Введение к работе
Актуальность проблемы. Технологии возделывания и набор основных сельскохозяйственных культур в настоящее время приобрели особенности, не свойственные аграрному производству прошлых лет, когда основные цели и задачи их были подчинены обеспечению продовольственной независимости страны за счет освоения научно обоснованных систем земледелия. Следствием этого явилась разбалансирован-ность структуры посевов, разрушение севооборотов, систем агрохимического обслуживания, орошения и защиты растений.
Катастрофическое сокращение поголовья животных негативно отразилось на востребованности, а следовательно, и производстве кормов. Практически в структуре посевов не используются многолетние травы, являющиеся основным биологизированным средством сохранения и расширенного воспроизводства плодородия почв, резко снизилась доля зернофуражных культур и корнеплодов, кукурузы на зерно и силос. Последнее связано не только с низкой востребованностью товарной продукции этой культуры, но и со значительным сокращением площади орошаемых земель, на которых в засушливой зоне с наибольшей полнотой реализуется генетический потенциал продуктивности кукурузы.
Сложившаяся в АПК ситуация с дефицитом производства продукции животного происхождения обусловила необходимость принятия приоритетного национального проекта «Развитие АПК», в котором основной акцент сделан на создание условий для увеличения производства мяса, молока и других продуктов питания животного происхождения. Восстановление животноводства будет базироваться на укреплении кормовой базы, включая и зерновые корма, среди которых кукуруза занимает ведущее положение.
Однако серьезное отставание в разработке сочетания эффективных агротехнических приемов возделывания этой культуры на орошаемых землях ограничивает возможность быстрого восстановления объемов производства кукурузного зерна и продуктов его переработки. Основные пути решения этой проблемы нам представляются в эффективном использовании имеющихся и создании новых высокопродуктивных, адаптированных к конкретным природным условиям гибридов кукурузы, разработке с учетом биологических особенностей культуры и природных условий технологии ее возделывания, гарантирующей высокую и устойчивую урожайность зерна при расширенном воспроизводстве плодородия орошаемой почвы. Этим, собственно, и обусловливается актуальность исследуемой проблемы, решению которой посвящена данная работа.
Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с тематикой НИР ВНИИОЗ в рамках Государственной
общесоюзной научно-технической программы 0.52, подпрограмма 0.52.01 (1986-1990 гг.); подпрограммы 06 НТП «Мелиорация» (1991— 1995 гг.); НТП «Мелиорация и водное хозяйство» (1996—2000 гг.); Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2001—2005 гг., Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2005—2010 гг.
Соответствие темы диссертации требованиям Паспорта специальностей ВАК. Работа выполнена в рамках Паспорта специальностей ВАК Министерства образования и науки РФ 06.01.01 — общее земледелие и 06.01.09 — растениеводство.
Цель и задачи исследования. Цель исследований сводилась к разработке для орошаемых светло-каштановых в комплексе с солонцами почв технологии возделывания кукурузы с урожайностью зерна 7,5— 8,0 т/га и более при сохранении и повышении их плодородия, обоснованию эффективных способов основной обработки почвы и адаптации элементов технологии культуры к эколого-ландшафтным особенностям территории Нижнего Поволжья с активным использованием селекционного прогресса.
Достижение поставленной цели определило необходимость решения следующих задач:
изучить прямое действие и последействие мелиоративных приемов на плодородие орошаемых светло-каштановых в комплексе с солонцами почв, изменение физических, водно-физических и химических свойств, условия произрастания и продуктивность кукурузы;
оценить влияние различных способов и глубины основной обработки на динамику почвенных процессов, агротехнические свойства и плодородие почв;
изучить влияние антропогенно управляемых факторов роста и развития растений на урожайность кукурузы с учетом динамики водного, питательного и других режимов почвы, модифика-ционных особенностей гибридов;
теоретически обосновать и экспериментально подтвердить систему агротехнических, агрохимических и фитосанитарных приемов возделывания кукурузы на орошаемых светло-каштановых в комплексе с солонцами почвах, обеспечивающих оптимальные условия произрастания, высокую и устойчивую урожайность при сохранении или расширенном воспроизводстве почвенного плодородия;
по показателям эколого-энергетической оценки предлагаемых агротехнических и мелиоративных приемов обосновать экономически эффективную, ресурсосберегающую технологию возделывания кукурузы на зерно в орошаемых условиях Нижнего Поволжья.
Научная новизна результатов исследований состоит:
в теоретическом обосновании и экспериментальном подтверждении эффективности использования дифференцированной основной обработки почвы обычной и трехъярусной вспашкой или энергосберегающего безотвального и плоскорезного рыхления при возделывании кукурузы, исключающих снижение плодородия и развитие процессов опустынивания;
разработке адаптированной, с учетом агробиологических требований культуры к особенностям природных и эколого-ланд-шафтных условий, технологии возделывания кукурузы на зерно на орошаемых землях;
обосновании лучших для кукурузы предшественников, доз и регламента внесения минеральных удобрений, различных за счет проведения поливов, уровней влагообеспеченности и других технологических приемов, обеспечивающих оптимизацию роста и развития растений с выходом на планируемую по получению зерна продуктивность.
Основные положения, выносимые на защиту:
обоснование в системе агробиологических, мелиоративных и агротехнических мероприятий при возделывании кукурузы способов и глубины дифференцированной трехъярусной энергосберегающей противоэрозионной безотвальной или плоскорезной основной обработки орошаемых светло-каштановых в комплексе с солонцами почв Нижнего Поволжья;
особенности адаптивных технологий возделывания кукурузы на зерно на орошаемых землях, обусловленных генетическим разнообразием гибридов, эколого-ландшафтными и другими природными условиями;
обоснование комплекса агротехнических, агрохимических и мелиоративных приемов, гарантирующих на орошаемых светло-каштановых в комплексе с солонцами почвах устойчивую урожайность зерна кукурузы 7,5—8,0 и более тонн с гектара при высоком качестве получаемой продукции.
Практическая ценность результатов исследований обусловлена обоснованием способов мелиорации орошаемых светло-каштановых в комплексе с солонцами почв с применением трехъярусной вспашки и химических мелиорантов, а также условий применения различных способов и глубин основной безотвальной и плоскорезной их обработки под посевы кукурузы. Обоснованы основные элементы технологии возделывания кукурузы на зерно, включающие дозы и виды минеральных удобрений, лучшие предшественники и уровни влагообеспеченности, режимы орошения гибридов с различной продолжительностью вегетационного периода. В совокупности сочетание мелиоративных, агротехнических и агрохимических приемов позволило обеспечить
высокую и устойчивую урожайность кукурузы на зерно при рациональном использовании водных и почвенных ресурсов.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на всероссийских и областных конференциях и совещаниях по возделыванию, селекции и семеноводству кукурузы в течение 1996—2006 гг. в городах: Москве, Волгограде, Краснодаре, Ростове-на-Дону, Ставрополе, Орле, Астрахани, Липецке, Воронеже, Белгороде, Саратове и др., а также на международных симпозиумах и конференциях.
По материалам диссертации опубликованы 68 научных работ, в том числе 8 в изданиях, рекомендованных ВАК, новизна результатов исследований защищена 17 патентами, относящимися к ВАК, в международных, федеральных и региональных изданиях, монографиях, рекомендациях производству, методических указаниях общим объемом 48,5 усл. печ. л. (соискатель — 77%).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству. Она изложена на 489 страницах печатного текста, в том числе 320 страниц основного текста, иллюстрирована 21 рисунком и графиками, содержит 102 таблицы и 36 приложений. Библиография представлена 463 наименованиями, включающими 89 иностранных авторов. Доля личного участия автора в выборе направления, постановке и проведении опытов, обработке полученных результатов и оформлении их в виде научно-квалификационной работы составляет 80%.
За оказанную при подготовке и оформлении диссертации помощь автор выражает глубокую признательность академику РАСХН И. П. Кру-жилину и доктору сельскохозяйственных наук, профессору Т. Н. Дроно-вой, а также всем сотрудникам ГНУ ВНИИОЗ, содействовавшим или принимавшим участие в получении результатов исследований, изложенных в диссертации.
