Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 14
1.1. Биологические особенности сахарной свеклы 14
1.2. Способы основной обработки почвы при возделывании сахарной свеклы 17
1.3. Влияние различных систем удобрений на урожайность и качество сахарной свеклы 32
1.4. Влияние способов основной обработки почвы и внесения гербицидов на засоренность посевов сахарной свеклы 39
Глава 2. Условия и методика исследований 46
2.1 Почвенно - климатические условия места проведения опытов (Южная лесостепь республики Башкортостан) 46
2.1.1 Климат 46
2.1.2 Агрохимическая характеристика почвы опытного участка 48
2.2 Агрометеорологические условия в годы проведения исследований 49
2.3 Схема опыта и методика проведения исследований 52
Глава 3. Результаты исследований 57
3.1 Изменение агрофизических свойств и влажности почвы при различных способах основной обработки 57
3.2 Изменение численности сорняков в посевах сахарной свеклы в зависимости от систем основной обработки почвы 60
3.3 Определение критического и гербакритического периода вредоносности сорняков на посевах сахарной свеклы 65
3.4 Влияние способов основной обработки почвы на динамику нарастания массы растения, ботвы, площадь листовой поверхности, фотосинтетический потенциал сахарной свеклы 69
3.5 Влияние способов основной обработки почвы, гербицидов и удобрений на продуктивность сахарной свеклы 86
Глава 4. Влияние минеральных удобрений, соломы, сидерата и извести на изменение плодородия почвы и урожайность сахарной свеклы 91
4.1 Влияние применения минеральных удобрений, соломы, сидерата и извести на плодородие, на пораженность проростков корнеедом и на продуктивность сахарной свеклы 92
Глава 5. Экономическая и энергетическая эффективность возделывания сахарной свеклы 102
5.1 Энергетическая эффективность способов основной обработки почвы под сахарную свеклу 102
5.2 Экономическая эффективность способов основной обработки почвы, удобрений и гербицидов при возделывании сахарной свеклы 104
Выводы 107
Рекомендации производству 109
Библиографический список 110
Приложения 131
- Биологические особенности сахарной свеклы
- Почвенно - климатические условия места проведения опытов (Южная лесостепь республики Башкортостан)
- Изменение агрофизических свойств и влажности почвы при различных способах основной обработки
- Влияние применения минеральных удобрений, соломы, сидерата и извести на плодородие, на пораженность проростков корнеедом и на продуктивность сахарной свеклы
Введение к работе
(
Сахарная свекла в РФ является главной технической культурой, возделываемой для получения сахара.
В республике Башкортостан ее стали возделывать на фабричные цели относительно недавно. Посевы сахарной свеклы начали увеличиваться и уже в 1951 году её сеяли на площади 7,2 тыс. га, в 1955 году,- 9,2, в 1960 году площадь посева этой культуры достигла 54,2 тыс. га. Наибольшая площадь посева сахарной свеклы была в 1980 году и составляла 81,9 тыс. га. В последующие годы в результате реформирования АПК на селе произошли серьезные перемены в экономике хозяйств, материально-техническом обеспечении отрасли, что негативно сказалось на объемах производства и заготовок корнеплодов. Площади посева стали постепенно уменьшаться и сейчас составляют около 60 тыс. га (Юхин И.П. 2007).
Урожайность сахарной свеклы, постепенно увеличиваясь, достигала максимального показателя в 1999 году- 22,7 т/га, а валовые сборы корнеплодов составляли 1,3-1,85 млн. тонн. Сейчас выращиванием сахарной свеклы занимаются 26 районов. Ее посевы размещаются в Предуральской степной зоне и в Южной лесостепи Башкортостана.
В настоящее время в республике создана хорошая материально-техническая база по ее возделыванию и переработке сахарной свеклы. Функционируют четыре сахарных завода (Карламанский, Мелеузовский, Чишмин-ский, Раевский) с общей производительностью 10 тыс. тонн перерабатываемой свеклы. Средний выход сахара при переработке достигает 13-13,5 % и более, что является одним из лучших показателей в стране..
Свекловодами республики проделана большая работа по освоению прогрессивной технологии возделывания. Сейчас сахарную свеклу с минимальными затратами ручного труда выращивают на площади более 50-60 тыс.га. В силу различных экономических причин в последние годы снизились объемы вносимых минеральных и органических удобрений, недоста-
точно применяются гербициды. Хозяйства не в полной мере обеспечены современной техникой. В результате наблюдается тенденция к снижению урожайности. Повысилась засоренность плантаций, возросли производственные затраты на выращивание этой культуры в связи с удорожанием удобрений, гербицидов, семян, ГСМ и других ресурсов. Невысокие урожаи являются не только следствием указанных выше причин. Снижение продуктивности сахарной свеклы во многом связано также и со слабой изученностью технологических операций и приемов возделывания применительно к условиям республики Башкортостан. Недостаточное научное обоснование элементов и технологии возделывания сахарной свеклы в целом негативно сказывается на уровне продуктивности культуры. Крайне слабо изучена эффективность различных приемов основной обработки почвы в условиях Южной лесостепной зоны республики Башкортостан, что не позволяет оптимизировать и осуществлять качественную основную обработку почвы. В республике мало научных исследований по теме разработки оптимальных систем основной обработки почвы. В Южной лесостепной зоне РБ, также как и в остальных регионах республики, основная обработка почвы выполняется в виде обычной вспашки иногда даже без предплужников и предварительного лущения стерни. Такая система обработки почвы не обеспечивает хорошего накопления влаги в почве, очищения от сорняков и не способствует выравниванию поверхности пашни. Все эти и другие факторы влияют на продукционный процесс и на величину урожая сахарной свеклы, фитосанитарное состояние посевов.
В передовых свеклосеющих регионах России многие хозяйства применяют такие приемы основной обработки почвы, как "полупар" - лущение стерни ЛДГ-10 на глубину 6-8 см + вспашка на 28-30 см, затем через 2 недели культивация зяби КПС-4 на глубину 6-8 см + через 2 недели еще одна культивация тем же орудием на ту же глубину, "улучшенная зябь" - лущение стерни ЛДГ-10 на глубину 6-8 см + через две недели лущение БДТ-6 на глубину 14-16 см + через две недели вспашка на 28-30 см и др. В условиях на-
6 шей республики эти приемы используются на ограниченных площадях из-за того, что их эффективность изучена недостаточна, особенно в Южной лесостепи. Известно, что свеклосеяние в Башкортостане ведется в сложных климатических условиях (недостаточное увлажнение, частое проявление засухи, ветровой и водной эрозии и др.), что влияет на величину и качество урожая сахарной свеклы. Особенно велика зависимость урожая от уровня влагообес-печенности. Исследованиями И.П. Юхина (2000) установлено, что коэффициент корреляции между урожаем корнеплодов и содержанием продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом составляет 0,78. Поэтому борьба за накопление влаги в почве является одним из важнейших условий повышения урожайности корнеплодов сахарной свеклы. Из приемов основной обработки почвы, направленных на увеличение влагозапасо'в, наибольшее влияние оказывает плоскорезная обработка почвы. За счет оставления стерни запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы к весне увеличиваются на 20-30 мм. В тоже время анализ показывает, что плоскорезная обработка, наряду с увеличением содержания влаги в почве, способствует повышению засоренности полей, особенно корнеотпрысковыми сорняками. Плоскорезная обработка почвы под свеклу в республике пока не нашла широкого распространения и ее эффективность мало изучена на свекловичных полях.
Научные исследования, проведенные в различных почвенно-климатических зонах, показывают, что наилучший результат достигается, когда в едином комплексе используются рациональные для конкретных условий агротехнические приемы совместно с широкой химизацией, внедрением высокоэффективных сортов, хорошей организацией труда и другими факторами (Минеев В.Г. 1990; Зиникявичюте Д.Д. 1989).
Для полного обеспечения населения сахаром, а перерабатывающую свеклосахарную промышленность сырьем, необходимо увеличивать производство сахарной свеклы. Одним из основных путей повышения продуктивности данной культуры является устранение негативного влияния большой засоренности, вредителей и болезней. При этом следует, в первую очередь,
заботиться о почвенном плодородии. Важным фактором его сохранения и повышения является рациональная система обработки почвы, которая обеспечивает оптимальные водно-физические свойства почвы, уменьшение непроизводительных потерь влаги и питательных веществ, повышение окупаемости удобрений, эффективности пестицидов и других агроприемов.
В настоящее время достаточно полно разработаны основные параметры высокоэффективного применения удобрений и средств зашиты растений. Однако эти исследования проводились по отдельным факторам, группам веществ и эффективность действия, например, удобрений, устанавливалась вне связи с обработкой почвы, необходимостью внесения пестицидов, других средств интенсификации земледелия. Зачастую это проводилось без учета условий питания и способов основной обработки почвы, от которой в значительной степени зависит продуктивность свекловичного растения. В то же время установлено, что эффективность удобрений пестицидов, средств химической мелиорации и др. резко возрастает при использовании их в едином агрокомплексе, создаются условия для синергизма факторов когда каждый компонент обеспечивает условия для того, чтобы другие факторы могли проявить свое максимальное действие, что благоприятно отражается на формировании урожая.
За последние годы в свекловодстве принимаются различные меры по развитию всего свеклосахарного комплекса. Проведено акционирование сахарных заводов, позволившее серьёзно оздоровить их финансово - экономическое состояние. Инвесторы стали больше вкладывать средства в материально-техническое обеспечение не только самих заводов, но и свеклосеющих хозяйств. Сахарные заводы стали больше уделять внимания развитию и внедрению современных форм организации труда при возделывания данной культуры в своих сырьевых зонах (организуются агрофирмы, совместное её возделывание с хозяйствами, централизованное обеспечение высококачественными семенами, гербицидами, удобрениями, техникой, проводится обучение кадров свекловодов по внедрению прогрессивных технологий и т. д.).
Важным направлением при решении этих задач является создание машинно-технологических станций (МТС) обеспечивающих формирование современной наукоёмкой инженерно-технической базы, проведение её непрерывной модернизации и высокоэффективное использование в агропромышленном производстве, что дает возможность целенаправленно влиять на эффективность свеклосахарного подкомплекса в целом. Принципиальным направлением дальнейшего увеличения объёмов заготовок и снижения себестоимости сырья является внедрение прогрессивных технологий возделывания сахарной свеклы с переходом к её выращиванию повсеместно без применения ручного труда. Одним из главных условий внедрения такой технологии возделывания сахарной свеклы является проведение качественной основной обработки почвы, высокоэффективных способов применения гербицидов, оптимизация минерального питания растений, воспроизводства плодородия и др., которые в условиях РБ изучены недостаточно. Для ведения высокоэффективного свеклосеяния ведутся работа по дальнейшему совершенствованию и внедрению прогрессивных энерго и ресурсосберегающих приемов и технологий возделывания с учетом местных климатических условий.
Актуальность проблемы.
Республика Башкортостан относится к одному из крупных регионов по возделыванию сахарной свеклы в стране. Созданная здесь современная перерабатывающая промышленность обеспечивает производство 120-130 тыс. тонн сахара песка в год. Регион располагает большими резервами по дальнейшему увеличению производства сахара из собственного сырья. В зонах промышленного свеклосеяния имеются высокоплодородные черноземные почвы, хорошо развита сеть автомобильных и железных дорог. Достигнутый уровень урожайности культуры (18,0 - 20,0 т/га) в среднем за последние 10 лет остается невысоким и пока не удается полностью реализовать почвенно-климатический потенциал зоны.
Одной из причин невысокой урожайности сахарной свеклы является
следствием снижения, уменьшения количества применяемых органических и минеральных удобрений, несовершенства и слабой изученности приемов основной обработки почвы, борьбы с сорной растительностью, некомплексного подхода к соблюдению прогрессивной технологии возделывания. Общая засоренность полей сахарной свеклы за последнее время резко возросла. В связи с этим весьма актуальной проблемой является разработка агротехнических и химических мер регулирования численности сорняков на посевах культуры. Сахарная свекла требовательная к условиям произрастания. Высокие урожаи ее можно получать только на плодородных почвах с реакцией почвенного раствора, близкой к нейтральной при оптимальных способах основной обработки и достаточно высокой обеспеченностью элементами минерального питания.
В последние годы в мировом растениеводстве обозначилась необходимость перехода на экологически безопасные технологии возделывания, в связи, с чем значительно изменились требования к системе обработки почвы под сахарную свеклу в сочетании с химическими мерами борьбы с сорняками, созданию оптимальной реакции почвенного раствора. В то же время задачи обработки почвы под сахарную свеклу носят противоречивый характер. С одной стороны, необходимо поддерживать пахотный слой в рыхлом состоянии, а с другой следует осмыслено подходить к выбору способов основной обработки, влияющих на водный режим почвы, ее агрофизические свойства, снижающие эрозионные процессы, затраты ГСМ, увеличение влагоза-пасов. В настоящее время сельское хозяйство стало одной из причин деградации почвенного покрова. На значительной территории протекают процессы эрозии, ухудшения их физического комплекса, формируется дисбаланс элементов минерального питания и органического вещества (Ковда В.Е. 1985, Кирюшин В.Н. 1996, Хабиров И.К. 2001) и др. Поэтому разработка стратегии и тактики воспроизводства почвенного плодородия является важнейшей задачей повышения устойчивости земледелия.
В свекловичных севооборотах Башкортостана обострилась проблема
снижения органического вещества в почве, а эрозионные процессы усиливают экологическую напряженность территории. В связи с этим и с учетом современной экономической ситуацией совершенствование приемов основной обработки почвы в сочетании с химическими способами борьбы с сорняками и способами мелиорации, применения органических и минеральных удобрений имеет большую значимость в земледелии.
Современная система земледелия в свеклосеющих хозяйствах связана с интенсивным воздействием на почву. Происходит постепенное снижение ее плодородия, подкисления и ухудшения водно-физических и химических свойств почвы. Существенно возросли темпы минерализации гумуса, и с целью сохранения и воспроизводства плодородия почвы необходима ежегодная вспашка почвы с внесением навоза или запашкой сидератов в паровом поле севооборота (Барштейн Л.А. 1989). Многие авторы утверждают, что для успешного воспроизводства почвенного плодородия следует применять комбинированную обработку почвы в севообороте в сочетании с использованием химических способов борьбы с сорняками.
Важным резервом увеличения урожайности сахарной свеклы является снижение засоренности посевов. В системе мер по поддержанию засоренности плантаций на уровне экономического порога вредоносности, является сочетание приемов основной обработки почвы с внесением гербицидов. При этом важно определить критический порог вредоносности сорняков. Анализ показывает, что в Башкортостане имеется крайне мало научных исследований по этой проблеме.
Комплексный подход к разработке и поиску рациональных способов основной обработки в сочетании с применением гербицидов, внесением органики, извести, соломы и сидератов при выращивании сахарной свеклы обеспечивающих создание оптимальных условий для формирования урожая сахарной свеклы при регулировании численности сорняков на посевах в условиях Южной лесостепи Башкортостана является актуальной проблемой.
Цель работы - основной целью исследований является разработка и
11 совершенствование ресурсосберегающих технологий основной обработки почвы при возделывании сахарной свеклы в сочетании с применением гербицидов, органических и минеральных удобрений обеспечивающих повышение продуктивности культуры на черноземе выщелоченных в условиях Южной лесостепи Башкортостана.
Задачи исследований. Для решения поставленной цели ставились следующие задачи:
-выявить влияние различных способов основной обработки на структурно агрегатный состав и влажность почвы под посевами сахарной свеклы;
-установить действие почвенного и послевсходового внесения гербицидов на численность сорняков в агроценозе по различным фонам основной обработки почвы. Определить пороги вредоносности малолетних, многолетних сорняков на посевах сахарной свеклы;
-изучить формирование урожая сахарной свеклы, пораженность проростков корнеедом и кислотность почвы в зависимости от внесения в паровом поле минеральных удобрений, соломы, сидерата и извести;
-установить эффективность применения технологических приемов основной обработки почвы, гербицидов и удобрений на формирование площади листовой поверхности, фотосинтетический потенциал, чистую продуктивность фотосинтеза, урожайность и качество корнеплодов сахарной свеклы;
- дать экономическую и энергетическую оценку способам основной обработки почвы в сочетании с применением гербицидов, минеральных удобрений, соломы, сидерата и извести.
Научная новизна работы. В условиях Башкортостана проведены исследования по комплексной оценке эффективности способов основной обработки почвы в сочетании с применением гербицидов, удобрений, извести, сидератов и соломы в паровом звене свекловичного севооборота. Выявлены особенности формирования урожая растений сахарной свеклы при различных сочетаниях изучаемых факторов.
Установлена корреляционная зависимость урожайности от приемов
основной обработки почвы, удобрений, извести, сидерата и гербицидов. Показано, что наибольшая урожайность корнеплодов сахарной свеклы формируется при комплексном применении полупаровой основной обработки почвы в сочетании с химическими способами борьбы с сорняками, внесением удобрений и химических мелиорантов. Выявлены особенности формирования урожая сахарной свеклы в зависимости от уровня засоренности посевов однолетними и многолетними сорняками. Экспериментально установлены пороги вредоносности сорняков на посевах сахарной свеклы.
Практическая значимость работы. Комплексное применение научно-обоснованных приемов основной обработки почвы в сочетании с использованием удобрений, гербицидов, химических мелиорантов, сидератов и соломы обеспечивает создание оптимальных условий для роста и развития растений, формирование урожая сахарной свеклы до 30 - 35 т/га и более.
Внедрение в производство (СПК «Яны тормыш» Чишминского района, акт о внедрении от 8 августа 2008 года) разработанных приемов обеспечивает повышение урожайности корнеплодов сахарной свеклы в сравнении с существующей технологией на 4-5 т/га, сбору сахара с гектара до 5-6 т/га и более. Комплексный подход к освоению разработанных технологических приемов способствует улучшению фитосанитарной обстановки на свекловичных плантациях, рациональному использованию органических, минеральных удобрений и гербицидов.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались автором на Всероссийском конкурсе научных работ аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений МСХ РФ (г. Москва 2007 г.), на конференциях в рамках международной специализированной сельскохозяйственной выставки «Агрокомплекс 2006», «Агрокомплекс 2007», «Агрокомплекс 2008». По материалам исследования опубликовано 7 научных статей, в том числе одна в рецензируемом журнале.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 130 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и
предложений производству, включает 13 таблиц, 14 рисунков и 34 таблицы в приложении. Библиографический список содержит 222 наименования, в том числе 8 на иностранном языке.
Основные положения, выносимые на защиту. В результате исследований на защиту выносятся следующие положения:
Полупаровая система основной обработки почвы на фоне внесения удобрений и гербицидов обеспечивает создание оптимального структурно агрегатного состава, способствует большему влагонакоплению в метровом слое почвы.
Внесение гербицидов при различных способах основной обработки почвы снижает засоренность посевов на 83,4 - 92,7 %. Наибольшее уменьшение численности сорняков происходит при совместном использовании' почвенных и послевсходовых гербицидов. Гербакритический период вредоносности сорняков наступал начиная с третьей недели вегетации сахарной свеклой.
Оптимальные условия для формирования фотосинтетического аппарата растений и чистой продуктивности фотосинтеза сахарной свеклы обеспечивается внесением почвенного и послевсходового гербицида при различных способах основной обработки почвы на фоне удобрений.
Применение минеральных удобрений, соломы, сидерата и извести в паровом поле севооборота способствует снижению пораженности проростков сахарной свеклы корнеедом (на 3,4 абсолютных %) кислотности почвы (на 0,3 единицы) и повышению продуктивности сахарной свеклы (на 14 %).
Повышение продуктивности, экономической и энергетической эффективности при возделывании сахарной свеклы обеспечивается при комплексном применении способов основной обработки почвы, удобрений и гербицидов.
Диссертационная работа выполнена в период 2005-2007 годах в стационарном полевом опыте кафедры общего земледелия в учебно - опытном хозяйстве Башкирского государственного аграрного университета.
Биологические особенности сахарной свеклы
Сахарная свекла (Beta vulgaris L.var.Saccharifera) относится к роду Beta L., семейству маревых (Chenopodiaceae). Свекла - двулетнее теплолюбивое растение: в первый год роста и развития дает лишь утолщенный корень с розеткой прикорневых листьев, на второй год из высаженного корнеплода образуются цветоносные побеги с семенами. Отдельные растения сахарной свеклы плодоносят уже на первом году жизни, образуя так называемую "цветуху", другие же приступают к плодоношению лишь на третьем году жизни - это так называемые "упрямцы". Сахарная свекла - растение относительно засухоустойчивое, поскольку формирует глубоко проникающую (до 2-Зм) корневую систему. Это помогает свекле использовать влагу почвы, накопленную за счет осадков осенне-зимнего периода. Несмотря на значительное развитие корневой системы в почве, масса ее по сравнению с другими частями растения небольшая. Так на корнеплод в период уборки приходится в среднем 71 % массы растения, на листья - 22,3 %, а на корни - 6,7 %. Сахарная свекла - растение длинного светового дня. При увеличении периода освещения, растения быстрее развиваются, лучше растут листья и корнеплоды, возрастает накопление сахара в них. Затенение свеклы в загущенных посевах приводит к снижению темпов роста и накопления сахара.
Сахарная свекла предъявляет высокие требования к плодородию почвы, ее физическому состоянию, обеспеченности макро- и микроэлементами. Лучше всего она растет на черноземах, серых и темно-серых лесных суглинистых почвах, богатых перегноем. Не выносит заболоченные, бедные песчаные и каменистые почвы. Для свеклы наиболее благоприятны нейтральная и слабощелочная реакции почвы (рН 6,5-7,5). Она страдает от повышенной кислотности (рН 6,0) и отличается относительно высокой солевыносливо-стью.
Для формирования урожая корнеплодов сахарная свекла использует значительное количество элементов питания. На образование 1 тонны корнеплода с соответствующим количеством ботвы она потребляет азота 5-6 кг; фосфора - 1,5-2,0 кг; калия - 6-7,5 кг.
Азот является одним из основных элементов питания. Сахарная свекла потребляет его в течение всей вегетации, но максимальное его количество используется в первой половине вегетации.
Фосфор поглощается сахарной свеклой более интенсивно в первый период роста, чем в последующие. Недостаток фосфорного питания в это время негативно сказывается на дальнейшем их развитии. При этом фосфорное голодание в начале вегетации невозможно преодолеть последующим внесением фосфатов.
Калий наиболее интенсивно потребляется молодыми растениями. У сахарной свеклы калий увеличивает площадь листьев (Петербургский А.В. 1971). Оптимальное обеспечение растений калием повышает содержание сахара в корнеплодах. Из микроэлементов сахарная свекла наиболее отзывчива на марганец, бор, кобальт.
Семена сахарной свеклы могут прорастать только при доступе воздуха, соответствующей температуре и достаточном количестве влаги. Во время набухания семена (клубочки) поглощают воду в количестве, равном 150 -170 % их массы в воздушно-сухом состоянии. Минимальная температура для прорастания семян является 3-4С. При повышении температуры и достаточного количества влаги в почве всходы могут появится на 5-7 день после посева. В условиях Башкортостана, особенно при затяжной холодной весне, всходы могут появляться на 17-20, а в обычные годы всходы бывают на 7-10 день после посева. Всходы сахарной свеклы сравнительно устойчивы к низким температурам и не повреждаются при кратковременном снижении температуры до минус 4-5С, однако, в ветренную погоду они могут повреждаться при температуре минус 3С (Орловский Н.И. 1968). .
При прорастании семян свеклы первым в рост трогается корешок зародыша. Проросток свеклы - это молодое растение, развивающееся непо 16 средственно из зародыша, способное к самостоятельному почвенному питанию через корень и воздушному - через семядоли.
В основании семядолей формируется точка роста стебля - почечка. В ней возникают зачатки листа. Процесс листообразования у свеклы непрерывный в течение всего вегетационного периода. В зависимости от условий произрастания на одном растении может быть сформировано от 50 до 90 листьев.
Корнеплод взрослого растения свеклы конической формы, в центральной части цилиндрический, несколько ребристый без разветвлений, с мелко развитой головкой, боковые корешки расположены двумя рядами. Окраска белая, мякоть плотная.
В строении корнеплода различают головку (укороченный стебель -эпикотиль), которая несет листья и почки; шейку (подсеменное колено - ги-покотиль), на которой отсутствуют листья и корни; собственно корень (коническая часть корнеплода), на поверхности которого образуются боковые корешки.
В процессе индивидуального развития растения проходит ряд фенологических фаз. На первом году жизни свеклы выделяют следующие фазы: всходы, вилочка, фаза первой, второй, третьей, четвертой пар настоящих листьев, смыкание листьев в рядках, смыкание листьев в междурядьях, размыкание листьев в междурядьях и наступление технологической спелости. Вегетационный период в первый год жизни в зависимости от сорта, технологических и природных условий длится 135-155 дней.
Почвенно-климатические условия Южной лесостепи Башкортостана в основном обеспечивают биологические потребности сахарной свеклы, поэтому свекла может формировать здесь урожай корнеплодов 30,0-35,0 т/га и более. Однако при выращивании сахарной свеклы в республике часто негативное влияние на величину урожая корнеплодов оказывает недостаток влаги в почве, характер распределения осадков за год. И основным лимитирующим фактором является влагообеспеченность растений. К числу отрицательных факторов свеклосеяния в Башкортостане можно отнести непродолжительный период вегетации (125-130 дней), короткий безморозный период, недостаточная сумма эффективных температур (2000-2100С). Следовательно, технология возделывания сахарной свеклы должна учитывать указанные климатические особенности и для получения высоких урожаев необходимо осуществлять комплекс мероприятий обеспечивающих получение максимально возможных уровней продуктивности этой культуры.
Почвенно - климатические условия места проведения опытов (Южная лесостепь республики Башкортостан)
Республика Башкортостан расположена в пределах Южного Урала и прилегающих к нему территорий Предуралья и Зауралья, что предопределяет большое разнообразие и контрастность природных и почвенных условий. Территория Башкортостана характеризуется большим разнообразием природных условий - рельефа, климата, растительности, гидрологии, почв, поч-вообразующих пород и др. Все это оказывает существенное влияние на направление и интенсивность использования земельных ресурсов в сельскохозяйственном производстве. Территорию республики по природным условиям принято делить на лесостепную, степную и горно - лесную зоны. Лесостепная зона подразделяется на Северную, Северо - восточную и Южную, степная зона - на Предуральскую и Зауральскую степь, а Горно - лесная зона под-зонального деления не имеет (Ф.Х. Хазиев 1995).
Климат Предуралья Республики Башкортостан отличается резко выраженной континентальностью, неустойчивостью и неодинаковостью атмосферных осадков, относительной сухостью воздуха, растянутым периодом низких температур. Преобладающими ветрами в зимний период являются юго-западные, а в летний период направление их по румбам распределяется довольно равномерно (Климат Башкирии, 1987).
Среднегодовое количество осадков колеблется от 410 до 580 мм. Однако их количество постоянно изменяется как по годам, так и по периодам года. Больше всего осадков выпадает в июле и в августе. Устойчивый снежный покров устанавливается в среднем к середине-концу ноября и сходит где - то во второй декаде апреля. Наибольшей высоты снежный покров достигает в феврале - начале марта. Высота снежного покрова в этот период достигает 42 -50 см с колебаниями в отдельные годы от 14 до 80 см.
Обычно в Южной лесостепной зоне весна довольно дружная и быстротечная. От начала интенсивного снеготаяния до разрушения устойчивого снежного покрова проходит в среднем 10 дней. Глубина зимнего промерзания почвы в южной лесостепи Республики Башкортостан в среднем достигает 70 - 90 см с колебаниями в отдельные годы от 30 до 150 см в зависимости от времени выпадения снега и толщины снежного покрова. За вегетационный период выпадает 225 - 275 мм осадков. На фоне высоких температур наблюдается довольно большое испарение, особенно в весенние и первые летние месяцы (Кургузов Я.В. 1952).
Сумма активных температур, с температурой выше 10 достигает 1800 - 2300. Гидротермический коэффициент составляет 1,0 - 1,2 с колебаниями от 0,8 до 1,4 в отдельные годы. Приход энергии ФАР на посевы основных культур колеблется от 1900 до 2860 ккал/га. В основном термический режим и условия увлажнения обеспечивают возделывание сахарной свеклы в данной зоне с урожайностью 30-35 т/га (Научно обоснованные системы..., 1990).
Метеорологические условия республики оказывают значительное влияние на темпы роста и развития сахарной свеклы, накопление массы корнеплодов и содержание в них сахара. В целом, можно отметить, что весенние запасы почвенной влаги, количество осадков, продолжительность вегетационного периода и сумма положительных температур не обеспечивают полную реализацию потенциала растений сахарной свеклы. Особенно большая зависимость продуктивности сахарной свеклы наблюдается по количеству выпавших осадков, накоплению их запасов в пахотном слое почвы, продолжительности вегетационного периода и других факторов, что существенно снижает уровень продуктивности свекловичных посевов.
Почвенный покров учебно - опытного хозяйства Башкирского государственного аграрного университета расположенного в Южной лесостепи Башкортостана представлен черноземом выщелоченным тяжелосуглинистого гранулометрического состава.
Стационарные опыты по изучению влияния различных способов основной обработки почвы под сахарную свеклу были заложены в 2002 году. Нами на опытном поле был заложен почвенный разрез, морфологическое описание которого представлено ниже: А пах 0-28 - интенсивно темно-серый, свежий, непрочнокомковато -порошистый, тяжелосуглинистый. Переход заметный. А] 28-52 -темно-серый, свежий, непрочнозернисто - комковатый, тяжелосуглинистый, уплотнен. Переход заметный. АВ 52-74 - темно-бурый, свежий, уплотнен, непрочноореховато-комкаватый, тяжелосуглинистый, слабоглянцеватый. Переход заметный. В 74-102 — буровато-коричневатый, слабые гумусовые потеки, свежий, плотный, непрочноореховато - комкаватый, тяжнлосуглинистый, кротовина. Переход малозаметный. ВС 102-136 - коричневатый с буроватым оттенком, свежий, плотный, непрочноореховатыи, тяжелосуглинистый, пористый, кротовина, единичные гумусовые потеки. Переход заметный.
Изменение агрофизических свойств и влажности почвы при различных способах основной обработки
Обработка почвы является одним из главных элементов технологии возделывания сахарной свеклы. Наиболее важными задачами основной обработки почвы являются создание оптимальных водно-физических свойств, накопление и сохранение в ней возможно большого количества влаги, также уничтожение сорняков, вредителей и возбудителей болезней сахарной свеклы. В условиях недостаточного увлажнения, куда относиться вся зона свеклосеяния республики приемы основной обработки почвы играют большую роль во влагонакопле-ни. Как показали исследования А.Т. Калинина (1989) обработка почвы после уборки предшественника дисковыми лущильниками и тяжелой дисковой бороной в сочетании с прикатыванием и последующей плоскорезной обработкой обеспечивает лучшее влагонакопление, уничтожение сорняков, выравнивание поверхности пашни, что положительно сказывается на урожае сахарной свеклы. Хорошие результаты в сочетании с гербицидами.
В условиях Башкортостана влияние различных способов обработки почвы под сахарную свеклу изучено недостаточно. Имеются лишь отдельные полевые опыты по этой проблеме выполненные в разные годы, разными авторами и не систематически (Юхин И.П., 1987) и др., где были выявлены оптимальные сроки вспашки, ее глубина, влияние основной обработки на некоторые водно-физические свойства почвы.
Проведенные нами исследования показали, что способы основной обработки почвы оказали влияние на плотность почвы и ее структурно-агрегатный состав (таблица 3.1) Наибольшее количество почвенных частиц размером 0,25 - 10 мм оказалось в почве обработанных по системе полупара - 67,9 % в слое 20-30 см. Улучшенная зябь несколько снижала процентное содержание в почве агрономически ценных агрегатов. Здесь в слое 0 - 10 см имелось 65,1 % частиц размером 0,25 - 10 мм, в слое 10 - 20 см - 65,9 %, в слое 20 - 30 - 65,5 %, в то время как на контроле (вспашка на 28 - 30 см) эти показатели соответственно составляли: 65,2, 64,5 и 66,3 %.
При плоскорезной обработке почвы отмечалось уменьшение количества агрономически ценных агрегатов в слое 0 - 30 см (59,5 %). Здесь увеличилось содержания агрегатов более 10 мм (28,7 %) в то время как на контроле этот показатель составил 21,7 %.
Приемы основной обработки почвы оказали различное влияние на из менение запасов доступной влаги в почве. Наибольшее количество доступной влаги в пахотном слое (0-30 см) перед посевом оказалось на делянках с плоскорезной обработкой почвы (27,5 мм). Там, где почву обрабатывали полупаровым способом и по системе улучшенной зяби, доступной влаги содержалось соответственно 24,0 и 20,4 мм (таблица 3.2).
Обычная вспашка обеспечивала меньшее накопление влаги в почве в сравнении с другими вариантами. Такая же тенденция по количеству продуктивной влаги сохранялась в течение всей вегетации. К периоду уборки урожая на вариантах вспашки и улучшенной зяби содержание влаги резко снижалось. По плоскорезной и полупаровой обработке этот показатель к уборке составил 3,3 и 0,3 мм соответственно.
Содержание доступной влаги в метровом слое почвы уменьшалось, от посева к уборке в контроле от 147 до 8,4, по улучшенной зяби от 152 до 10,8, полупару от 155 до 14,3 мм.
Более благоприятный водный режим складывался при проведении полупаровой и плоскорезной обработки почвы. Таким образом, результаты исследований свидетельствуют, что в условиях Южной лесостепи Башкортостана применение полупаровой и плоскорезной основной обработки почвы, обеспечивают лучшее влагонакопление в почве в сравнении с обычной вспашкой.
Засоренность посевов - один из основных факторов, снижающих эффективность мероприятий, направленных на повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Главным препятствием на пути перевода свекловодства на индустриальную основу являются сорняки. Около 40 % затрат труда и средств в процессе возделывания сахарной свеклы приходится на уничтожение сорной растительности (Картамышев Н.И. 1992).
Поэтому проблема разработки и внедрения в производство эффективных агротехнических и химических мер борьбы с сорной растительностью на посевах сахарной свеклы приобретает первостепенное значение. Для ее решения еще не полностью использованы потенциальные возможности способов основной обработки почвы. Одной из основных задач наших исследований являлось изучение комплексного влияния различных способов основной обработки почвы и гербицидов на снижение засоренности посевов сахарной свеклы.
В Башкортостане даже в хозяйствах, освоивших специализированные свекловичные севообороты, наблюдается большая потенциальная засоренность полей. Наиболее распространенными сорняками на посевах сахарной свеклы являются: мышей сизый (Setaria glauca), марь белая (Chenopodium album), щирица запрокинутая (Amaranthus retro-flexus), горчица полевая (Sinapis arvensis), редька полевая (дикая) (Raphanus raphanistrum), сурепка обыкновенная (Barbarea vulgaris), ярутка полевая (Thlaspi arvense), пастушья сумка (Capsella bursa - pastoris), гречишка развесистая (Poligonum lapathi-folium), гречишка вьюнковая (Poligonum convolvulus), пикульник (Galeopsis), ромашка непахучая (полевая) (Matricaria inodora), звездчатка средняя (мокрица) (Stellaria media), подмаренник цепкий (Galium aparine) осот полевой (желтый) (Sonchus arvensis), осот розовый (бодяк полевой) (Cirsium arvense), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis), овсюг (Avena fatua) и др. (Юхин И.П. 2000).
Борьба с сорняками осуществляется, главным образом, в системе основной обработки почвы, что позволяет значительно сократить количество вегетирующих сорняков. Однако вследствие высокой потенциальной засоренности пахотного слоя без применения высокоэффективных гербицидов не всегда удается полностью освободить посевы сахарной свеклы от сорняков.. Поэтому возделывание сахарной свеклы немыслимо без применения дополнительных эффективных средств борьбы с сорной растительностью, в т.ч.. гербицидов.
Влияние применения минеральных удобрений, соломы, сидерата и извести на плодородие, на пораженность проростков корнеедом и на продуктивность сахарной свеклы
В настоящее время, в результате деградации почв и роста интенсивности использования земли без достаточного возврата в почву органики и минеральных питательных элементов даже на потенциально богатых черноземных почвах наблюдается снижение плодородия. Это выражается в ухудшении водно - физических свойств, уменьшении содержания гумуса, запасов азота, фосфора и подкисление почвенного раствора (Акбиров Р.А., 2005).
Создать оптимальные параметры показателей плодородия почвы в агроценозе возможно только при научно обоснованном применении агрохимических средств на фоне высокой культуры земледелия. В этом случае создаются условия для реализации потенциальной продуктивности сельскохозяй ственных культур (Минеев В.Г. 1990).
Общеизвестно, что кислотность почвы - важный показатель характеризующий содержание водорода в почве. Большинство растений лучше всего произрастает при нейтральной или при слабокислой реакции почвенного раствора (рН = 6,5 - 7,0). Как кислая, так и щелочная реакция почвы резко снижают продуктивность растений, особенно сахарной свеклы.
Кислотность почвы оказывает свое влияние на растения не только через непосредственное воздействие на их корни токсичных протонов водорода и ионов алюминия, но и через характер поступления элементов питания. Например, при внесении в кислую почву удобрения хлористого калия, происходит вытеснение в почвенный раствор ионами калия протонов водорода и катионов алюминия, находящихся в связанном состоянии с почвенным поглощающим комплексом (ПГЖ), что приводит к резкому ухудшению состояния растений. Катионы алюминия могут связываться с фосфорной кислотой, переводя фосфор в недоступную для растений форму. Негативное действие низкой кислотности отражается и на самой почве. При вытеснении протонами водорода из ПГЖ катионов кальция и магния, стабилизирующих структуру почвы, происходит разрушение гранул почвы и потеря ее структурности.
При внесении извести нейтрализуются свободные органические и минеральные кислоты в почвенном растворе, а также ионы водорода в почвенном поглощающем комплексе, т.е. устраняется актуальная и обменная кислотность, значительно снижается гидролитическая кислотность, повышается насыщенность почвы основаниями. Устраняя кислотность, известкование оказывает многостороннее положительное действие на свойства почвы, ее плодородие. Замена поглощенного водорода кальцием сопровождается коагуляцией почвенных коллоидов, в результате чего уменьшаются их разрушение и вымывание, улучшаются физические свойства почвы - структурность, водопроницаемость, аэрация. При внесении извести снижается содержание в почве подвижных соединений алюминия и марганца, они переходят в неактивное состояние, поэтому устраняется вредное действие их на растения. В результате снижения кислотности и улучшения физических свойств почвы под влиянием известкования усиливается жизнедеятельность микроорганизмов и мобилизация ими азота, фосфора и других питательных веществ из почвенного органического вещества. В известкованных почвах интенсивнее протекают процессы аммонификации и нитрификации, лучше развиваются азотфиксирующие бактерии (клубеньковые и свободноживущие), обогащающие почву азотом за счет азота воздуха, в результате чего улучшается азотное питание растений.
Известкование способствует переводу труднодоступных растениям фосфатов алюминия и железа в более доступные фосфаты кальция и магния. При известковании калий труднорастворимых минералов интенсивнее переходит в более подвижные соединения, а поглощенный почвой калий вытесняется в раствор, но усвоение его растениями вследствие антагонизма между катионами КГ и CaZT не увеличивается. Известкование влияет на подвижность в почве и доступность для растений микроэлементов. Соединения молибдена после внесения извести переходят в более усвояемые формы, улучшается питание растений этим элементом. Подвижность соединений бора и марганца при известковании, наоборот, уменьшается, и растения могут испытывать недостаток в них. Поэтому на известкованных почвах эффективно внесение борных удобрений, особенно под культуры, требовательные к бору - сахарную и кормовую свеклу, клевер, люцерну, гречиху, лук и др. При внесении извести почва обогащается кальцием, а при использовании доломитовой муки - и магнием; потребность растений в этих элементах обеспечивается полностью. Улучшение питания растений азотом и зольными элементами связано также с тем, что на известкованных почвах растения развивают более мощную корневую систему, способную больше усваивать питательных веществ из почвы. Эффективность известкования в большой степени зависит от равномерного внесения извести в почву и тщательного перемешивания ее с почвой. Известь должна быть хорошо измельчена и перед заделкой равномерно рассеяна по поверхности почвы, что лучше всего достигается с помо щью известковых сеялок и разбрасывателей. Пылевидные известковые удобрения - известняковая мука, сланцевая зола, цементная пыль и пылевидные отходы металлургической промышленности вносятся цементовозами или другими машинами этого типа. Необходимо применять такой способ заделки извести, при котором обеспечивается хорошее перемешивание ее со всем пахотным слоем почвы, под плуг с осени под зяблевую вспашку или весной под перепашку зяби, лучше всего вместе с органическими удобрениями - навозом, торфом, компостами в паровых полях.
Зелеными удобрениями, или сидератами, называется выращивание в поле некоторых бобовых растений (сидератов) и запашка их зеленой массы в почву для .обогащения ее азотом и органическим веществом. В качестве сидератов используются однолетние и многолетние люпины, сераделла, дон.-ник, озимая вика, горох, чина, бобово - злаковые смеси и др. Бобовые растения с помощью клубеньковых бактерий, развивающихся на их корнях, способны фиксировать азот воздуха и обогащать почву связанными соединениями азота. При выращивании бобовых сидератов на 1 га образуется до 40-. 50 т зеленой массы, содержащей до 150-200 кг азота.
