Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В БОГАР- 10
НОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ
2 УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИС- 19
СЛЕДОВАНИЙ
2.1. Краткая почвенная и агрометеорологическая характеристика 19
района исследований
Климатические условия Нижнего Поволжья 21
Водно-физические и агрохимические свойства светло- 24
2.2. 2.3.
2.4. 3.
каштановых почв
Агротехника яровых зерновых культур в опыте 26
Метеоусловия в годы проведения исследовательских работ 30
(2004-2006 гг.).....
Исходный материал и методика исследований 33
РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНИТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ БИОЛОГИ- 35 ЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗОНЕ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
3.1. Продолжительность вегетационного периода 35
Продолжительность периода «посев-всходы» 36
Продолжительность межфазного периода «всходы-выход в 38
трубку»
Продолжительность периода «выход в трубку-колошение» 41
Продолжительность межфазного периода «колошение- 43 созревание»
Продолжительность межфазного периода «всходы- 46 созревание»
3.2. Устойчивость яровой пшеницы к болезням и вредите- 51
лям .
4. АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ
СРЕДЫ НА УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИ
ЦЫ 53
4.1. Водообеспечение яровой пшеницы по периодам вегетации 53
Биологическая активность светло-каштановых почв 61
Полевая всхожесть. Сохранность растений к уборке 64
Фотосинтез яровой пшеницы 68
Динамика формирования площади листовой поверхности 79
Формирование фотосинтетического потенциала посевов 83
5. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЗЕРНОВОЙ ПРОДУК
ТИВНОСТИ И ЕЕ ЭЛЕМЕНТОВ У СОРТООБРАЗЦОВ ЯРО-
ВОЙПШЕНИЦЫ 87
Длина, плотность колоса и число колосков 87
Масса зерна с колоса и 1000 зерен 94
Число зерен в главном колосе 100
Урожайность яровой пшеницы в зависимости от способа обработки семян JQ-3
6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ
ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В БОГАРНЫХ УСЛОВИЯХ НИЖНЕГО
ПОВОЛЖЬЯ 116
Выводы 118
Предложения производства 120
Список литературы 121
Приложения 134
Введение к работе
Пшеница - наиболее важная зерновая культура. Она даёт 30% мирового производства зерна. Популярность пшеницы объясняется целым рядом уникальных свойств, и прежде всего, высокой питательной ценностью и усвояемостью. Сухое зерно обладает хорошей лежкостью и может транспортироваться на большие расстояния. Пшеница имеет большую экологическую нишу распространения и высокую пластичность, а также высокий коэффициент размножения.
Зерно мягкой пшеницы является основным сырьем для мукомольной и хлебопекарной промышленности. Остатки от помола идут в виде отрубей в корм сельскохозяйственным животным, зародыши - для выработки витамина Е, а также для производства растительного белка и масла.
Индустриально развитые страны постоянно уделяют большое внимание увеличению производства зерна пшеницы, т.к. пшеница является не только ценным пищевым продуктом, но и источником высокого дохода.
В мире площади под пшеницей занимают около 250 млн.га, в Российской Федерации около 25 млн.га.
Основными экспортерами зерна пшеницы являются Канада, США, Аргентина, Франция и Германия, частично Китай и Россия. Россия завозит фуражное зерно, но нередко и продовольственное.
По данным ФАО (1988), зерна, особенно продовольственного производится недостаточно и от голода и недоедания страдает более 500 млн. человек. Спрос на мировых рынках постоянно возрастает. По их оценке, тенденция к увеличению спроса сохранится и в будущем.
При оптимальном решении зерновой проблемы потребность Астраханской области в зерне составляет 1500 тыс. тонн. Для приготовления муки требуется 450 тыс. тонн продовольственной пшеницы и 35-40 тыс. тонн ржи. Потребность в ячмене и овсе составляет 300 тыс. тонн. Для кормовых целей зерно используют в количестве 550-600 тыс. тонн, на семена - 200 тыс. тонн.
Несмотря на важное народнохозяйственное значение пшеницы в настоящее время производство высококачественного зерна остается на низком уровне. Причиной этого является отсутствие новых высокоурожайных с хорошим качеством сортов, недостаточная изученность биологических особенностей культуры в конкретных почвенно-климатических условиях, а также нарушение технологии ее возделывания, в том числе таких агротехнических приемов как сроки посева и уборки. Это особенно важно для получения высококачественного зерна продовольственной пшеницы. Решения проблемы, зависит от приспособленности сортов к различным почвенно-климатическим зонам области, а также от характера агрометеорологических условий.
На современном этапе наиболее эффективным средством повышения урожайности и качества зерна должны стать рациональные технологии. Основная цель их - реализация потенциальной продуктивности растений с учётом биологических особенностей и обеспечения их необходимыми жизненными факторами. Интенсивные технологии приобретают в настоящее время приоритетное значение в увеличении производства зерна и повышении его качества. Опыт использования бельгийской и западногерманской технологий в промышленно -развитых странах Европы свидетельствует об их больших возможностях. Так, их применение в 1993 г. позволило повысить среднюю урожайность всех зерновых культур и озимой пшеницы в Великобритании соответственно до 5,42 и 6,42 т/га, во Франции - до 4,95 и 5,13 т/га, в ФРГ - до 4,56 и 5,44 т/га, в ЧСР - до 4,41 и 5,29 т/г; в 1995 г. урожайность пшеницы составила во Франции 6,01 т/га, в Великобритании 6,16 и/га, в Бельгии 5,75 т/га и в Нидерландах 6,65 т/га. В последние годы двадцатого века интенсивные технологии выращивания зерновых культур получили значительное распространение в нашей стране. Благодаря внедрению интенсивных технологий, средняя урожайность озимой пшеницы (по данным Госкомстата) в ряде областей Украины в 1986 г. превысила 4,0 т/га. В 1986 г. в СССР озимые культуры по интенсивной технологии высевались почти на 17млн.га.
Наглядным примером интегрального подхода является работа, выполненная R. Fischer (1926). Им взят курс на повышение урожайности зерновых культур не за счет увеличения доз минеральных удобрений и затрат других материальных ресурсов, а за счет совершенствования технологии возделывания. Разработанная авторами система включает следующие элементы: коренное улучшение селекции и семеноводства, внедрение высокопродуктивных сортов, гибридов, освоение научно обоснованных севооборотов, совершенствование структуры посевных площадей, повышение эффективности вносимых удобрений и средств защиты от вредителей и болезней, укрепление трудовой и технологической дисциплины. Интегральный подход к изучению процессов формирования урожая и решению технологических вопросов применительно к озимой пшенице очень важен и необходим.
В ряде стран Западной Европы получило распространение, так называемое, биологическое альтернативное, органобиологическое, экологическое, натуральное земледелие, в котором полностью или в значительной степени исключено использование минеральных удобрений, пестицидов, ретардантов, а главное внимание уделяется системе севооборотов, использованию растительных остатков, навоза и органических отходов животноводства, зеленых удобрений; механическим обработкам, биологическим методам защиты растений, В Австрии Федеральным министерством здравоохранения и охраны окружающей среды впервые в мире узаконено биологическое производство продуктов питания. Во Франции такая система земледелия используется на площади 900 тыс. га, в Англии - на 13 тыс.га. Биологическая система земледелия способствует защите почвы от эрозии и обеспечивает довольно высокий уровень почвенного плодородия, благодаря насыщению севооборота бобовыми культурами. Эта система, по сравнению с существующими, менее энергоемкая, она создает более благоприятные экологические условия. Однако при использовании такой системы земледелия на 10-50% снижается урожайность, повышается себестоимость продукции, снижается производительность труда, уменьшается содержание фосфора и калия в почве. По-видимому, решение проблемы заключается в
7 научно обоснованном соединении «биологического» и «химизированного» земледелия, т.е. в земледелии с интегрированной системой защиты растений, комплексной системой обработки почвы, научно обоснованными севооборотами и оптимальной системой удобрений.
Таким образом, лозунг «высокий урожай любой ценой» для интенсивной технологии не подходит. Высокий урожай - да, но только с высоким качеством продукции, с повышением плодородия почвы, с понижением затрат добавочной энергии (Пруцков, 1982; Ремесло, Животков, Дворянкин и др., 1984). Разработке именно таких технологий возделывания яровой пшеницы на основе конкретной информации о ресурсах влаги, тепла, продуктивности сорта, различных видов удобрений и посвящена данная работа.
Актуальность темы. В современных экономических условиях перед агропромышленным комплексом нашей страны поставлена задача: на основе рациональной интенсификации сельскохозяйственного производства, повышения его эффективности, максимальной экономии всех ресурсов обеспечить дальнейший рост урожайности и устойчивости валовых сборов сельскохозяйственной продукции.
Экологизация сельскохозяйственного производства приобретает все большее значение в связи с глобальными нарушениями процессов круговорота основных биогенных элементов в искусственных агроценозах. При этом не только усиливается загрязнение окружающей среды, но и возрастает энергоемкость производимой продукции за счет нерационального применения агрохимикатов (Zheng Youlianing, 1993)
В России (как и во многих других странах) ситуация усугубляется надвигающимися энергетическим кризисом, крайней нестабильностью в обеспечении сельского хозяйства ресурсами (в том числе и минеральными удобрениями и средствами защиты растений).
В этой связи широкое использование бактериальных препаратов приобретает все большую актуальность и, являясь одним из основных звеньев экологизации сельскохозяйственного производства, позволяет получать высокие, ста-
8 бильные урожаи, обеспечивая при этом воспроизводство почвенного плодородия. Кроме того, перспективным является поиск и практическое использование новых микроорганизмов с полифункциональными свойствами, которые могут помочь растениям реализовать их потенциальную продуктивность и повысить их адаптивные свойства (Patterson, F., 1975).
В условиях Нижнего Поволжья яровая пшеница занимает значительное положение среди зерновых культур. Однако погодные условия региона и несовершенство технологий возделывания не позволяют в настоящее время наиболее полно реализовать ее биологические возможности и сделать производство более рентабельным. Дальнейшие совершенствование технологий возделывания яровой пшеницы тесно связано с химизацией сельского хозяйства. Производство и использование новых препаратов химического и биологического происхождения открывают новые возможности влияния на продукционный процесс культурного растения.
Цель и задачи исследований: на основе комплексного изучения сортов яровой пшеницы установить влияние минеральных и бактериальных удобрений на рост, развитие и продуктивность растений пшеницы в условиях аридного земледелия. Для достижения поставленной цели предусматривалась решить следующие задачи:
изучить влияние удобрений на продолжительность вегетационного периода яровой пшеницы;
изучить образцы яровой пшеницы по важнейшим биологическим и хозяйственно ценным признакам;
изучить влияние минеральных и бактериальных удобрений на продуктивность и качества яровой пшеницы;
изучить особенности роста и развития различных сортов яровой пшеницы при различных способах обработки семян и определить динамику показателей их фотосинтетической деятельности: площадь листьев, фотосинтетический потенциал;
изучить влияние бактериальных и минеральных удобрений на формирование элементов структуры урожая различных сортов яровой пшеницы;
дать экономическую оценку различных сортов яровой пшеницы в зависимости от способа обработки семян.
Научная новизна. Впервые в условиях Нижнего Поволжья на светло-каштановых почвах проведены комплексные исследования яровой пшеницы различного эколого-географического происхождения. Изучено влияние минеральных и бактериальных удобрений на урожайность и качества зерна, доказана эффективность применения этих удобрений.
Практическая значимость заключена в научном обосновании и экспериментальном подтверждении экономической целесообразности применения минеральных, бактериальных удобрений и природного материала бишофита в посевах яровой пшеницы в условиях светло-каштановых почв Нижнего Поволжья. Внедрение разработок позволяет повысить продуктивность яровой пшеницы на 0,2 т/га.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на Международных научно-практических конференциях Прикаспийского НИИ аридного земледелия (ПНИИАЗ 2003-2006 гг.), ежегодно на заседаниях ученого совета института, на научно-практической конференции (Астрахань 2003 г.), на конференции молодых ученых (Волгоград 2006 г.).
Структура и объем диссертации: диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, списка литературы и приложений. Работа изложена на 142 страницах компьютерного текста, включает 30 таблиц, 7 рисунков, 6 фотографий, 8 приложений. Список литературы содержит 132 источника, из них 12 иностранных. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 научных статей.
