Бесплатно скачать, заказать диплом, курсовую, диссертацию Повышение эффективности парового клина на основе применения факторов Биологизации земледелия

У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ

Сделать закладку на сайт

Заказать диплом, курсовую, диссертацию

Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Книга жалоб
и предложений

Название	Повышение эффективности парового клина на основе применения факторов Биологизации земледелия

Количество страниц	118

ВУЗ	МГИУ

Год сдачи	2010

Бесплатно Скачать	24556.doc

Содержание	Введение 4 1. Влияние различных видов биологизации севооборота на плодородие 7 почвы и ее агрофизические свойства. 1.1. Биологизация земледелия (общие вопросы) 7 1,2.Севооборот как фактор биологизации 10 1.3. Сидеральные культуры как фактор биологизации земледелия 16 1.4. Плодородие почвы и пути ее повышения 22 1.5. Агрофизические свойства и пути их улучшения 29 1.6. Засоренность как фактор снижения продуктивности севооборота. 40 1.7. Урожайность как результат действия факторов биологизации 44 2. Условия и методика проведения исследований 46 2.1 .Климатические условия 46 2.2. Почвенные условия 48 2.3 .Погодные условия 51 2.4.Схемы опытов, методы исследований 55 3. Эффективность сидеральных культур в регуляции агрофизических 58 свойств почв 3.1. Плотность почвы. 58 3.2. Пористость почвы 61 3.3 .Влажность почвы. 64 4. Исследование агрохимических свойств почв при использованием 67 сидератов. 4.1. Содержание доступного фосфора и калия в почве в среднем. 67 4.2. Реакция почвенной среды. 69 4.3. Содержание гумуса 71 4.4. Биологическая активность почвы 73 5. Засоренность посевов при использовании различных видов паров. 76 6. Урожайность сельскохозяйственных культур и оценка его качества 84 3 6.1. Урожайность как индикатор последействия сидеральных культур. 6.2. Оценка качества продукции в агроэкосистемах 87 7. Экономическая и энергетическая эффективность возделывания озимой 94 пшеницы , Выводы 100 Список литературы 102 Приложения 118 Введение 4 Введение. Актуальность темы. Одним из факторов окультуривания почвы в земледелии России является наличие в севооборотах паровых звеньев. Паровое поле по-прежнему остается основным местом для проведения мелиоративных и агрохимических мероприятий, очищения почвы от зачатков вредителей и сорняков. Одним из основных недостатков современного земледелия является недооценка возможностей биологических факторов в обеспечении устойчивого функционирования агроэкосистем. Его осознание привело к необходимости разработки систем земледелия на основе интенсификации биологических факторов. Вместе с тем основной проблемой парования является высокий уровень минерализационных процессов. В связи с этим вопрос о повышении эффективности парового клина должен решаться на основе общей концепции биологизации земледелия, основным принципом в которой является максимальная сбалансированность синтеза и разложения органического вещества в агроэкосистемах. Решение этой проблемы предполагает уменьшение величины разомкнутости круговорота веществ и энергии в агроценозах путём вовлечения в этот круговорот максимально возможного количества образовавшейся фитомассы. Её практическое осуществление связано с решением многих вопросов, касающихся изменения свойств почвенной среды при внесении в неё остатков растений различных видов и различными способами. Цель и задачи исследований. Цель исследований: разработать направления повышения эффективности парового поля в звене полевого севооборота на основе использования наиболее доступных факторов биологизации земледелия. В исследованиях решались следующие задачи: 1. Изучить общие закономерности формирования плодородия почвы при различных способах использования биомассы сельскохозяйственных культур на удобрение; 5 2. Определить влияние сидерации и пожнивных остатков на плодородие почвы, рост и развитие культур в звене севооборота пар - озимая пшеница -картофель; 3. Изучить изменение характера влияния этих культур на агрономические свойства почвы в процессе разложения фитомассы; . 4. Изучить удобрительную ценность различных предшественников сельскохозяйственных культур при использовании их в качестве сидерального удобрения. Основные положения, выносимые на защиту. 1.При использовании вегетативной массы на удобрение необходимо соблюдение принципа адаптивности, так как ее удобрительная ценность зависит от массы накопления при соответствии местным почвенно-климатическим условиям и перспективной структуре посевных площадей конкретного хозяйства. 2.Формирование посевного слоя в севообороте с использованием сидерации и пожнивных остатков на удобрение должно осуществляться на основе биологической и хозяйственно — экономической целесообразности , использования в севообороте тех или иных культур. 3.Экологическая роль негумифицированных растительных остатков в почвенной среде заключается в замедлении минерализации гумусового фонда почвы путём изменения направленности почвенных биологических процессов в сторону преимущественного разложения свежей органики. 4. Научно-обоснованное использование пашни базируется на знании влияния сидерации и пожнивных остатков в качестве предшественников для основных сельскохозяйственных культур, возможности их применения для оптимизации плодородия почв, а также агрофизических и агрохимических свойств. Научная новизна исследований. Получены новые данные по эффективности вносимого в почву органического вещества и его влияния на показатели плодородия почвы и продуктивность культур. Приведены новые 6 данные по сравнительной эффективности замены в четырехпольном полевом севообороте чистого пара как сидеральным, так и занятым паром с использованием в качестве сидерата пожнивных и корневых остатков люпина, однолетних трав и горчицы. Практическая и теоретическая ценность работы. Практическая ценность , работы заключается в ее направленности на совершенствование систем земледелия Центральной России в направлении снижения вредных антропогенных воздействий и полного использования биологических факторов. Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научно - теоретических конференциях молодых учёных и специалистов (Орёл, 2002-2004 гг.) на заседаниях кафедры. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работ. Автор выражает благодарность доктору сельскохозяйственных наук, профессору В.Т. Лобкову за постоянную помощь и поддержку на всех этапах проведения исследований и написания работы; кандидату сельскохозяйствен-' ных наук, доценту Н.К. Кружкову за его помощь в работе. 1. ПРОБЛЕМЫ ВОСПРОИЗВОДСТВА ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ В БИОЛОГИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ. (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) {. 1.1. Биологизация земледелия: общие вопросы. X' В последние годы в системе земледелия наметилась тенденция к биологизации отрасли. Существует несколько систем земледелия основанных на использовании различных факторов биологизации, полном отказе или минимализации применения химических препаратов защиты растений и минеральных удобрений [198]. При этом исходят из того, что использование преимущественно биологических факторов должно привести к некоторому уменьшению затрат антропогенных ресурсов (в первую очередь минеральных удобрений) на производство единицы растениеводческой продукции. Целью интенсификации и максимализации использования биологических факторов являются не только обеспеченность растений земными факторами жизни, но и предотвращение, устранение или существенное ослабление отрицательных последствий использования средств химизации [125]. На наш взгляд, биологизация земледелия не должна полностью исключать использование минеральных удобрений и химических средств защиты. Это лишь способ снижения их доз и повышение агрономической, энергетической и экономической эффективности вносимых минеральных источников энергии. Для получения запланированного урожая недостающую часть питательных элементов необходимо дополнить удобрениями и применять их локально, в рядки при посеве, в корневую подкормку по результатам диагностики, строго соблюдать рекомендованные нормы, сроки, способы и соотношения азота, фосфора и калия с добавлением микроэлементов. -<¦; 8 Следовательно, только комплексное проведение всех работ, начиная от умеренной химизации и кончая внедрением элементов биологизации земледелия, позволит получать устойчивые высокие урожаи сельскохозяйственных культур и сохранить плодородие почв для будущего поколения.[6,120]. л Биологизация подразумевает рассмотрение различных вопросов земледелия через призму экологического подхода. Применение экологической системы связано с заботой об окружающей среде. Основой этой системы является жесткое ограничение применения пестицидов и гибкое отношение к вопросу о минеральных удобрениях. Также разрешено использовать водорастворимые формы, но с учетом гранулометрического состава почвы и других условий или полный отказ от применение легкорастворимых химических удобрений. Однако, основным удобрением является органическое, как «специфический» источник питания растений. Также большое значение имеет обработка почвы, которая должна способствовать повышению ее биологической активности [181,198,199,200]. " Таким образом, биологизированные технологии возделывания сельскохозяйственных культур при имеющемся на настоящий момент потенциале минеральных удобрений и средств защиты растений от сорняков и вредителей могут обеспечить получение достаточно высокого уровня экологически чистой, биологически полноценной продукции, сохранить плодородие почвы и окружающую среду [120]. В биологическом земледелии почва рассматривается как живой организм с очень высокой чувствительностью на химико-техногенное вмешательство. Все агротехнические меры биологического земледелия сконцентрированы на почве, активном уходе за ней, сохранении и улучшении плодородия. Почва является «экосистемой в экосистеме», т.е. обладает высоким уровнем автономности протекающих в ней процессов накопления элементов питания и их поступления в почвенный раствор, где они становятся ресурсом, используемым растениями. 7 9 Если в традиционном земледелии удобряют растения, а не почву, то в биологическом наоборот - почву, а не растение, с тем, чтобы способствовать нормальному протеканию в почве биологических процессов. Один из основных тезисов биологического земледелия гласит: «Отмирающее должно стать основой новой жизни...». Звеном, передающим элементы питания из остатков у отмирающей органики растительного и животного происхождения, а также из внесенных органических удобрений в растения служат почвенные микроорганизмы. [7, 41, 66, 109, 165]. Почти полное прекращение работ по воспроизводству и повышению плодородия земель во всех регионах России привело к тому, что почва, как естественная саморегулирующаяся система биосферы, не справляется с современной антропогенной нагрузкой. Идет быстрое нарастание процессов деградации почв, резкое снижение их плодородия. По этой и другим причинам, за последние годы, из сельскохозяйственного оборота уже выведены большие площади пашни. [14]. Экосистема почвы живет своей внутренней жизнью, которая лишь характеризуется человеком в процессе управления всей агроэкосистемои и плодородием пахотных почв. Вмешательство человека в жизнь почвы, даже наиболее активно используемой и вовлеченной в пашню, должно быть экологически корректным. Только в этом случае нам удастся сохранить плодородие почв и тем самым обеспечить продовольственную безопасность как элемент построения общества устойчивого развития [108, 109, 185, 186, 187]. В свою очередь биологизация земледелия включает в себя понятие максимального использования биологических факторов в системе земледелия, а также снижает антропогенные нагрузки на почву. Поэтому приемы биологизации должны быть увязаны с другими блоками системы земледелия, среди которых очень важным является почвозащитный комплекс. Понятие почвозащитный комплекс нередко отождествляют с противоэрозионным комплексом, что сужает проблему охраны почв. Ведь 10 деградации почвенного покрова происходит не только из-за эрозии и дефляции, но и вследствие потерь гумуса, утомления, загрязнения и т.п. Уровень биологизации земледелия определяют конкретные хозяйственные и природные условия [91]. Также биологизация открывает большие возможности для „ минимализации обработки почвы, предотвращения или снижения техногенной "у деградации почвы, сокращение энергозатрат и потерь почвенной влаги. Многочисленными исследованиями установлена эффективность минимальной и нулевой обработок почвы. Минимальная обработка почвы, наряду со снижением затрат энергии обеспечивает защиту почв от эрозии, способствует сохранению влаги. Поэтому ее называют почвозащитной и энергосберегающей, а в последующее время и «консервирующей». Одна из современных тенденций развития минимальной обработки почвы — это экономический фактор, так как чем меньше и мельче обрабатывать почву, тем это обходиться дешевле. По этой причине даже в тех случаях, когда при минимальной обработке почвы нет прибавки урожая, она предпочтительнее, чем отвальная обработка [13, 102, 115, 145, 162]. Поэтому очень важно дальнейшее расширение и углубление зональных исследований по оптимизации систем обработки почвы в сочетании с системами удобрений. Обеспеченность экологически безопасными современными системами земледелия и повышения их экономической эффективности — важнейшие актуальные задачи агрономической науки. Решение их, прежде всего, связано с биологизацией земледелия и энергосбережением [72, 126, 159]. Интенсивное использование факторов биологизации способствует повышению их экологической и экономической эффективности в системе земледелия, путем использования органических удобрений, сокращения воздействия антропогенных факторов, и как следствие, повышение урожайности сельскохозяйственных культур. 11 Приведенный небольшой аналитический обзор по вопросу биологизации земледелия и, как следствие, повышения плодородия почвы показывает, что все исследователи едины во мнении необходимости проведения работ по биологизации, полном использовании ее факторов, как в отдельности, так и в системе. Это наиболее доступный и дешевый путь, с экономической точки зрения, к восстановлению плодородия почв, снижению загрязнения окружающей среды средствами химизации, повышению урожайности сельскохозяйственных культур, и получению экологически чистой продукции, а, следовательно, безопасных для здоровья продуктов питания. 1.2. Севооборот как фактор биологической интенсификации Чередование посевов различных культур осуществляется с начала применения примитивных систем земледелия, но особенно четким оно стало при плодосменной системе земледелия. Смена растений постоянно осуществляется и в природе. Она происходит в связи с изменением климата, а также благодаря варьированию погодных условий по годам или в течение года < [63]. Под севооборотом принято понимать научно обоснованное чередование сельскохозяйственных культур и паров в пространстве и во времени. Однако понятия продуктивности, структуры, почвозащитной и природоохранной направленности севооборота и т.д. скорее относится к реально-существующим системе и объекту. Это противоречие снимается, если рассматривать севооборот с экологической позиции, как агроэкосистему высшего уровня организации с преимущественно созданным человеком составом флоры и фауны, своеобразным типом использования продуцируемой органической массы, упрощенным характером связи между компонентами в зависимости от ' агроландшафта и почвенно-климатической зоны возделывания культур [132]. Исследования Курганского НИИ зернового хозяйства помогли сделать основной концептуальный вывод по многолетним результатам опытов - даже в пределах одной почвенно-климатической зоны не может быть раз и навсегда 12 установленных единственно верных форм использования земли, структуры посевов и севооборотов. Они должны быть дифференцированы от конкретных природных и хозяйственных условий. В настоящее время, когда, минеральные удобрения для многих хозяйств стали недоступны, на полях также должны доминировать зернопаровые севообороты [122]. В свою очередь исследования Курской ГСХА показали, что суммарная продуктивность сельскохозяйственных культур, выращиваемых в севообороте, в меньшей степени зависит от погоды, так как недобор урожая одних культур в годы неблагоприятные для их роста, компенсируются увеличением урожайности других, для которых эти погодные условия благоприятны [143]. Очень важен состав и чередование культур в севооборотах на принципах плодосмена, так как без этого немыслимо получение высоких и стабильных урожаев, а также эффективная борьба с болезнями и вредителями важнейших сельскохозяйственных культур, не только в отдельно взятой области, но и во всех странах, где ведется активное производство сельскохозяйственных культур [27, 91, 137]. Более высокая эффективность плодосмена перед бессменными посевами - частное применение закона оптимума, минимума и максимума, которое заключается в следующем: урожайность при научно-обоснованном чередовании сельскохозяйственных культур на основе плодосмена выше, чем при бессменном или бессистемном их возделывании, т.к. севооборот устраняет (оптимизирует) факторы ограничения урожая или снижения его качества. Из этой закономерности вытекают следующие положения. 1. Общая задача севооборота - устранение (оптимизация) факторов, ограничивающих урожайность культур. 2. Если чередование культур позволяет оптимизировать фактор, ограничивающий урожайность, то прибавка от севооборота будет тем выше, чем дальше от оптимума находится величина регулирования фактора. 13 В годы с недостаточным увлажнением роль научно обоснованного севооборота в повышении урожайности значительно выше, чем в годы более благоприятные по увлажнению. Так же в научно-обоснованном севообороте уровень урожайности зависит и от использования органических удобрений [63, 67]. Использование сидератов и нетоварных частей урожая на удобрения, применение органических удобрений, интенсивная и ассоциативная азотфиксация все эти факторы направлены на уменьшение величины разомкнутости круговорота веществ и энергии в агроценозах. Сущность этого процесса заключается в максимальном применении средств, позволяющих уменьшить эту степень разомкнутости круговорота веществ и энергии в системе «почва-растение». Прежде всего, при этом, используется средовостанавливающая способность культур. Биологизация земледелия предусматривает максимально возможный возврат органических веществ в почву [15, 75, 104]. При этом возврат во многом осуществляется путем имитации ^ взаимодействия между почвенной средой и фитоценозом в естественных условиях. В биологизированных вариантах увеличивается поступление в почву фитомассы, имитирующей опад в естественных фитоценозах, а чередование различных по биологии культур - многокомпонентный характер воздействия на почву естественных растительных сообществ, характеризующихся большим количеством видов. Таким образом, каждый вариант характеризуется различным уровнем приближения условий функционирования данной агроэкоситемы к таковым в естественной экосистеме, неодинаковой степенью разомкнутости круговорота веществ и энергии, и различным способам ее уменьшения [125]. Аналогичную систему поддержания плодородия применяют и за рубежом. Так в Швеции и Швейцарии, а также ряде других странах взяли на 14 вооружение органо-минеральную систему обработки, основанную на теориях X. Руша и X. Мюллера. В основе системы лежит стремление к созданию «живой и здоровой почвы» за счет поддержания и активизации деятельности ее микрофлоры. Хозяйство, использующее данную систему, базируется на принципах баланса питательных веществ, подражая природной экосистеме. Поля долгое время должны быть заняты растительностью, пожнивные остатки следует заделывать в верхний слой почвы, в севообороте возделывать бобово-злаковые травосмеси [182, 199]. Важно применять только органические и некоторые минеральные, медленно растворимые удобрения. Таким образом, удобряют не растение, а почву, которая «порождает здоровые растения». Указанные методы в сочетании с мелкой обработкой почвы создают, по мнению сторонников системы, благоприятные условия для развития микроорганизмов, которые обеспечивают питание растений [181, 199]. Живые организмы - обязательный компонент почвы. Основная их часть -микроорганизмы. Почвенные микроорганизмы разрушают отмершие остатки < растений поступающих в почву, некоторые микроорганизмы усваивают азот атмосферы и обогащают им почву, способствуют перемещению веществ по профилю, перемешиванию органической и минеральной части почвы, некоторые микроорганизмы способны оказывать губительное действие на представителей фитопатогенной микрофлоры. Также почвенные микроорганизмы выделяют в процессе жизнедеятельности различные физиологически активные соединения, способствуют переводу одних элементов в подвижную форму и, наоборот, закреплению других в недоступную для растений форму [148]. Очень важное условие при этом - строгое соблюдение севооборотных требований, поиск вариантов с более разнообразным набором культур; чем больше чередование различных по биологии культур в севообороте, тем лучше физиолого-биохимический состав почвенной среды, тем выше уровень эффективности плодородия почвы. Снижение набора возделываемых культур 15 приводит к повышению уровня почвоутомления. Почвоутомление, как известно, является фактором ускорения физико-химической деградации почв. Для решения этого вопроса необходимо расширение набора возделываемых культур на землях интенсивного использования с использованием сидерации и почвозащитных мероприятий. Таким образом, применение факторов биологизации земледелия в почвозащитном земледелии должно быть увязано с задачами дифференциального использования пашни в соответствии с противоэрозионными требованиями. В этом случае их использование позволит не только реализовать возможности, имеющиеся на землях различной интенсивности использования для производства экологически чистой продукции, но и обеспечить направленность комплекса мер биологической характеристики на предотвращения деградации почвенного покрова [91]. В последнее время идеи В.В. Докучаева о сбалансированности природопользования в сельском хозяйстве на основе ландшафтного подхода стали основой для разработки новых эколого-ландшафтных систем земледелия. В свою очередь, обострившиеся экологические проблемы требуют изменения применяемых агротехнологий. Основа таких технологий — научно-обоснованный севооборот, максимально адаптированный к почвенно-климатическим условиям и необходимость следования севооборотам с достаточной долей почвовостанавливающих культур, а также ролью бобовых как потенциальных азотфиксаторов.[35, 139, 143, 151, 165]. Поэтому севооборот сохраняет свою незаменимую роль в современном земледелии. Особенно это проявилось в последнее время в связи с появлением многих отрицательных последствий интенсивного применения минеральных удобрений и пестицидов [21]. Исходя из выше сказанного можно сделать вывод, что очень важна максимальная биологизация севооборота. Она позволит существенно уменьшить техногенную нагрузку на агроландшафт. Биологизация севооборота осуществляется прежде всего за счет повышения коэффициента использования .-•> 16 пашни путем максимального насыщения промежуточными культурами, обычно сидератами, увеличении доли бобовых, расширении видов и сортов полевых культур. Чередование культур на конкретном поле обеспечивает перераспределение факторов жизни растений во времени (влаги, элементов минерального питания). Поэтому правильная адаптация систем севооборотов к особенностям ландшафта - решение условной эффективности и рационального использования ресурсов урожайности. Севооборотные требования должны быть определяющими при установлении удельного веса отдельных культур в структуре посевов, а не наоборот. Системы севооборотов могут и должны служить надежным фактором повышения устойчивости земледелия, сбалансированных агроландшафтов. Для этого, прежде всего, необходимы постоянные усилия по обеспечению агротехнического обоснования севооборотов с учетом местных условий [3, 50, 116,138,177]. х< Потребность всех без исключения культур севооборота в азоте обеспечивается за счет его фиксации бобовыми культурами и однолетними бобово-злаковыми смесями, которые должны являться неотъемлемой частью севооборотов при возделывании сельскохозяйственных культур. Как показали расчеты исследователей Татарского НИИСХ 1кг. биологического азота обходится в 8 раз дешевле, чем 1 кг азота промышленных туков. Говоря о факторах биологизации нельзя не сказать о традиционной бобовой культуре — горохе, который за счет симбиотической деятельности с клубеньковыми бактериями полностью покрывающими вынос азота с урожаем даже оставляя для последующих культур севооборота, что позволит снизить долю азотных удобрений в севообороте на 15-20% без ущерба продуктивности возделываемых культур. Поэтому он является прекрасным раноубираемым 17 предшественником озимой пшеницы и других культур. Горох является, кроме этого, источником белка для человека и животных [35, 154]. Выбор этого предшественника обеспечивает продуктивное использование зональных почвенно - климатических ресурсов и воспроизводства плодородия почвы. Сидеральный пар (с участием бобовых) способствует аккумуляции гумуса и служит хорошим предшественником для озимой пшеницы. Кроме того, он создает более лучшие условия для развития дождевых червей, чем, например, предшественник картофель [94]. 1.3. Сидеральные культуры как фактор биологизации земледелия Биологизация земледелия направлена на поддержание и активизацию естественных процессов в природе и здесь немалая роль принадлежит зеленым растениям, предназначенным для восстановления утрачиваемого почвой плодородия. В связи с этим, не менее важным направлением биологизации является широкое использование, в качестве органического удобрения, 'ч, сидеральных культур, являющихся также и довольно дешевыми по сравнению с минеральными удобрениями [58]. Они являются неисчерпаемым, постоянным источником пополнения пашни органическим веществом, а за счет бобовых культур - сидератов - и биологическим азотом. Под влиянием зеленых удобрений значительно улучшается водно-физические, биологические и химические свойства почвы. При специализации и концентрации растениеводства, сидераты выполняют фитосанитарную роль -снижают засоренность и поврежденность болезнями и вредителями возделываемых культур, а также до минимума уменьшают водную и ветровую "^ эрозии почвы и предотвращают миграцию элементов питания в глубокие слои почвы. Зеленые удобрения после запашки обеспечивают микрофлору, а потом и растение необходимыми элементами питания равномерно на протяжении всего

Список литературы

Цена, в рублях: (при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)	1425

Скачать бесплатно	24556.doc

Найти готовую работу

ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:

Связаться

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ

15.04.24 Задачи, условия и этапы организации экспериментальной работы

15.04.24 Критерии качества преподавания

15.04.24 Категория нормы в обучающей деятельности

Архив материала для курсовых и дипломных работ

Ссылки:

Счетчики:

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.