Состояние и анализ системы севооборотов и обработки почвы в ООО

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Земледелие, как наука, основывается на новейших теоретических достижениях других фундаментальных научных дисциплин: почвоведение, землеустройство и землепользование, агрохимия, растениеводство, биотехнология, микробиология, агрометеорология, комплексная мелиорация, механизация, прогрессивная технология возделывания культур, экология, экономика, программирование урожаев.

Система земледелия - важнейшая составная часть всей системы ведения хозяйства. Основные задачи научного земледелия следующие:

- обеспечивать наиболее рациональное, не допуская обезлички, использование земельных, водных, растительных и других ресурсов и всего биоклиматического потенциала (солнечной энергии, тепла, осадков и т.д.);

- создавать наилучшие условия  для поступательного, устойчивого  развития и высокой продуктивности растениеводства;

- обеспечивать успешное выполнение  заказов государства по производству и продаже зерна и другой продукции;

- осуществлять интенсификацию (химизацию, мелиорацию, механизацию и т. д.), не нарушая экологию;

- повышать плодородие почв и  не допускать эрозионных процессов, химического и другого загрязнения сельскохозяйственных угодий, водных источников и производимой продукции;

- тщательно экономически обосновывать  и обеспечивать максимальное  производство высококачественной  продукции при наименьших затратах труда и средств, базироваться на самых прогрессивных формах использования земли и организации труда.

Поставленные задачи может решить только высококвалифицированный  специалист, владеющий современной технологией, навыками организации производства и знаниями экономики.

Исходя из этого  цель дипломного проекта - изучить особенности  системы земледелия ООО “Частая Дубрава“ Липецкой области, Липецкого района, обозначить пути ее совершенствования, наметить возможные пути увеличения площади зерновых культур (озимой и яровой пшеницы), разработать методику преподавания по данной теме.

Задачи дипломного проектирования:

1. Изучить особенности  хозяйства по местоположению,  почвам, обеспеченности ресурсами.

2. Отметить положительные  и негативные стороны систем севооборотов,  обработки почвы, семеноводства.

3. Составить и освоить систему севооборотов с использованием элементов биологизации.

4. Разработать систему  обработки почвы в рекомендуемых севооборотах.

5. Рассчитать экономическую  эффективность проектируемых  мероприятий по совершенствованию системы земледелия ООО “Частая Дубрава“ Липецкой области, Липецкого района.

6.Разработать методику  преподавания темы «Обработка  почвы» 

1. Основные  звенья системы земледелия, их  характеристика и перспективы развития (обзор литературы)

Система земледелия, как комплекс взаимосвязанных агротехнических, мелиоративных и организационно-хозяйственных мероприятий должна быть направлена на эффективное использование земли, сохранение и повышение плодородия почвы, получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Основными звеньями системы земледелия являются:

1. Рациональная организация  земельной территории хозяйства  с введением научно-обоснованой системы севооборотов.

2. Система обработки почвы.

3. Система удобрений.

4. Система защиты почв  от эрозии.

5. Система защиты посевов от сорняков,  вредителей и  болезней.

6. Система семеноводства.

7. Система машин.

8. Система мероприятий  по охране окружающей среды.

Организация земельной территории включает: систему севооборотов; систему полезащитных лесных полос, дорожную сеть и их размещение в пространстве.  В зависимости от  удельного  веса пашни и естественных кормовых угодий,  специализация хозяйства и с учетом требований зональных систем земледелия планируют структуру  посевных площадей,  севообороты,  агротехнические и другие мероприятия.  Наилучшей формой организации земельной  территории считается  землеустройство с нарезом полей севооборотов с учетом рельефа местности и состояния почвенного покрова (противоэрозийная организация).

Для формирования систем севооборотов в хозяйстве следует по материалам землеустройства выделить однородные по плодородию и крутизне пахотные угодья:

- наиболее плодородные земли (не  смытые и слабосмытые с крутизной  склонов до 3°) для интенсивного  использования;

- пахотные земли со средним  уровнем плодородия (слабо- и среднесмытые с крутизной склонов 3-5°) для умеренного использования;

- земельные контуры с низким  плодородием (средне- и сильносмытые участки пашни с крутизной свыше 5°) для ограниченного использования.

Наибольшую ценность представляют пахотные земли интенсивного использования. Здесь следует сосредоточить возделывание интенсивных зерновых и пропашных культур. Суммарная площадь зерновых и зернобобовых культур должна составлять 70% площади севооборота. Удельный вес озимой пшеницы в структуре озимых должен быть не менее 80% . Насыщение пропашными культурами и чистым паром не должно превышать 30%. В современных условиях 60-70% посевов сахарной свеклы должны размещаться по паровой озими

На пашне умеренного использования проектируются зернотравяные севообороты. На землях с уклоном  3-5° не допускаются пары, посевы сахарной свеклы. Насыщение зерновыми и зернобобовыми возможно до 60-80%. Удельный вес многолетних и однолетних трав в севооборотах 20-40%.

 Пашня ограниченного использования  подлежит залужению. Здесь целесообразно проектировать травопольные севообороты для производства высококачественных кормов с небольшими энергетическими затратами.

Почвы легкие по гранулометрическому составу используют в специальном севообороте, возделывая в них эспарцет песчаный, озимую рожь,  сорго, бахчевые культуры, суданскую траву, овес песчаный, просо.

Определенные трудности возникают при проектировании системы севооборотов на почвах с наличием солонцов. Сельскохозяйственное использование солонцовых комплексов зависит, в первую очередь, от доли участия в них солонцов.

При наличии солонцов до 70 % комплексы используют как весь земельный массив. Желательно их улучшение путем химической мелиорации, в лесостепной зоне региона оно возможно и с помощью землевания, т.е. нанесения слоя черноземной почвы.

Комплексы с 10-30 % солонцов следует использовать в пашне под более солонцеустойчивыми культурами (донник, люцерна, овес, ячмень, суданка, сорго, подсолнечник, горчица).

При наличии 30-50 % солонцов проводится сплошная мелиорация химическими средствами или мелиоративная обработка с последующим введением кормовых севооборотов.

Тяжелые по гранулометрическому составу (глинистые) почвы более благоприятны для возделывания на них сахарной свеклы, пшеницы, ячменя, подсолнечника, гороха и других культур.

На песчаных почвах меньше снижают урожайность озимая рожь, картофель, арбузы, эспарцет песчаный, лук, просо, овес, гречиха, сераделла.

Картофель, озимая рожь вполне удовлетворительно переносят кислые почвы; подсолнечник, сахарная, кормовая и столовая свекла, пшеница лучше растут на почвах с нейтральной реакцией среды.

В Центрально-Черноземном регионе большой урон пашне наносит водная эрозия. Многолетние исследования показали, что на слабосмытых почвах урожайность снижается на 10-15 %,на среднесмытых – на 10-40 %, на сильносмытых – на 40-60 %, что обусловлено выносом из почвы с поверхностным стоком необходимых элементов питания растений.

При разработке севооборотов необходимо учитывать почвозащитную функцию культур. На средне- и сильно эродированных землях экономически выгодно введение зернотравяных севооборотов с занятыми парами и двумя полями многолетних трав.

Наиболее эродированные участки целесообразно выделить под специальные почвозащитные севообороты, в которых не менее 50 % площади отведено под  многолетние травы.

Уплотнение севооборотов промежуточными культурами уменьшает степень проявления эрозионных процессов.

При разработке схем севооборотов необходимо использовать следующие положения:

- принцип плодосмена (чередование зерновых колосовых с бобовыми и пропашными культурами);

- не допускать повторные посевы  культур из одной биологической группы, приводящие к засорению полей;

- соблюдать необходимый промежуток  времени при возделывании культур. В качестве допустимой принята следующая минимальная продолжительность перерыва в возделывании различных культур на прежнем месте в севообороте:

- озимые (пшеница, рожь), яровые колосовые, кукуруза, гречиха -1 год;

- просо, зернобобовые (горох, вика), картофель  – 2 года;

- сахарная свекла, клевер, люцерна, эспарцет, рапс – 3 года;

- злаковые многолетние травы - 4 года;

- подсолнечник - 7 лет;

При составлении схем севооборотов необходимо предусмотреть использование приемов биологизации.

Среди факторов роста и развития сельскохозяйственных культур один из самых существенных - питание растений. Регулирование этого фактора, как правило, осуществляется использованием органических и минеральных удобрений.

Минеральные удобрения являются основным моментом повышения плодородия почв. Многие исследователи указывают, что значимость минеральных удобрений в увеличении содержания гумуса  во многом зависит от дозы удобрений.  Ежегодное применение удобрения в дозе 20-30 кг/га каждого элемента  уже  способствует увеличению содержания гумуса в почве. С ростом доз,  до определенных пределов, накопление гумуса увеличивается.

Воспроизводство плодородия может осуществляться за счет увеличения применения навоза, сидерации, травосеяния, использования растительных остатков и соломы.

Для создания бездефицитного баланса гумуса необходимо  вносить 6-10 т/га органических удобрений в зависимости от  типа почвы и природно-климатических условий.[2,3]

Внесение навоза возвращает в почву часть отчуждаемого с хозяйственным урожаем органического вещества. В ЦЧР навоз в настоящее время является основным органическим удобрением. Его внесение  из  года  в  год  увеличивалось до 1990 года и достигло 4-5 т/га.  В последующие годы при снижении поголовья  скота,  резком росте  цен  на  энергоносители внесение навоза в большинстве хозяйств стало снижаться

Сидераты — один из широкодоступных, но мало используемых резервов комплексного повышения плодородия почвы. Применение в качестве зеленого удобрения бобовых культур позволяет не только пополнять запасы органического вещества в почве, но и использовать азот, накапливаемый симбиотическими азотфиксаторами в количестве 80-100 кг/га. В сидеральных парах возделывают такие малотребовательные к уровню плодородия почв культуры как донник, люпин, горчица белая, яровой рапс, редька масличная и другие. При запашке сидератов  в почву поступает до 3,5-5,5 т/га абсолютно сухой растительной массы. Установлено, что в год прямого действия зеленое удобрение из ярового рапса может повышать урожайность озимой пшеницы на 0,3-0,5 т/га. При этом отмечалось достаточно высокое последействие сидератов на вторую и последующие культуры севооборота.[]

В годы с влажным послеуборочным периодом наблюдается хороший эффект от пожнивной сидерации. Использование горчицы сарептской для пожнивной сидерации обеспечивало поступление в почву от 4,4 до 8,0 т/га свежего органического вещества.[]

Минерализация попадающей в почву растительной массы тесно связана с активностью микрофлоры. Зеленые удобрения повышают общую численность почвенных микроорганизмов в 1,3-1,4 раза.[]

Важным источником пополнения органических удобрений является также солома, 1 т которой по содержанию органического вещества и влиянию на воспроизводство гумуса приравнивается к 2,5-3 т подстилочного навоза. Низкая потребность животноводства в кормовой и подстилочной соломе позволяет использовать ее в качестве дешевого органического удобрения.

По данным НИИСХ Центрально-Черноземной полосы им. В.В.Докучаева на каждую тонну соломы необходимо вносить 10 кг д.в. азотных удобрений. Это способствует увеличению урожайности силосной кукурузы на 6,5 т/га, корнеплодов сахарной свеклы - на 6,0 т/га.[1,3]

Гумусное состояние почв можно оптимизировать за счет состава севооборотов. При насыщении севооборота многолетними травами более чем на 30% формируется бездефицитный баланс гумуса.[2]

Органические удобрения положительно сказываются на всех почвенных свойствах.

В сложившихся рыночных условиях необходимо снижать применение дорогих минеральных удобрений. Этого можно достичь за счет:

• увеличения применения биологического азота. Рост площади посева под многолетними травами сокращает потребность в минеральном азоте и сохраняет затраты на его приобретение и внесение.
• Переводить чистые пары в сидеральные. Посевы бобовых сидератов снижают потребность в азоте на 60-90 кг д.в.
• Вносить удобрения, прежде всего под наиболее отзывчивые на них и высокорентабельные культуры

Система защиты растений от сорняков, вредителей и болезней. Общими правилами защиты полевых культур являются правильное их чередование в севообороте, использование наилучших предшественников, районированных и устойчивых к вредителям и болезням сортов. Осенняя и весенняя подготовка почвы, внесение удобрений, сев в оптимальные сроки с соблюдением всех необходимых параметров технологии для данной культуры и подготовленным семенным и посадочным материалом. Химическая защита должна предусматривать оптимальное использование пестицидов, исключающее загрязнение окружающей среды.

Важная роль в регулировании плодородия черноземов отводится  системе обработки почвы. В задачу системы обработки почвы входят создание и поддержание оптимальных для растений условий выращивания, предохранение почвы от эрозии, уменьшение потенциальной засоренности полей, повышение эффективности удобрений, поливов и плодородия почвы.

На систему обработки почвы влияет множество комплексных факторов природного и антропогенного происхождения. Из природных факторов ведущее место принадлежит особенностям ландшафта та, т.е. рельефу, типу почвы, условиям погоды. Из антропогенных факторов важное значение имеют: культура, ее предшественник, засоренность поля корневищными и корнеотпрысковыми сорняками, внесение органических удобрений, время уборки предшественника.

Обработка почвы является наиболее энергоемким и дорогостоящим процессом в сельскохозяйственном производстве. На него затрачивается 180-320 кВт час/га, или 50-80 кг топлива на один гектар. Обработка почвы наряду с положительным влиянием оказывает отрицательное действие на ее плодородие. Так, применение тяжеловесных тракторов и орудий уплотняет пахотный и подпахотный слои почвы. Частые рыхления, активизируя биологические процессы и минерализацию органического вещества, приводят к  значительным потерям не использованного растениями азота и снижению гумусированности почвы, а также к развитию эрозии.

В России выделяют следующие системы обработки почвы: отвальная разноглубинная, безотвальная, плоскорезная, мульчирующая, нулевая, минимальная, комбинированная.

Набор приемов при отвальной системе обработки почвы включает: вспашку; лущение; дискование почвы; боронование; фрезерование; прикатывание.

Приемы отвальной обработки активизируют деятельность почвенной биоты, что способствует повышению минерализации органического вещества и улучшению питательного режима почвы. С  помощью отвальной обработки в почву заделывают растительные остатки, органические и минеральные удобрения, уничтожают сорную растительность.

Однако отвальная обработка ведет к увеличению испарения влаги и развитию эрозии почвы, способствует активизации биологических процессов и ускорению разложения гумуса. Отвальной обработке сопутствует невыровненность микрорельефа, наличие отвальных гребней и развальных борозд, которые в дальнейшем обуславливают не дружность появления всходов, роста и созревания растений, что влечет за собой потери урожая при его уборке и снижает производительность комбайнов. Оголенная от пожнивных остатков почва подвергается перегреву и иссушению под воздействием прямых солнечных лучей.

Система безотвальной обработки эффективна на хорошо окультуренных почвах, слабо засоренных многолетними сорняками, и на склоновых землях. Безотвальная обработка включает глубокое периодическое безотвальное рыхление до 22-30 см под пропашные, зернобобовые культуры в сочетании с поверхностными и мелкими обработками под культуры сплошного посева. При поверхностной мелкой обработке применяют плоскорезные, дисковые и фрезерные орудия или комбинированные агрегаты, сочетающие обработку почвы и посев. Заделку органических удобрений осуществляют тяжелыми дисковыми боронами или в систему включают приемы отвальной обработки. Безотвальная обработка может быть проведена плугами без отвала, плоскорезами, глубокорыхлителями, чизелями и др.

При безотвальной обработке меньше, чем при отвальной, разлагается гумус и испаряется влага, повышается противоэрозионная стойкость почвы, но ухудшаются условия для борьбы с сорняками. При применении безотвальной обработки почвы надо запастись гербицидами, чтобы быть готовым к вспышке засоренности полей.

Широкое распространение получает чизельная обработка почвы. Ее рассматривают как эффективный прием рыхления уплотненных слоев почвы и разрушения плужной подошвы. Она предусматривает сочетание в севообороте глубокого чизелевания почвы на 35-40 см под пропашные, на 25-27 см под озимые с поверхностной и мелкой обработкой под культуры сплошного посева.

 Для глубокой обработки используют  чизельные орудия ПЧ-2,7, ПЧ-4,5 с  приставками, а для предпосевной- КЧП-5,4, КЧП-7,2 с пружинными рабочими  органами. При глубоком чизелевании  разрыхляется плужная подошва, улучшаются агрофизические свойства почвы в пахотном слое, что способствует отводу избыточной воды. Проникновение корневых систем растений, особенно многолетних трав, в разрыхленные зоны усиливает эффект последействия чизелевания и его положительное влияние на агрофизические свойства подпахотных слоев. Периодическое чизелевание повышает урожайность сельскохозяйственных культур, увеличивает продуктивность культур севооборота.

Для выполнения глубокого рыхления почвы лучше применять чизельные орудия «Labrador» фирмы Lemken, «Hovard Paraplow» фирмы Кongskilde (Дания) и «Bison» фирмы Мaschino,  (Италия), глубокорыхлители Кгеt 7 В, Кгеt 5 В (Польша). Они оставляют на поверхности поля до 90% пожнивных остатков и исключают вынос нижних слоев почвы наверх, что отвечает требованиям почвосберегающих систем земледелия.

По мере повышения культуры земледелия, внедрения интегрированной системы защиты растений, увеличения парка современных тракторов и сельхозмашин нового поколения и т.п. все большее распространение получают энергосберегающие системы земледелия, такие как минимальная, нулевая и мульчирующая обработки.

 Минимальная обработка почвы - это научно обоснованная обработка, обеспечивающая снижение энергетических затрат путем уменьшения числа и глубины обработок, совмещения операций и приемов в одном рабочем процессе или уменьшение обрабатываемой поверхности при использовании гербицидов для борьбы с сорняками.

 Минимальная обработка почвы включает в себя одну или несколько мелких обработок культиваторами и/или боронами. Солома и стерня находятся в виде мульчи в верхнем слое почвы (мульчирующий слой). В мульчирующий слой осуществляется посев, что уменьшает испарение влаги, устраняет опасность водной и ветровой эрозии. Расходы на топливо сокращаются. Плодородие почвы повышается, ее структура улучшается. Создаются благоприятные условия для развития почвенной фауны.

Важным условием эффективной минимализации обработки почвы является высокий уровень агротехники, строгое соблюдение технологии, проведение механизированных работ в оптимальные агротехнические сроки и с хорошим качеством, использование эффективных средств защиты растений, внесение удобрений с учетом планируемого урожая.

При нулевой (No-till) технологии почва остается без механической обработки. Так называемый прямой высев проводят специальными сеялками, а для борьбы с сорняками, болезнями и вредителями используют пестициды. Обоснованием  ее применения является то, что почвы с высоким содержанием гумуса (более 3,5%) не нуждаются в интенсивной обработке для регулирования агрофизических процессов. Они способны поддерживать оптимальную для большинства культурных растений плотность под влиянием естественных факторов.

Технологию No-till можно применять на любых почвах. Однако, некоторым песчаным почвам, которые могут уплотняться, иногда необходимо глубокое рыхление, даже при использовании технологии No-till. На песчаных почвах применение технологии No-till с пожнивными остатками на поверхности сводит к минимуму ветряную эрозию и оставляет борозду для лучшего впитывания влаги на водоотталкивающих почвах. На глинистых и суглинковых почвах, метод No-till сводит к минимуму отток и водную эрозию, улучшает структуру почвы. На дисперсных суглинковых или глинистых почвах, метод No-till с пожнивными остатками на поверхности сокращает дождевую эрозию, т.к. воздействие дождевых капель сведено к минимуму.

Суть сберегающих технологий  обработки почвы сводится к сокращению и даже полному отказу от высоко затратных и энергоемких операций по основной  и предпосевной обработке почвы. Преимущества и недостатки систем обработки почвы приведены в табл.. Для нулевой обработки и прямого высева используют агрегаты АПП-4,5, ППК Обь-4 ЗТ, СРП 2,СЗС 2,1  А, АПП-4,5, ПК «Кузбасс» 8,5,Kinze 3700, John Deer 1820, Ногsch Airseeder, KTS 4, Amazonen DMS-Primera 601 и др.

Таблица 1. Сравнение систем обработки почв

При постоянном использовании технологий минимальной и нулевой обработок происходит увеличение содержания наиболее подвижной (лабильной) части гумуса в верхних слоях почвы, где концентрируется наибольшее количество органики в виде соломы и пожнивно-корневых остатков. Применение минимальной технологии возделывания зерновых культур в сочетании с использованием азотных удобрений положительно влияет на азотный режим почвы. Увеличивается масса легкоразлагающейся органики с высоким содержанием азота, накапливаются подвижный фосфор и обменный калий в поверхностном слое почвы.