Текст книги "Проектирование севооборотов, системы обработки почвы, воспроизводства плодородия и комплексных мер борьбы с сорняками"

Тихонов Н. Н., Богомазов С. В., Орлов А. Н., Павликова Е. В., Ткачук О. А.
Проектирование севооборотов, системы обработки почвы, воспроизводства плодородия и комплексных мер борьбы с сорняками

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Цель курсовой работы : освоение студентами практических навыков проектирования севооборотов, обоснования систем обработки почвы и мер борьбы с засоренностью полей в современном земледелии.

Задачи курсовой работы:

1. На основе планируемой урожайности сельскохозяйственных культур, валового производства продукции растениеводства, обеспеченности хозяйств техникой разработать оптимальную структуру посевных площадей.

2. По рассчитанной структуре посевных площадей разработать систему севооборотов, изложить их научную основу, дать агротехническую и экономическую характеристики. Для этого:

а) рассчитать баланс гумуса в севооборотах;

б) по балансу гумуса определить требуемое количество навоза и других органических удобрений (солома), обеспечивающее простое воспроизводство органического вещества в почве;

в) определить производство кормопротеиновых единиц в севооборотах. По этим показателям дать характеристику севооборотам.

3. Исходя из фактического размещения культур в полях севооборотов за предшествующие два года, осуществить переход к разработанным севооборотам, составить для них ротационные таблицы.

4. По данным задания составить карту засоренности полей, предусмотреть применение гербицидов и рассчитать их потребность.

5. Составить систему обработки почвы для каждого севооборота и изложить ее обоснование.

Требования к курсовой работе, ее оформление

На обложке курсовой работы пишут следующие сведения: тема курсовой работы, фамилия и инициалы студента, факультет, курс (приложение 1).

Все страницы курсовой работы нумеруются, таблицы оформляются порядковым номером и заголовком. В текстовой части работы приводятся ссылки на источники учебной и научной литературы с указанием авторов. Оглавление приводится в начале работы.

Курсовая работа оформляется на листах формата А₄; шрифт Times New Roman, 14 пт. Интервал 1,5 строки. Название разделов выделяют установленной в плане нумерацией.

При выполнении курсовой работы необходимо использовать не только основной учебник и конспект лекций, но и дополнительную литературу, научные журналы, сборники научных статей. Общее количество литературных источников не менее восьми-десяти наименований.

Список использованной литературы приводится в конце курсовой работы. Общий объем курсовой работы 40–45 рукописных страниц стандартного формата.

ПЛАН НАПИСАНИЯ РАБОТЫ

В этом разделе на полутора-двух страницах излагаются задачи земледелия как отрасли сельскохозяйственного производства на современном этапе, и обосновывается необходимость их решения.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Научные основы севооборота

В этом подразделе на четырех-пяти страницах кратко излагаются понятия о севообороте, его научной и организационноэкономической основах для чередования сельскохозяйственных культур, схеме и звеньях севооборота, указываются причины, обуславливающие необходимость чередования культур.

1.2 Классификация предшественников и севооборотов

На четырех-пяти страницах приводится классификация и краткая характеристика предшественников и севооборотов, реакция сельскохозяйственных культур на повторные и бессменные посевы.

1.3 Севообороты в хозяйствах Пензенской области

По материалам и результатам анализа систем земледелия Пензенской области, разработанной до организационноэкономических реформ в сельском хозяйстве, изложить необходимость совершенствования севооборотов для интенсивной технологии возделывания сельскохозяйственных культур и воспроизводства плодородия почвы.

1.4 Цель и задачи курсовой работы на одной странице

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕВООБОРОТОВ

2.1 Совершенствование структуры посевных площадей

Проводится путем оптимизации площадей посева озимых, яровых зерновых, зернобобовых, технических, однолетних кормовых культур и многолетних трав до размеров, позволяющих имеющимися в хозяйстве техническими средствами своевременно проводить системную основную, предпосевную и послепосевную обработку почвы, а также уборку сельскохозяйственных культур.

Для оптимизации структуры посевных площадей и воспроизводства плодородия почвы необходимо вводить травопольные и другие виды полевых, кормовых и специальных севооборотов с многолетними травами.

По выданному заданию рассчитывается проектная структура посевных площадей (таблицы 1). Основываясь на техническую оснащенность хозяйства (количество комбайнов) необходимо оптимизировать проектную структуру с учетом того, чтобы все технологические операции выполнялись в оптимальные сроки. В связи с определенными объективными причинами, связанными с переходом к рыночной экономике и изменением принципов финансирования и технического обеспечения, многие хозяйства не в состоянии в полной мере обеспечить обработку почвы, а также уборку на имеющихся площадях. Часть пахотных земель, особенно низкопродуктивных и удаленных, просто выводят из севооборота, и она зарастает травянистой и древесной растительностью и может быть безвозвратно потеряна для сельскохозяйственного производства, что недопустимо.

Таблица 1 – Урожайность сельскохозяйственных культур, валовый сбор и структура посевных площадей

Для оптимизации проектной структуры посевных площадей необходимо определить возможность уборки зерновых культур в пределах августа – второй декады сентября, сахарной свеклы – сентября, кукурузы на силос – первой – второй декады сентября, подсолнечника – первой декады октября. Если проектная структура посевных площадей не позволяет проводить уборку в указанные сроки, то ее необходимо оптимизировать, путем сокращения площадей посева зерновых культур и введением в севообороты многолетних трав.

В интенсивном земледелии уборка сельскохозяйственных культур должна без отрыва сопровождаться освобождением полей от растительных остатков (соломы, ботвы и т. д.) для своевременной и системной зяблевой обработки почвы. После уборки зерновых культур такая безразрывная технология позволяет использовать эффект ранней зяби.

Введение в севообороты многолетних трав позволит изменить площади ежегодной энергоемкой зяблевой обработки в зависимости от особенностей хозяйства, а также окажет более эффективное влияние на повышение плодородия почвы, чем при использовании только пожнивно-корневых остатков культур полевых севооборотов.

Таблица 2 – Примерная годовая нагрузка тракторов и комбайнов

После оптимизации структуры посевных площадей необходимо составить севообороты, определить их типы и виды, средние размеры полей, дать краткую агротехническую характеристику севооборотам с учетом их влияния на плодородие почвы.

2.2 План освоения севооборотов

На двух-трех страницах в виде таблицы показать план перехода к севооборотам. При этом по каждому полю из задания взять предшествующие культуры (таблица 3) и осуществить постепенный переход к разработанным севооборотам. При этом необходимо учитывать, что период перехода к составленному севообороту может продолжаться от двух и более лет в зависимости от типа и вида севооборота.

После перехода севообороты развернуть в виде ротационных таблиц. Изложить краткую характеристику и особенности перехода к севообороту.

Таблица 3 – Исходные данные для составления планов перехода к севооборотам

Пример плана освоения полевого зернопаропропашного севооборота (таблица 4):

1. Чистый пар 120 га

2. Озимые 120 га

3. Пропашные 120 га

4. Яровые зерновые 120 га

Таблица 4 – План освоения зернопаропропашного севооборота

Пример плана освоения специального почвозащитного севооборота:1. Многолетние травы 1-го года пользования; 2. Многолетние травы 2-го года пользования; 3. Многолетние травы 3-го года пользования; 4. Озимые; 5. Однолетние травы с подсевом многолетних трав. Средний размер полей 150 га.

Таблица 5 – План освоения специального почвозащитного севооборота

После разработки севооборотов и планов их освоения составляется ротационная таблица. Она представляет собой план размещения культур и паров по полям на период ротации. Последний год перехода на вводимый севооборот или год его освоения считается первым годом ротации севооборота.

Таблица 6 – Ротационная таблица

3 РАСЧЕТ БАЛАНСА ГУМУСА

С интенсификацией земледелия все большее значение приобретает содержание органического вещества в почве. Севообороты, принятые в хозяйствах, их специализация, степень интенсивности обработки почвы и система удобрений должны быть тесно связаны с запасами гумуса почвы, для чего необходимо в каждом отдельном севообороте знать баланс гумуса.

С целью прогноза гумусного состояния почв и расчета потребности в органических удобрениях для обеспечения воспроизводства почвенного плодородия определяется баланс гумуса во всех севооборотах. Исходными данными для расчета баланса гумуса служит план размещения культур в севообороте с указанием планируемой урожайности, типа и подтипа почвы и вынос азота урожаем.

Баланс должен иметь конкретную экономическую оценку, для чего необходимо соразмерить эффективность складывающегося в хозяйстве (отделении) баланса гумуса с затратами на его осуществление.

Однако независимо от этого необходимо обеспечить как минимум бездефицитный баланс органического вещества почвы.

Для прогнозирования гумусового баланса в севооборотах предлагается расчетный метод, не требующий дополнительных затрат, который может быть легко осуществим в условиях хозяйства специалистами агрономической службы. Расход гумуса в результате его минерализации зависит от ряда факторов: почвенноклиматических условий, структуры посевных площадей, интенсивности обработки почвы, урожайности культур. Минерализация гумуса определяется по расходу азота на формирование урожая сельскохозяйственных культур. Приходная часть гумусового баланса складывается из поступления органического вещества с пожнивно-корневыми остатками полевых культур, с навозом и другими органическими удобрениями, с семенами и посадочным материалом, а также из связывания углекислого газа автотрофными микроорганизмами.

При определении баланса гумуса необходимо знать ряд переводных коэффициентов, источники поступления азота в почву, степень использования его растениями, уравнения регрессии для определения количества растительных остатков, коэффициенты гумификации, содержание углерода в растительных остатках и навозе, необходимых для проведения расчета.

Расчет баланса гумуса на планируемый урожай в севообороте на черноземе выщелоченном среднесуглинистом приведен в таблице 7.

Порядок расчета баланса гумуса (по вико-овсу на сено):

1 Чтобы найти вынос азота урожаем (столбец 3), пользуются данными таблицы 8, где приведен вынос азота продукцией в килограммах на 1 т. В результате умножения получим: урожайность (т/га)×вынос (кг/т) = 3,0 × 30 = 90 кг/га.

Но при этом необходимо учитывать, что смеси зернобобовых культур со злаками 35 % азота, вынесенного с урожаем фиксируют из воздуха. Следовательно общий вынос почвенного азота составит 90 – (90 × 0,35) = 58,5* кг/га.

Таблица 7 – Баланс гумуса в севообороте

При расчете выноса азота бобовыми культурами следует учитывать, что у однолетних бобовых (горох, вика) 50 % выноса восполняется за счет азотфиксации, у смесей бобовых со злаковыми (вико-овес) – 35 %, у многолетних бобовых трав (клевер, люцерна) – 70 %.

Таблица 8 – Вынос азота с урожаем, кг на 1 т продукции

Таблица 9 – Уравнение зависимости ПКО от урожая основной продукции

2 Поступление растительных остатков и азота из них (столбец 4) находим по уравнению линейной регрессии (таблица 9) для однолетних трав на сено: у = 0,32 х + 1,38. Подставив значение х, получим у = 0,32 × 3,0 + 1,38 = 2,34 т/га. Содержание азота в растительных остатках 1,7 % , а его использование растениями составляет 30 % (таблица 10). Тогда поступление азота будет равно 2340 × × 0,017 × 0,3 = 12 кг/га.

3 Минерализация гумуса (столбец 5) определяется разностью между выносом азота и его поступлением, умноженной на 10 (10 – коэффициент минерализации, показывающий соотношение между углеродом и азотом в гумусе) (58,5 – 12) × 10 = 465 кг/га.

4 Вновь образованный гумус (столбец 6) находим следующим образом: поступление пожнивно-корневых остатков (ПКО) (кг/га) (из уравнения регрессии) × поправочный коэффициент на полноту учета растительных остатков (таблица 11) × содержание углерода в растительных остатках (таблица 10) × коэффициент гумификации растительных остатков (таблица 12) = 2340 × 1,2 × 0,38 × 0,25 = 267 кг/га.

Таблица 10 – Содержание углерода и азота в источниках гумусообразования и использование азота полевыми культурами

Таблица 11 – Поправочные коэффициенты на полноту учета растительных остатков

Таблица 12 – Коэффициенты гумификации

5 Баланс (столбец 7) определяем, как разницу между вновь образованным и минерализованным гумусом почвы 267 кг/га – 465 кг/га = 198 кг/га.

Если суммарный баланс гумуса в севообороте отрицательный (–4021 кг/га), необходимо искать резервы для восполнения дефицита: повышение урожайности сельскохозяйственных культур, особенно многолетних трав, возможности которых в настоящее время используются лишь на 50 %; разработка эффективных приемов обработки почвы, способствующих экономному расходу гумуса и органических удобрений. Необходимо стремиться к рациональному использованию навоза, других органических удобрений, в том числе нетоварной сельскохозяйственной продукции (солома, ботва), пожнивных и промежуточных культур.

В случае необходимости рассчитывается потребное количество навоза или других органических удобрений (соломы, сидератов) для ликвидации бездефицитного баланса.

Для покрытия бездефицитного баланса гумуса будем использовать навоз с влажностью 75 % или солому с влажностью 14 %.

В 1 т навоза при влажности 75 % содержится 250 кг сухого вещества. В среднем в навозе содержится 45 % углерода 250 × 0,45 = 112,5 кг. Учитывая, что коэффициент гумификации навоза составляет 30 % найдем поступление гумуса с 1 т навоза 112,5 × × 0,30 = 33,8 кг. Таким образом, для создания бездефицитного баланса гумуса необходимо внести 4021: 33,8 = 118,9 т/га навоза за ротацию севооборота.

В 1 т соломы при влажности 14 % содержится 860 кг сухого вещества. В среднем в соломе содержится 40 % углерода 860 × 0,40 = 344 кг. Учитывая, что коэффициент гумификации соломы составляет 25 %, найдем поступление гумуса с 1 т соломы 344 × 0,25 = 86 кг. Таким образом, для создания бездефицитного баланса гумуса необходимо внести 4021 : 86 = 46,8 т/га соломы за ротацию севооборота.

В нашем примере в полях можно оставить 9,3 т/га соломы зерновых культур (9,3 × 86 = 799,8 кг/га), а также внести 95 т/га навоза под пропашные культуры севооборота (картофель, кукуруза).

4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СЕВООБОРОТОВ

Дать экономическую характеристику севооборотам путем подсчета кормовых единиц и белка с 1 гектара, используя данные по культурам севооборотов (таблица 13).

Если кормовые культуры (многолетние, однолетние травы) используются на зеленую массу, то для расчета содержания кормовых единиц и переваримого протеина урожайность зеленой массы переводят в сено, используя для этого формулу

где У – урожайность сена при влажности 17 %, т/га;

У₁ – урожайность зеленой массы, т/га;

В – влажность зеленой массы, проц. (люцерна – 77 %; козлятник восточный – 80 %; клевер – 79 %; вико-овсяная смесь –79 %; суданская трава – 78 %);

В₁ – влажность сена, проц. (17 %).

Таблица 13 – Экономическая оценка севооборотов

Выход кормовых единиц (ц) с 1 га севооборотной пашни = сумме кормовых единиц / количество полей в севообороте.

В нашем примере 231,3 / 7 = 33,0 ц.

Получено переваримого протеина (кг/1 ц к. ед.) = сумма производства белка / сумму производства кормовых единиц.

По данным таблицы 13 получаем: 1971,7 / 231,3 = 8,5 кг/1 ц к. ед.

Таблица 14 – Содержание кормовых единиц в 1 ц корма и отношение основной продукции к побочной

Экономическая оценка севооборота может быть представлена и в зерновых единицах.

Таблица 15 – Экономическая оценка севооборота по продуктивности 1 га пашни т з. ед.

Таблица 16 – Коэффициенты перевода растительной продукции в зерновые единицы

5 СИСТЕМА МЕР БОРЬБЫ С СОРНЯКАМИ

Борьба с сорняками должна строиться на основании исходных данных по засоренности полей (таблица 17) и порядка чередования культур в севообороте.

Таблица 17 – Исходные данные для составления карты засоренности

После обследования и сбора необходимых материалов вычерчивают карту засоренности. Научно-исследовательским институтом Юго-Востока (Б.Н. Смирнов) предложен простой метод картирования полей.

Обычно поля сельскохозяйственных предприятий засорены несколькими видами сорных растений. В зависимости от почвенно-климатических условий, уровня агротехники и других факторов засоренность полей и посевов наблюдается в виде определенных сочетаний различных видов сорных растений с преобладанием той или иной биологической группы сорняков.

В условиях производства необходимо осуществлять меры борьбы со всеми засорителями, так как при условии уничтожения главнейших, преобладающих сорняков могут быстро размножаться те, которые составляли незначительное количество.

Сочетание сорных растений называют типом засоренности, в зависимости от которых и разрабатывается система мер борьбы с сорняками. Поэтому важным является определение типа, а также степени засоренности на каждом поле и участке. Типы и степень засоренности устанавливают по преобладающим биологическим группам.

Каждый тип засоренности состоит из двух-трёх групп сорняков, которые являются преобладающими и определяют основной тип засоренности, и других, сопутствующих сорных растений, представленных в незначительных количествах. В тип засоренности включаются также и ядовитые сорняки, которые могут встречаться на полях при учете засоренности. Название типа засоренности определяется наличием преобладающих биологических групп сорняков. Выделенные в связи с этим типы засоренности, а также принятые условные обозначения приведены в таблице 19.

Степень засоренности показывают цифрами в маленьком кружочке. В этих же кружочках условным знаком можно отмечать основные виды, группы сорняков, определяющих тип засоренности. Например, при засорении поля или участка преимущественно осотом розовым тип засоренности обозначают первыми буквами его название «ор». В полевом журнале следует отметить виды основных засорителей, а также сопутствующих сорных растений. Если во время обследования обнаружены карантинные сорняки, то их отмечают кружочком с указанием мест их очагов.

Руководствуясь картой засоренности полей севооборотов, агроном хозяйства должен разработать комплексный план эффективных мероприятий по ликвидации сорняков.

Система мер борьбы включает в себя:

– предупредительные меры;

– истребительные меры;

– химические меры.

На основании данных о засоренности полей (таблица 17) и порогов вредоносности (таблица 18) решается вопрос о целесообразности применения гербицидов и разрабатывается план применения гербицидов в севообороте (приложения 3, 4).

Таблица 18 – Пороги вредоносности сорняков в посевах полевых культур, количество на 1 м²

Таблица 19 – Методика картирования

6 СИСТЕМА ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В СЕВООБОРОТЕ

6.1 Задачи обработки почвы в севообороте (не более двух страниц).

6.2 Принципы построения системы обработки почвы в севообороте, ее противоэрозионная направленность.

6.3 Составить систему обработки почвы для каждого севооборота (таблица 20). Пример составления обработки почвы показан в таблицах 20, 21.

Таблица 20 – Система обработки почвы в севообороте

Для правильного составления системы обработки почвы необходимо знать комплекс машин для соответствующего вида обработки (приложение 6).

Таблица 20 – Система обработки почвы в паровом звене севооборота (предшественник – ячмень)

Таблица 21 – Возможные варианты ресурсосберегающих приемов обработки почвы и посева при возделывании сельскохозяйственных культур

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Банькин, В.А. Ресурсосберегающие технологии – будущее земледелия России / В.А. Банькин // Земледелие. – 2006. – № 1.

2. Захаренко, А.В. Гербициды в системах земледелия. – М.: Изд-во МСХА, 2001. – 150 с.

3. Земледелие / Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др.; под ред. А.И. Пупонина. – М.: Колос, 2000. – 552 с.

4. Земледелие / С.А. Воробьев, А.Н. Каштанов, А.М. Лыков, И.П. Макаров; под ред. С.А. Воробьева. – М.: Агропромиздат, 1991. – 527 с.

5. Казаков, Г.И. Обработка в Среднем Поволжье: монография / Г.И. Казаков. – Самара: Изд-во Самарской государственной сельскохозяйственной академии, 2008. – 251 с.

6. Казаков, Г.И. Системы земледелия и агротехнологии возделывания полевых культур в Среднем Поволжье / Г.И. Казаков, В.А. Милюткин. – Самара: РИЦ СГСХА, 2010. – 261 с.

7. Казаков, Г.И. Экологизация и энергосбережение в земледелии Среднего Поволжья: монография / Г.И. Казаков, В.А. Милюткин. – Самара: РИЦ СГСХА, 2010 – 245 с.

8. Кащеев, А.Н. Севообороты и обработка почвы в интенсивном земледелии: учебное пособие / А.Н. Кащеев, А.Н. Орлов. – Пенза: РИО ПГСХА, 2007. – 153 с.

9. Кирюшин, В.И. Экологические основы земледелия / В.И. Кирюшин. – М.: Колос, 1996. – 365 с.

10. Корчагин, В.А. Ресурсосберегающие технологии возделывания зерновых культур. – Самара, 2005. – 83 с.

11. Орлов, А.Н. Сорно-полевая растительность и меры борьбы с ней: учебное пособие / А.Н. Орлов, О.А. Ткачук, С.В. Богомазов. – Пенза: РИО ПГСХА, 2008. – 144 с.

12. Смирнов, Б.А. Система поверхностно-отвальной обработки почвы при возделывании зерновых культур. Почвозащитная ресурсосберегающая агротехническая система / Б.А. Смирнов. – Ярославль, 2002. – 386 с.