Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Биологические особенности и технология выращивания кормовой свеклы (обзор литературы) 13
1.1 Происхождение и распространение кормовой свеклы 13
1.2 Ботаническая характеристика и циклы роста и развития кормовой свеклы 14
1.3 Продуктивность и кормовая ценность кормовой свеклы 22
1.4 Технологии выращивания корнеплодов и семян кормовой свеклы 24
1.5 Вредоносность сорняков и приемы ее снижения на посевах кормовой свеклы 43
Глава II Условия, программа и методика исследований 54
2.1 Почвенно-климатические и погодные условия 54
2.2 Схемы опытов, программа и методика исследований 81
Глава III Усовершенствование элементов интенсивной технологии выращивания односемянной кормовой свеклы на кормовые цели 85
3.1 Применение плужной вспашки 85
3.2 Применение плоскорезной обработки 110
3.3 Способы основной обработки почвы 125
3.4 Влияние весенней допосевной обработки на физические показатели почвы, засоренность посевов и урожайность корнеплодов 150
3.5 Реакция разных сортов кормовой свеклы на удобрения и густоту растений 173
3.6 Продуктивность кормовой свеклы, в зависимости от удобрений и норм высева семян при разных способах основной обработки почвы 178
3.7 Механизированная уборка корнеплодов кормовой свеклы 182
Глава IV Усовершенствование элементов интенсивной технологии выращивания односемянной кормовой свеклы на семенные цели 197
4.1 Формирование урожайности кормовой свеклы в зависимости от засоренности посевов 197
4.2 Засоренность посевов и урожайность корнеплодов в зависимости от комплексного действия обработки почвы, удобрений и гербицидов 212
4.3 Влияние агротехнических приемов на урожайность маточных корнеплодов и семян односемянной кормовой свеклы 220
4.4 Основное и предпосадочное удобрение семенников кормовой свеклы 227
4.5 Влияние типа высадкопосадочных, машин и массы маточных корнеплодов на урожайность и качество семян кормовой свеклы 235
4.6 Сроки и способы уборки семенников односемянной кормовой свеклы 239
4.7 Влияние удобрений и агротехнических приемов на рост и перезимовку безвысадочных семенников кормовой свеклы 249
4.8 Производительность безвысадочных семенников кормовой свеклы в зависимости от сроков посева 255
4.9 Влияние способов уборки безвысадочных семенников кормовой свеклы на урожайность и качество семян 260
Глава V Экономическая эффективность технологий выращивания односемянной кормовой свеклы 265
5.1 Экономическая оценка технологий выращивания кормовой свеклы 265
5.2 Сравнительный анализ технологий выращивания кормовой свеклы по энергетическому критерию 277
Выводы 291
Рекомендации производству 297
Список использованных источников 299
Приложения 330
- Ботаническая характеристика и циклы роста и развития кормовой свеклы
- Применение плужной вспашки
- Формирование урожайности кормовой свеклы в зависимости от засоренности посевов
- Сравнительный анализ технологий выращивания кормовой свеклы по энергетическому критерию
Введение к работе
Актуальность проблемы. Проведение исследований обусловлено необходимостью углубленного изучения отдельных элементов технологии возделывания односемянной кормовой свеклы как на кормовые, так и на семенные цели. Они направлены на решение проблем повышения урожайности и улучшения качества корнеплодов и семян путём комплексного применения энергосберегающей технологии основной и предпосевной обработки почвы, способов посева, системы удобрений, снижения количества сорняков, сроков уборки урожая и других мероприятий.
Внедрение в производство односемянной кормовой свеклы снижает затраты труда при формировании оптимальной (до 100 тыс.шт./га) густоты растений (Ларичева М.Д., Авдеева Н.М., 1980; Вавилов П.П., Сосновский П.Ф., 1985). Качество корнеплодов при этом не только не снижается, но и повышается содержание сухих веществ, БЭВ, протеина и каротина (Шепетков Н., 1981). В Институте сахарной свеклы УААН (Осипчук В.А., Кравченко А.А., 1987; Сенько П.И., Коломиец А.П., 1990) разработана интенсивная технология возделывания односемянной сахарной свеклы, однако для односемянной кормовой свеклы такая технология еще не разработана, в связи с чем изучение и внедрение ее в производство имеет актуальное значение. В Украине детально изучена (Тарасов М.П., Шмакова А.Г., 1971; Фомичев А.М., 1975; Киреев В. Н., Кузнецов Н.И., 1983; Киреев В.Н., Дедаев Г.С., 1985) и внедрена в производство интенсивная технология выращивания многосемянных сортов кормовой свеклы, которая позволяет снизить затраты труда с 500-600 до 150-200 чел. час./га. Но эта технология не позволяет полностью механизировать все процессы, что сдерживает увеличение посевных площадей, рост урожайности корнеплодов и семян кормовой свеклы. Урожайность корнеплодов в Украине за последние годы снизилась с 41,3 до 25,1 т/га, а семян – с 1,1 до 0,3 т/га, что вызывает необходимость поиска новых путей совершенствования отдельных технологических процессов выращивания односемянных сортов и гибридов кормовой свеклы.
Цель исследований: установить закономерности роста и развития односемянной кормовой свеклы первого и второго годов жизни и разработать адаптивную технологию возделывания для северных, центральных и западных регионов Украины, обеспечивающую повышение урожайности корнеплодов и семян с улучшением их качества.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
установить оптимальные нормы высева семян и густоты стояния растений для обеспечения максимальной продуктивности посевов и насаждений кормовой свеклы без применения ручного труда, а также определить влияние этих факторов на особенности роста и качественные показатели корнеплодов;
обосновать минимизацию механической обработки почвы путем изменения способов и глубины зяблевой и предпосевной обработки, а также влияние этих факторов на водно-физические свойства почвы;
определить вредоносность сорняков и эффективность агротехнического и химического методов борьбы с ними в посевах кормовой свеклы;
выявить качество механизированной уборки корнеплодов современными свеклоуборочными комплексами в зависимости от разной густоты стояния растений;
установить реакцию маточных корнеплодов кормовой свеклы и семенных растений на основные элементы технологии выращивания, обосновать сроки и способы уборки семенников;
определить возможность выращивания семян кормовой свеклы безвысадочным способом и усовершенствовать технологию путем улучшения отдельных ее элементов;
дать экономическую и биоэнергетическую оценку исследуемых элементов технологии выращивания односемянной кормовой свеклы на кормовые и семенные цели.
Научная новизна заключается в следующем:
впервые для Лесостепи, Полесья и Закарпатья Украины научно обоснована технология выращивания односемянных сортов кормовой свеклы на кормовые и семенные цели;
обоснована предельно допустимая засоренность посевов и ее влияние на продуктивность односемянной кормовой свеклы;
выявлены в посевах односемянных сортов кормовой свеклы оптимальные нормы и сроки внесения гербицидов;
обоснованы способы основной и предпосевной обработки почвы под односемянную кормовую свеклу, определена возможность экономии энергозатрат за счет применения мелкой основной и минимизированной предпосевной обработки почвы;
установлено влияние доз и сочетаний удобрений на урожайность и химический состав корнеплодов кормовой свеклы;
обоснована пригодность односемянных сортов кормовой свеклы к механизированной уборке корнеплодов свеклоуборочными комплексами;
установлена возможность выращивания семян безвысадочным способом в условиях Закарпатья Украины.
Практическая значимость работы заключается в разработке и внедрении в производство технологии выращивания односемянных сортов кормовой свеклы на кормовые и семенные цели для разных почвенно-климатических условий Украины высадочным и безвысадочным способами без применения ручного труда.
Научные положения, сформулированные в диссертации, подтверждены производственной проверкой в СВК «Бузовка» Жашковского района Черкасской области и Недригайловском районе Сумской области на площади 350 га.
Экономический эффект от снижения глубины вспашки до 20-22 см под кормовую свеклу составил до 3830 руб./га.
Опубликованы практические рекомендации по выращиванию односемянной кормовой свеклы, обосновывающие получение урожайности корнеплодов на уровне 50–60 т/га, коэффициент выхода маточных корнеплодов – 5–6, а выход семян – 2,0–2,5 т/га со всхожестью 92–95 %.
Полученные результаты исследований могут быть использованы в учебном процессе в высших учебных заведениях сельскохозяйственных специальностей при изложении курса «Растениеводство».
Положения, выносимые на защиту:
-
Закономерности влияния основной и предпосевной обработки почвы, удобрений и смеси гербицидов на засоренность посевов и продуктивность кормовой свеклы.
-
Технологическое обоснование глубины основной и минимизации предпосевной обработки почвы при выращивании односемянной кормовой свеклы на кормовые цели.
-
Обусловленность оптимизации отдельных элементов технологии выращивания маточных корнеплодов и семян односемянной кормовой свеклы.
-
Обоснование безвысадочной технологии семеноводства односемянной кормовой свеклы.
-
Экономическое обоснование эффективности рекомендованных технологий выращивания односемянной кормовой свеклы на кормовые и семенные цели.
Организация исследований и вклад автора. Автор лично участвовал в разработке программ исследований, закладке опытов и выполнении основной части исследований (80%), обобщении полученных результатов, проведении статистической обработки полученной информации и подведении итогов по результатам исследований.
Научные исследования диссертационной работы являются составной частью научно-исследовательской тематики лаборатории интенсивных технологий кормовой свеклы и борьбы с сорняками Института земледелия Украинской академии аграрных наук по теме: «Разработать и внедрить интенсивные технологии выращивания кормовой свеклы на семенные и кормовые цели», номер государственной регистрации UA 01002378 Д; «Плодородие почв», номер государственной регистрации ДНДП 051.01; «Разработать и внедрить комплекс методов борьбы с сорняками в системах земледелия Лесостепи и Полесья Украины», номер государственной регистрации 01870039296; государственной программы «Оптимальное использование естественного и ресурсного потенциала агроэкосистем Правобережной Лесостепи Украины», номер государственной регистрации U 01014004495.
Апробация работы. Основные положения работы доложены и получили одобрение на региональных, республиканских и международных научно-практических конференциях: «Экологические проблемы земледелия» (К.-Подольский, 1990); «Сельское хозяйство Украины – проблемы, современность, будущее» (Чабаны, 1993); «Состояние и развитие науки в области свекловодства» (К., 1994); «Научные основы ведения сельского хозяйства Украины в современных условиях» (К., 1994); «Постоянное развитие агроэкосистем» (Винница, 2002); «Качество и безопасность продуктов питания в Украине» (Белая Церковь, 2002); «Экология: проблемы адаптивно-ландшафтного земледелия» (Житомир, 2005); «Агрофорум – 2008» (Сумы, 2008).
Публикации. Всего опубликовано 85 научных и учебно-методических работ, в том числе по теме диссертации 57 работ в различных сборниках научных трудов и научно-производственных журналах: из них 8 работ опубликовано в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, одна монография, два учебника, три учебных пособия, две научно-методические рекомендации и 30 работ в профильных изданиях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа в виде рукописи изложена на 328 страницах компьютерного текста, включает 99 таблиц, 17 рисунков, состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству. Список цитированной литературы включает 349 источников, в том числе 14 иностранных авторов, 30 приложений с таблицами и материалами, которые подтверждают внедрение результатов исследований в производство.
Автор выражает глубокую благодарность за консультации доктору с.-х. наук, профессору А.М. Фомичеву, доктору с.-х. наук, профессору В.Е. Ещенко, сотрудникам лаборатории интенсивных технологий выращивания кормовой свеклы и лаборатории борьбы с сорной растительностью Института земледелия УААН и кафедры общего земледелия Уманского государственного аграрного университета, оказавшим помощь при выполнении работы.
Ботаническая характеристика и циклы роста и развития кормовой свеклы
Кормовая свекла относится к тому виду, что и сахарная, поэтому и имеет с ней близкие морфологические и биологические признаки.
Подсемядольное колено кормовой свеклы и листья имеют бледно-зеленую, желтую, розовую, фиолетовую и другие окраски.
В формировании корнеплода принимает участие эпикотиль (головка) и гипокотиль (шейка), на долю которых приходится до 65 % массы корнеплода, а собственно корень развит очень слабо.
Корнеплоды кормовой свеклы отличаются от корнеплодов сахарной по форме шейки и корнеплода, а также по углублению их в почву. При более развитой надземной части растения нуждаются в большем количестве влаги и содержат меньше сухих веществ. По окраске корнеплоды могут быть белые, розовые, красные, желтые. По форме их разделяют на четыре группы, из которых наиболее распространенные: корнеплоды мешкоподобные или цилиндрические, удлиненно-овальные, конусоподобные и округлые.
Листья в кормовой свеклы серцевинно-яйцеподобной формы, более крупные и размещаются горизонтальнее, чем в сахарной свеклы.
В первый год жизни в росте и развитии кормовой свеклы можно отметить три основных периода:
- первый — появление первых трех пар листьев (1,5-2 месяца после посева). В этот период формируются листья и корневая система, растения нуждаются в своевременной прополке и рыхлении междурядий;
- второй - формирование и интенсивный рост корнеплодов (1,5-2 месяца). Суточные приросты массы корнеплодов кормовой свеклы при благоприятных условиях достигают 20-50 г. Кормовая свекла в этот период потребляет наибольшее количество влаги и питательных веществ;
- третий - последний месяц вегетации. Суточные приросты массы корнеплодов уменьшаются, но проходит интенсивное накопление сухих веществ и сахара. В конце этого периода желтеют и отмирают нижние листья.
Вегетационный период в кормовой свекле (первый год жизни) составляет 125-150 дней, что на 25-30 дней меньше, чем в сахарной.
Корнеплоды, выращенные в первый год и заложенные на зимнее хранение для получения семян, называют маточниками, а высаженные в почву на второй год — высадками или семенниками.
В процессе развития свеклы В.Т.Красочкин (1960, 1961, 1971) выделил 11 этапов (циклов):
1/ прорастание семян - появление всходов;
2/ появление настоящих листьев — фаза "вилочки";
3/ интенсивное развитие корневой системы и листьев. Начало формирования корнеплодов;
4/ максимальное нарастание листьев и корнеплодов;
5/ интенсивное накопление сухих веществ, в т.ч. Сахаров;
6/ период "покоя" во время хранения корнеплодов;
7 отрастание корнеплодов и листьев после высаживания семенников;
8/ нарастание листьев и начало стеблевания;
9/ конец стеблевания — цветение;
10/ завязывание и формирование семян; 11/ созревание семян.
О.И. Козловский (1962), И.А. Шевцов и A.M. Фомичев (1980) и другие считают, что кормовая свекла имеет такие фазы роста и развития: Первый год (вегетативный рост, образование корнеплода) : 1/ семена; 2/ прорастание; 3/ появление семядольных листьев; 4/ образование листьев (первые 3-4 пары); 5/ линька корнеплода (декортикация); 6/ формирование корнеплода; II образование розетки листьев ("созревание"); 8/ холодный покой.
Второй год (генеративное развитие, образование семян) : 9/ образование листьев; 10/ выбрасывание стеблей; 11/ цветение; 12/ созревание семян.
Урожайность и качество корнеплодов и семян кормовой свеклы зависят не только от комплекса технологических операций современных технологий, но и от сортового состава.
Сорта кормовой свеклы должны иметь оптимальный вегетационный период соответственно к конкретным условиям зоны выращивания.
В Украине на сегодняшний день зарегистрированы 19 сортов и гибридов кормовой свеклы, а именно: Авангард, Амиго, Барбара, Болеро, Донор, Эккендорфская желтая, Киевская, Львовская желтая, Панфильская односемянная, Победитель, Полтавская 71, Полтавская белая, Полтавская полусахарная, Роте Вальце, Тимирязевка 87, Трипольская полусахарная, Уманская полусахарная, Селена, Центаур. Большое значение отводится внедрению в производство высокопродуктивных односемянных сортов кормовой свеклы и гибридов, пригодных для механизированного выращивания и уборки урожая корнеплодов и семян.
В Украине выращиваются и внедряются в производство такие районированные односемянные сорта кормовой свеклы (Реестр сортов растений Украины на 2001 г.): Донор, Киевская, Панфильская односемянная, Тимирязевка 87, Смолевическая и гибриды: Авангард, Уманская полусахарная, Селена, что позволяет получать большую урожайность корнеплодов без затрат ручного труда при их выращивании.
Односемянная кормовая свекла характеризуется такими основными биологическими и морфологическими признаками:
Донор. Выведен в Институте земледелия УААН путем гибридизации из мутантных форм.
Сорт кормового типа, односемянность 97 %. Семядоли зеленые, подсе-мядольное колено красное. Пластинка листка темно-зеленая, гладкая. Розетка полуподнятая. Жилкование ботвы розовое. Корнеплод темно-красный с розовым оттенком, удлиненно-овальной формы, длиной 14-20 см. Диаметр посреди корнеплода 8-10 см. Мякоть белая с бледно-розовыми кольцами, в центре головки с характерным красным пятном. Головка корнеплода выпуклая, нежно-бурая. Корнеплод на 1/2 углубленв почву. Вегетационный период 142 дня.
Пригодный для выращивания по индустриальной технологии. Средняя урожайность товарных корнеплодов составляет 605 ц/га, сухого вещества -82,2 ц/га.
Рекомендован длязоны Полесьями занесенный в Реестр сортов Украины в 2001 году.
Киевские. Выведен Институтом молекулярной биологии и генетики НАН Украины. Сортотип — полусахарный, розовый, в основном, двусемянный. Листовые пластинки широкие, тупоконечные, темно-зеленые с розовыми зеленоватыми черенками. Розетка хорошо развита. Корнеплод длинный, конусообразный. Окраска кожуры бледно-розовая и розовая, мякоть -белая. Содержание сухих веществ в корнеплодах 14-15 % ; сахара - 7,1-10,1 ; протеина - 0,9-1,2; белка - до 2 процентов. Урожайный. В зоне Лесостепи Украины обеспечивает урожайность корнеплодов 634-937 ц/га. Вегетационный период 135-140 дней.
Церкоспорозом повреждается в средней мере, а вирусами — слабо. Сравнительно устойчив против засухи и цветухи. Сорт пригодный для механизированной уборки.
Рекомендован для зоны Полесья и Лесостепи и занесенный в Реестр сортов Украины в 2001 году.
Применение плужной вспашки
Влияние глубины вспашки на условия выращивания и продуктивность посевов кормовой свеклы изучали в учебном хозяйстве "Родниковка" Уман-ской государственной аграрной академии на протяжении 1996-1998 гг. на землях первого полевого севооборота.
Почва на опытных делянках чернозем оподзоленный с благоприятными агрофизическими свойствами, что указывает на возможность минимализации обработки такой почвы.
В схеме опыта изучали мелкую (10-12 см), среднюю (20-22 см) и глубокую (контроль) вспашку на 30-32 см.
Программой планировалось изучение агрофизических показателей плодородия 30-сантиметрового слоя почвы, условий влагообеспеченности растений, засоренности посевов кормовой свеклы и урожайность корнеплодов под влиянием исследуемого фактора.
Исследования А.Б.Карнауха, проведенные на черноземе оподзоленном (1999), показали, что большинство агрофизических показателей плодородия почвы мало зависели от глубины зяблевой обработки почвы. Все они практически оставались в пределах оптимальных как при применении вспашки на 30-32 см, так и при поверхностной обработке на глубину 5-7 см. К таким же выводам пришли в результате своих исследований П.В. Костогрыз и В.П. Гордиенко (1992) Л.В. Костащук и М.В. Костащук (2001).
Основные агрофизические показатели практически не зависели от глубины безплужной обработки в опытах СЕ. Дрововоза и A.G. Антименко (1989), где пористость почвы во всех случаях оставалась достаточной для га { зообмена между почвой и атмосферой, а плотность была оптимальной для растений.
В исследованиях Н.И. Гринько и Р.В. Фетюхина (1997) глубокая вспашка не имела преимущества перед чизельной обработкой на такую же глубину под сахарную свеклу и не влияла на плотность почвы.
Общеизвестно, что структура почвы является показателем, от которого зависит его строение, водный и воздушный режимы. Положительно на этот показатель влияет внесение органических удобрений и выращивание многолетних трав, а отрицательно - интенсивная механическая обработка почвы.
Если оценить работу плуга, то, на наш взгляд, большее влияние на физическое состояние обрабатываемого слоя он имеет при меньшей глубине обработки. Это, например, проявляется в том, что при меньшей глубине обработки почва больше крошится и разрыхляется.
Влияние глубины вспашки на структурность отдельных слоев почвы в нашем опыте можно судить по данным таблицы 3.1. Из них видно, что четкой зависимости между вариантами обработки и данными показателями не отмечалось.
Так, на протяжении 1996 и 1997 гг. содержание агрономически ценной структуры в слое 0-10 см с увеличением глубины вспашки увеличивается, а в 1998 году это отмечалось при увеличении глубины вспашки с 10-12 до 30-32 см.
В слое 10-20 см в 1996 году несколько повышалось содержание агрономически ценной структуры при проведении мелкой вспашки, а на протяжении двух последних лет — при применении глубокой вспашки.
В слое 20-30 см четко проявлялась тенденция к повышению структурности почвы на протяжении всех лет исследований. На наш взгляд, это закономерное явление, когда коэффициент структурности этого слоя почвы увеличивается, когда данная почва длительное время не подвергается травмированию рабочими органами плуга и находится в состоянии покоя.
Это же касается? и водопрочности агрономически ценной структуры в слое 20-30 см (табл. 3.2).
Увеличение глубины вспашки положительно влияло на водоустойчивость структуры только в верхнем 10 - сантиметровом слое за счет выпахивания на поверхность почвы нижних слоев. Так, если в среднем за 1996-1998 гг. при вспашке на глубину 10-12 см в верхнем слое почвы водоустойчивость структуры составляла 41,7 %, то при вспашке на глубину 20-22 и 30-32 см этот показатель повышался соответственно на 2,8 и 6,2 %.
По мнению ряда авторов с глубиной рыхления повышается водопропускная способность почвы, хотя это и не всегда так, так как при глубокой обработке почвы может увеличиваться содержание пылеватых фракций, которые способны заполнять капиллярные промежутки и снижать водопроницаемость почвы.
Много исследователей считают, что с глубиной зяблевой обработки почвы увязаны условия водного режима, и большинство из них склонны к мысли, что с увеличением глубины обработки влагообеспеченность растений будет улучшаться.
Так, В.П. Гордиенко (1998) анализируя данные Эрастовской опытной станции, показал, что при увеличении глубины зяблевой вспашки с 20 до 32 см к посеву пропашных культур отмечалось на 37,5 мм влаги больше. В опытах Р.Ф. Дюкова (1971) при вспашке на глубину 28-30 см весенние запасы влаги в метровом слое составляли 3053 т/га, а при вспашке на 20-22 см они уменьшались до 2686 т/га! Положительное влияние глубокой вспашкиша условия формирования запасов влаги в темно-каштановых почвах отмечали в своих публикациях много других авторов. В опытах Д.С. Васильева (1983) снижение глубины основной обработки с 20-22 см до 10-12 см в связи с ухудшением водопроницаемости корнеобитаемого слоя почвы сопровождалось снижением запасов почвенной влаги на 11,6 мм.
В нашем опыте изменение глубины вспашки могло проявиться на водопропускной способности почвы в зависимости от плотности сложения почвы, но как показали данные таблицы 3.4, некоторое увеличение плотности 30- сантиметрового слоя почвы на фоне мелкой-вспашки не снижали запасы доступной влаги в метровом слое почвы. Так, в среднем за три года перед замерзанием почвьь разность между запасами влаги в метровом слоепоч-вы по отдельным вариантам не превышала 1,5 мм, а после оттаивания почвы — 2,2 мм.
Это все указывает на то, что усвоение осенне-зимних осадков почвой мало зависело от глубины зяблевой вспашки, а если какое-то различие по годам и было, то больше, очевидно, оно носило случайный характер (табл. 3.5).
Формирование урожайности кормовой свеклы в зависимости от засоренности посевов
Урожайность и качество кормовой свеклы, как и других сельскохозяйственных культур в значительной мере зависит от засоренности посевов.
Потери растениеводческой продукции от вредных организмов составляют 30 %, а в периоды вспышек размножения вредителей, эпифитотий болезней и при значительном засорении полей сорняками они могут превышать 50 %, а иногда урожай гибнет полностью (Бублик Л. И., 1999).
Так, вредоносность сорняков в посевах озимой пшеницы на Полесье Украины отмечалась даже при минимальной (5 шт./м ) засоренности посевов (Дорошенко В. А., 1990). Снижение урожайности зерна при этом достигало 5,7 %.
При незначительной засоренности люпина (5 шт./м") урожайность семян снижалась на 7 %. Наличие в посевах кукурузы 10-15 шт./м сорняков снижало урожайность зерна на 14,3-16,6 ц/га. Потери соломки льна-долгунца от за-соренности посевов 5 шт./м" достигали 11,5 % (Романенко М. Э., 1990).
Исследования, проведенные нами в опытном хозяйстве "Копылово" Ма-каровского района Киевской области на дерново-подзолистых почвах (1982-1984 гг.), показали, что сорняки в значительной мере снижают урожайность клубней картофеля и ухудшают их качество. При минимальной засоренности посевов (10 шт./м ) урожайность картофеля снижалась на 36,6 %, а при мак-симальной (40 шт./м") — на 69,8 %. Принтом с увеличением плотности сорняков отмечалось увеличение выноса из почвы основных элементов питания. В варианте с максимальной засоренностью (40 шт./м ) сорняки выносили из почвы 71 % азота, 88 % фосфора и 89 % калия (Дорошенко Е. И., Мартынюк И. В., 1985).
В Нечерноземной зоне России урожайность кормовой свеклы в полевом севообороте на сильно засоренных полях даже на хорошо удобренных участках не превышала 250 ц/га, тогда как на чистых полях урожайность корнеплодов достигала больше 700 ц/га (Алиев A.M., 1951).
Сорняки ежегодно используют и выносят с почвы около 17 млн. тонн основных минеральных удобрений (Захаренко В.А., 1990).
Особенно вредные для свеклы многолетние корневищные (пырей ползучий) и корнепаростковые (виды осотов) сорняки, которые имеют способность накапливать в подземных органах столько питательных веществ, сколько их ежегодно вносится с удобрениями (Роик Н. В., 2001).
По данным Тимирязевской сельскохозяйственной академии (Ладо -нин В.,Ф., 1988), при общем выносе питательных веществ многолетними сорняками 370-500 кг/га NPK на долю выноса корневищными приходится 250-300 кг/га. В,этих же опытах перед уборкой урожая в надземной массе сорняков на контроле (без удобрений),из расчета на- 1га содержалось 8-15,6 кг- азота, 2,7-4,7кг фосфора и 12-16-кг калия, что составляло около»20 % количества азота, 14-15 % - фосфора и 40-43 % калия от выноса культурными растениями. Применение гербицидов в комплексе с удобрениями ликвидирует конкуренцию сорняков за элементы питания, способствует снижению расходования их сорняками, вследствие чего затраты питательных веществ на формирование 1ц зерна снижаются: азота - на 10,4-18,5 %, фосфора - 6,3- 12,6 и калия - на 20,1-23,9%.
Главной причиной появления в агроценозах сорнякового компонен та - потенциальная засоренность пахотных земель. С.С. Рубин, А.Г. Михайловский, В: П. Єтупаков (1980)отмечают, что на 1га в.пахотном слое содержится в среднем 700-800 млн. семян-сорняков. Итак, если высевается скажем, 4-5 млн. зерен пшеницы, то на каждое высеянное зерно культурного растения приходится около 200 семян сорняков, не учитывая вегетативных зачатков пырея, осота и других сорняков.
По данным А. А. Иващенко (2000), потенциальная засоренность пахотного слоя почвы (0-30 см) семенами сорняков в разных почвенно-климатических зонах в данное время представляет в среднем: в зоне достаточного увлажнения 1,47 млрд. шт./га, в зоне неустойчивого увлажнения 1,71 млрд. шт./га, в зоне недостаточного увлажнения 1,14 млрд. шт./га.
Таким образом, при благоприятных условиях с 5- см верхнего слоя почвы за вегетационный период может прорастать их в среднем: в зоне достаточ-ного увлажнения 1887 шт./м , в зоне неустойчивого увлажнения 2337 шт./м", в зоне недостаточного увлажнения 1121 шт./м".
Прежде всего, это является следствием недостаточного контролирования численности сорняков на посевах в предыдущие годы (нарушение чередования культур в полях севооборота, невозможность выполнения основных элементов технологии в определенные агротехнические сроки, дороговизна гербицидов и прочие).
Исследованиями М. Я. Бомбы (2000) установлено, что замена традиционной системы обработки почвы в полевом севообороте на мелкое или чи-зельное рыхление почвы приведет к появлению в зерно свекловичном севообороте таких сорняков как, куриное просо, мышей сизый, редька дикая, осот желтый и розовый, ромашка непахучая, метлюг обычный и другие. И только при комплексном объединении обработок почвы с применением гербицидов разрешает снизить запасы семян сорняков в почве больше, чем на 9 процентов.
Как отмечает ряд ученых (Пупонин А. И., Захаренко А.В., 1999) вследствие применения в зерновом севообороте нулевой и плоскорезной обработки почвы для эффективной борьбы с сорняками возникает потребность увеличения использования гербицидов в 4-5 раз больше, чем на. участках с плужной обработкой. При этом в этих же исследованиях плодосменный, севооборот (50% зерновых культур) имел более существенное влияние на снижение сорняков в агрофитоценозе по сравнению с зерновым (75 % зерновых культур).
В современных условиях хозяйствования применение высоких доз удобрений, новых систем машин, специализированных севооборотов, новых сортов и широкого спектра гербицидов ведет к изменениям в отношениях между сорняками и культурными растениями, которые сложились в конце второго тысячелетия.
Некоторые ученые установили (Лебедь Э. М., 1988), что посевы сельскохозяйственных культур малолетними сорняками могут быть засорены на 66,6- 98,5 %, а многолетними на — 1,5-33,3 %. Вместе с тем в посевах пропашных культур на долю ранних и зимующих сорняков приходится 5,3-7,6 и поздних - 92,4-94,1 % от общего их количества, а в посевах гороха и ячменя -соответственно 81,4-86,1 и 13,9-19,6 %.
Особого вреда наносят посевам в последние годы многолетние сорняки (Исаев В. В., 1990; Бомба М. Я., 2000; Муха Л.В., 2000). Прежде всего, это осот розовый (Cirsium arvense L.), осот желтый (Sonchus arvensis L.), пырей ползучий (Elytrigia repens Nevski), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.) и другие.
По мнению А. А. Иващенко [2000], есть виды сорняков, которые практически не реагируют на рост интенсивности механической обработки почвы. Это вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.), горчак развесистый (Polygonum lapathifolium L.) , куриное просо (Echinochloa crus — galli (L.) Pal Beaur) , мышей сизый (Setaria glauca (L.) , осот желтый (Sonchus arvensis L.).
При росте интенсивности рыхлений почвы увеличивается количество в посевах культурных агроценозов мари белой (Chenopodium album L.), мари гибридной (Chenopodium hybridum L.), щирицы- обычной (Amaranthus retroflexus L.\ щирицы жминдовидной (Amaranthus blitoides S.Wats.), звездчатки средней (Stellaria media (L.) Vill.), капусты полевой. (Brassica campestris L.).
Другие группы сорняков становятся менее многочисленными при росте интенсивности механических обработок: ромашка непахучая (Matricaria petforata Meret), хвощ полевой (Equisetum arvense L.), ярутка полевая (Thlaspi arvense L.), ярутка лекарственная (Fumaria officinalis L.), фиалка полевая (Viola arvensis Murr L.), щавель воробьиный (Rumex acetosella L.).
Оценивая реальную ситуацию, которая сложилась в хозяйствах разных форм собственности Украины (рост удельного веса в структуре посевных площадей свыше 50-60 % зерновых культур), следует комплексно подходить к проектированию мероприятий борьбы с сорняками в полевых севооборотах в разных почвенно-климатических зонах страны. Особенно повышается значение гербицидов при распространении таких многолетних сорняков как пырей ползучий и осоты розовый и желтый, а также при переходе на энергосберегающие технологии выращивания отдельных биологических групп культурных растений.
Обследуя ряд сельскохозяйственных культур в разных почвенно-климатических зонах страны нами чаще всего отмечались такие сорняки на посевах озимых зерновых, как горчица полевая, горчак вьюнковый, горчак шершавый, подмаренник цепкий, ярутка лекарственная, редька дикая, куриное просо, ярутка полевая, василек синий, ромашка непахучая, бромус ржаной, метлюг обычный, вьюнок полевой, осот розовый, осот желтый, горошек мышиный, пырей ползучий; в посевах яровых зерновых, кроме упомянутых на посевах озимых распространены овсюг обычный, гречишка татарская, жабри-ца обыкновенный, марь белая, одуванчик лекарственный, горчица полевая и прочие; на посевах гороха чаще встречаются марь белая, редька дикая, овсюг обыкновенный, осоты (полевой, розовый, желтый), березка полевая; мышей зеленый и сизый; в посевах сахарной и кормовой свеклы чаще встречались: марь белая, редька дикая, сурепка обыкновенная, осоты (полевой, розовый), плоскуха, пырей ползучий, куриное просо, а в посадках картофеля - пырей ползучий, хвощ полевой, осоты (розовый, желтый), вьюнок полевой, щавель воробьиный, сурепица, горчица полевая, редька дикая, марь и другие.
Сравнительный анализ технологий выращивания кормовой свеклы по энергетическому критерию
Методы оценки эффективности технологий производства сельскохозяйственных культур по затратам труда и экономическим показателям во многих случаях недостаточные, так как такие показатели имеют существенные колебания, что обуславливается рыночными отношениями, и не дают возможности проявить уровень необходимых затрат энергии на производство.
Проблема экономии энергоресурсов в условиях их дефицита и повышения цен приводит к введению в теорию и практику анализа и планирование такого показателя, как удельная энергоемкость единицы произведенной продукции (Медведовский O.K., Иваненко П.И., 1988), которая выражается в единых международных единицах - килокалориях или джоулях на единицу продукции (ккал/га, Дж/га, ккал/т, Дж/т).
Энергетическую эффективность технологии получения сельскохозяйственной продукции оценивают по величине коэффициента, который представляет собой отношение энергии полученной сельскохозяйственной продукции к энергии, которая израсходована на ее производство.
Массовое внедрение той или другой технологии выращивания сельскохозяйственной культуры и средств механизации целесообразно проводить тогда, когда прирост полезного эффекта превышает прирост энергозатрат, т.е. когда затраты энергии уменьшаются в течение всего производственного цикла получения урожая (от подготовки семян, почвы и к получению конечного продукта) и коэффициент энергетической эффективности имеет значение больше единицы (Пастухов В. И., 2001).
Научные исследования свидетельствуют, что внедрение ресурсосберегающих технологий выращивания сельскохозяйственных культур дает возможность достичь коэффициента энергетической эффективности для сахарной свеклы на уровне 1,2-1,7; зерновых- 1,4-2,2; кукурузы на зерно- 1,8- 2,2; картофеля-1,3-1,4.
Анализ эффективности экспериментальных технологий, направленных на повышение плодородия почвы и снижение затрат ресурсов, проводился в сравнении с типичной технологией выращивания и уборки кормовой свеклы, которой предусмотрено получение урожая 500 ц/га (Березовский П.С., 2000).
Структура энергозатрат этой технологии определена по приведенной выше методике и представлена в приложении 14.
В экспериментальных технологиях выращивания кормовой свеклы нами предполагалось выполнение вспашки на глубину 30-32, 20-22 и 10-12 см машинно-тракторными агрегатами на базе трактора типа Т-150 с постоянной и сменной шириной захвата плуга (приложение 15).
При выращивании кормовой свеклы на фоне обычной зяби планировалось,лущение стерни на глубину 10-12 см и вспашка на глубину 30-32 см и два варианта технологий допосевной обработки почвы, а при выращивании кормовой свеклы на фоне полупара - лущение стерни на глубину 8-10 см, вспашка на глубину 30-32 см, две культивации с боронованием на глубину 8-10 и 10-12 см и шесть вариантов допосевной обработки почвы (приложение 16).
При выращивании кормовой свеклы на фоне мелкой и глубокой вспашки с применением удобрений и гербицидов предполагалось три варианта технологий внесения удобрений и три варианта применения гербицидов (приложение 17).
Технологии уборки урожая включали три варианта, а именно: уборка, очищение и погрузка корнеплодов вручную, уборка урожая двумя машинными комплексами на базе трактора типа МТЗ-80х применением прицепного и самоходного комбайнов (приложение 18).
По данным Б.К Медведовского и П.И. Иваненко (1988), в структуре энергозатрат при выращивании сельскохозяйственных культур на средства механизации приходится в среднем 14 %, а на горючее - 26 % от общих затрат энергии. Поэтому, в ресурсоощадных технологиях важно рационально укомплектовать машинно-тракторные агрегаты и таким образом добиваться снижения энергоемкости выполнения работ.
С целью выбора наименее энергоемких машинно-тракторных агрегатов на разных видах работ проведено определение энергоемкости машинно-тракторных агрегатов на базе тракторов типа Т-150 и МТЗ-80 (приложения 19-22).
Как показывают результаты расчетов, при выполнении вспашки машинно-тракторным агрегатом с постоянной шириной захвата на глубину 20-22 см вместо глубокой на 30-32 см можно снизить энергоемкость на 10 %, а при вспашке на глубину 10-12 см энергоемкость снижается на 19 % (приложение 23).
При снижении глубины вспашки появляется возможность увеличить ширину захвата пахотного агрегата, тем самым увеличить производительность агрегата и снизить затраты горючего.
При выполнении вспашки на глубину 20-22 см вместо 30-32 см пахотным агрегатом с увеличенной шириной захвата энергоемкость вспашки снижается на 33 %, а при вспашке на глубину 10-12 см пахотным агрегатом с шириной захвата 2,5 м энергоемкость работы снижается на 44 % (табл. 5.7).
Наиболее эффективным будет внедрение вспашки на глубину 20-22 см. При этом коэффициент энергетической эффективности технологии выращивания кормовой свеклы возрастет до 2,61. По сравнению с типичной технологией энергетическая эффективность выращивания кормовой свеклы повысится на 34,5 %. .
При выращивании кормовой свеклы на фоне обычной:зяби наиболее эффективной является предпосевная? обработка:, которая включает боронование, шлейфование и культивацию культиватором УСМК-5,4 (приложение 24). При этом можно получить снижение энергоемкости обработки почвы на 16,6%.
Проведение предпосевной обработки почвы культиватором УСМК-5,4 позволяет снизить энергоемкость на 5,8 % по сравнению с типичной техно- ; логией, однако по сравнению с обработкой на обычной зяби увеличивает энергоемкость на 10 % (табл. 5.9).
Внедрение наименее энергозатратного варианта допосевной обработки почвы на фоне полупара сделает возможным повышение коэффициента энергетической эффективности технологии выращивания кормовой свеклы на 16,5%.
При анализе энергетических затрат при выращивании кормовой свеклы на фоне мелкой и глубокой вспашки с применением удобрений и гербицидов учитываются энергозатраты средств механизации и человеческого труда во время приготовления смесей удобрений и гербицидов, погрузки, транспортировании к полю, внесению их на поле, а также энергоемкость действующего вещества удобрений и гербицидов.
