Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время в мелиоративно-ирригационных агроландшафтах Поволжья черноземные почвы России достигли предельного уровня истощения. Содержание гумуса в них составляет от 1,3 до 3,5 %, а в отдельных микрозонах Саратовской области и других регионах России – не выше 6,0 %, ежегодные потери – 0,62 т/га, что привело к ухудшению агрохимических, физико-химических, водно-физических и биологических свойств почвы и снижению валовых сборов зерна, кормов и качества продукции. Дефицит баланса основных элементов питания на пашне составляет 100–120 кг/га даже при невысоких урожаях сельскохозяйственных культур (Ковда, 1981; Минеев, 2004).
Выход из экологического тупика все больше земледельцев видят в переходе на экологически безопасное органическое земледелие. Важнейшим приемом биологического земледелия является обогащение почвы органическим веществом за счет низкозатратной утилизации соломы злаковых (мятликовых) культур, внесения биогумуса, пожнивных (бобовых) сидератов и их сочетаний. Однако до сих пор на Юго-Востоке России подобных исследований в пропашных звеньях и полевых орошаемых севооборотах проводилось крайне недостаточно. Изучение этого вопроса, в связи с развитием альтернативного земледелия, имеет агрономическое и экологическое значение.
Цель и задачи исследований. Целью данной работы была экологическая оценка низкозатратной органофитомелиоративной системы удобрений (солома, биогумус, сидераты и их сочетания) и комплексное изучение их влияния на свойства почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур (картофель, яровая пшеница и просо) пропашного звена орошаемого севооборота.
В задачи исследований входило:
1. Изучить действие и последействие органофитомелиоративной системы удобрений на качественный состав почвенной биоты чернозема обыкновенного.
2. Выявить фитосанитарную роль удобрений в борьбе с сорняками при возделывании картофеля, яровой пшеницы и проса.
3. Установить закономерности изменения водно-физических, агрохимических свойств почвы под влиянием органофитомелиоративной системы удобрений.
4. Изучить транслокацию тяжелых металлов в системе почва – растение при использовании соломы, биогумуса и сидератов.
5. Выявить влияние изучаемой системы удобрений на водный режим почвы, водопотребление культур, урожайность возделываемых культур и качество продукции.
6. Определить экономическую и биоэнергетическую оценку органофитомелиоративной системы удобрений при возделывании орошаемого картофеля, яровой пшеницы и проса.
Научная новизна. Впервые в пропашном звене (картофель, яровая пшеница, просо) орошаемого севооборота на черноземе обыкновенном в условиях степного Поволжья проведено комплексное изучение органофитомелиоративной системы удобрений. Установлено, что такая система удобрений не оказывает отрицательного влияния на эколого-токсикологические свойства почвы и санитарно-гигиенические показатели качества клубней картофеля, зерна яровой пшеницы и проса. Экспериментально определены объективные закономерности и параметры изменения биологических, агрохимических и водно-физических свойств чернозема обыкновенного в зависимости от длительности использования соломы, биогумуса, сидератов и их сочетаний.
Практическая значимость и реализация результатов исследований. Разработанная органофитомелиоративная система удобрений (солома, биогумус, пожнивные сидераты и их сочетания) в условиях альтернативной системы земледелия экологически безопасна и позволяет снизить техногенную нагрузку на почву и окружающую среду, улучшить гумусное состояние почвы, ее биологические, агрохимические и водно-физические свойства, а также повысить на 18–50 % продуктивность возделываемых культур и качество продукции в течение 3–5 лет с получением экологически безопасной и дешевой продукции. Результаты исследований прошли производственную проверку в 2006 и 2007 гг. в хозяйствах Балашовского района Саратовской области на площади 125 га: в 2006, 2007 гг. в колхозе им. Ленина на площади 75 га, в 2007 г. в СХА «Звезда» на площади 50 га. Урожайность картофеля в среднем за годы внедрения изменялась от 24,5 до 37,3 т/га. Условный чистый доход от выращивания картофеля на опытных вариантах изменялся от 73,4 – 109,2 тыс. руб./га, при изменении уровня рентабельности от 47,2-58,4 % в зависимости от фонов удобренности.
Основные положения, выносимые на защиту:
характер влияния органофитомелиоративной системы удобрений на гумусное состояние, биологические, агрохимические и водно-физические свойства чернозема обыкновенного;
комплексная оценка эффективности утилизации соломы, внесения биогумуса и запашки сидератов по их влиянию на урожайность сельскохозяйственных культур пропашного звена орошаемого севооборота и качество продукции;
экономическая и биоэнергетическая оценка целесообразности применения различных видов, доз и сочетаний органических удобрений при возделывании картофеля, яровой пшеницы и проса на орошаемых землях Поволжья.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийских научно-практических конференциях «Проблемы и перспективы развития региональных АПК» (Саратов 2007, 2008) научных конференциях молодых ученых, аспирантов и профессорско-преподавательского состава по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы в СГАУ им. Н.И. Вавилова (Саратов, 2007–2008).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 научных работ, в том числе две в Вестнике Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова (реферируемый журнал).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, предложений по производству, списка литературы из 241 источника, в том числе 47 иностранных авторов, и приложений. Работа изложена на 154 страницах компьютерного текста, содержит 54 таблицы и 24 приложения.
