Совершенствование короткоротационных севооборотов для повышения плодородия почвы и урожайности хлопчатника (в условиях типичных сероземов Ташкентской области)

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время хлопчатник возделывается в 84 странах мира на площади 32-33 млн. га, ежегодно производится более 25 млн. тонн урожая хлопка-сырца1. При этом в качестве повторных культур зернобобовые возделываются на площади 91,6 млн. гектар, средний урожай зерна составляет 12,0 ц/га, общий урожай 206,4 млн. тонн2. Обеспечение населения Республики продуктами питания и другими сельскохозяйственными продуктами, а также полное удовлетворение потребности производства в сырье является одним из актуальных вопросов аграрной науки. За счет коренных изменений в хлопководстве Республики производство хлопка-сырца возрастает из года в год. Усовершенствуются новые короткоротационные схемы чередования культур для сохранения и повышения плодородия почвы. Расширяются площади посевов зернобобовых культур (соя, маш, фасоль), выращиваемых в качестве повторных культур после озимой пшеницы. В последние годы в хлопкосеющих странах, в том числе, и в Узбекистане возделывание хлопчатника при монокультуре и хлопколюцерновом севообороте с многим количеством полей на огромных массивах потеряли свое былое значение. В этом отношении создание прогрессивных технологии и их модернизация, разработка мероприятий по увеличению объёма производства продуктов питания, усовершенствование схем чередования культур путем правильного подбора культур и их видов, повышающих плодородие почвы, является требованием времени. Применение научно-обоснованных норм и соотношений минеральных удобрений, использование органических удобрений в земледелии, широкое применение чередования культур непосредственно связано с внедрением агротехнологии, сберегающих водно-земельные ресурсы. Однако, чередование хлопчатника только с зерноколосовыми культурами в деле сохранения и повышения плодородия почвы является недостаточным. В этом отношении, при внедрении на поливных землях систем короткого чередования культур, основное внимание следует уделять возделыванию зерновых, зернобобовых, а также овощных культур, которые способствуют сохранению и повышению плодородия почвы и обеспечению населения продуктами питания, их выращиванию в качестве повторных и промежуточных (двух и трехкомпонентных) культур. Все эти вопросы вместе эффективным землепользованием являются актуальными задачами. Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных, которые выполняются согласно решению Президента Республики №ПК-2460 от 29 февраля 2015 годы о «Мерах и путях дальнейшего развития сельского хозяйства в 2016-2020 годах» а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере. Цель исследования являлось определение монокультуры хлолпчатника и хлопково-люцернового севоборота (3:7) на плодородие почвы и продуктивность хлопчатника, разработка усовершенствованных системы севооборотов с коротким чередованием культур, обеспечивающих повышение плодородия почвы и продуктивность хлопчатника в условиях типичных сероземов. Научная новизна исследования заключается в следующем: впервые в условиях типичных сероземов Ташкентской области сопоставлением монокультуры хлопчатника и хлопково-люцернового севооборота разработаны системы севооборотов хлопчатник-озимая пшеница с коротким чередованием культур; в хлопковом комплексе исследовано значение промежуточных культур -овса, зеленного гороха, ржа двух (овёс+зеленый горох) и трёх (овёс+зеленный горох+рожь) комплексных смесей и повторной культуры сои в сохранении и повышении плодородия почвы, а также определены их места в схемах короткоротационных севооборотах (1:1, 1:2, 2:1); выявлена необходимость возделывания зернобобовой культуры (соя) и промежуточных культур (овёс, зелёный горох, рожь двух и трёх компонентных смесей (1:1, 1:2; 2:1) для сохранения и повышения плодородия типичных сероземов, получения высокого и качественного урожая хлопка-сырца после озимой пшеницы в качестве повторной культуры и определено их влияние на рост, развитие и продуктивность хлопчатника; усовершенствованы короткоротационные схемы севеоборота по их влиянию на плодородие почвы и продуктивность хлопчатника; выводы 1. Установлено, что в условиях типичных сероземов при возделывании хлопчатника в монокультуре водно-физические свойства (объемная масса, порозность, водопроницаемость) почвы ухудшаются из года в год, а в севообороте (3:7) люцерна: хлопчатник после распашки Зх-летней люцерны они соответственно улучшаются. В конце ротации, в сравнении с монокультурой, объемная масса почвы в пахотном слое снижалаь на 0,2-0,3 г/см2, водопроницаемость - на 20-80 м3/га, порозность - на 0,1-0,8%, улучшились и микробиологические свойства. 2. Выявлено, что при коротком чередовании культур возделывание зернобобовой культуры (соя), двух (овес+зеленый горох) и трёх (овес+зеленый горох+рожь) компонентных смесей за счет их пожнивных и корневых остатков объемная масса почвы снижается на 0,077-0,090 г/см3 или на 5,7-6,6%, водопроницаемость улучшается на 25,2-28,4%, порозность - на 1,6-2,0% в сравнении с исходными данными, а заболеваемость хлопчатника вертицелёзным вилтом снижается на 56,3-57,1% в первый год и на 48,1-52,6% во втором году выращивания культуры в сравнении с контролем. 3. Определено, что при возделывании хлопчатника в монокультуре в пахотном слое почвы (0-30 см) контрольного варианта (без удобрений) за 10 лет содержание гумуса снизилось с 0,844% до 0,824% или на 0,023%, при ежегодном внесении 30 т/га навоза с 0,996% до 0,980%, или на 0,016%, в хлопково-люцерновом севообороте с ежегодном внесением N^qPiooKso кг/га под хлопчатник - с 1,020% до 1,010%, что на 0,010% меньше от исходного. В условиях староорошаемых типичных сероземов в целях сохранения плодородия почвы хлопчатник следует возделывать в хлопково-люцерновом севообороте 3:7 с внесением NI5oPiooK.5O кг/га и 30 т/га навоза на 4-ом году после распашки люцерны, а при монокультуре хлопчатника следует вносить ежегодно 30 т/га навоза или N250P175K125 кг/га минеральных удобрений. 4. При возделывании хлопчатника в монокультуре на абсолютном контроле вынос азота составляет 30 кг/га, фосфора 10-12 кг и калия 30-35 кг/га, что приводит к отрицательному балансу питательных веществ. Определено, что при использовании под хлопчатник N250P175K125 кг/га в среднем вынос азота составляет 227,8 кг/га, фосфора - 80,9 кг/га и калия -205,8 кг/га, где сравнительно сохраняется положительный баланс питательных веществ. Баланс NPK улучшается в хлопково-люцерновом севообороте с внесением ежегодно минеральных удобрений в норме N150P100K50 кг/га и 30 т/га навоза на 4-ом году после распашки люцерны. 5. Установлено, что при чередовании культур в системе 1:2, озимая пшеница+повторная культура (соя)+промежуточные культуры (овес+зеленый горох+ рожь): хлопчатник: хлопчатник за счет пожнивных и корневых остатков и в их составе питательных элементов за 1 ротацию (3 года) в почве остается 121,3 кг/га азота, 44,7 кг/га фосфора и 119,0 кг/га калия, содержание гумуса 0-30 см слое почвы повышалось на 0,014-0,037%, на 0,015-0,025% общего азота и 0,010-0,015% валового фосфора. 6. В условиях типичных сероземов при возделывании хлопчатника в монокультуре на абсолютном контроле средний урожай хлопка-сырца за 7 лет составил 8,9 ц/га, а за 10 лет - 8,6 ц/га, в севообороте 3:7 на варианте без внесения удобрений урожай равнялся 17,2 ц/га, где 8,3 ц/га урожая получено за счет возделывания люцерны. На варианте с ежегодным внесением только 30 т/га навоза эти показатели составили 29,5 ц/га (за 7 лет) и 27,5 ц/га (за 10 лет), а при внесении N250P175K125 кг/га - 35,3 ц/га (33,1 ц/га). Относительно высокий урожай хлопка-сырца (36,9 ц/га) получен при ежегодном внесении N150P100K50 кг/га в севообороте с внесением 30 т/га навоза на 4-году после распашки люцерны, что в сравнении с монокультурой (35,34 ц/га) на 1,6 ц/га больше; также улучшились технологические свойства волокна. 7. Определено, что возделывание хлопчатника в короткоротационных севооборотах (озимая пшеница, повторная культура и промежуточная культура) оказывает положительное влияние на рост и развитие культуры. В первом году возделывания культуры высота главного стебля была выше на 8,3-10,4 см, в сравнении с контролем, число симподиальных ветвей - на 0,7-0,9 шт, коробочек - на 1,2-2,2 шт., во втором году выращивания хлопчатника эти показатели были больше соответственно на 12,3-13,4 см, 1,7-1,8 шт. и 2,5-3,1 штук. 8. При возделывании хлопчатника по схеме (1:2) озимая пшеница+повторная культура (соя)+промежуточные культуры (овес+зеленый горох+рожь): хлопчатник: хлопчатник в первом году наибольший урожай хлопка-сырца составил 31,6 ц/га, на 2-году возделывания - 32,4 ц/га; по схеме 2:1 озимая пшеница+повторная культура (соя): озимая пшеница+повторная культура (соя)+промежуточные культуры (овес+зеленый горох+рожь): хлопчатник в первом году выращивания хлопчатника после озимой пшеницы, повторной и промежуточных культур урожай хлопка-сырца составил 35,8 ц/га. 9. Сравнительно лучшие показатели люцерны получены на 6-ом варианте (после распашки люцерны при ежегодном внесении под хлопчатник N150P100K50 кг/га и 30 т/га навоза на 4-ом году после люцерны). В 2006 году высота люцерны перед укосами составила 73,1-91,2 см, урожай зеленой массы из 5-ти укосов 725,7 ц/га, сена - 219,6 ц/га, содержание проворимого протеина составило 23,6 кг/га. 10. Определено, что культуры короткоротационного севооборота озимая пшеница, повторные и промежуточные оставляют после себя достаточное количество пожнивных и корневых остатков в составе которых имеются определенные количество питательных элементов, что в конечном счете приводит к улучшению роста и развития хлопчатника. При выращивании двухкомпонентной смеси (овес+зеленый горох) промежуточных культур по схеме севооборота 1:2, органических остатков было больше на 38-40% (4,4 т/га) в сравнении озимой пшеницы и повторной культуры сои, при выращивании трёхкомпонентной смеси (овес+зеленый горох+рожь) - на 45-47% (5,2 т/га). 11. При возделывании хлопчатника в монокультуре наибольший условно чистый доход (587750 сум/га) и уровень рентабельности (26,7%) достигнуты при ежегодном внесении 30 т/га навоза, а в севообороте на варианте, где под хлопчатник вносилось N150P100K.50 кг/га и 30 т/га навоза на 4-году после распашки люцерны, условно чистый доход составил 83705 сум/га, уровень рентабельности равнялся 31,5%. 12. При возделывании хлопчатника в короткоротационных севооборотах наибольший экономический эффект получен при схеме 1:2, озимая пшеница и повторная культура (соя)+промежуточные культуры (овес+зеленый горох+рожь), 1-ом году условно чистый доход составил 290500 сум/га, уровень рентабельности 22,1%, во 2-ом году соответственно 301700 сум/га и 20,8%. При возделывании хлопчатника по схеме 2:1, озимая пшеница+повторная культура (соя)+озимая пшеница+повторная культура (соя)+промежуточные культуры (овес+зеленый горох+рожь): хлопчатник, условно чистый доход составил 410900 сум/га с рентабельностью 28,4%. 13. В целях сохранения и повышения плодородия староорошаемых типичных сероземов и получения высоких стабильных урожаев хлопчатника с хорошими свойствами волокна в системе короткого чередования культур хлопчатник-зерновые (1:1, 1:2, 2:1), применяемых в современном земледелии, после озимой пшеницы в качестве повторной культуры рекомендуется возделывание зернобобовых (соя) и трёхкомпонентных смесей (овес+зеленый горох+рожь) в качестве промежуточных культур. 14. В системе короткого чередования культур по схеме 1:2 (озимая пшеница+повторная культура соя: хлопчатник: хлопчатник) рекомендуется возделывание хлопчатника только один год, по схеме 1:2 (озимая пшеница+повторная культура соя+промежуточные культуры овес +зеленый горох+рожь: хлопчатник: хлопчатник) - два года подряд.