Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы по проблеме «формирование высокопродуктивных агрофитоценозов пшеницы и гречихи в степном Поволжье 10
1.1. Особенности прохождения продукционного процесса пшеницы и гречихи в экологических условиях степного Поволжья 10
1.1.1. Эффективность использования фар зерновыми культурами 10
1.1.2. Соответствие тепловых ресурсов региона биологическим потребностям пшеницы и гречихи 11
1.1.3. Уровень влагообеспечеыности посевов 13
1.1.4. Влияние элементов почвенного плодородия на продуктивность зерновых культур 15
1.2. Основные элементы адаптивных технологий возделывания пшеницы и гречихи в степном поволжье 17
1.2.1. Приемы формирования высокопродуктивных агрофитоценозов озимой пшеницы 17
1.2.2. Условия формирования высокой продуктивности и качества зерна яровой пшеницы 30
1.2.3. Основные элементы современной технологии возделывания гречихи в засушливой степной зоне 37
2. Условия проведения, схемы опытов и методика исследований 45
2.1. Особенности погодных условий в годы проведения исследований 45
2.2. Схемы опытов и методика исследований 55
2.3. Агротехника в опытах 57
3. Особенности биологии и формирования продуктивности яровой пшеницы в неорошаемых условиях степного Поволжья 61
3.1. Установление нормы высева яровой пшеницы для условий степных черноземных и темно-каштановых почв 61
3.2. Продуктивность богарной яровой пшеницы в степной зоне при различных уровнях влагообеспечения и минерального питания 75
3.3. Сорта яровой пшеницы для высокопродуктивных богарных посевов степного поволжья 89
4. Агробиологические основы формирования высокопродуктивных богарных агрофитоцено- зов озимой пшеницы в засушливом поволжье ...99
4.1. Закономерности формирования густоты стояния растений высокопродуктивных неорошаемых посевов озимой пшеницы 99
4.2. Регулирование питания и влагообеспечения высокопродуктивных агрофитоценозов богарной озимой пшеницы 115
4.3. Продуктивность сортов озимой пшеницы в условиях различных зон степного поволжья 126
5. Основные элементы технологии возделы вания гречихи, улучшающие использование влаги степной зоны 146
5.1. Влияние густоты стояния растений на продуктивность гречихи в степной зоне 146
5.2. Рациональные сроки посева гречихи в степной зоне поволжья 164
5.3. Обеспечение минерального питания высокопродуктивных агрофитоценозов гречихи 172
5.4. Подбор и сравнительная оценка продуктивности сортов гречихи в степной зоне поволжья 187
6. Разработка приемов создания высокопродуктивных агрофитоценозов пшеницы и гречихи при орошении в сухостепном поволжье 194
6.1. Приемы достижения высокой продуктивности орошаемой яровой пшеницы 194
6.2. Элементы технологии возделывания орошаемых агрофитоценозов озимой пшеницы 238
6.3. Технология формирования высокой продуктивности гречихи при орошении 251
7. Управление формированием высокопродуктивных агрофитоценозов пшеницы и гречихи на черноземных и каштановых почвах степного Поволжья 259
7.1. Применение корреляционного анализа для оптимизации продукционного процесса 259
7.2. Модели высокопродуктивных агрофитоценозов пшеницы и гречихи в степном поволжье 269
7.3. Рекомендации по совершенствованию технологий формирования высокопродуктивных агрофитоценозов пшеницы и гречихи на черноземных и каштановых почвах степного поволжья 274
7.4. Формирование высокопродуктивных агр о фитоценоз о в пшеницы и гречихи в системе короткоротационных зерновых севооборотов степного поволжья 279
7.4.1, технологии возделывания зерновых культур в четырехпольном зернопаровом севообороте зоны черноземных почв степного поволжья...'. .279
7.4.2. Технологии возделывания зерновых культур в трехпольном зернопаровом севообороте зоны темно-каштановых почв степного поволжья 283
8. Биоэнергетическая оценка и экономическая эффективность технологий возделывания пшеницы и гречихи в степном Поволжье 290
8.1. Биоэнергетическая оценка.., 290
8.2. Экономическая эффективность 292
Выводы 296
Предложения производству ...303
Список литературы 305
Приложения 347
- Особенности прохождения продукционного процесса пшеницы и гречихи в экологических условиях степного Поволжья
- Особенности погодных условий в годы проведения исследований
- Установление нормы высева яровой пшеницы для условий степных черноземных и темно-каштановых почв
- Закономерности формирования густоты стояния растений высокопродуктивных неорошаемых посевов озимой пшеницы
Введение к работе
Производство зерна является приоритетным направлением развития отрасли растениеводства степного Поволжья. В группу ведущих зерновых культур зоны входят пшеница и гречиха. Озимая пшеница занимает в Саратовской области доминирующее положение среди зерновых культур - ежегодно высевается на площади от 0,8 до 1 млн га. Площади под яровой пшеницей подвержены некоторым колебаниям, но остаются значительными, — более 500 тыс. га. Ценная крупяная культура гречиха ежегодно занимает до 100 тыс. га.
Однако в жестких климатических условиях региона Юго-Востока даже большие посевные площади не позволяют гарантированно решать зерновую проблему, т. к. урожайность культур низка и нестабильна. Так, если отдельные передовые хозяйства получают по 3,0-3,5 т/га зерна озимой пшеницы, 2,0-2,5 т/га яровой пшеницы и 1,0-1,2 т/га гречихи, то в среднем за 1980-2000 гг. урожайность зерновых культур в Саратовской области колебалась на уровне 0,8-1,4 т/га и даже в благоприятный по погодным условиям период 2000-2003 гг. составила всего 1,46 т/га, в том числе: озимой пшеницы — 1,83 т/га, яровой пшеницы - 1,64 т/га, гречихи - 0,66 т/га. Кроме того, производственные данные показывают, что в последние годы степное Поволжье утрачивает ведущие позиции региона, где традиционно выращивалось зерно с высокими мукомольными, крупяными и хлебопекарными качествами.
Низкая продуктивность зерновых культур объясняется слабой изученностью их биологических особенностей в разнообразных экологических условиях степного Поволжья. Для повышения уровня реализации биоклиматического потенциала территории требуется постоянное внедрение новых высокопродуктивных сортов. Назрел пересмотр технологических основ возделывания зерновых культур. В связи со снижением плодородия зональных почв необходимо совершенствование систем их обработки и удобрения. Сроки, способы посева и нормы высева необходимо тесно увязывать с ресурсами тепла, влаги и пищи. Достижение устойчивого производства зерна в сухостепном Повол-
жье невозможно без орошения, эффективность которого повышается при применении комплекса современных технологических приемов. Актуальной задачей становится формирование технологий разного уровня интенсивности, адаптированных к конкретным почвенно-климатическим условиям и ресурсному обеспечению конкретного товаропроизводителя,
В связи с этим, проводились наши многолетние исследования, направленные на решение зерновой проблемы в зоне засушливого степного Поволжья на основе детального изучения закономерностей продукционного процесса пшеницы и гречихи, а также совершенствования приемов формирования их высокопродуктивных агрофитоценозов.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом научно-исследовательской работы кафедры растениеводства ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» по целевой научно-технической программе О.Ц.04К «Создание и внедрение высокоурожайных сортов зерновых культур, разработка и освоение прогрессивных технологий их возделывания».
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке научных основ и совершенствовании технологий возделывания озимой, яровой пшеницы и гречихи, на основе комплексного использования ведущих агробиологических приемов в условиях различных почвенно-климатических зон засушливого степного Поволжья, обеспечивающих формирование высокопродуктивных агрофитоценозов.
В задачи исследований входило:
Установить закономерности роста, развития, фотосинтетической деятельности растений, формирования элементов продуктивности и качества зерна озимой, яровой пшеницы и гречихи в зависимости от сортовых особенностей, приемов возделывания и погодных условий;
Провести сравнительный анализ п роду їсти вности возделываемых и перспективных сортов озимой, яровой пшеницы и гречихи, а также определить оптимальное их размещение по различным природным зонам степного Поволжья с учетом требований к экологическим ресурсам;
Разработать оптимальные биологические, агротехнические, агрохимические и мелиоративные приемы и на их основе комплексы технологических приемов, обеспечивающих формирование высокопродуктивных агрофитоце-нозов озимой, яровой пшеницы и гречихи;
Оценить продуктивность и экологическую стабильность короткорота-ционных севооборотов чистый пар - озимая пшеница — гречиха - яровая пшеница в зоне черноземных почв и чистый пар - озимая пшеница (рожь) - яровая пшеница в зоне темно-каштановых почв степного Поволжья, а также разработать для них комплекс взаимосвязанных технологических приемов;
Дать биоэнергетическую и экономическую оценку приемов и технологий возделывания озимой, яровой пшеницы и гречихи.
Научная новизна исследований. Впервые на основе учета агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей сортов теоретически обоснованы и экспериментально разработаны комплексы технологических приемов, обеспечивающие формирование высокопродуктивных агрофитоце-нозов озимой, яровой пшеницы и гречихи в условиях богарного и орошаемого земледелия степного Поволжья,
Проведен подбор адаптивных сортов, установлены наилучшие предшественники и способы обработки почвы, рациональные сроки, способы посева, нормы высева, системы удобрений и режимы орошения для условий черноземных и темно-каштановых почв степного Поволжья, обеспечивающие наиболее полную реализацию потенциала продуктивности озимой, яровой пшеницы и гречихи. Заметную новизну представляют результаты изучения всех отмеченных выше важнейших агробиологических приемов с разных позиций -не только в разрезе повышения урожайности, но и в целях повышения качества зерна, а также экономного расходования ресурсов.
Впервые доказана высокая эффективность комплекса технологических приемов не только при возделывании отдельной зерновой культуры, но и для короткоротационных севооборотов чистый пар — озимая пшеница — гречиха — яровая пшеница в зоне черноземных почв; чистый пар — озимая пшеница
8 (рожъ) - яровая пшеница в зоне темно-каштановых почв степного Поволжья.
Также разработаны приемы управления продуктивностью орошаемых агрофи-
тоценозов озимой пшеницы, гречихи и яровой пшеницы.
Установлены количественные взаимосвязи между размерами отдельных вегетативных и генеративных органов растений в агрофито це позах озимой, яровой пшеницы и гречихи, а также между параметрами растений и посевов с одной стороны и почвенными, погодными факторами и агробиологическими приемами с другой. Эти данные явились основой для прогнозирования уровней продуктивности пшеницы и гречихи в зависимости от складывающихся условий вегетационного периода и применяемых приемов возделывания.
Практическая значимость работы. Разработаны научно-обоснованные комплексы технологических приемов возделывания, обеспечивающие в степной зоне Поволжья получение урожайности зерна озимой пшеницы 4 т/га на богаре и б т/га при орошении; яровой пшеницы - 3 и 4,5 т/га; гречихи - соответственно 1,8 и 2,8 т/га с хорошими показателями качества.
Рекомендуемые комплексы технологических приемов внедрены на площади более 2000 га в СХПК «Россия» Аткарского района, МТС «Тарханы» Саратовского района, КФХ «Долгова А.В.» Базарно-Карабулакского района, КХ «Захаркинское» Духовницкого района, ФХ «Преймака А.Н.» Советского района, ОПХ «Декабрист» Ершовского района и ряде других хозяйств Саратовской области. Прибавки урожайности по сравнению с существующими приемами составляют 0,25-0,60 т/га, обеспечивая увеличение чистого дохода на 400-800 рублей с I га. Высокие экономические показатели применения рекомендуемых технологий позволяют значительно поднять привлекательность и конкурентоспособность пшеницы и гречихи при формировании современной зональной структуры зерновых культур, повысить эффективность и стабильность отрасли растениеводства в засушливом степном Поволжье в современных условиях рыночных отношений.
Реализация результатов исследований. Разработанные комплексы технологических приемов возделывания озимой, яровой пшеницы и гречихи
вошли в ряд рекомендаций, справочников и учебных пособий: «Рекомендации
по возделыванию твердой и сильной яровой пшеницы в Саратовской области» (1993), «Справочник по орошаемому земледелию» (1994), «Агробиологические основы выращивания сельскохозяйственных культур» (1997, 2003), «Концепция развития агропромышленного комплекса Саратовской области до 2005 года» (2000), «Технология выращивания гречихи в Саратовской области» (2001), «Технологии возделывания сельскохозяйственных культур» (2003), «Основы научных исследований в агрономии» (2003), «Растениеводство» (2004) «Полевые культуры Поволжья» (2004), «Выращивание программированных урожаев сельскохозяйственных культур» (2004). Основные положения, выносимые на защиту:
закономерности фотосинтетической деятельности растений, формирования вегетативных органов, элементов продуктивности и показателей качества зерна различных сортов озимой, яровой пшеницы и гречихи в богарных и орошаемых условиях степного Поволжья;
агробиологическое обоснование сроков и способов посева, норм высева, выбора предшественников, приемов обработки почвы, доз удобрений и режимов орошения высокопродуктивных агрофитоценозов озимой, яровой пшеницы и гречихи в засушливой степной зоне;
интенсивные и ресурсосберегающие комплексы технологических приемов возделывания озимой, яровой пшеницы и гречихи для богарных и орошаемых условий черноземной и сухой степи Поволжья;
богарные короткоротационные севообороты: чистый пар-озимая пшеница - гречиха - яровая пшеница в зоне черноземных почв и чистый пар — озимая пшеница (озимая рожь) — яровая пшеница в зоне темно-каштановых почв степного Поволжья.
Особенности прохождения продукционного процесса пшеницы и гречихи в экологических условиях степного Поволжья
Возможности создания агрофитоценозов зерновых культур, дающих га рантированные и стабильные урожаи, объективно определяются существую щими экологическими ресурсами конкретного региона — наличием необходи мого количества света, тепла, влаги, почвенного плодородия и т. д. В то же время достижение наивысшего уровня продуктивности зависит не только от общего потенциала экологических ресурсов, а в большей степени - от соответ ствия динамики основных региональных экологических факторов биологиче ским требованиям конкретных зерновых культур по фазам вегетационного пе риода (Жуковский П.М., 1957; Федоров Н.И., 1980; Вавилов П.ГТ. и др., 1983, 1986; Губанов Я.В., Иванов Н.Н., 1988; Иванов &М„ 1997). . Выбранный для проведения исследований регион степного Поволжья характеризуется господством черноземных (засушливая черноземная степь) и каштановых (сухая степь) почв (Усов Н.И., 1948; Почвенная карта Саратовской области, 1958; 1989; Почвенно-географическое районирование СССР, 1962). Преобладающую часть региона степного Поволжья представляет Саратовская область, занимающая территорию в 100,2 тыс. км".
Для грамотного выбора направлений исследований по совершенствованию технологических приемов формирования высокопродуктивных агрофитоценозов пшеницы и гречихи в степном Поволжье необходим анализ соответствия экологических ресурсов биологическим требованиям культур.
Преобладание ясных малооблачных дней в степном Поволжье создает условия для поступления на земную поверхность большого количества сол печной энергии. Сумма фотосинтетически активной радиации (ФАР) за теплый период в регионе по многолетним данным составляет 2,5 млрд. ккал/га, что в несколько десятков раз превышает потребности растений.
Озимая, яровая пшеницы и гречиха предъявляют высокие требования к световому фактору. Однако на практике неограниченные ресурсы света используются этими культурами неэффективно — КПД ФАР составляет лишь 0,9-1,0%, что соответствует урожаям зерна на уровне 1,0-1,5 т/га. В то же время научные исследования показывают, что при аккумуляции лишь 2-3% ФАР урожаи зерновых культур Поволжье составляют 5,5-6,0 т/га и более (Но-сатовский А.Н., 1965; Федоров Н.И., 1980; Филин В.И., 1987; Шульмейстер К.Г., 1988; Заварзин А.И., 1994; Денисов Е.П., 1995). Теоретически же коэффициент использования ФАР может достигать 8-10%.
Считать причиной сильного расхождения теоретически возможного и фактического использования солнечной радиации зерновыми культурами в степном Поволжье недостаток влаги и питательных элементов в почве для формирования урожаев не совсем обоснованно. Передовые данные науки и практики однозначно показывают, что большие резервы повышения эффективности использования ФАР заключаются в совершенствовании зональных приемов технологий возделывания зерновых культур, регулирующих процесс фотосинтеза - в большой степени это касается оптимизации норм высева и доз вносимых удобрений, особенно в разрезе культур и сортов.
Потребности современных сортов озимой, яровой пшеницы и гречихи в тепле за период вегетации составляют 2000-2200С (Жуковский П.М., 1957; Вавилов П.П. и др., 1983, 1986; Захаров В.И., 1984; Губанов Я.В., Иванов Н.Н., 1988; Худенко М.Н., Шевцова Л.П., 2003). Это в 1,3-1,4 раза меньше фактических ресурсов тепла степного Поволжья, т. к. сумма активных температур воздуха выше +10С в регионе изменяется от 2400С на северо-западе до 3100С на юго-востоке. Такие условия благоприятны даже для возделывания на зерно таких теплолюбивых культур, как кукуруза, Сорго, рис.
Однако анализ сочетания имеющихся тепловых ресурсов с биологическими потребностями озимой, яровой пшеницы и гречихи по фазам вегетации показывает, что имеются существенные отрицательные ситуации, характерные именно для региона степного Поволжья.
У озимой пшеницы напряженным является осеннее - зимний период вегетации. Данные исследований многих авторов показывают, что в период появления всходов и начала кущения растений оптимальной является температура воздуха +12-14С. Затем для нормального прохождения осенней вегетации, полноценного кущения (3-4 побега) и хорошей подготовки к зиме (накопление более 18% Сахаров на сухое вещество в узле кущения) растениям озимой пшеницы необходимо, чтобы в течение 50 дней температура постепенно снижалась до 0С и даже минус 3-4С (Жуковский П.М., 1957; Носатовский Л.И., 1965; Яковлев И.И., 1966; Захаров В.И., 1984; Ковырялов Ю.П., 1986). В отдельные годы в регионе степного Поволжья отмечаются холодные осенние периоды с быстрым переходом к отрицательным температурам. Но в последнее время очень частыми стали теплые продолжительные осени, дающие озимым более 60 дней на подготовку к зиме. В такой ситуации для предотвращения перерастания озимых необходима корректировка сроков посева.
Урожай озимой пшеницы в значительной мере зависит от условий перезимовки растений. Зима на территории степного Поволжья холодная и продолжительная. Среднемесячная температура января и февраля ниже минус 10С. В отдельные холодные годы температура зимой может опускаться до -44С. При этом вероятность гибели озимой пшеницы от морозов, например в Саратовской области, составляет 2-3 раза в 10 лет.
Особенности погодных условий в годы проведения исследований
Период исследований охватывал годы с различным сочетанием температуры, количества осадков и относительной влажности воздуха (табл. 1-3).
Весенний период 1981 года был прохладным, количество осадков равнялось среднемноголетней норме (106,3 мм). Однако вегетационный период был жарким, засушливым и крайне неблагоприятным для яровой пшеницы - температуры июня-августа превышали норму на 2,3-3,3С, а количество осадков составило 97,7 мм при норме 140 мм.
Весна 1982 года была теплой, количество осадков за март — май превысило средне многолетнюю норму (112,7 мм). По общему количеству осадков 1982 год был средне обеспеченным и хотя в целом для зерновых культур условия были благоприятными, но на уровень продуктивности яровой пшеницы некоторое отрицательное влияние оказала атмосферная засуха во время формирования, налива и созревания зерна (июнь-июль).
Погодные условия 1983 года характеризовались умеренными температурами и средним количеством осадков, что в целом было благоприятно для развития растений зерновых культур. Весной 1983 года (март— май) осадков выпало почти в 1,5 раза больше средней многолетней нормы (144 мм). Но вегетационный период был средне засушливым для растений яровой пшеницы с несколько неравномерным распределением осадков и среднесуточными температурами близкими к среднемноголетней норме.
Вегетационный период 1984 года по сумме осадков, их неравномерному распределению характеризовался как острозасушливый. Вследствие высоких значений дефицита влажности воздуха создавались крайне неблагоприятные условия для роста и развития растений яровой пшеницы. Жаркая, сухая погода ускоряла прохождение фенологических фаз растений, они быстро созревали, продуктивность колоса падала.
За зимний период 1984-1985 гг. (декабрь-февраль) выпало большое количество осадков - 157,5 мм или 151% нормы, что обеспечило к концу зимы хороший снеговой покров. Погодные условия вегетационного периода 1985 года были на уровне среднемноголетних значений и относительно благоприятными для роста и развития яровой пшеницы.
Период весенне-летней вегетации 1986 года характеризовался как засушливый. Температура воздуха превышала среднемноголетние значения на 1,б-2,0С в период роста и развития яровой пшеницы. За время вегетации выпало 80 мм осадков или всего 58% от нормы, причём большая их часть пришлась на начало и конец вегетации.
Хотя в мае-июне 1987 года отмечалась жаркая погода - среднесуточная температура воздуха превысила многолетние значения на 1,7-2,8С, но постоянно выпадающие осадки обеспечили получение дружных и равномерных всходов яровой пшеницы. В целом вегетационный период 1987 года был благоприятным для развития растений.
Начало 1988 года было благоприятным - за зиму и весну выпало 276,8 мм осадков при средне многолетней норме 268 мм. Однако период вегетации яровой пшеницы 1988 года был засушливым - осадки выпадали неравномерно, температур воздуха была высокой. Особенно напряженным был июнь - температура воздуха превышала среднемноголетнюю на 5,4С, а осадков выпало 12,2 мм при месячной норме 45 мм.
Погодные условия 1989 года благоприятствовали развитию яровой пшеницы. Период вегетации 1989 года был хорошо обеспеченным влагой - за апрель-август выпало 272 мм осадков при норме 212 мм. Температура воздуха была на уровне среднемноголетней, лишь в июне - на 2,8С выше. Относительная влажность воздуха превышала норму на 2-8%.
Погодные условия 1989-1990 сельскохозяйственного года были благоприятными. Перезимовка озимой пшеницы прошла хорошо. За весенне-летнюю вегетацию озимой и яровой пшеницы выпало 345,7 мм осадков или 163% к средн ємного летнему показателю. Температура воздуха была на 1-3С ниже среднемноголетних данных. Относительная влажность воздуха была выше среднемноголетней на 2-17%.
Хотя условия осенне-зимнего периода 1990-1991 гг. способствовали хо рошей перезимовке растений озимой пшеницы, но весенне-летняя вегетация зерновых культур проходила в острозасушливых условиях. За апрель-август 1991 года выпало 182,3 мм осадков или всего 86% нормы, но больше полови ны их выпало в апреле и в августе. В то же время в мае-июле при недостатке осадков отмечался высокий температурный режим: в мае на 1,8С выше нор мы, июне - на 3,1С, июле - на 1,3С. Относительная влажность воздуха была ниже нормы на 2-4%. В осенне-зимний период 1991-1992 гг. при недостатке снежного покрова и низких температурах в декабре и феврале отмечалась значительная гибель растений озимой пшеницы при перезимовке (40-50%). Весенне-летний период вегетации 1992 года был средне обеспеченным влагой. При количестве осадков близком к многолетней норме -176 мм, наблюдался умеренный тепловой режим - температура воздуха даже в июне-июле не превышала 20С. Влажность воздуха была близка к норме.
Погодные условия осени и зимы 1992-1993 гг. соответствовали средне-многолетним показателям и обеспечили удовлетворительную перезимовку растений озимой пшеницы. В вегетационный период 1993 года выпало большое количество осадков - 231,4 мм (109%). Температура воздуха была ниже среднемноголетних показателей, а относительная влажность воздуха - выше. Такой комплекс погодных данных способствовал хорошему росту и развитию растений зерновых культур.
Установление нормы высева яровой пшеницы для условий степных черноземных и темно-каштановых почв
Важнейшим теоретическим и практическим вопросом современного растениеводства является дифференциация норм высева полевых культур для конкретных почвенно-климатических условий и- приемов возделывания. Особенно это важно для региона степного Поволжья, где ресурсы влаги в большинстве лет лимитированы для растений и поэтому с решения этой проблемы были начаты наши исследования в богарных условиях.
Исследования нормы высева яровой пшеницы, проведенные в зоне черноземной степи Поволжья на опытном участке СХПК «Россия» Аткар-ского района Саратовской области показали, что она оказывает заметное влияние на процесс формирования элементов структуры посевов. Так, в среднем за 1988-1994 гг. при повышении нормы высева с 2 до 5 млн. всхожих семян на 1 га полевая всхожесть семян снижалась у сорта яровой твердой пшеницы Светлана с 85,5 до 83,0% и у сорта яровой мягкой пшеницы Саратовская 46 с 88,5 до 84,8%; сохранность растений к уборке - соответственно с 87,7 до 84,1% и с 89,3 до 85,8% (табл. 4). Несмотря на это число растений к уборке возрастало у сорта Светлана со 150 до 349 шт/м " и у сорта Саратовская 46 со 158 шт/м" до 364 шт/м"; число продуктивных стеблей, даже при уменьшении продуктивного кущения - с 242 до 375 шт/м" и с 307 до 437 шт/м".
Среди вегетативных органов отмечалось некоторое снижение высоты растений — с 92 до 85 см у сорта Светлана ис80до74сму сорта Саратовская 46. Но наблюдения за площадью листьев в момент максимума в конце, коло-шения показали, что она возрастала с 19,5 до 41Д тыс. м"/га у сорта Светлана и с 20,5 до 41,9 тыс. м2/га у сорта Саратовская 46. Увеличивалось и накопление сухой надземной биомассы растений в посеве: с 4,22 до 6,63 т/га и с 5,76 до 7,85 т/га и соответственно по изучаемым сортам.
Происходящее при повышении нормы высева увеличение числа продуктивных стеблей на единице площади сказалось на формировании элементов колоса яровой пшеницы. Все показатели снижались у обоих сортов, в том числе и такие важные, как число продуктивных колосков в колосе—с 13,1 до 12,4 шт. у сорта Светлана и с 14,3 до 13,5 шт. у сорта Саратовская 46; число зерен в колосе - соответственно с 21,0 до 19,8 шт. и с 23,1 до 21,8 шт.; масса 1000 зерен - соответственно с 35,2 до 34,6 г. и с 34,4 до 33,0 г.; масса зерна с 1 колоса - соответственно с 0,71 до 0,68 г. и с 0,77 до 0,68 г. (табл. 5).
Проведенными многолетними исследованиями установлено, что при возделывании яровой пшеницы на обыкновенных черноземах степного Поволжья наибольшую урожайность зерна обеспечивает норма высева 4,0 млн. всхожих семян на 1 гектар — в нашем опыте 2,55 т/га у сорта твердой пшеницы Светлана и 3,08 т/га у сорта мягкой пшеницы Саратовская 46 в среднем за 1988-1994 гг. (табл. 6). При этом элементы продуктивности не были наивысшими, но отмечалось оптимальное их сочетание: число продуктивных стеблей - по среднемноголетним данным 375 шт./м" у сорта Светлана и 410 шт./м"у сорта Саратовская 46, а масса зерна с 1 колоса - соответственно 0,70 и 0,75 г по изучаемым сортам. При норме высева 4,5 млн. всхожих семян на 1 гектар в отдельные годы отмечались прибавки урожайности зерна в 0,01-0,05 т/га по сравнению с 4 млн., но они не достоверны и не перекрывают дополнительных затрат. При норме высева 5,0 млн. всхожих семян на 1 гектар наблюдается некоторое снижение урожайности обоих сортов. Наилучшим по качественным показателям зерна в среднем за 1988-1994 гг. проявил себя сорт яровой твердой пшеницы Светлана при нормах высева 2,0-4,0 млн. всхожих семян на 1 гектар: натура - 766-770 г/л, стекловидность -88-89%, содержание сырой клейковины - 28,3-28,5%, качество клейковины - I группа (табл. 7). Хорошие показатели качества зерна также в интервале норм высева 2,0-4,0 млн. всхожих семян на 1 гектар имел и изучаемый сорт яровой мягкой пшеницы Саратовская 46: натура - 756-759 г/л, стекловидность — 67-68%, содержание сырой клейковины - 32,2-32,5% и по качеству клейковины зерно соответствовало I группе.
Закономерности формирования густоты стояния растений высокопродуктивных неорошаемых посевов озимой пшеницы
Оптимизация густоты стояния растений в посевах озимой пшеницы является ведущим фактором определяющим наилучшее их развитие в течение вегетации. Только при оптимальном числе растений на единице площади можно одновременно получить весь комплекс показателей высокопродуктивного агрофитоценоза: мощно развитую корневую систему, полноценный фото-синтетизирующий аппарат, хорошо выполненный колос, наивысшую урожайность и высокое качество зерна. Важнейшими приемами регулирования густоты стояния растений и продуктивного стеблестоя озимой пшеницы являются норма высева, способ и срок посева.
Регулирование нормы высева в зоне темно-каштановых почв сухо-степного Поволжья (опытный участок совхоза Майского пленума Марксов-ского района Саратовской области) показало заметное влияние этого приема на формирование элементов продуктивности озимой пшеницы.
Оптимальное прохождение фенологических фаз растениями озимой пшеницы отмечалось при нормах высева 3,0-4,0 млн. всхожих семян на 1 .га. Применение более высоких норм высева вызывает сокращение продолжительности фенологических фаз по нашим наблюдениям вследствие существенных различий в влагообеспечении. Так, при наилучших в опыте условиях обеспечения влагой на вариантах с нормами высева 3,0-4,0 млн. всхожих семян на 1 га влажность метрового слоя почвы плавно снижалась с 92%НВ весной до 69-73%НВ к началу созревания и до 57-60%НВ к фазе полной спелости зерна. Значительно хуже были условия увлажнения при нормах высева 4,5-5,0 млн. всхожих семян на 1 га - хорошее обеспечение влагой наблюдалось только до начала созревания зерна: влажность постепенно снижалась с 91-92 до 61 64%НВ. Но в период созревания зерна влажность почвы была очень низкой и к уборке опустилась до 50-53%НВ. Такой уровень увлажнения неблагоприятен для формирование высокого урожая (табл. 44).
Самые высокие биометрические показатели были при нормах высева 4,0-5,0 млн. всхожих семян на 1 га: высота растений - 77-80 см; площадь листьев - 31,0-32,6 тыс. м7га; сухая надземная биомасса - 7,55-8,74 т/га. На вариантах с малыми нормами высева - 3,0-3,5 млн. всхожих семян на 1 га - показатели роста были ниже: высота растений - 75-77 см; площадь листьев - 25,4-28,1 тыс. м7га; сухая надземная биомасса - 5,48-6,68 т/га.
Наивысшая полевая всхожесть семян озимой пшеницы в условиях зоны каштановых почв сухой степи Поволжья была на вариантах с нормами высева 3,0 - 4,5 млн. всхожих семян на 1 га — 81,3-82,7%. При норме высева 5 млн. отмечено ее некоторое снижение — до 80,0% (табл. 45).
Увеличение нормы высева озимой пшеницы в сухостепной зоне Саратовского Заволжья приводит к уменьшению осенней массы 1 растения и сни жению его устойчивости при перезимовке. В нашем опыте перезимовка растений составила 88,6-89,3% при нормах 3,0-4,0 млн. всхожих семян на 1 га, а при норме 5 млн. она снизилась до 85,8% (табл. 46).
Анализ формирования продуктивного кущения озимой пшеницы Донская безостая в сухостепной зоне Поволжья показывает, что число продуктив-ных стеблей увеличивается с 360 шт./м" при норме высева 3,0 млн. до 383 шт./м" при норме высева 4,5 млн. всхожих семян на 1 га, но коэффициент продуктивного кущения снижается с 1,82 до 1,38 (табл. 47).
По полученным данным масса зерна с 1 колоса была наибольшей при нормах высева 3,0-4,5 млн. всхожих семян на l.ra - 0,80-0,85 г. Она заметно снижается при норме 5,0 млн. - до 0,75 г. В целом наилучшее соотношение элементов продуктивности и наибольшая величина урожайности зерна на темно-каштановых почвах сухостепного Поволжья получены при посеве озимой мягкой пшеницы Донская безостая нормой высева 4,0 млн. всхожих семян на I га - при густоте продуктивных стеблей 335 шт./м2 и массе зерна с 1 колоса 0,85 г урожайность зерна составила 3,22 т/га в среднем за три года (табл. 48). При более высоких нормах высева заметно уменьшалась масса зерна с одного колоса - до 0,75 г на пятом варианте. При малых нормах высева урожайность зерна также была небольшой, так как при большой массе зерна в одном колосе (0,80—0,83 г) густота посева была невысокой.
Похожие диссертации на Формирование высокопродуктивных агрофитоценозов пшеницы и гречихи на черноземных и каштановых почвах Поволжья
