Delist.ru

Методы повышения энергопродуктивности яровой пшеницы в агроэкосистемах Красноярской лесостепи (01.07.2007)

Автор: Ивченко Владимир Кузьмич

Защищаемые положения.

1. Модели и методика расчета энергопродуктивности яровой пшеницы в агроэкосистемах Красноярской лесостепи и взаимодействие агроэкологических факторов.

2. Методика исследований энергопродуктивности яровой пшеницы в агроэкосистемах Красноярской лесостепи.

3. Результаты исследований по сохранению устойчивого энергетического баланса агроэкосистем.

4. Энергосберегающая модель размещения звеньев полевых севооборотов на черноземах обеспечивает получения максимального энергоэкономического дохода, воспроизводство почвенного плодородия и формирование устойчивой агроэкосистемы.

5. Экономическая и энергетическая эффективность размещения звеньев полевых севооборотов на черноземах.

Практическая значимость работы. Модель формирования энергопродуктивности яровой пшеницы в агроэкосистемах позволяет практически с учетом суммарной солнечной радиации, количества атмосферных осадков, суммы положительных температур за период с мая по август, запасов доступной влаги в метровом слое почвы в период посева, кущения и содержания нитратного азота в почве в период посева оценить энергетическое состояние агроэкологической среды.

Практические рекомендации с использованием энергосберегающей модели размещения звеньев полевых севооборотов на черноземах Красноярской лесостепи позволяют обеспечить получение необходимого количества энергии среды в условиях Красноярской лесостепи и имеют существенное значение для сохранения плодородия черноземов.

Программное обеспечение расчета урожайности яровой пшеницы в звеньях полевых севооборотов на черноземах в условиях Красноярской лесостепи защищено авторским свидетельством (№ 2006612759 от 04.08.2006).

Апробация. По теме исследований опубликовано 53 работы, в том числе 1 монография (в соавторстве), 1 учебное пособие (в соавторстве), 6 работ в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получено 2 авторских свидетельства РФ. Материалы диссертации были представлены на конференции молодых ученых «Агрохимия, земледелие и защита растений» (Новосибирск, 1987 г.), Всероссийской конференции «Роль минерально-сырьевой базы Сибири в устойчивом функционировании плодородия почв» (Красноярск, 2001 г), Всероссийской научно – практической конференция «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2006 г.), Международной научно – практической конференции, посвященной памяти профессора М.К Каюмова (Брянск, 2006 г.), региональной научно – практической конференции, посвященной 50 – летию кафедры общего земледелия Бурятской ГСХА «Состояние и перспективы современных систем земледелия Сибири» (Улан – Удэ, 2007 г.), ?? Международной научно – практической конференции «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (Барнаул, 2007 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций, изложена на 315 страницах, содержит 75 таблиц, 115 рисунков. Список литературы включает 356 наименований, в том числе 23 на иностранном языке.

Личный вклад автора. Выбор направления научного поиска, сбор, обобщение и обработка исходной информации, выполнение комплекса исследований по моделированию, а также интерпретация и обоснование полученных результатов.

Благодарность. Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту доктору технических наук, профессору Н.В. Цугленку, всему коллективу кафедры общего земледелия КрасГАУ за помощь и поддержку, оказанную при подготовке и написании диссертации.

Глава 1

Агроэкология яровой пшеницы

Проведено теоретическое обобщение имеющихся в научной литературе сведений о программировании урожайности при возделывании культур с позиций системного анализа, отражены принципы моделирования процессов формирования урожая.

Представлена агроэкологическая характеристика природных условий Красноярской лесостепи.

Дано энерготехнологическое обоснование влияния агротехнических приемов (предшественники, система основной обработки почвы, удобрения) на повышение продуктивности яровой пшеницы.

Глава 2

Объекты, условия и методика проведения исследований

Автор использовал результаты полевых опытов по изучению эффективности различных звеньев полевых севооборотов и их влияние на плодородие черноземов, которые проводились сотрудниками кафедры общего земледелия под руководством профессора Н.В. Скляднева в учебно-опытном хозяйстве «Миндерлинское» КрасГАУ Сухобузимского района.

Исследования выполнялись в звеньях севооборотов, развернутых во времени и по полям. Каждое звено включало предшественник и размещаемые после него первые и повторные посевы яровой пшеницы. Были выбраны следующие звенья:

1. Чистый пар – яровая пшеница – яровая пшеница; 2. Люцерна 1 г.п. - люцерна 2 г.п. – яровая пшеница – яровая пшеница + люцерна; 3. Кукуруза – яровая пшеница – яровая пшеница; 4. Горох+овес – яровая пшеница – яровая пшеница; 5. Горох – яровая пшеница – яровая пшеница.

Площадь опытных делянок составляла 350 – 470 м2, учетных – 100 - 200 м2. Повторность – трех - четырехкратная.

Культуры возделывались по общепринятым технологиям.

Исследуемые годы характеризовались неодинаковыми условиями роста и развития растений. За анализируемый период количество атмосферных осадков, выпавших в среднем за год, колебалось от 197,0 и до 495,0 мм при среднемноголетнем значении 345,2 мм, а сумма положительных температур (май - август) изменялась от 1583,9 0С до 2409,0 0С.

Засушливые условия (ГТК менее 1,0) за вегетационный период сложились в течение шести лет (40,0%). Хорошее и избыточное увлажнение - в течение четырех лет (26,7%). Остальные годы были удовлетворительными с точки зрения тепловлагообеспеченности зерновых культур. Нестабильное выпадение атмосферных осадков по годам негативно сказывалось на урожайности полевых культур.

Исследования проводились на черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом. Содержанием гумуса в верхнем горизонте составляет 8,4 - 11,5%, реакция среды почвенного раствора - слабокислая (рНkcl от 6,1 до 6,5), емкость катионного обмена высокая (54,8 – 62,8 ммоль/100 г. почвы).

Все морфометрические наблюдения и определение агрохимических показателей в полевых опытах проводились по общепринятым методикам (Доспехов, 1965,-Аринушкина,1970, Агрохимические методы ….., 1975).

Исходным базисом разработки математической модели формирования продуктивности яровой пшеницы в звеньях полевых севооборотов является информационный массив полученных в полевых опытах данных.

В основу разработки математической модели формирования энергопродуктивности яровой пшеницы в звеньях полевых севооборотов положена общая методика исследований (рис. 1).

Рисунок 1 - Общая схема исследований энергоэкономической продуктивности пшеницы

Практическая реализация методических подходов основывается на комплексе программ, реализующих частные, двойственные и общие модели определения продуктивности яровой пшеницы в звеньях полевых севооборотов. Использовалась система компьютерной математики Maple.

В основу разработанной методики моделирования положено двойственное действие агроэкологических факторов, позволяющее исследовать условия формирования урожая яровой пшеницы в звеньях полевых севооборотов. Такой подход в наибольшей мере соответствует выявленной нелинейной зависимости продуктивности сельскохозяйственных культур от множественного числа агроэкологических факторов.

) в почве (мг/кг) в период посева в слое 0-40 см.

погрешности были незначительны.

, в которых порядок чередования культур установлен схемой ротации их в звеньях (рис. 2).

Рисунок 2 – Звено: чистый пар – пшеница – пшеница»

Известно (Каюмов, 1986), что функция урожайности культур выражается следующей зависимостью:

– энергосодержание единицы урожая сухого вещества, ккал/кг; 100 и 103 – коэффициенты перевода.

загрузка...