УДК 633.2/3.03: 631.531.04. На правах рукописи
МУХАМБЕТОВ БОЛАТ
Научные основы подбора кормовых культур и технологии их
возделывания на засоленных землях Прикаспийской низменности
06.01.12 – кормопроизводство и луговодство
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора сельскохозяйственных наук
Республика Казахстан
Алматы, 2010
Работа выполнена в Атырауском филиале ТОО «Юго-Западный научно-исследовательский институт животноводства
и растениеводства
»
Научный консультант: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик НАН РК |
Официальные оппоненты: | доктор сельскохозяйственных наук , |
доктор сельскохозяйственных наук , | |
доктор сельскохозяйственных наук |
Ведущая организация: АО «Казахский государственный агротехнический университет имени С. Сейфуллина».
Защита диссертации состоится 23 декабря 2010 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 55.11.01 при ТОО «Казахский НИИ животноводства и кормопроизводства» 1
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТОО «Казахский НИИ животноводства и кормопроизводства» 1
Автореферат разослан «______» ______________ 2010 года
диссертационного совета, доктор сельхозяйственных наук | К. Жумадилла |
Ученый секретарьОбщая характеристика работы
Актуальность темы. Аграрная политика правительства РК в современных условиях, прежде всего направлена на обеспечение продовольственной безопасности страны, на диверсификацию и повышение конкурентоспособности экономики.
В решении этих задач ключевая роль отводится индустриально-инновационной стратегии развития страны, которую президент страны охарактеризовал как программа будущего.
Из-за неразработанности теоретических и экономических основ систем земледелия, мелиорации и орошаемого кормопроизводства применительно к местным условиям рыночного хозяйствования не были разработаны конкретные меры по снижению затрат производства и оздоровлению экономики. Это особенно проявляется в кормопроизводстве. Из-за экономической несостоятельности технологии возделывания в республике, в послерыночное время полностью было прекращено возделывание кормовых культур.
Положение усугубляется еще тем, что современные интенсивные системы земледелия, преследующие цели получения максимальных урожаев посредством более полного использования ресурсов оказались небезупречными в экологическом отношении, например, в орошаемом кормопроизводстве до сих пор не была решена проблема борьбы с вторичным засолением почвы и утилизации промывных вод и т. д.
Ландшафтно-территориальная целостная система Прикаспийской низменности отличается крайней засушливостью климата и повсеместной сильной засоленностью почвогрунта, в связи с чем земледелие здесь не получило должного развития, хотя по площади пахотно-пригодные земли тут довольно огромные и исчисляются десятками миллионами гектаров.
Процесс вторичного засоления почвы, сопровождающийся постоянно при существующем уровне хозяйствования и орошения в Прикаспийской низменности, можно рассматривать как следствие недоучета приспособленности растений к условиям среды и неувязки режима орошения с почвенно-мелиоративными условиями, с одной стороны и биологическими особенностями культур, с другой стороны.
По современному воззрению учёных, только ландшафтный подход к ведению земледелия позволит выйти из экологического кризиса.
В свете требования рыночного хозяйствования и диверсификации производства многие положения методологии сельскохозяйственного производства, особенно это касается методики экономической эффективности производства кормов, должны быть пересмотрены и корректированы с учетом реалий сегодняшнего дня. Требуются теоретические обоснования и корректировки методики сокращения оросительной нормы.
Как известно, при производстве кормов задействованы как минимум четыре взаимосвязанные технологии: 1) мелиорации почв; 2) орошения; 3) возделывания кормовых культур; 4) заготовки кормов.
Само собой разумеется, что без разработки комплексной технологии снижения затрат, энергии, ресурсов, каждая из которых составляет предмет изучения нескольких дисциплин, не может идти речь об эффективном решении производства кормов.
В этой связи особую актуальность приобретают исследования, направленные на разработку противозатратной, энерго-ресурсосберегающей, экономически состоятельной и экологически безопасной технологии возделывания кормовых культур на основе первого закона экологического земледелия – выявления соответствия почв, растения и их орошения в Прикаспийском агроландшафтном регионе Западного Казахстана, где подобные комплексные исследования ранее не только не проводились, земледелия то в прямом смысле этого слова не было, за исключением отдельного эпизодического проявления его элементов в некоторые времена.
Это определяет особую актуальность и значимость проведенных исследований.
Диссертационные исследования выполнены на основе работ, проведенных в отделе мелиорации солонцов Казахского научно-исследовательского института лугопастбищного хозяйства, переименованного в Институт кормопроизводства и пастбищ, в отделе кормопроизводства Гурьевской государственной сельскохозяйственной опытной станции, в отделе мелиорации и орошаемого кормопроизводства Атырауского филиала Казахского НИИ кормопроизводства и пастбища, переименованного в последующем в Атырауский филиал Юго-Западного научно-производственного центра сельского хозяйства и Юго-Западный научно-исследовательский институт животноводства и растениеводства. Автор принимал личное участие, как старший научный сотрудник, зав. отделом, зав. сектором, в вышеназванных научно-исследовательских институтах в выполнении тем в течение годов в соответствии планом государственного задания - 01Н2В.0151; корма 02.04. []; 6.03.05П []; 01.96.РК 0057 [1996]; 05.01.02.05Н []; 05.01.01.14.Р []; 03.01.01.05.Р, []; 05.01.02.05.Н2 []; 02.02.01.04 №ПП 219 шифр 3-46 []; 01.01.05.02.Н2 []; 01.01.03.03.02 []; 02.04.04.14 []; лот 13 [].
Целью исследований является разработка научных основ подбора кормовых культур и ресурсосберегающей, экономически состоятельной, экологически безопасной комплексной технологии их бездренажного возделывания и производства кормов на податливых к вторичному засолению землях Прикаспийского региона. Для реализации поставленной цели ставились следующие задачи:
- изучение солевыносливости культур на засоленных землях;
- изучение орошения кормовых культур сокращенной оросительной нормой;
- изучение эффективности мелиоративного севооборота для предотвращения вторичного засоления почв;
- создание солевыносливых сортов кормовых культур;
- изучение способов обработки, норм высева, способов посева, глубины и сроков сева донников;
- изучение возможности продления периода сеноуборки специальным мелиоративным севооборотом при насыщении его пригодными для этого сортами и видами донников;
- обоснование и районирование сил и средств мелиорации;
- определение экономической эффективности технологии производства кормов;
- экологическое обоснование эффективности предлагаемых мероприятий;
- разработка сквозной методики оценки экономической эффективности производства кормов в системе наука и производство на основе производительности труда.
Научная новизна. На основе более чем 30 летнего экспериментального исследования, теоретически обоснована и практически доказана возможность, целесообразность бездренажного возделывания кормовых культур на податливых к вторичному засолению почвах, не прибегая при этом к строительству дорогостоящего дренажа и промывки почвы. Впервые созданы солевыносливые сорта кормовых культур и мелиоративные севообороты, пригодные для их бездренажного возделывания и освоения засоленных земель.
Разработаны севообороты, обеспечивающие продление сроков заготовки кормов до 176,6 дней за сезон, благодаря чему удается снизить потребность в технике более в 4-10 раз.
Теоретически обоснованы показатели экономического роста, научно-методические указания экономической эффективности технологии производства кормов на новой методической основе – соизмерения затрат с производительностью труда.
Разработаны новые подходы и принципы организации производства на новой методической и методологической основе, чем в принципе достигается устранение тяжелого недуга современности – невнедряемости науки в производство.
Теоретическая ценность исследований. На основании анализа и обобщения результатов многолетних исследований теоретически обоснована взаимосвязь между почвой, растением и орошением, на этой основе выведены адаптивные сорта донников и мелиоративные севообороты с их участием, разработаны и совершенствованы противозатратные, водосберегающие, экономически состоятельные, экологически безопасные технологии возделывания кормовых культур, что в совокупности позволяют решить крупную народно-хозяйственную проблему – бездренажное освоение податливых к вторичному засолению земель Прикаспия под кормопроизводство.
Научно обоснованы методология и методика сквозной оценки экономической эффективности производства кормов в системе наука и производство, порядок чередования культур в мелиоративном севообороте, продление продуктивной фазы заготовки кормов за счет подбора определенных видов кормовых культур в севообороте.
Практическая ценность. В итоге исследований разработаны технологии возделывания культур, подобраны культуры – освоители, мелиоративные севообороты, обеспечивающие снижение энергии, ресурсов и затрат производства, а также высокую экономическую эффективность и экологическую безопасность производства, что позволяет рекомендовать обоснованные предложения по освоению малопродуктивных и засоленных земель Прикаспия под кормопроизводство.
Основные положения, выносимые на защиту:
- закономерности взаимосвязи «растение – орошение – почва» при возделывании солеустойчивых кормовых культур;
- оптимальные параметры использования ресурсов, обеспечивающих экологически безопасное производство кормов;
- порядок чередования культур в мелиоративном севообороте;
- определение продуктивной фазы заготовки кормов за счет подбора определенных видов кормовых культур в севообороте;
- биолого-морфологические особенности и технология возделывания сортов донника белого «Аркас» и зубчатого «Сарайчик»;
- продуктивность и экономическая эффективность возделывания культур в севообороте;
- методика и методология сквозной оценки экономической эффективности производства кормов и сокращенной оросительной нормы.
Реализация результатов исследований. Рекомендованные технологии повышения продуктивности сеянных кормовых культур внедрены на площади 920 га в КП «Макаш Бекмухамедов» Курмангазинском районе Атырауской области с экономическим эффектом 47,5 %.
Личный вклад соискателя в работах, выполненных в соавторстве и включенных в диссертацию, выражается в определении научного направления, цели, задач исследований, в формировании проблемы и выборе объектов и методов исследований. Соискатель принимал личное участие во всех этапах исследований: в поиске и анализе научной литературы, интерпретации и обобщении полученных результатов, испытаний, внедрении и их теоретическом обосновании, а также при составлении методики экономической эффективности производства кормов и при составлении других методик.
Апробация результатов исследований. Результаты исследований вошли в рекомендации по: коренному улучшению лиманов с посевом костра безостого [1985]; улучшению лиманов области []; гипсованию солонцов при орошении в Гурьевской области [1988], технологии бездренажного возделывания донника белого на податливых к вторичному засолению почвах Западного Казахстана [2006], технологии бездренажного возделывания донника зубчатого (Mellilotus dentatua pers) на засоленных почвах Западного Казахстана [2006].
Основные положения диссертации докладывались на VIII Всесоюзном съезде почвоведов [Новосибирск, 1989], на 2-ой международной научно-практической конференции «Проблемы экологии АПК и охраны окружающей среды», [Алматы, 1998]; на международной конференции: «Научное обеспечение государственной агропродовольственной программы Республики Казахстан на г.», [Астана, 2003]; посвященной 120-летию со дня рождения академика «Развитие научного наследия на современном этапе», [Новосибирск, 2007]; посвященной 50-летию научно-исследовательского института проблем биологической безопасности НЦБ МОН РК «Биотехнология в Казахстане: проблемы и перспективы инновационного развития», [Алматы, 2008]; «Роль естественных наук в устойчивом развитии: идеи, теории и технологии», [Атырау, 2008]; «Проблемы экологии, аридного кормопроизводства и животноводства в Казахстане», [Чимкент, 2009]; на 9-ой международной школе молодых ученых «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства», [Волгоград, 2009]; на 3-ей международной научно-практической конференции «Проблемы устойчивости биоресурсов: теория и практика», [Оренбург, 2009]; «Состояние, перспективы экономико-технологического развития и экологически безопасного производства АПК», [Оренбург, 2010], а также на ежегодных заседаниях ученого совета [] КазНИИ ЛПХ, Гурьевской ГСХОС, КазНИИ КиП, Атырауского НИИ СХ, ЮЗНПЦСХ, ЮЗНИИ ЖиР.
Публикации: Основные результаты диссертации отражены в 48 опубликованных печатных работах.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 240 страницах машинописного текста, содержит 86 таблиц, 4 рисунка, 5 приложений. Состоит из введения, результатов исследований, заключения, предложений производству. Список использованных источников включает 283 наименования, в том числе 31 иностранных.
Природно-климатические условия Прикаспийского региона Казахстана и характеристика опытных участков
Климат. Климат Атырауской области формируется под преобладающим влиянием арктических, Иранских, Туранских воздушных масс. В теплый период года господствуют перегретые тропические массы воздуха, поступающие из пустынь Средней Азии и Ирана, которые обуславливают сухость воздуха.
Теплые атлантические воздушные массы на увлажнение территории области не оказывают влияние, так как поверхность равнины не способствует задержанию осадков. Поскольку на этой территории преобладают воздушные массы из Средней Азии и Ирана здесь сформировался резко континентальный тип климата. Среднемноголетнее количество осадков, по данным метеостанции Махамбет, расположенной севернее от опытного участка в 30 км, составляет 189,8 мм. Сумма температур выше 10 градусов составляет 3400 – 3500.
Продолжительность дней выше 00С дня, выше 10 градусов - день. Термический коэффициент равен 0,2 - 0,3, календарные сроки наступления дней выше 0 градусов -25.марта до 14-22 ноября. Сумма положительных температур 3, выше =100С - сдо 14.10.
В среднемноголетнем за период с температурой выше 100С выпадаетмм осадков, что не обеспечивает необходимую потребность растений во влаге, поэтому здесь богарное земледелие с традиционными культурами не получило развитие.
В период проведения исследований ( г.) – 3 года были сверх увлажненными с годовым количеством осадков от 305,4 до 353,3 мм, 5 лет влажными с осадками по годам от 218,1 до 241,6 мм, 9 лет посредственными с годовым количеством осадков от 185 до 205 мм, 9 лет засушливыми, с годовым количеством осадков от 150,6 до 176,9 мм, 4 года сверхзасушливыми с колебаниями осадков от 95,3 до 137,5 мм в год. То есть, за 30 летний цикл 8 лет были увлажненными, 9 лет посредственными, 13 лет засушливыми.
Средняя многолетняя температура 9,1 Со. В отличие от количества выпавших осадков температура воздуха сильно не различается по годам, только один год (1994) охарактеризовался аномально низкой температурой 5,90С, а в остальные годы колебания температуры находятся в пределах среднемноголетней нормы, отклоняясь от нее на 1-20С по годам.
Средняя относительная влажность воздуха – 65,2%, только два года из тридцати отмечается сильное отклонение от среднемноголетней нормы от 58,2 (в 1996 г.) до 71,8 (в 1992 году), а в остальные годы относительная влажность воздуха была в пределах среднемноголетней нормы.
Растительность. В эволюционном понимании пустынный тип растительности в пределах Прикаспийской низменности является типом исходным. Данное явление обуславливается недавним (в геологическом понимании) прошлым Прикаспийской низменности. Примерно около 8000 лет тому назад эта территория полностью освободилась от морских трансгрессий Каспия. С тех пор по сей день здесь почвы повсеместно служат определяющим фактором произрастания галофитных пустынных растений как в естественном виде, так и этот фактор является определяющим при земледельческом освоении данной территории под той или иной культурой.
Господствующей растительностью в пустынной зоне Прикаспийской низменности являются однолетние галофиты, являющиеся представителями типичных пустынь на засоленных и близкорасположенных минерализованных грунтовых водах почвах.
Господствующее значение здесь принадлежит фитоценозам формаций корнеотпрысковой полыни солончаковой (Artemisia Monogynae), подчиненное значение имеют формации стержнекореневых - камфоросмы (Camphorosmeta monspeliacae) и буюргуна, итсигека. Субэдификаторами сообществ перечисленных формаций являются такие солянки – полукустарнички, как Anabasis aphylla и Salsola laricina.
Из числа эфемеров, господствует злак – мортук (Eremopyrum triticeum) и в отдельные годы эбелек.
Гидрография. Слаборасчлененный рельеф, засушливый климат, небольшой уклон в сторону моря являются отрицательными факторами в образовании поверхностного стока. Река Урал, основной источник водного питания Прикаспийской низменности, берет начало со склонов Уралтау на высоте около 640 м, обладает постоянным потоком и доносит свои воды до Каспийского моря. Длина реки 2534 км. Площадь бассейна 220000 км2. Половодье на реке Урал начинается в марте-апреле, вместе с таянием снегов и продолжается до конца мая – середины июня. Во время половодья проходит 60-70% годового стока. Средний многолетний сток р. Урал за период г. г. составляет 8,6 км3.
Почвообразующие породы и почвы. Дельта Урала – это конечный пункт аккумуляции легкорастворимых солей. Засоление почвы – обязательный элемент ландшафтов аридной зоны вообще и Прикаспийской низменности в особенности. В приморских низменностях аридного пояса степень засоления достигает максимальных размеров.
Почвообразующими породами дельты Урала являются преимущественно сильнозасоленные глины, тяжелые суглинки с прослойками супесей, легких и средних суглинков. Глубже метра чаще всего залегают плотные глины с содержанием солей 1-5 % .
В соответствии с концепцией агроландшафтной системы земледелия группировки почв, разделенных по разности степени засоления, отнесены нами в агроэкологические группы и подбираются наиболее подходящие для них культуры.
В зональном аспекте территория Прикаспийской низменности представляет собой подзону северных пустынь с бурыми почвами и провинции хлоридного соленакопления.
Объект, программа, методика и условия проведения исследований
Основным объектом исследований является подбор и испытание культур на различных почвах Прикаспийской низменности, включая засоленных, адаптированных на данной местности; сортов донника, технологии их возделывания и мелиоративные севообороты с их участием, обеспечивающие конвейерную уборку кормов.
Программой исследований предусматривалась закладка 20 опытов, из них 17 заложены по подбору кормовых культур на засоленных землях при орошении. Схема наиболее значимых опытов приводится ниже. Схема опытов по подбору культур на засоленных землях при орошении.
Таблица 1 - Опыт 1 по подбору культур и травосмеси на слабозасоленной почве
Культура и травосмеси |
Люцерна посевная |
Костер безостый |
Овсяница луговая |
Ежа сборная |
Люцерна посевная +костер безостый |
Люцерна посевная +овсяница луговая |
Люцерна посевная + ежа сборная |
Люцерна посевная + костер безостый + овсяница луговая |
Люцерна посевная + костер безостый + ежа сборная |
Люцерна посевная +ежа сборная +овсяница луговая |
Люцерна посевная +костер безостый + овсяница луговая |
Озимая рожь |
Суданская трава |
Сорго сахарное |
Год закладки опыта в апреле 1979 года на экспериментальном участке Гурьевского опорного пункта КазНИИЛПХ в совхозе Баксайский. Площадь делянок 100 м2, повторность четырехкратная.
Таблица 2 - Опыт 2 по подбору культур и травосмеси на среднезасоленной почве
Культура и травосмесь |
Люцерна посевная |
Ежа сборная |
Костер безостый |
Волоснец ситниковый |
Люцерна посевная + ежа сборная |
Люцерна посевная + костер безостый |
Люцерна посевная + волоснец ситниковый |
Люцерна посевная + ежа сборная + костер безостый |
Люцерна посевная + ежа сборная + волоснец ситниковый |
Люцерна посевная + костер безостый + волоснец ситниковый |
Люцерна посевная + ежа сборная + костер безостый + волоснец ситниковый |
Опыт заложен в два срока под зиму и весной 1996 года на экспериментальном участке Гурьевской Государственной с/х опытной станции. Площадь делянок 100 м2, повторность четырехкратная.
Таблица 3 - Опыт 3 по подбору кормовых культур и травосмеси на среднезасоленной почве
Культура и травосмесь |
Люцерна посевная |
Люцерна посевная + костер |
Люцерна посевная + костер + райграс |
Донник Колдыбанский |
Донник местный белый |
Опыт заложен подзиму 1992 г. на экспериментальном участке в с. Сарайчик Атырауского НИИ сельского хозяйства. Площадь делянок 100 м2, повторность четырехкратная.
Таблица 4 - Опыт 6 по изучению эффективности мелиорантов и доз гипса на корковых солонцах многонатриевых
Вариант |
1) контроль, 2) борогипс, 3) фосфогипс, 4) гипс 5 т/га, 5) гипс 7,5 т/га, 6) гипс 10 т/га, 7) гипс 15 т/га, 8) гипс 20 т/га |
Опыт заложен весной 1986 года на экспериментальном участке Гурьевского опорного пункта КазНИИЛПХ в совхозе Баксайский. Площадь делянок 100 м2, повторность четырехкратная.
Таблица 5 - Опыт 9 по изучению сравнительной продуктивности люцерны и донника на сильнозасоленной почве
Культура |
Люцерна «Уральская синяя» |
Донник местный белый |
Опыт заложен весной 1989 года на участке Улман Гурьевской Государственной сельскохозяйственной станции. Площадь 100 м2, повторность четырехкратная.
Таблица 6 - Опыт 11. Изучение производительности труда на поливе по широким и длинным полосам на супесчаной и легкосуглинистой почве
Вариант |
Контроль, (0,25 га. чек) |
1,5 гектарный чек |
2.0 гектарный чек |
Опыт заложен на участке Улмекен Гурьевской Госсельхоз опытной станции. Площадь участка 79 га, посев донника 15 ноября 1988 года, поворность четырехкратная. Сорго посеяно 20 мая 1989 года, повторность восьмикратная.
Таблица 7 - Опыт 12. Изучение производительности труда при поливе по широким и длинным полосам на глинистой почве
Вариант |
Контроль, (0,25 га. чек) |
2.0 гектарный чек |
Опыт заложен на участке Косымбай Гурьевской государственной сельско-хозяйственной опытной станции. Общая площадь опытного участка 12 га, из них 10 га занимают двухгектарные полосы в четырехкратной повторности, 1 га – 0,25 гектарные полосы в четырехкратной повторности. Посев донника зубчатого 25 ноября 1992 года.
Таблица 8 - Опыт 15 по изучению оросительной нормы на рост и развитие донников
Вид и культура | Оросительная норма, м 3/га | число поливов |
Донник лекарственный, сорт Колдыбанский | 1 000 2 000 3 000 | 1 2 3 |
Донник белый, сорт Аркас | 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 | 1 2 3 4 5 |
Донник зубчатый, сорт Сарайчик | 3 000 4 000 5 000 | 3 4 5 |
Люцерна посевная | 6 000 | 6 |
Опыт заложен в под зиму 2001 года на экспериментальном участке Сарайчик Атырауского НИИ сельского хозяйства, площадь делянок 100 м2, повторность четырехкратная.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
