Научное обоснование агротехнического комплекса при применении ресурсосберегающих технологий в ООО "Луговатское" Верхнехавского р-на Воронежской обл.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО

Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I

Кафедра земледелия

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Тема:

Научное обоснование агротехнического комплекса при применении ресурсосберегающих технологий в ООО «Луговатское» Верхнехавского р-на Воронежской обл.

Выполнил А.Н. Губарев:

Студент группы А-4(С)

Руководитель:

доцент В.А. Воронков

Воронеж 2013 г.



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Технология сберегающего земледелия в условиях биологизации и экологизации агротехнического комплекса (обзор литературы)

2. Характеристика агроресурсов хозяйства

2.1 Общие сведения и природно-экономические условия

производства

2.2 Климатические условия производства

2.3 Почвенные условия производства

3. Cостояние освоения агротехнического комплекса хозяйства

3.1 Система севооборотов хозяйства

3.2 Система обработки почвы в севообороте

3.3 Система воспроизводства плодородия почвы

4. Совершенствование агротехнического комплекса хозяйства

4.1 Система севооборотов

4.2 Система обработки почвы в севообороте

4.3 Система воспроизводства плодородия почвы

5. Экономическое обоснование

6. Экологическая безопасность

7. Предложения по энерго- и ресурсосбережению

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

Интенсификация сельскохозяйственного производства является стратегическим направлением развития в настоящее время. Реализация потенциала применяемых факторов интенсификации наиболее эффективна в условиях применения технологий сберегающего земледелия.

В традиционном земледелии при высоком уровне затрат техногенной энергии, интенсивности обработки почвы и активизации процессов минерализации органического вещества усиливаются процессы деградации почвы и ее плодородия. Вследствие этого, ежегодное вложение инвестиций дает непропорциональную отдачу, и ухудшаются показатели окупаемости.

Снижение плодородия почвы является следствием снижения величины приходной части гумусового баланса и увеличения минерализации, т. е. расходной части.

Исходя из этого, современные системы земледелия должны основываться на адаптивных технологиях сберегающего земледелия, включающих в себя: биологизированные севообороты, минимальную обработку почвы, интегрированную защиту растений, рациональное применение удобрений, управление растительными остатками.

Применение современных технологий сберегающего земледелия включающих в себя минимальную и «нулевую» обработки позволяет перевести почву в режим функционирования, при котором биологический круговорот станет более замкнутым, и повысятся показатели воспроизводства плодородия почвы.

Совершенствование системы земледелия конкретного хозяйства направлено на повышение сопряженности всех элементов системы - севооборотов, обработки почвы, воспроизводства плодородия, защиты растений, семеноводства и т.д.

Переход на новые технологии сберегающего земледелия наиболее эффективно проводить через переходный период, позволяющий адаптировать элементы системы земледелия с учетом технических возможностей хозяйства, к конкретным природно-экономическим условиям производства.

Вследствие этого, целью данной дипломной работы является усовершенствование системы земледелия хозяйства на основе разработки мероприятий и технологий сберегающего земледелия.

Исходя из этого, в работе ставим следующие задачи для решения:

1) Проанализировать состояние освоения агротехнического комплекса хозяйства и выявить резервы повышения эффективности земледелия.

2) Провести усовершенствование элементов системы земледелия на основе мероприятий сберегающего земледелия.

3) Дать экономическую оценку разработанным мероприятиям.

Разработка мероприятий сберегающего земледелия с учётом возможностей хозяйства в переходный период посвящена данная дипломная работа.



1. ТЕХНОЛОГИЯ СБЕРЕГАЮЩЕГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В УСЛОВИЯХ БИОЛОГИЗАЦИИ И ЭКОЛОГИЗАЦИИ АГРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

Мировой опыт показывает, что за последние десятилетия в сельском хозяйстве произошли качественные изменения аграрных технологий, которые позволяют стабилизировать урожайность, предотвратить эрозию почв в засушливых зонах, способствовать накоплению гумуса в почве. Наряду с этим внедрение сберегающих технологий обеспечивает существенное сокращение затрат.

Технологии сберегающего земледелия основаны на агро-экологических принципах с универсальной применимостью и являются наиболее эффективными для устойчивого развития сельского хозяйства. Сберегающее земледелие дает сельхозпроизводителям гибкие системы растениеводства, которые способствуют повышению экономической эффективности сельскохозяйственного производства при различных условиях экономики и экологии.

Переход на новые технологии сберегающего земледелия вызывает необходимость усиления биологизации факторов интенсификации и снижения затрат техногенной энергии. Биологизация является условием эффективности технологий сберегающего земледелия и улучшения экологических параметров агроландшафта [34].

Современные эколого-ландщафтные системы земледелия обеспечивают условия для реализации принципов сберегающего земледелия на основе биологизации и экологизации интенсификационных процессов.

В биологизированных системах разумно соединяются техногенные и биологические факторы, причем приоритет отдается последним. Особо важным фактором воспроизводства плодородия почв и борьбы с засоренностью посевов остается севооборот [13].

Исследованиями установлено, что при повышении уровня внесения как минеральных, так и органических удобрений происходит снижение численности многолетних сорняков [16].

Наиболее сильное воздействие на развитие сорных растений оказывает севооборот. В посевах озимой пшеницы наименьшее количество сорняков в зернопропашном севообороте с черным паром, посевах сахарной свеклы в севообороте с сидеральным паром, в плодосменном севообороте [19].

В экстремальных условиях сухой и полупустынной степи Нижнего Поволжья устойчивое и достаточно продуктивное богарное земледелие возможно только в севооборотах с высоким удельным весом чистого пара. Однако в этом случае из-за усиленной минерализации гумуса не обеспечивается даже простое воспроизводство почвенного плодородия [29].

Ученые Волгоградской Госсельхозакадемии разработали и предложили к освоению севообороты, в которых задача воспроизводства почвенного плодородия осуществляется, прежде всего, за счет биологических факторов (запашки соломы, посева многолетних трав, сидерации).

Как показали исследования, хорошими потенциальными возможностями пополнения почвы органикой обладают донник и многолетние травы. В учхозе «Горная поляна» донник, например, формировал более 152 ц/га зеленой массы и 26 ц/га корней, в ОПХ «Ленинское» соответственно - 1 9 и 58 ц/га корней [27].

Изучаемые в опытах приемы биологизации севооборотов оказали положительное влияние на водно-физические свойства почвы, ее биологическую активность, содержание элементов питания, и в конечном итоге - на урожайность сельскохозяйственных культур. Сидерация является наиболее перспективным приемом биологизации земледелия в современных условиях.

Зеленое удобрение применялось уже около трех тысяч лет назад земледельческой практике Китая, и в Европе зеленое удобрение стало распространяться в XVI веке, сначала в Италии, во Франции, Испании, а в конце XVIII века в Германии.

В России первые опыты с люпином в качестве сидерата проводились Кудриным П.В. в Новой Александрии, Кулжинским С.П. - в Черниговском земстве. Запашка люпина заняла прочное место в системе агротехнических мероприятий по повышению урожаев преимущественно на почвах легкого механического состава, заменяя внесение навоза [35].

В настоящее время существует мнение, что сидерат бобовых культур по эффективности не уступает подстилочному навозу. Это тем более важно, т.к. проблема воспроизводства органического вещества в почвах агроценозов является одной из самых актуальных в современном земледелии.

По подсчетам почвенного института им. В.В. Докучаева, ВИУА, ЦИНАО, ВНИПТИОУ. ВНИПТИХИМ для бездефицитного баланса гумуса на пашню необходимо вносить 1,429 млрд. т органических удобрений (в пересчете на подстилочный навоз). По данным ВНИПТИОУ в ближайшие годы объем их использования возрастет до 970 млн. т, но этого явно недостаточно. Сидерация - один из широко доступных, но мало используемых резервов повышения плодородия почвы. Там где особенно необходимо обогащение почвы органическим веществом, а навоза не хватает - зеленые удобрения приобретают особенно большое значение [19].

В последние годы научные учреждения рекомендуют большой набор сидератов для использования в самостоятельных и промежуточных посевах. Из бобовых - люпин, сераделлу, донник, вику, горох, чину, люцерну, клевер, чечевицу, сою. Из злаковых озимую рожь, пажитник, райграс. Из крестоцветных - горчицу, рапс, сурепицу, масличную редьку [32].

При выборе той или иной сидеральной культуры следует учитывать экономические, климатические, почвенные условия хозяйства. Пожнивные посевы зелёных удобрений возможны во всех агроклиматических зонах с благоприятным температурным режимом и увлажнением, где вегетационный период составляет не менее 50-60 дней.

После уборки основной культуры оставшееся количество активных температур должно быть достаточным для формирования растительной массы сидерата (1000-1400°С), с коротким периодом вегетации. Подсевные культуры должны обладать быстрым развитием корневой системы, глубоким проникновением её в пахотный горизонт, замедленным ростом надземной массы в первоначальный период и быстрым её наращиванием после уборки покровной культуры, или интенсивным ростом рано весной сразу же после схода снега (озимые культуры)(18).

Интенсификация земледелия требует расширенного воспроизводства плодородия почвы. Этого можно добиться, используя для этого самостоятельные посевы сидеральных культур.

Эффективность сидерального удобрения, подобно навозу и минеральным удобрениям, в значительной степени зависит от его количества. Чем больше запахивается на 1 га зелёной массы, тем сильнее его действие, как удобрения,

В зависимости от своих биологических особенностей, культуры способны формировать различную фитомассу.

Зелёные удобрения тем эффективнее, чем мощнее их корневая система. Успешное развитие подземной части обуславливает наращивание и насыщение питательными веществами надземной массы растения, мобилизует питательные вещества почвы, активизирует, в отдельных случаях, полезную микрофлору, улучшает водно-физические свойства почвы и, в то же время, служит органическим удобрением. Бобовые, крестоцветные, злаковые могут насыщать почву сухим веществом от 3 до 43 ц/га пожнивно-корневыми остатками [22].

Таким образом, в целях повышения земельных качеств почвы, необходимо использовать нетоварную часть сельскохозяйственной продукции на удобрение, расширять посевы культур, способные формировать достаточно высокую массу надземной и корневой части.

В создании оптимальных водно-физических свойств почвы важное значение отводится органическим удобрениям. Содержание органического вещества почвы выше 4,3% обеспечивает устойчивое состояние её структуры. Сидераты, как и навоз, способны увеличивать количество почвенных структурных агрегатов, хотя и в более с использование в качестве сидератов клеверозлаковои травосмеси в этом плане превосходит навоз.

Использование сидерата по частям ведёт к улучшению структуры почвы, но не так значительно. Заделка пожнивных корневых остатков по-своему действию приближается ко всей растительной массе. Использование лишь надземной части менее эффективно, этом случае формируется в 5-6 раз меньше агрегатов особо цепных фракций [18].

Совместное использование зелёных удобрений с соломой снижает его прямое действие на структурообразование, но выравнивается в последствии [3].

В основе этих явлений лежит способность сидератов образовывать «деятельный перегной», который с кальцием цементирует почвенные комочки [32].

Сидерат ещё во время роста оказывает разностороннее влияние на почву. Оно выражается в разрыхлении под влиянием корневой системы. После её отмирания увеличивается относительный объём между структурными отдельностями, называемый пористостью [19].

Позитивно сидерация влияет на плотность почвы. После применения зелёного удобрения этот агрофизический показатель принимает величину, равную применению навоза, но лишь в период начальной вегетации, следующих по этим органическим удобрениям культур. Перед уборкой варианты с сидерацией имели явное преимущество [20].

Повышение общей и некапиллярной пористости, обусловливает и улучшение других показателей степени окультуренное почвы. Под влиянием зелёных удобрений наблюдается повышение ёмкости поглощения, суммы поглощённых оснований, поглотительной способности, буфсрностй, снижение обменной кислотности [26].

Использование пожнивного сидерата крестоцветных культур увеличивает влагоёмкость почвы, в достижении этого па чернозёмах такой приём не менее эффективен, чем дорогостоящая полупаровая обработка [18]. В ряде опытных учреждений наблюдалось усиление водопроницаемости почвы под влиянием навоза (60 т/га) - в 1,5 раза при заделке фитомассы донника (20 т/га) - в 2 раза по сравнению с контролем. Ещё рельефнее, в связи с действием корней и сидерата, его положительное влияние на водопроницаемость подпахотных слоев [7]. Ежегодно площадь пашни, подверженной эрозии, увеличивается на 2 млн. га. По сообщению [14] в стране около 80% сельскохозяйственных угодий в той или иной степени подвержены эрозионным процессам. Радикальное средство защиты почвы от водной и ветровой эрозии - растительность. Сидерация, как способ задействования растительности, способна защитить почву от эрозии [19]. Сидераты, выращиваемые в паровых полях, гасят энергию ливневых дождей, снижая их эродирующую способность распыления капель. Часть осадков задерживается растительным покровом, уменьшая склоновый смыв, значительно снижает скорость ветра в приземном слое.

Мощная корневая система (люпин, донник, райграс и другие) выполняют противоэрозионные мелиорирующие функции. Отсутствие защитного покрова способствует смыву за один ливень до 16 м³ мелкозема на гектар. Злаково-бобовая смесь полностью предотвращает смыв. Почвообразование - это биологический процесс, в котором большое место отводится биохимической деятельности различных микроорганизмов. Основным источником органического вещества почвы являются высшие растения. Энергетическим и пластическим материалом для всех групп микроорганизмов служит фитомасса, заделываемая в почву. Она, богатая белком и углеводами, резко стимулирует микрофлору [13].

Аммонифицирующие бактерии играют большую роль в минерализации органического вещества, в результате их деятельности растительные и животные остатки разлагаются до аммиака, который является важнейшим звеном в цепи минерального питания растений. Введение сидерата в свекловичный севооборот увеличило число аммонификаторов спустя месяц после запашки в 2 раза, микроорганизмов, использующих минеральный азот в половину [18].

Другой вид микроорганизмов - нитрификаторы также участвуют в постановке минерального азота в виде нитратов. При внесении органической массы растений, его образуется на 38% больше, чем по черному пару.

Гречиха, горох, кормовые бобы, кукуруза, внесённые под сахарную свёклу значительно увеличивают количество анаэробных фиксаторов азота, а также олиготрофных и фосфорных бактерий [29].

В севооборотах с насыщением от 50% до 100% зерновыми включение зелёных удобрений в сочетании с соломой повышает, по сравнению с участками без использования сидерата, численность свободно живуших азотофиксирующих анаэробных микроорганизмов [19].

Ведущая роль гумусообразования отводится устойчивым к микробиологическому разложению растительным метаболитам: легнину, дубильным веществам и т.п. Активность микроорганизмов, клетчатку при внесении навоза выше, чем при использовании силсратов. подтверждает это, указывая, что фитомасса уступает в этом отношении соломе, не говоря о навозе, в котором содержатся готовые гумусовые вещества». Солома злаковых насыщена наиболее устойчивой к разложению целлюлозой. Из-за сложной кристаллической структуры, для разложения которой необходимо большое количество ферментов.

Поэтому для повышения содержания гумуса в почвe, pекомендуется при заделке всей растительной массы добавлять к ней солому или торф.

Многиe авторы отводят ферментам основную роль в метаболизме органического вещества. Особенно велико их содержание там, где активно идут процессы образования гумуса или его минерализации. Их активность повышается внесением в почву органических удобрений совместно с минеральными. Солома (СЛЧ=70-80) при добавлении минеральных форм азота, фосфора и калия перестаёт быть недоступной для многих групп микроорганизмов и быстрее минерализуется, т.к. соотношение С/К значительно сокращается [20-25].

Сидераты, способствуя увеличению числа актиномицетов, снижают фитопатологическую активность почвы, т.к. эта микробиологическая группировка является антагонистом некоторых патогенов сельскохозяйственных культур, что важно при их высокой концентрации в севообороте бактерий на второй год после запашки. Сидерация в прямом действии и впоследствии, вызывает увеличение численности грибов в 1,5 раза, при добавлении навоза - в 2 раза

Под влиянием минеральных удобрений в почве преобладает бактериальный, а при внесении сидерата - грибной тип разложения клетчатки. Донник, как сидерат, привёл к возрастанию численности целлюлозоразрушающих. Активность протекания биохимических процессов отражается на образовании углекислоты. Сидерация бобовыми (люпин, донник) способствует, более интенсивному продуцированию углекислого газа в течение всей вегетации.

Другой биологический показатель почвы - её ферментативная активность. Зеленое пожнивное удобрение отдельно и с соломой повышает активность полифенолаксидазы, а также протеазы и уреазы. Значение последних двух ферментов состоит в последовательном расщеплении белков до мочевины, а затем и до аммиака, а затем и до аммиака, доступного для растений.

Внесение в почву энергетического материала - фитомассы стимулирует микробиологическую активность почвы, что ведёт к появлению «экстра-азота почвы» [20].

В ризосферной зоне корней усиливается фиксация азота атмосферы микроорганизмами, вследствие чего повышается обеспеченность им растений.

Прикорневая зона растений хорошая среда для развития бактерий, растворяющих фосфаты кальция почвы. Чистые культуры клубеньковых бактерий способны расщеплять, а затем усваивать фосфор из его почвенных соединений. Поступивший в почвенный раствор фосфор активно поглощается растениями [7].

Зелёные удобрения влияют как на эффективное, так и потенциальное плодородие почвы. Качественный состав его во многом может определить приращение дополнительных органических компонентов к специфической части почвы - гумусу. Исследования последнего времени указывают на способность бобового сидерата (полного и отавного) приращивать органическое вещество почвы, злакового - стабилизировать [8].

Масса сидерата с узким соотношением С/N быстро разлагаютсямикрофлорой, и слабо влияет на плодородие почвы. Если сидеральная культура не обладает достаточным количеством углерода, её, минерализацию можно понизить, дополнительно использую солому, торф, навоз [19].

На эффективность совместного применения соломы и сидерата в достижении бездефицитного баланса гумуса указывает (11).

Зелёные удобрения способны влиять на качественный состав гумуса. Запашка бобовых культур стабилизирует или увеличивает общее содержание в органическом веществе гуминовых и сокращает фульво-кислот. Под влиянием соломы и бобовых зеленых удобрений становится более заметным увеличение гуминовых кислот, связанных с кальцием [17].

Подбор органических материалов скоростью разложения позволит одновременно обеспечить последующие культуры питательными веществами и повысить потенциальное плодородие почвы. Бобовые сидераты - источник накопления биологического азота. Бобовые, горох и вика - насыщает почву азотом в пределах 71-98 кг/га, а клевер 150-203 кг/га, люпин способен накапливать до 100 кг/га доступного азота [24].

Широкое внедрение сидератов способствует вовлечению в кругооборот их подпахотных слоев почвы неиспользованного резерва фосфора, калия, кальция и магния. На среднесуглинистых почвах при запашке жёлтого люпина в пахотном слое можно увеличить содержание фосфора до 20 кг/га. Заделка пожнивной горчицы в чистом виде и с соломой повышает содержание подвижного фосфора и обменного калия. Гречиха, горох, кормовые бобы обогащают почву подвижными формами фосфора, одновременно содержание калия увеличивается от 38 до 118 кг/га [7].

Заделка только пожнивно-корневой массы люпина увеличивает содержание фосфора в среднем с 1-5 до 10 мг/100г почвы. Надземная часть зелёного удобрения превосходит подземную - в содержании элементов минерального питания. За счёт запахивания биомассы люпина, гороха, бобов, масличной редьки, эспарцета на гектар поступает 45,8-114 кг фосфора; 41,7- 169,9 кг калия [26]. Запашка пожнивной и зелёной массы горчицы позволила в севообороте с 100%-ным насыщением зерновыми культурами получать такие же урожаи зерновых, как и севообороте с многолетними травами, где они занимали 60% пашни, но без зелёного удобрения. Применение промежуточных культур повлияло на повышение выхода кормовых единиц с 1 га на 23-45% [19].

Применение фитомассы и соломы способно повысить урожайность озимой пшеницы и ячменя [12].

Анализируя результаты применения люпина многолетнего и донника в условиях ЦЧЗ, указывает на заделку всей растительной массы, как наилучший способ повысить урожайность озимой пшеницы при использовании сидерата [11].

Внедрение зелёного удобрения способствует как увеличению урожайности, так и улучшению технологических качеств продукции.

Растительное удобрение, особенно бобовых культур, в своём использовании определяет рост содержания белка в зерне озимой пшеницы, ячменя, овса [25].

Зелёные удобрения обогащают почву органическими веществами, способствуют повышению её микробиологической активности, обеспечивающей накопление в почве питательных веществ в форме, доступной для растений. При внесении зелёных, удобрений развиваются антагонисты болезней сельскохозяйственных культур [25)].

Сидераты оздоровляют экологическую обстановку, ускоряя разложение пестицидов и обогащая за время вегетации атмосферу кислородом.

Наряду с этим многолетние травы в севооборотах являются наиболее мощным фактором биологизации.

Реальным и экономически выгодным путём восстановления плодородия и увеличения производства сельскохозяйственной продукции может быть биологизация земледелия, включающая среди прочих мер введение в севооборот многолетних, и, прежде всего бобовых трав. Биологический азот, накопленный в корнях и надземной массе бобовых, так же как и минеральный повышает продуктивность последующих культур [5].

Особая роль в биологизации земледелия принадлежит доннику, преимущество которого заключается в возможности его одногодичного использования и, следовательно, быстрого прохождения по полям севооборота.

Результаты исследования показали, что в среднем за три года введение занятого пара повысило урожайность озимой пшеницы на 5,3, яровой - на 5,4 ц/га по сравнению с севооборотом, включающим чистый пар. Продуктивность 1га севооборота за счёт посева донника по зерну повысилась на 23,2% [29].

Установлено, что в современных условиях возникла острая необходимость интенсификации травосеяния. Осуществляется формирование ландшафтно-экологического земледелия. Жёсткие рыночные отношения исключают производство нерентабельной продукции. Резко обострены экологические проблемы. В сельском хозяйстве трансформируются традиционные взгляды на вопросы землепользования в сторону перевода значительных площадей пашни под долголетнее залужение многолетними травами.

Биологические и морфологические особенности корневой и надземной массы у большинства ныне культивируемых видов многолетних трав позволяют травостоям, особенно травосмесям активно противостоять неблагоприятным климатическим условиям, а также вредителям, болезням растений и сорнякам.

Травосеянию принадлежит исключительная роль в воспроизводстве почвенного плодородия, причём эта роль многогранна: образование гумуса, активизация жизнедеятельности почвенной микрофлоры, кругооборот веществ, в т.ч. накопление биологического азота, оптимизация тепловода и газообмена, структурообразование почвенных агрегатов, углубление пахотного горизонта и другое.

Это позволяет считать травосеяние мощным противоэрозионным фактором, что особенно важно в нынешних условиях разрушительного антропогенного воздействия на почвенный покров. Особая роль многолетних трав в формировании ландшафтно-экологического земледелия предопределяется возможностью многократного отчуждения фитомассы за счёт 2-3 и более укосов или стравливании, а также долголетним (3-4 и более лет) использованием травостоев [24].

При возделывании в севообороте многолетних трав в почву попадает больше растительных остатков, что способствует активизации зимогенной зоны микрофлоры, численность её возрастает. Условный коэффициент гумификации в опытах ВНИИСС при этом увеличился до 4,77 [8].

Внесение одних минеральных удобрений не способствует стабилизации накопления органического вещества почвы. При недостатке органических удобрений и отсутствии многолетних трав в севообороте приостановить снижение гумуса трудно. В этом случае, через 50-75 лет его запас снижается на 20-50% и сокращается на 10-30 си мощность гумусового горизонта [17].

Позитивно сидерация влияет на плотность почвы. После применения зелёного удобрения этот агрофизический показатель принимает величину, равную применению навоза, но лишь в период начальной вегетации, следующих по этим органическим удобрениям культур. Перед уборкой варианты с сидерацией имели явное преимущество.

Повышение общей и некапиллярной пористости, обусловливает и улучшение других показателей степени окультуренности почвы. Под влиянием зелёных удобрений наблюдается повышение ёмкости поглощения, суммы поглощённых оснований, поглотительной способности, буферости.

Для достижения положительного баланса необходимо, помимо навоза, включать в севооборот травостояние. Эту проблему [24] предлагают решить повышением урожаев многолетних трав, наряду с использованием навоза и нетоварной частью сельскохозяйственных культур.

Травостояние играет в формировании ландшафтно-экологического земледелия концептуальную роль, которая сохранится и в XXI веке, по крайней мере, в нашей стране, где травостояние будет одним из определяющих факторов экономики и экологии.

Применение кальций содержащих материалов на фоне разных источников органических удобрений изменяет почвенную среду, снижает кислотность, закрепляет гумусовые вещества почвы.

Черноземные почвы - это богатств нашей страны. Однако по целому ряду причин, главным образом из-за активной производственной деятельности человека, старопахотные почвы утрачивают свое высокое естественное плодородие.

В настоящее время идет постепенное обеднение почв основаниями, прежде всего кальцием, наблюдается снижение содержания гумуса, ухудшение физико-химических свойств черноземов и их биологической активности.

В связи с интенсификацией земледелия, применением в основном физиологически кислых форм минеральных удобрений, выпадением кислотных дождей и ряда других причин изменяются, прежде всего, кислотные свойства почвы. Из-за отрицательного баланса кальция в ЦЧР отмечается все больший рост площадей кислых почв не только среди оподзоленных и выщелоченных черноземов, но и типичных. Только в Воронежской области, по данным агрохимической службы, площадь кислых почв в настоящее время составляет 24% площади пашни.

Устранение избыточной кислотности путём известкования является одним из главных факторов повышения плодородия почв и увеличения урожаев сельскохозяйственных культур. Но из-за дороговизны и уменьшения объёмов производства в условиях рыночной экономики традиционные известковые удобрения становятся всё менее доступными. Это обстоятельство заставляет искать дополнительные пути обогащения почвы кальцием. Сократить дефицит кальцийсодержащих мелиорантов возможно благодаря использованию нетрадиционных известковых материалов из местных источников, таких как мел и дефекат [4].

Мел природный комовой и дробленый является рыхлой разновидностью известняка. Мел содержит до 94-96% углекислого кальция и магния, является хорошим активным известковым материалом.

Дефекат является отходом свеклосахарного производства. Известь, используемая для очистки свекловичного сока, выпадает в виде мельчайшего осадка углекислого кальция с размером частиц около 17 микронов. После естественной сушки, при влажности 25-30%, он превращается в легко рассыпающуюся массу, состоящую из мелких пористых агрегатов. Дефекат, получаемый выводом фильтрационного осадка технологическими водами, содержит в своём составе около 40-80% карбонатов кальция и магния, 0,2-0,7% фосфора, 0,2-0,7% калия и до 30% органического вещества. Дефекат является высокоэффективным известковым удобрением [15].

Важным фактором плодородия является реакция среды. Для большинства культур, выращиваемых в Центральном Черноземье, для оптимального роста и развития необходима реакция среды, близкая к нейтральной (РН 6,0-7,5). В целях создания в почвенном растворе оптимальных значений РН для роста и развития растений.

Известкование черноземных почв не только устраняет кислотность, но и изменяет агрохимические свойства, повышая плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур. При увеличении значения Рh уменьшается гидролитическая кислотность, увеличивается степень насыщенности основаниями, оптимизируются и другие показатели. [4].

В опытах, проведённых в Липецкой сельскохозяйственной опытной станцией на выщелоченном и оподзоленном чернозёмах, внесение 15-25 т/га дефеката повышало урожайность сахарной свёклы на 42-88 ц/га, озимой пшеницы - на 7,9 ц/га, (первый год последствия), ячменя и проса - на 5,6у «1,3 ц/а (второй год последствия), гороха - на 3,6ц/га (третий год последствия) [15], который можно рассматривать как комплексное удобрение, пригодное для снижения кислотности почвы и обогащения её элементами питания растений [4].

Применение дефеката положительно сказалось на повышении продуктивности сельскохозяйственных культур при одновременном повышении плодородия почв и утилизации отходов сахарного производства.

В Курской области, в опытах Львовской селекционной опытной станции урожайность сахарной свёклы при внесении дефеката из расчёта полной дозы по гидролитической кислотнвсти повысилось на 54 ц/га и от внесения 2/3 дозы под озимую рожь - на 2,1 ц/га. [33].

В работе [8] установлено, что на выщелоченных чернозёмах Липецкой области в сложившихся условиях одним из важнейших резервов сохранения почвенного плодородия и продуктивности земледелия является использование местных удобрений. Можно широко применять дефекат и доломитовую муку. Отмечено заскисление почвы на 0,3-0,9 единицы РН. Достоверные прибавки урожая за 3 года при использовании дефеката по озимой пшенице составили 4.0; 5,4; 5,2 ц/га, озимой ржи за 2 года - 5,2 и 4,7 ц/га, ячменя 4-5 ц/га.

Таким образом, экспериментальные данные научных учреждений и практика земледелия в ЦЧР свидетельствует о возможности и необходимости применения кальцийсодержащих материалов для известкования нуждающихся в изменении кислотных чернозёмов.

Современный мировой опыт ведения сельского хозяйства показывает, что любая система земледелия, какой бы степени интенсивности ни была, порочна, если она не обеспечивает сохранения и повышения плодородия почв и экологической сбалансированности всего агроландшафта.

В каждом хозяйстве, на каждом водосборе должен быть свой индивидуальный подход, должна быть разработана и освоена своя, оптимальная для данных условий система земледелия. В таких системах насыщенность почвозащитными и другими мероприятиями и их содержание в зависимости от условий различны, что является основной для надёжного обеспечения защиты почв от эрозии и других видов деградации, повышения их плодородия, высокой продуктивности агроценозов. Создание таких гибких, адаптивных систем земледелия возможно только на ландшафтной основе при дифференцированном подходе к использованию всех элементов ландшафта, и прежде всего почвенного покрова [16]. Научной основой современного земледелия является глубокое знание экологических закономерностей ландшафта, взаимосвязь агробиоценозов и естественных экосистем в общем природно-технологическом цикле биосферы.

Экологический анализ показывает, что загрязнение окружающей среды наносит земледелию существенный ущерб, выражающейся в прямых потерях продукции из-за изъятия из оборота земельных участков, потери плодородия почв от загрязнённых атмосферных осадков, выпадения производственной пыли, засоления земель высокоминерализованными сточными водами, эрозии и т.п.

Поэтому борьба с загрязнениями окружающей среды требует дополнительных затрат в сельском хозяйстве на рекультивацию и освоение новых земель. Увеличению средств на мелиорацию, удобрения, восстановления почв в зоне загрязнения и др. В то же время нарушение экологических условий неизбежно приводит к снижению качества сельскохозяйственной продукции, ухудшению здоровья работников, занятых в сельском хозяйстве. Следовательно, земледелие требует не только интенсификации и больших капиталовложений, но и комплексных экологически оправданных методов хозяйствования для сохранения и использования почвы, водных ресурсов и воздуха с целью удовлетворения потребности человечества в высококачественной продукции и одновременного сохранения природных комплексов. Современное земледелие не должно вызывать нарушения окружающей среды, ставить под угрозу долговременное плодородие почвы [1,14,17].

Повышение эффективности многоукладного аграрного производства - сложная и многосторонняя задача.

Среди условий, определяющих рост эффективности нового сельскохозяйственного производства, большое значение должно отводиться разработке и внедрению зональных альтернативных экологически безопасных систем земледелия, составной частью которых являются плодосменные биологизированные севообороты и энергосберегающие адаптивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур.

Новый дифференцированный подход к системе земледелия, согласованный с зональными условиями, позволит оказывать существенное влияние на восстановление плодородия почвы, продуктивность возделываемых полевых культур, ресурсосбережение и чистоту окружающей природной среды.

Для этого в земледелии необходима корректировка ранее созданных внутрихозяйственных проектов землеустройства.

Наряду с показателями содержания гумуса, основных элементов питания, кислотности, необходимо определять микроэлементы, тяжёлые металлы, пестициды, радионуклиды в почве, её агрофизические и биологические свойства, потенциальную засорённость и другие лимитирующие факторы, и на их основе разработать агроландшафтные биологизированные и биологические системы земледелия с экономически обоснованной структурой посевных площадей. Введение экологизированных севооборотов с включением в них зернобобовых, многолетних бобовых трав и бобово-злаковых травосмесей, промежуточных культур па зелёное удобрение. Посев адаптивными высокопродуктивными сортами и гибридами устойчивых к болезням и вредителям; применение всех видов органических удобрений - навоза, торфа, компостов, включая солому зерновых, отаву кормовых культур, пожнивные сидераты семейства бобовых и капустных растений; умеренное использование минеральных удобрений и пестицидов в сочетании с дифференцированными энергосберегающими способами обработки почвы и разработкой новых приёмов технологий будет способствовать повышению плодородия и биогенной активности почвы получению биологически полноценной и экологически безопасной продукции [13]. Земледелие будущего требует комплексных, экологически оправданных методов хозяйствования для сохранения и использования почвы, водных ресурсов, атмосферы с целью удовлетворения потребностей человечества, в высококачественной продукции с сохранением природных комплексов [34, 37].

Только путём роста продуктивности земли можно существенно улучшить условия воспроизводства рабочей силы в аграрной сфере и обеспечить подъём жизненного уровня населения.

В этом отношении много будет зависеть от реализации Государственной комплексной программы повышения плодородия почв, от уровня использования здесь технико-технологических, естественно- биологических и экономических законов. Именно на этой основе предстоит поднять продуктивность земли - важнейшего источника народного благосостояния.

Исходя из изложенного, задачей настоящей дипломной работы являются разработка мероприятий по повышению уровня биологизации и устойчивости земледелия в конкретных условиях производства. Реализация этих мероприятий позволит перейти хозяйству к сберегающему земледелию, как наиболее оптимальной системе ведения земледелия обеспечивающей резкое сокращение затрат и рост продуктивности культур, при улучшении экологических показателей агроценоза. Современные технологии сберегающего земледелия предусматривают усиление биологического фактора в функционировании агроценоза и почвы. В работе будет уделено основное внимание корректировке агрокомплекса хозяйства.



2. ХАРАКТЕРИСТИКА АГРОРЕСУРСОВ ХОЗЯЙСТВА

Современные адаптивно-ландшафтные системы земледелия направлены на более полную реализацию в продукционном процессе биоклиматического потенциала конкретного региона. Агротехнический комплекс хозяйства, являющийся базовым комплексом системы земледелия позволяет эффективно использовать агроресурсы хозяйства при меняющихся условиях производства и внешних факторах.

Особенность агроресурсов конкретного хозяйства создают неодинаковые условия для эффективности новых технологий в земледелии.

2.1 Общие сведения и природно-экономические условия производства

ООО «Луговатское» расположено в центральной микрозоне северной лесостепи природно-сельскохозяйственной зоны области. Центральная усадьба (с. Н. Луговатка) находится на удалении от Воронежа 118 км и 20 км от районного центра В. Хава.

Землепользование хозяйства представляет собой плоскую равнину, расположенную на высоте 82 м над уровнем моря.

Густота овражно-балочной сети составляет 0,1-0,2 км на 1 км². По рельефу территория землепользования расположена на выровненной площади с уклоном не выше 1-2^о.

Сфера деятельности и отраслевая принадлежность - производство сельскохозяйственной продукции растениеводства. В настоящее время за хозяйством закреплено 1260 га пашни. Распаханность территории хозяйства составляет 95,4%. Обобщающей характеристикой производственной способности земли служит оценка сельскохозяйственных угодий по стоимости валовой продукции растениеводства в балах (табл. 1).



Таблица 1

Оценка угодий хозяйства в балах

Угодье	Хозяйство	Район	+
Сельхозугодья в целом	47,1	46,1	1,0
Пашня	57,2	54,2	3,0

Территория пашни хозяйства расположена в основном на ровных землях до 1-1,50, что создает условий эффективного использования техники и внедрения новых технологий в земледелии. Сенокосы и пастбища расположены на склонах 3-5^о. Естественная травянистая растительность сохранилась лишь по склонам и днищам балок. Данные таблицы 1 подтверждают более высокий потенциал основного агроресурса хозяйства - земли в сравнении с районными показателями. Задача специалистов хозяйства - рационально и эффективно использовать пашню с целью сохранения плодородия и повышения экономики.

Таблица 2

Экспликация земельных угодий в ООО «Луговатское»

Наименование угодий	Площадь, га	%
		к пашне	к с-х угодьям
Пашня	1260	-	95,4
Многол. насаждения	7	0,6	0,5
Сенокосы	19	1,5	1,4
Пастбища	30	2,4	2,3
Прочие земли	5	0,4	0,4
Всего земель	1321	4,9	100

В ООО «Луговатское» сложилась следующая экспликация земельных угодий (табл. 2). В Земельном фонде хозяйства наиболее высокий процент занимает пашня (95,4%). Существующее производственное направление хозяйства - зерновое с производством подсолнечника. В таблице 3 представлена слившаяся структура посевных площадей ООО «Луговатское» за последние годы и урожайность.

В хозяйстве отмечается невысокая урожайность культур. Причина низкой продуктивности отрасли растениеводства в недостаточном применении

факторов интенсификации удобрений, пестицидов современных и перспективных сортов, а также в несовершенстве технологии возделывания структуры посевных площадей.

Данная структура имеет низкий уровень биологизации и зерновая группа по составу не сбалансирована и зерновое производство имеет неустойчивый характер по годам. Структура посевных площадей хозяйства достаточно экстенсивна, не обеспечивает все культуры хорошими предшественниками. В этих условиях применение технологий сберегающего земледелия затруднено.

Таблица 3

Структура посевных площадей и урожайность в ООО «Луговатское» в среднем за 2010-2012 гг.

№ п/п	Культура	Площадь, га	%	Урожайность, ц/га
1	Зерновые и зернобобовые	755	59,9	-
2	Озимая пшеница	260	20,6	28,0
3	Ячмень	250	19,8	24,0
4	Овес	245	19,4	22,0
5	Технические, всего:	240	19,0	-
6	в т.ч. подсолнечник	240	19,0	19,0
7	Чистый пар	265	21,0	-
8	Всего пашни	1260	100	-

2.2 Климатические условия производства

Климат хозяйства среднеконтинентальный. По данным Воронежской метеостанции среднегодовая температура 6.05^о. Продолжительность безморозного периода 165 дней. Общий вегетационный период 194 дня, из них период активной вегетации составляет 159 дней. В регионе господствует юго-западные ветры. Осадков выпадает по среднемноголетним данным - 545 мм.

Сумма осадков за период вегетации недостаточна. Величина (ГТК) гидротермического коэффициента составляет 1.16, что недостаточно для получения высокой продуктивности культур.

Таблица 4

Среднемесячная температура воздуха и сумма осадков

Показатели	Месяцы года	Среднегодовые показатели
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Среднемесячная температура воздуха	-9,3	-9,0	-4,5	5,7	14,6	18,1	20,1	19,4	12,5	5,7	-1,6	-7,5	6,05
Сумма осадков, мм	26	25	27	38	45	58	60	52	48	40	47	39	545
ГТК	-	-	-	-	1,0	1,2	1,4	1,0	1,2	-	-	-	1,16

Климат региона характеризуется как умеренно-континентальный с холодной зимой и теплым летом, нередко жарким и засушливым. Самым теплым месяцем в году является июль - + 26,4^оС, а самым холодным - январь - 19,3^оС. Нарастание температур весной и снижение осенью, их динамика в течение лета никогда не бывает равномерной.

Поздней осенью и даже в начале лета возможен возврат холодов, сопровождающихся резким понижением температуры, что снижает продуктивность фотосинтеза и снижает урожай культур. Складывающиеся климатические условия в хозяйстве благоприятны для возделывания большого набора культур. Необходимо научно обосновать агротехнический комплекс и адаптировать его к условиям хозяйства.

2.3 Почвенные условия производства

Почвенный покров хозяйства представлен черноземами выщелоченными и типичными (табл. 5).

Таблица 5

Характеристика почв хозяйства

Почвы	Площадь, га	Гранулометрический состав	Мощность горизонта	Содержание гумуса	Содержание, %
					Р	К	рН
Чернозем выщелоченный	960	средне-глинистый	65	6,2	110	101	6,8
Чернозем типичный	361	глинистый	73	4,3	48	96	6,4

По берегам балок сформировались почвы балочных склонов различной степени смытости, а по днищам балок расположены аллювиально-делювиальные почвы. На землях хозяйства незначительно развиты эрозионные процессы. Формирование почв на территории хозяйства шло по непромывному режиму влажности. Наличие различных форм рельефа, разнообразие почвообразующих пород и других факторов почвообразования привело к образованию неоднородного почвенного покрова.

Почвообразующими породами у выщелоченного чернозема были покровные глины и тяжелые суглинки. Реакция почвенного раствора верхнего гумусового горизонта колеблется от слабокислой до нейтральной. Сумма поглощенных оснований составляет в среднем 43-49 мг/экв в гумусовом горизонте. Чернозем типичный образовался на почвообразующей породе - покровном суглинке и глине. Сумма поглощенных оснований высокая - 44-58 мг/экв.

В целом земельный фонд хозяйства включает высокоплодородные почвы, выровненные по рельефу, свойствам и плодородию. Почвенная характеристика и уровень потенциального плодородия позволяет выращивать интенсивные пропашные культуры и иметь специализированные севообороты с высоким насыщением ведущих культур. В то же время необходимо реализовывать комплексную программу повышения плодородия и рационального использования почв хозяйства. Регулирование плодородия почвы и усиление почвозащиты обуславливается необходимостью внедрения технологий сберегающего земледелия.

Агрофизические показатели почв хозяйства в целом благоприятны для внедрения новых технологий, в частности равновесная плотность почв имеет близкие показатели к оптимальной. На ближайшую перспективу необходимо более широко использовать биологические приемы повышения плодородия и внедрить научно обоснованный агротехнический комплекс, имеющий высокую адаптивность к условиям хозяйства.

агротехнический земледелие сберегающий плодородие



3. СОСТОЯНИЕ ОСВОЕНИЯ АГРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ХОЗЯЙСТВА

Современные адаптивно-ландшафтные системы земледелия являются комплексом агротехнических, мелиоративных и организационно-экономических мероприятий, направленных на повышение плодородия почвы и урожайности возделываемых культур. Важнейшим компонентом систем земледелия является агротехнический комплекс, включающий: систему севооборотов, систему обработки почвы и систему воспроизводства плодородия почвы.

Высокий уровень использования биоклиматического потенциала региона и урожайности культур достигается при условии высокой сопряженности всех элементов агрокомплекса и их адаптивности к конкретным природно-экономическим условиям производства.

Сложившийся агрокомплекс хозяйства отражает уровень воспроизводства плодородия почвы развитие технологии возделываемых культур и биологизацию земледелия хозяйства.

3.1 Система севооборотов хозяйства

Система севооборотов является частью внутри хозяйственного плана землеустройства и выражает организацию полевого хозяйства. Система севооборотов, являясь базовым компонентом агроландшафта, создает оптимальные условия для проведения полевых работ, использования техники и воспроизводства плодородия почвы.

В ООО «Луговатское», согласно плана внутрихозяйственного землеустройства введен один полевой севооборот, выражающий сложившуюся структуру посевных площадей (табл. 3).

Данная структура посевных площадей в современных условиях производства в хозяйстве не отвечает требованиям экономики, регулирования плодородия почвы, внедрения современных технологий и биологизации земледелия. Основным недостатком сложившейся структуры в хозяйстве является высокое насыщение севооборота зерновыми культурами однотипными по биологии и химическому составу. Состав зерновой группы несбалансирован, не включает биологические компоненты, что снижает темпы разложения растительных остатков и повышается токсичность почвы.

В данной структуре все культуры не обеспечиваются хорошими предшественниками, что снижает урожайность. Данные по урожайности в хозяйстве подтверждают такое заключение. Наличие чистого пара - 21% в структуре является недопустимым для хозяйства и в экономическом отношении и в регулировании плодородия почвы.

В то же время сложившаяся структура посевных площадей экономически не обоснована из-за состава культур, в ней мало коммерческих культур, пользующихся большим спросом на рынке. Корректировка структуры должна осуществляться по повышению биологизации и повышению плодородия почвы. Структуры посевных площадей отражает севообороты хозяйства.

В хозяйстве, согласно плана внутрихозяйственного землеустройства введен один полевой севооборот:

Полевой севооборот №1

Общая площадь - 1260 га

Средняя площадь поля - 252 га

1. Чистый пар

2. Озимая пшеница

3. Ячмень

4. Овес

5. Подсолнечник

Данный севооборот отвечает особенностям хозяйства, имеет большую среднюю площадь поля, организован на ровных землях, что позволяет использовать современную технику.

Таблица 5

Фактическое размещение культур в полях полевого севооборота № 1 в ООО «Луговатское»

№ п/п	2010 год	2011 год	2012 год
1	Озимые	Подсолнечник Гречиха	Чистый пар Овес
2	Горох, Ячмень	Озимые	Подсолнечник Ячмень
3	Подсолнечник Ячмень	Чистый пар Подсолнечник	Озимые Овес
4	Озимые Овес	Подсолнечник Ячмень	Ячмень Гречиха
5	Подсолнечник Ячмень	Чистый пар Горох	Озимые Ячмень

Однако в чередовании культур имеются недостатки из-за ограниченного набора зерновых культур, что ухудшает почвенные условия для растений, ухудшаются фитосанитарные условия в посевах, что снижает возможности интенсификации земледелия.

Данный севооборот имеет экстенсивный характер из-за наличия чистого пара (21%) и отсутствия биогенных культур и возможности чередования по принципу плодосмена. Анализируя освоение данного севооборота на основе данных книг истории севооборота, можно отметить, что чередование культур во времени в полях севооборота нарушается и осуществляется не по схеме, отмечается пестрополье, что увеличивает затраты. В результате этого фактическое размещение культур не соответствует принятой схеме чередования, т.е. севооборот не освоен. В результате снижается эффект от чередования, повышаются накладные расходы на полевые работы в растениеводстве и снижается культура земледелия.

Насыщение зерновой группы однотипными культурами, снижает уровень биологических процессов и формирование эффективного плодородия, увеличивается фитопатогенный потенциал агроценозов зерновых.

Совершенствование данного севооборота необходимо проводить в границах существующих полей за счет увеличения биоразнообразия чередующихся культур и его биологизации. Вместе с тем в условиях рынка севооборот должен обладать большей гибкостью, реагировать на запросы рынка и ценовой политики.

Улучшение чередования культур при данном техническом и экономическом положении хозяйства позволит более эффективно включать в продукционный процесс у растений биологический азот и естественные процессы формирования плодородия.

Важно отметить, что совершенствование севооборота в направлении усиления биологизации и повышения плодородия является необходимым для создания благоприятных условий для создания внедрения новых технологий сберегающего земледелия.

3.2 Система обработки почвы в севообороте

Система обработки почвы является самым мощным фактором мобилизации потенциального плодородия и активизации процессов деградации дегумификации почвы. В то же время обработка почвы является наиболее затратным компонентом в технологиях возделывания культур, во многом определяет себестоимость продукции и эффективность применяемой технологии.

Применяемая система обработки почвы в хозяйстве основана на отвальной вспашке под основные яровые культуры и чистый пар. имеющийся парк сельскохозяйственной техники в хозяйстве устаревший, качество выполняемых работ по обработке почвы невысокое, не выполняются агротехнические сроки их проведения. Существенным недостатком сложившейся системы обработки является недостаточный уровень ее минимализации. В современном земледелии снижение затрат техногенной энергии является важнейшим условием эффективности производства, снижения деградации агроэкосистемы и улучшения экологических показателей агроландшафта.