Паша эльхаевич стабилизация и повышение продуктивности кормовых угодий на основе топологического, биологического и технологического многообразия в условиях Нечерноземной зоны РФ
| Вид материала | Автореферат диссертации |
- «Мичуринский государственный аграрный университет», 463.7kb.
- На учебе будет проведена видеоконференция с ведущими учеными Академии менеджмента, 16.89kb.
- Пособие по технологии и организации сооружения трубопроводов систем газоснабжения сельских, 2066.46kb.
- Факторы окультуривания песчаных и супесчаных дерново-подзолистых почв и их эколого-агрохимическая, 704.97kb.
- Курсовая работа студента 3-го курса факультета почвоведения мгу кафедры физики и мелиорации, 210.31kb.
- На современном этапе развития земледелия повышение продуктивности сельскохозяйственных, 56.24kb.
- Очаги ядерного, химического, бактериологического (биологического) поражения и зоны, 218.07kb.
- Некоторые требования к элементам ресурсосберегающих технологий возделывания кормовых, 153.73kb.
- «Новая сельскохозяйственная литература» июль-декабрь, 2005 г. Вып. 3-4 Уважаемые читатели!, 231.83kb.
- «Новая сельскохозяйственная литература» апрель-июнь, 2007 г. Вып. 2 Уважаемые читатели!, 175.84kb.
На правах рукописи
ТЕМИРСУЛТАНОВ ЭЛЬ-ПАША ЭЛЬХАЕВИЧ
Стабилизация и повышение продуктивности кормовых угодий на основе топологического, биологического и технологического многообразия в условиях
Нечерноземной зоны РФ
Специальность 06.01.12 – кормопроизводство и луговодство
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора сельскохозяйственных наук
Москва 2009
Диссертационная работа выполнена на кафедре луговодства ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет – МСХА им К.А. Тимирязева» и ГОУ ВПО «Московский городской педагогический университет».
| Научный консультант: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор И.В.Кобозев |
| Официальные оппоненты: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лихачев Б.С. академик РАСХН, доктор сельскохозяйст-венных наук, профессор Коломейченко В.В. доктор сельскохозяйственных наук, профессор Тебердиев Д.М. |
| Ведущее предприятие: | ФГОУ ВПО «Тверская Государственная сельскохозяйственная академия» |
Защита диссертации состоится "__" ________200__ г. в "__________" час. на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 220.018.02 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Смоленская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 214000, г. Смоленск, ул. Б. Советская д. 10/2
Отзывы на автореферат в двух экземплярах просим направлять по указанному адресу на имя учёного секретаря диссертационного совета.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА», с авторефератом – на сайте: www.sshi.narod.ru
Автореферат разослан "____" __________ 200__ г.
Учёный секретарь объединенного диссертационного совета,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор И.Н. Романова
^
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Развитие сельского хозяйства в России немыслимо без роста производства продукции животноводства, а следовательно, и без кормопроизводства, которое играет огромную средообразующую роль в агроландшафтах и земледелии (Парахин Н.В. 1997; Кирюшин В.И. 2001; Тюльдюков В.А., Кобозев И.В. 2003, 2004; Шпаков А.С. с соавт. 2002, 2004).
Значительные территории в нашей стране заняты травянистыми экосистемами. Они представляют собой важнейшие кормовые угодья, значимость которых в общем кормовом балансе и стабилизации окружающей среды оценивается высоко. Важно найти способы усиления этих функций травяных сообществ.
В настоящее время из 88,5 млн. га природных кормовых угодий России пригодно для укосного и пастбищного использования только около половины всей площади. Остальные угодья находятся в неудовлетворительном культурно-техническом и мелиоративном состоянии.
^ Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлась разработка методологии, а также экологически безопасных, энергетически и экономически эффективных технологий стабилизации и интенсификации кормопроизводства, агроэкосистем, в том числе кормовых угодий.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- проанализировать действие закона А.Л. Чижевского о количественной компенсации в биосферных функциях с целью разработки методологии стабилизации и экологизации производства кормов;
- исследовать значение принципа топологического, биологического и технологического многообразия в агроэкосистемах в обеспечении стабильности их функционирования и предложить методику оценки устойчивости сельскохозяйственных культур к бессменному возделыванию;
- обосновать основные пути одновременного осуществления стабилизации, интенсификации и экологизации кормопроизводства и повышения его энергетической и экономической эффективности;
- изучить эффективность приёмов повышения продуктивности и рационального использования многолетних травостоев (в севообороте и вне севооборота) с целью усиления и стабилизации продукционного процесса в агроэкосистемах с учётом сложного строения ландшафтов;
- оптимизировать подбор клеверо-злаковых и злаковых травостоев с целью улучшения качества продукции, увеличения и стабилизации производства кормов пригодных для залужения склонов с учетом их экспозиции;
- изучить способы продления продуктивного долголетия травостоев и улучшения качеств кормов как на основе использования минеральных удобрений, так и за счёт усиления биологической азотфиксации путём обогащения фитоценозов бобовыми травами;
- исследовать приёмы уменьшения потерь при заготовке и хранении сена;
- определить эффективность орошения, известкования, удобрения многолетних травостоев и других кормовых культур;
- определить влияние интенсивности пастбищного использования на состояние естественных кормовых угодий в зависимости от их продуктивности, разработать методику его оптимизации;
- изучить влияние применение разных форм удобрений, известкования, подсева трав, коренного и поверхностного улучшения луга на агрохимические свойства почвы и баланс энергии, азота, фосфора и калия в системе "антропогенный фактор–почва–урожай";
- определить экономическую и энергетическую эффективность производства кормов и факторов его интенсификации.
Научная новизна и теоретическая значимость исследований заключается в том, что было изучено действие закона А.Л.Чижевского о квантитативной компенсации в биосферных функциях применительно к агроэкосистемам. При этом показано, что основой стабилизации производства кормов является обеспечение сложной структуры и мозаичности агроэкосистемы, использование неодинаковой реакции на ритмы абиотической среды разных видов растений и фитоценозов, расположенных на разных элементах рельефа, а также освоение севооборотов с культурами, обеспечивающими относительную замкнутость биогеохимических циклов. Разработаны основные принципы достижения биологического и технологического многообразия агроэкосистем с целью обеспечения их стабильного функционирования.
Выявлено, что для экологизации и стабилизации сельскохозяйственного производства следует, во-первых, снизить уровень колебаний факторов абиотической среды; во-вторых, повысить адаптивный потенциал агроэкосистем; в-третьих, интенсифицировать продукционный процесс, т.е. обеспечить рост средней величины продуктивности агроэкосистем; в-четвёртых, увеличить длительность их функционирования или ускорить производственные циклы. Всё названное может реально достигаться благодаря росту наукоёмкости технологий.
Определено, что стабильность урожайности растений и севооборотов, а также производства продукции резко снижается при ухудшении экономической ситуации, особенно у культур интенсивного типа, при этом уменьшается биологическое и технологическое многообразие в агроэкосистемах. Уточнены уравнения, описывающие пути уменьшения экологических последствий деятельности консументов в агроэкосистемах и повышения стабильности и величины экономической и энергетической эффективности продукционного процесса в них.
Исследовано влияние различных факторов на эффективность инвазии подсеваемых видов в разные травостои, на формирование симбиотического аппарата бобовых и симбиотическую азотфиксацию.
Предложена методика оценки экологически безопасного уровня нагрузки животных на пастбища по соотношению съедобной массы к продуктивности поедаемых видов в фитоценозе.
Изучено влияние подсева клевера лугового и люцерны изменчивой, различных минеральных удобрений, поверхностного и коренного улучшения травостоев и орошения на качество корма, агрохимические свойства почвы и баланс минеральных питательных веществ и энергии в системе "антропогенный фактор - почва - растения - урожай", а также на загрязненность вертикального водного стока.
^ Основные положения, выносимые на защиту:
- использование закона А.Л.Чижевского о количественной компенсации в биосферных функциях позволяет стабилизировать производство кормов в крупных и фермерских хозяйствах,
- биологическое, технологическое многообразие, севообороты, использование разных элементов ландшафта и подбор адаптированных к ним травостоев и культур позволяет стабилизировать продукционный процесс в агроэкосистемах, в частности производство кормов;
- продуктивное долголетие многолетних травостоев можно продлить на основе усиления биологической азотфиксации путём подсева клевера лугового и люцерны изменчивой, улучшением фосфорно-калийного питания, известкованием и омоложением травостоев;
- экономическая ситуация определяет стабильность сельскохозяйственного производства, его экономическую эффективность, а также востребованность приёмов его интенсификации, экологизации и стабилизации;
- экологизация, стабилизация и интенсификация продукционного процесса в агроэкосистемах определяются его энергетической эффективностью и достигаются благодаря росту наукоемкости производства, когда в совокупных затратах возрастает доля расходов на развитие науки и техники;
- антропогенные воздействия в виде подсева трав, коренного и поверхностного улучшения травостоев, орошения, удобрения, известкования, обработки почвы, интенсивность пастьбы влияют не только на продуктивность, состав фитоценоза, качество продукции, энергетическую и экономическую эффективность производства кормов, но и на агрохимические свойства, микробиологическую активность почвы, баланс питательных веществ и энергии в системе "антропогенный фактор - почва - фитоценоз - урожай", а также на качества фильтрационной воды (вертикальный сток);
- уменьшить экологические последствия в пастбищных экосистемах и предотвратить их деградацию можно путём увеличения и стабилизации их продуктивности при соответствующей оптимизации пастбищной нагрузки и коэффициента использования корма;
- оптимизация сроков, совершенствование технологий заготовки и хранения сена позволяют снизить потери питательных веществ и улучшить его качество и тем самым повысить эффективность орошения и удобрения;
- повышение экономической эффективности кормопроизводства и приёмов его интенсификации достигается через снижение диспаритета цен и повышение энергетической эффективности производства на основе роста наукоёмкости технологий.
Практическая значимость исследования. Установлены зависимости урожайности, ботанического состава травостоя, качества продукции, баланса энергии и минеральных питательных веществ в агроэкосистемах, плодородия почвы от орошения, удобрений, известкования, поверхностного и коренного улучшения луга, подсева клеверов, выпаса овец.
Были разработаны севообороты с высокой товарностью растениеводства и продуктивностью 3400-4400 кормовых единиц с 1 га. Определено, что наибольшую продуктивность (32-42 ГДж/га обменной энергии, 650-700 кг/га сырого протеина) обеспечивает набор травосмесей, состоящий из раннеспелого (клевер луговой двуукосный + ежа сборная) и позднеспелого (клевер одноукосный + тимофеевка луговая) травостоев. При этом на верхнем плато рекомендуется возделывать две травосмеси, на южном склоне – раннеспелый, а на северном и нижнем плато – позднеспелый травостой. Установлено, что варьирование продуктивности по годам всего сложного агроландшафта в 1,32 раза меньше, чем в среднем у отдельных из его элементов. В условиях диспаритета цен в пользу промышленных товаров продуктивное долголетие травостоев можно продлить без внесения азотных удобрений с помощью подсева клевера лугового и люцерны изменчивой, производимого во влажный год после первого укоса, особенно на фоне весеннего внесения фосфорно-калийных удобрений.
На основе полученных математических моделей можно прогнозировать экономическую эффективность удобрений, орошения, подсева и выпаса скота, с учётом экологических последствий.
Даны рекомендации по уменьшению потерь при заготовке и хранению сена и оптимизации использования пастбищ в зависимости от их продуктивности и рассчитана эффективность разных оросительных систем.
Результаты исследований подтверждены опытом кормопроизводства ГПЗ "Заря Подмосковья", в Крестьянском хозяйстве Темирсултанова и других хозяйствах Московской, Ярославской и Орловской областей.
Реализация результатов исследований. Научные разработки внедрены автором в хозяйствах Московской, Ярославской, Орловской областях.
Результаты исследований вошли в рекомендации:
- методические рекомендации для создания кормовой базы (на примере ГПЗ «Заря Подмосковья» Московской области, учхоза МСХА «Дружба» и фермерских хозяйств Переславского района Ярославской области). Переяславль-Залесский, 1995;
- оптимизация набора травосмесей с целью обеспечения стабильного производства кормов. М., Доклады МСХА, 1996;
- эффективность разных способов повышения старовозрастных травостоев. Материалы конференции «Биологизация и экологизация земледелия». Орел, ОГАУ, 1999;
- использованы при написании 10 методических рекомендаций, 4 монографий и 4 учебных пособий для студентов ВУЗов.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научных, научно-практических конференциях и совещаниях, включая:
- научные конференции МСХА (1990-2007 гг.); республиканские семинары (1995-2008 гг.), объединённое научно-техническое совещание учёных и специалистов МСХА, ГПЗ "Заря Подмосковья" и учхоза МСХА "Дружба" - Москва, 1996; Международная конференция "Биологизация и экологизация земледелия", Орёл, 1999; Всероссийские конференции "Экологические аспекты по возделыванию с.-х. культур в фермерских хозяйствах", Переяславль-Залесский, 1995, 1998; научные конференции МГПУ, 1996 – 2008 гг.;
- Международная научно-практическая конференция «Проблемы экологии и безопасности жизнедеятельности», Москва, 1995-2008гг.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 72 работы (79,2 усл. п. л.), в т.ч. 4 монографии, 4 учебных пособия, 15 статей в журналах из списка ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, десяти глав, выводов, предложений производству, списка литературы и приложений. Работа изложена на 304 страницах, содержит 84 таблицы, 6 рисунков, 7 глав и 17 приложений. Список использованной литературы представлен 308 наименованиями отечественных и зарубежных авторов.
В основу диссертации положены данные экспериментальных исследований, полученных автором самостоятельно и в совместных исследованиях с д.с.-х.н. В.А.Тюльдюковым, д.с.-х.н. Н.В.Парахиным, к.с.-х.н. Г.С.Маркиным, д.с.-х.н. И. В. Кобозевым, к.с.-х.н. Н.Л.Латифовым, д. мед.н. В. М. Волковым.
Автор выражает искреннюю благодарность сотрудникам ОНИЛ технологии и механизации орошения кафедры луговодства МСХА за оказанную техническую помощь в проведении исследований. 75% объёма работы по сбору и обобщению результатов исследований выполнено автором.