Влияние ландшафтных условий на урожайность и качество продукции различных сортов льна-долгунца в Центральном районе Российской Федерации

Важным элементом, способствующим повышению эффективности сельскохозяйственного производства, является комплекс мероприятий, направленных на разработку систем земледелия, основывающихся на учете влияния ландшафтных условий на продуктивность культур. Сегодня влияние человека на природный ландшафт столь велико, что, по сути дела, человечество поставлено перед фактом возникновения в природе необратимых процессов, развивающихся в результате общественного на нее воздействия. Основным возмущающим фактором является сельскохозяйственная деятельность человека, так как в отличие от промышленности она носит не очаговый (локальный), а глобальный (планетарный) характер. Сельскохозяйственные угодья, занимая треть земельного фонда мира, состоят на одну треть из обрабатываемых угодий и на две трети из лугов и пастбищ. Вследствие быстрого возрастания численности населения земного шара, доля сельскохозяйственных земель, приходящаяся на каждого человека сегодня, составляет около 1,15 га, из них 0,4 га пашни.

Наряду с относительными, происходят и абсолютные потери сельскохозяйственных земель за счет: эрозии, засоления, заболачивания и т. д. В целом по земному шару площадь нарушенных земель приближается к 450 млн. га. По современным оценкам, примерно 1,2 млрд. га сельхозугодий, пастбищ и лесов находятся в состоянии экстремальной деградации.

Высокая консервативность систем ведения сельского хозяйства является главной причиной того, что вся его история сопровождалась кризисами, в основе которых лежит неспособность существующих систем земледелия обеспечить население продуктами питания. Исторический опыт человечества в его многообразных формах воздействия на окружающую среду и использования природных ресурсов показал, что все непредвиденI ные отрицательные последствия хозяйственной деятельности связаны с отсутствием понимания целостности природы, недоучета того, что все ее компоненты: почва, растения, животные, вода, приземная атмосфера — образуют сложную единую систему. В силу существования взаимосвязи и взаимодействия между составляющими этого единого целого, воздействие человека даже на какой либо один компонент влечет за собой изменение в функционировании системы в целом и как следствие — изменение во всех остальных ее звеньях. И если учитывать, что высокоэффективное сельскохозяйственное производство в большей степени, чем любая другая отрасль, зависит от природных условий той или иной территории, которая в конечном итоге предопределяет все существующие подходы, то необходимость перевода сельского хозяйства на адаптивно-ландшафтную основу уже ни у кого не вызывает сомнения, хотя основные положения адаптивного земледелия были сформулированы еще в трудах основоположников научной агрономии А. Т. Болотова в России и А. Э. Тэера в Германии во второй половине XVIII начале XIX веков. По мнению М. Г. Павлова (1838) «совершеннейшим сельское хозяйство называться должно то, которое наилучшим образом приспособлено к местным обстоятельствам, ибо такое только хозяйство может быть выгоднейшим» (Жученко, 1997) .

Ухудшение экологической обстановки в земледелии России определило возврат к предложенному ландшафтному подходу при разработке систем земледелия. Адаптивно-ландшафтное1 земледелие предполагает разумный уровень применения органических и минеральных удобрений, причем внесение удобрений будет осуществляться в соответствии с условиями ландшафта (форм рельефа, экспозиции склонов и их крутизны, микроклимата, геохимических потоков и барьеров, свойств почв), с учетом их взаимодействия с севооборотом, обработкой почвы и другими элементами агротехнологий. Оптимизация фитосанитарного состояния посевов будет достигаться за счет гибкого маневрирования структурой пашни, культурооборотом, долей чистого пара, обработкой почвы, сроками сева и нормой высева семян, применением метода ловчих культур, использованием биологических средств и пестицидов нового поколения. Роль пестицидных обработок будет снижаться по мере создания сортов, устойчивых к болезням и вредителям (Жученко, 1997; Кирюшин, 2000).

Изучение адаптивных реакций сельскохозяйственных культур (и их сортов) на микроландшафтные условия конечно-моренной гряды представляет в настоящее время определенный интерес для отдельных направлений сельскохозяйственной науки. Лен-долгунец — древнейшая прядильная культура, а Тверская область обладает уникальным потенциалом для его возделывания. Почвенно-климатические условия позволяют получать здесь наиболее высокие урожаи льноволокна и льносемян в Российской Федерации.

Одной из важнейших задач дальнейшего развития сельскохозяйственной льноводческой зоны является повышение урожайности и качества льняной продукции за счет внедрения5 эффективных элементов возделывания культуры, применительно к конкретным почвенно-климатическим условиям и с учетом биологических особенностей районированных сортов.

Актуальность. Наряду с повышением, урожайности и качества льна-долгунца, важнейшей проблемойсовременного земледелия является экологическое природопользование, ориентированное на максимальное. использование неисчерпаемых ресурсов биосферы. Всясистема сельскохозяйственного природопользования должна отвечать требованиям ландшафтои био-сферосовместимости. Взаимодействие биосферных процессов и земледельческой деятельности реализуется в пределах территории конкретного агро-ландшафта, при этом: важнейшими, агроэкологическими показателями являются фитомасса и ее продуктивность.

В Нечерноземной зоне РФ продуктивность сортов льна в зависимости от условий ландшафта ранее не изучалась. Рекомендации по выращиванию этой культуры, разработанные для региона, требуют адаптации к почвенно-климатическим особенностям Верхневолжья: Зачастую различия в структуре радиационного, водного и теплового балансов в пределах одного ландшафта превышают различия между двумя соседними географическими зонами. Агроландшафты в пределах одной местности могут отличаться друг от друга по многим параметрам. Так, в пределах плоских холмов, с хорошо выраженной слабо дренированной вершиной преобладают элювиальные процессы, тогда как, в условиях островершинных холмов преобладает транзит веществ. Северные склоны могут испытывать недостаток тепла, а на южных — растения могут страдать от недостатка влаги. В разных частях агроландшафта, различающихся по характеру распределения вещества и энергии, показателями «агроэкологической адресности» сортов льна-долгунца являются их адаптивные реакции к условиям произрастания.

Цель исследований изучить влияния ландшафтных условий на урожайность и качество продукции различных сортов льна-долгунца, а также выявить агромикроландшафты, наиболее соответствующие экологическому потенциалу сорта.

Для осуществления поставленной цели решали следующие задачи:

— проанализировать изменение агрофизических свойств почв, складывающихся на различных агромикроландшафтах (АМЛ) мелиорированного, конечно-моренного холма;

— изучить особенности роста и развития двух сортов льна-долгунца (Ленок и Алексим) в пределах выделенных АМЛ;

— установить влияние условий агроландшафта на микробиологическую активность почвы и фитосанитарное состояние посевов (засоренность и распространенность болезней);

— определить влияние вышеуказанных параметров на урожайность и качество льнопродукции;

— рассчитать энергетический потенциал агроландшафтов и экономическую эффективность возделывания на них льна-долгунца;

— выявить микротерритории в пределах конечно-моренного холма, наиболее пригодные для выращивания культуры.

Научная новизна. Впервые в условиях Центрального района Российской Федерации получены результаты сравнительной оценки количественных показателей адаптивных реакций двух сортов льна-долгунца (Ленок и Алексим) к различным условиям мелиорированного конечно-моренного холмавыявлена сила влияния факторов природной среды на продуктивность изучаемых сортов льна. На основании количественной оценки действия агро-экологических факторов на формирование продуктивности двух сортов льна-долгунца выявлены агроландшафты, наиболее благоприятные для их произрастания.

Практическое применение. Производству рекомендовано для получения соломы и семян сорта Ленок размещать его на транзитно-аккумулятивном агромикроландшафте южного склона, что позволяет получать 51,3 ц/га соломы (номером 2,0) и 9−2 ц/га семян без дополнительных затрат на внесение удобрений. На семенные цели размещать оба сорта на элювиально-транзитном АМЛ северногосклона, что обеспечивает получение наибольшей урожайности семян: 9,3 ц/га (Ленок) и 9,1 ц/га (Алексим). При возделывании льна-долгунца на. северном склоне обработка посевов гербицидом базагран 48% вр, 3 л/га, который, снижает засорённость в 6,5−8,0 разна южном склоне рекомендуется использовать баковые смеси гербицидов, с обязательным включением в состав смеси грамминицида против пырея ползучего.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на Международных научно-практических, конференциях Тверской ГСХА в 2009, 2010гг, научной конференции профессорско-преподавательского состава, сотрудников и аспирантов СПбГАУ в 2010 г, международной научно* практической конференции «ВНИИльна 80 лет», Торжок, 2010 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ, из них 3 в рецензируемых ВАК РФ изданиях.

Работа выполнена по основной тематике научно-исследовательских работ Тверской ГСХА на 2006;20Юггтема 8, № гос.рег. 01.2007 4 609 и в рамках.

Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований Россельхозакадемии на 2006;20Югг" за № 03.03.01 ГНУ «Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственного использования мелиорированных земель».

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 161 странице, содержит 31 таблицу, 7 рисунков, состоит из введения, 7 глав, основных выводов, предложений производству, библиографического списка использованной литературы, который включает 158 наименований, в том числе 8 на иностранных языках и 20 приложений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1. Запасы продуктивной влаги в корнеобитаемом слое почвы за вегетацию льна-долгунца были достаточными: достоверных различий между сортами по запасам продуктивной влаги между сортами в опыте не отмечено. По сорту Ленок достоверно выше, чем на вершине (76,8 мм) показатель был только на ЭТю (82,0 мм), на остальных АМЛ достоверно ниже. По сорту Алексим достоверно выше запасы продуктивной влаги были на ТАю и ЭТс (77,2 и 81,1 мм) — достоверно ниже на Тю, Тс и ТАс (73,9−74,6−71,3мм).

2. Плотность почвы под сортами в течение вегетации не отличаласьна южном склоне в течение вегетации практически на всех АМЛ достоверно ниже, чем на вершине. На северном склоне достоверно ниже, чем на вершине плотность в фазу «елочки» под сортом Ленок была на всех.

АМЛ (1,21−1,24 г/смОна Тс и ТАс в раннюю желтую спелость под сортом Алексим (1,33 г/см). На о остальных АМЛ показатель был на уровне вершины (1,26−1,28 г/см — фаза «елочки» и 1,33−1,36 г/см3 — РЖС).

3. Активность целлюлозоразлагающих микроорганизмов была одинаково высокой от 61,6 до 100%, и изменялась на трансекте в зависимости от погодных условий года, а не от сорта. Наиболее высокой активность микроорганизмов в посевах сорта Ленок была на вершине — 98,6%, на остальных АМЛ достоверно нижепо сорту Алексим самое высокое значение отмечалось на элювиально-транзитных АМЛ: южного склона 96,1%, северного -96,6%.

4. Сорт Ленок обладает большей, чем Алексим пластичностью по отношению к болезням и погодным условиям, складывающимися в вегетационный период. Фитосанитарное состояние его в фазу «елочки» практически на всех АМЛ (за исключением ТАю и ЭТс) было на уровне вершины (86,7% -здоровых растений) — перед уборкой, за исключением этих же АМЛ — достоверно выше — 95,4−95,6% (вершина — 94,7%). Сорт Алексим в фазу «елочки» меньше поражался на северном склоне (81,7−82,7%), а перед уборкой, наоборот — там сильнее, чем на других AMJL Наименьшая устойчивость к болезням у обоих сортов отмечалась на ТАю. В годы с избыточным увлажнением в начале вегетации, наиболее интенсивно распространяются антракноз и бактериозв засушливых условиях — пасмо и крапчатость.

5. В посевах льна преобладал многолетний тип засоренности, с отсутствием разности между сортами, как по численности, так и по массе. Засоренность посевов многолетними видами на южном склоне была на уровне вершины конечно-моренного холма или выше еена северном — либо на уровне вершины, либо достоверно ниже. Малолетних сорняков в агрофитоценозе с сортом Алексим было достоверно больше, чем с Ленком. В оптимальные по влажности годы наиболее засорены малолетниками ландшафты южного склонав засушливые — северного. Гербицид Базагран эффективнее действовал в посеве сорта Ленок на северном склоне, снизив засоренность в 6,5−8,0 разна южном склоне по обоим сортам — не более, чем в 2,5 раза. Сорные растения на всех АМЛ конечно-моренного холма находились в нижнем ярусе, и не превышали растения льна-долгунца.

6. Наибольший энергетический потенциал агрофитоценоза сорта Ленок по сравнению с вершиной (129 310 МДж/га) отмечался на ТАю (+14 408), и элювиально-транзитных АМЛ обоих склонов (+1637 — южном, и +11 195 северном), причем на ТАю большая часть энергии приходилась на культуру, i, а на элювиально-транзитных АМЛ третья часть — на сорняки (29,6−32,4%). У сорта Алексим больше, чем на вершине энергетический потенциал был на ЭТс (+8468 МДж/га), но на обоих АМЛ 28,0 — 32,8% энергии приходилось на сорные растения.

7. Густота стояния растений льна сорта Ленок в течение всей вегетации была достоверно выше, чем у Алексима. По агромикроландшафтам наибольшее количество растений на 1 м² у сорта Ленок отмечено перед уборкой на ТАю (1031шт. м"), наименьшее — на ЭТю (750 шт./м) — у сорта Алексим соответственно максимальное на ЭТс и ТАс (764 и 827 шт./м) — минимальное на ТАю и Тю (618 и 639 шт. м2).

8. Агромикроландшафты оказывали определенное влияние на накопление надземной массы сортов льна-долгунца. Сорт Ленок к ранней желтой спелости сформировал наибольшую надземную массу на ТАю (512,3 г/м), а Алексим на вершине мелиорированного конечно-моренного холма (452,8.

2 о г/м) и ЭТс (431,1 г/м"). Аналогично массе изменялась высота и техническая длина растений.

9. При возделывании льна-долгунца на семена более продуктивным был сорт Ленок (8,8ц/га) — по урожаю соломы различий не выявлено. На всех АМЛ урожай соломы сорта Ленок был на уровне вершины — (39,4ц/га), достоверно выше только на ТАю (51,3 ц/га) — у сорта Алексим на уровне вершины (45,3 ц/га) отмечался на ЭТс (43,1 ц/га), на остальных АМЛ — достоверно ниже. Урожай семян у сорта Ленок на уровне вершины (8,2 ц/га) был только на ЭТю — 8,0ц/га, по остальным АМЛ — достоверно выше (8,8−9,Зц/га). По сорту Алексим выше, чем на вершине семенная продуктивность была на ЭТс (9,1 ц/га): На ЭТю и 1.

ТАю (5,8 — 6,2 ц/га) — достоверно ниже, а на1 остальных АМЛ на уровне вершины.

10. Сорта льна Ленок и Алексим не отличались между собой по показателям структуры урожая (число коробочек, число семян, масса семян одного растения, диаметр коробочек, масса 1000 зерен). Однако, в зависимости от вегетационного периода и условий, складывающихся в соответствии с этим на агромикроландшафтах, у исследуемых сортов эти показатели формировались по-разному.

11. Качество соломы сорта Ленок достоверно выше (номер 1,95), чем сорта Алексим (1,76), за счет более высокого содержания луба (Ленок — 37,6%- Алексим — 35,8%) и цветности соломы (II). По агромикроландшафтам у сорта Ленок номер соломы на всех АМЛ был на уровне вершины (1,92), за исключением достоверно более высокого значения на ЭТю и ТАю (2,0−2,03). У сорта Алексим номер соломы по ГОСТу, на обоих склонах был достоверно выше, чем на вершине мелиорированного конечно-моренного холма и варьировал от 1,71 до 1,83.

12. Элювиально-транзитный агромикроландшафт северного склона наиболее подходит для возделывания льна-долгунца на семенные цели, обеспечивая наиболее высокий условно-чистый доход — 28 765,6 (Ленок), 28 010,0 руб. (Алексим) — уровень рентабельности — 186,6 (Ленок), 180,7% (Алексим) — низкую себестоимость соломы — 65,6 (Ленок), 64,7 руб. (Алексим) и семян 1359,1 (Ленок) 1396,8 руб. (Алексим).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

1 .В условиях Центрального района Нечерноземной зоны РФ ведение земледелия целесообразно осуществлять на ландшафтной основе, что позволит полнее использовать неисчерпаемые ресурсы биосферы, за счет этого, экономя энергетические ресурсы, увеличить валовый сбор продукции растениеводства, в том числе и льна-долгунца.

2. При выращивании льна-долгунца на семенные цели рекомендуется оба сорта размещать на элювиально-транзитном АМЛ северного склона, что обеспечит получение наибольшей урожайности семян: 9,3 ц/га (Ленок) и 9,1 ц/га (Алексим).

3. С учетом использования соломы сорт Ленок целесообразно рекомендовать размещать еще на транзитно-аккумулятивном агромикроландшафте южного склона, что позволяет получить 51,3 ц/га соломы (номером 2,0) и 9,2 ц/га семян без дополнительных затрат на внесение удобрений.

4. При возделывании льна-долгунца на северном склоне обязательным является обработка посевов гербицидом базагран 48% вр, 3 л/га, который позволит снизить засорённость в 6,5−8,0 разна южном склоне — необходимо использовать баковые смеси гербицидов, с обязательным включением в состав смеси грамминицида против пырея ползучего.

Заключение

.

Таким образом, современный уровень знаний не дает целостного представления о развитии льноводства, сложность заключается в том, что растение льна представляет собой сложную многокомпонентную систему, в которой каждый компонент несет в себе множество взаимокоррелирующих признаков. Поэтому все научные открытия в биологии и в целом природе льна носят фрагментарный, незавершенный характер (Крепков, 2000). Исходя из этого и приведенного выше обзора литературы по выбранной нами тематике видно, что поставленная нами в работе цель и задачи объективны. Они позволят дать ответ о влиянии взаимосвязанных факторов природной и агротехнической обстановки на произрастание двух сортов льна-долгунца в режиме агроландшафтного стационара, представляющего урочище конечно-моренной гряды, отражающего около 50% типичных ландшафтов Тверской области и 25% ЦНЗ РФ. Кроме того, наши исследования будут включены в комплекс исследований по мониторингу данного агроландшафта. 1.

ГЛАВА 2. МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1 Место проведения исследований, схема полевого опыта.

Исследования проводились в период 2008;20 Югг в отделе мониторинга агроландшафтов Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (ВНИИМЗ), на мелиорированном агроландшафтном стационаре «Губино», общей площадью 50 га, расположенном в четырех километрах к юго-востоку от города Твери.

Лен-долгунец возделывался в звене севооборота, включающем следующее чередование культур: ячмень + многолетние травы, многолетние травы, пшеница, лен. Культуры располагались полосами, охватывающими все микроландшафтные позиции конечно-моренного мелиорированного холма. Севооборот располагался на трансекте, с полосами полями шириной 7,2 м и длиной 1200 м, пересекающим следующие микроландшафтные позиции, являющиеся* вариантами опыта — элювиально-аккумулятивный (ЭА), элювиально-транзитный (ЭТ), транзитный (Т) и транзитно-аккумулятивный (ТА) южной и северной экспозиции склоновкоторые и были приняты за варианты опыта (табл.1).