, а также зарубежных - М.С. Кухарского, И.Н. Михалаке, Д.Д. Германюк, И.С. Константинова и др.
Цель исследования: теоретически обосновать и экспериментально подтвердить возможность естественного воспроизводства плодородия почвы с использованием возобновляемых источников энергии на основе биологической системы содержания почвы в условиях высокоинтенсивного производства винограда на обыкновенных черноземах юга Российской Федерации, оптимизировать регламент и подготовить рекомендации для широкого практического применения биологической системы содержания почвы.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
изучить и расширить видовой перечень трав, пригодных для посева в междурядьях винограда, выявить их роль в создании устойчивых ампелоцено-зов;
установить закономерности и видовые изменения в травяном покрове при длительном залужений междурядий винограда;
установить характер и степень изменения плодородия почвы под влиянием травяного покрова в междурядьях винограда;
выявить влияние биологической системы содержания почвы на водно-физические свойства:
оптимизировать основные элементы биологической системы содержания почвы;
установить степень влияния разных видов трав и биологической системы в целом на продуктивность винограда;
выявить изменения в составе машинотракторного парка при переходе от
черного пара к биологической системе содержания почв;
дать энергоэкономическую оценку разным способам содержания почвы виноградников;
разработать предложения по эффективному практическому применению биологической системы содержания почвы виноградников.
Научная новизна работы. Установлена закономерность снижения плодородия чернозема обыкновенного под виноградниками, возделываемых длительное время в режиме монокультуры.
Новыми являются научные данные о сохранении и воспроизводстве плодородия чернозема обыкновенного, стабильном и высоком плодоношении винограда, возделываемого в ампелоценозах с применением высокоэффективной биологической системы содержания почв.
Выявлены закономерности видовых изменений в травяном покрове в многолетней динамике при залужений междурядий винограда разными видами трав.
Установлены виды трав, способные длительный период времени доминировать в ампелоценозе, подавлять развитие сорняков и обеспечивать благоприятные условия для роста и плодоношения винограда.
Усовершенствована методика изучения влажности почвы на виноградниках с полосным залужением.
Установлены минимальные значения влагообеспеченности насаждений винограда, при которых уровень плодоношения растений не снижается.
Разработана, научно обоснована и предложена для высокоэффективного практического применения биологическая система содержания почвы на виноградниках, обеспечивающая воспроизводство почвенного плодородия, улучшающая водно-физические свойства почвы, высокое и стабильное плодоношение винограда, снижение энергозатрат и себестоимости производимой продукции.
Практическая ценность работы. Биологическая система содержания почвы, обеспечивающая формирование устойчивых ампелоценозов с использо-
ванием посева функционально направленных видов трав доведена до практической реализации и прошла производственные испытания.
Разработан способ борьбы с эрозией почв в садах и виноградниках, основанный на использовании высокой противоэрозионной эффективности травяного покрова в междурядьях многолетних насаждений (АС № 1410911).
Разработан способ укрытия виноградников и устройство для его осуществления. Способ обеспечивает глубокое рыхление уплотненных участков междурядья виноградников и одновременное внесение минеральных удобрений (АС №1009333).
Основные положения и выводы результатов исследований использованы в "Системе ведения агропромышленного производства Ростовской области на период 2001-2005 годы", (Ростов - на - Дону, 2001 г.).
Апробация работы. Основные положения работы доложены на научно-техническом совете МСХ Ростовской области (г. Ростов - на - Дону, 1997 г.), представлялись на международных научно-практических конференциях "Prgre-sul nehmico stiinlifil in viticulture" (Кишинев, 1998 г.), "Садоводство и виноградарство 21 века" (Краснодар, 1999 г.), на учеїшх советах Всероссийского НИИ виноградарства и виноделия им. Я.И. Потапенко (1991,1996, 2001 г.г.), на НТС Всероссийского НИИ виноградарства и виноделия им. Я.И. Потапенко (ежегодно с 1992 но 1995 г.г., с 1997 по 2000 г.г.).
Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:
закономерности изменений видового состава, численности и массы трав в разных ампелоценозах в многолетней и сезонной динамике;
биологические факторы воспроизводства плодородия за счет возобновляемых ресурсов и их значение в плодородии почвы (растительные остатки, фитомасса);
средообразующий потенциал биологического способа содержания почвы;
восстановление положительного баланса элементов питания и гумуса на
виноградниках, возделываемых в ампелоценозе;
восстановление важнейших водно-физических свойств почвы при длительном применении биологической системы ее содержания в междурядьях винограда;
различное влияние вида трав на урожайность винограда и их решающая роль в устойчивом плодоношении виноградников, возделываемых в ампелоценозе;
энергетическое и экономическое обоснование преимущества биологической системы содержания почвы на виноградниках по сравнению с традиционным черным паром.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 43 печатные работы, в т.ч. монография "Научные основы биологической системы содержания почвы на виноградниках", получено два авторских свидетельства на три изобретения.
Вклад автора. Автор работы принимал непосредственное участие в раз-работке направлений и программы исследований, участвовал в постановке и проведении экспериментов, систематизировал и анализировал теоретический и экспериментальный материал (1976-2002 г.г.). Доля личного участия автора в получении результатов исследований более 90 %.
Структура и объем работы. Диссертационная работа представляет собой рукопись на 236 страницах, включающая 61 таблицу, 23 рисунка, библиографию из 229 источников отечественных и иностранных авторов, состоит из введения, 6 глав, выводов по результатам исследований, списка использованной литературы.
