Содержание к диссертации
С.
1 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ
ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ, КУКУРУЗЫ НА ЗЕРНО И
ПОДСОЛНЕЧНИКА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) ....
1.1 Влияние условий и приемов выращивания на рост,
развитие и продуктивность озимой пшеницы ....
1.2 Влияние условий и приемов выращивания на рост,
развитие и продуктивность пропашных культур
Влияние условий и приемов выращивания кукурузы и подсолнечника на плодородие почвы ....
Влияние агрометеоусловий, удобрений и
средств защиты растений на продуктивность кукурузы
1.2.3 Влияние агрометеоусловий, удобрений и средств
защиты растений на продуктивность подсолнечника .
1.3 Влияние комплекса агротехнических приемов на продуктивность
озимой пшеницы, кукурузы на зерно и подсолнечника
в зернотравяно-пропашном севообороте .
2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Почвенно-климатические условия .
Схема опыта и методика исследований
Агротехника в опытах . 2.3 Л Кукурузы на зерно
Подсолнечника .
Озимой пшеницы .
3 ОСОБЕННОСТИ РОСТА, РАЗВИТИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ
УРОЖАЙНОСТИ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ ТЕХНОЛОГИЙ ИХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ....
3.1 Рост, развитие и продуктивность озимой пшеницы
Продолжительность межфазных и вегетационного периодов озимой пшеницы .....
Динамика густоты стояния и биометрические показатели растений озимой пшеницы .....
Фото синтетическая деятельность посевов и накопление сухой массы растениями озимой пшеницы . . . . 162
Содержание основных элементов питания в растениях
озимой пшеницы. . . . . . . . 197
3.1.5 Фитосанитарное состояние агроценоза озимой пшеницы . 214
Засоренность посевов озимой пшеницы . . . 214
Болезни и вредители озимой пшеницы . . . 220
3.1.6 Продуктивность растений и качество зерна озимой пшеницы 234
Структура урожая озимой пшеницы . . . 234
Урожайность озимой пшеницы .... 246
Качество зерна озимой пшеницы .... 279
3.2 Рост, развитие и продуктивность кукурузы .... 288
3.2.1 Даты наступления фенофаз и продолжительность
межфазных периодов ....... 288
Густота стояния и высота растений кукурузы . . . 296
Фотосинтетическая деятельность посевов кукурузы и накопление сухого вещества растениями. . . . 303
Содержание основных элементов питания
в растениях кукурузы . . . . . . . 326
Засоренность посевов кукурузы ..... 343
Вредители и болезни растений кукурузы .... 348
Продуктивность растений кукурузы и качество зерна. . 353
3.3 Рост, развитие и продуктивность подсолнечника в зависимости
от технологии возделывания . . . . . . . 392
3.3.1 Фенологические и биометрические показатели роста,
развития и продуктивности растений подсолнечника. . 392
Фотосинтетическая деятельность посевов и накопление биомассы растениями подсолнечника .... 403
Содержание основных элементов питания в растениях подсолнечника ........ 427
Засоренность посевов подсолнечника .... 438
Вредители и болезни подсолнечника .... 442
3.3.6 Продуктивность растений и масличность семян подсолнечника 450
4 ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ
ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИХ И АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ПОЧВЫ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА КУКУРУЗА НА ЗЕРНО -
ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА - ПОДСОЛНЕЧНИК - ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА 493
4.1 Изменение водно-физических свойств и
агрегатного состава почвы ....... 493
4.2 Изменение гумусного состояния и физико-химических
показателей почвы . . . . . . . . 513
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
ПРОДУКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА
КУКУРУЗА НА ЗЕРНО - ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА -
ПОДСОЛНЕЧНИК-ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА 537
ВЫВОДЫ 559
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 574
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .... 576
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение к работе
Актуальность темы. Сельское хозяйство является одной из базовых отраслей российской экономики, на его долю приходится шестая часть внутреннего валового продукта. Краснодарский край является ведущим регионом по производству зерна озимой пшеницы, кукурузы и семян подсолнечника. Здесь размещается более 1 млн. га посевов озимой пшеницы, 270-320 тыс. га зерновой кукурузы и около 500 тыс. га подсолнечника.
С начала 90-х годов в связи с переходом к рыночной экономике в большинстве хозяйств края наблюдается деинтенсификация технологий возделывания полевых культур. Существенно снижается применение как органических, так и минеральных удобрений. Так, в 1990 г. их вносилось под озимую пшеницу соответственно 5,6 т и 241 кг д. в. на 1 га, под кукурузу -
и 204 и подсолнечник- 2,2 и 103, а в 1998 г. - под озимую пшеницу -1,9 и 98 , кукурузу - 1,6 и 17 и подсолнечник - 0,2 т и 8,2 кг д.в. на 1 га. Наблюдающийся дисбаланс между поступлением и выносом элементов питания способствует падению почвенного плодородия: содержание гумуса снизилось с 4,0% в 1990 г. до 3,8% в 2003 г. Эти явления и нарушение сроков и качества выполняемых агроприемов привели к значительному снижению урожайности, прежде всего, основной продовольственной культуры края -озимой пшеницы - с 56,4 в 1990 г. до 30,3 ц/га в 1998 г., а также кукурузы - с
до 13,3 ц/га и подсолнечника-с 23,7 до 12,4 ц/га.
В сложившихся рыночных отношениях многие хозяйства не в состоянии в точности соблюдать существующие технологии возделывания, что влечет за собой не только снижение урожайности культур, но и ухудшение фитосанитарной и экологической обстановки на полях. Наличие таких негативных явлений в АПК Краснодарского края потребовало разработки новых альтернативных ресурсосберегающих технологий возделывания ведущих культур и совершенствования существующих.
Основой новых технологий, базирующихся на принципах биологиза-ции, максимального энерго- и ресурсосбережения, сохранения и повышения плодородия почвы, охраны окружающей среды, а также высокой доходности, должно стать формирование высокопродуктивных агрофитоценозов, в которых предлагаемые агротехнологии удовлетворяли бы основным требованиям культур к факторам внешней среды. Поскольку любая агротехноло-гия возделывания культур имеет определенный предел продуктивности растений, возникла необходимость в разработке параметров биологических моделей посевов, обеспечивающих конкретные уровни урожайности.
Внедрение альтернативных технологий в производство на данном этапе развития является актуальным. Оно будет способствовать повышению продуктивности пашни с учетом экологических факторов, использованию только тех технологий, которые могут дать наилучшие результаты в зависимости от агроландшафта, его состояния, системы удобрения, интегрированной защиты растений от вредителей, болезней и сорняков и других агро-приемов применительно к конкретным условиям каждого поля. Это позволит не только реализовать высокую продуктивность новых интенсивных сортов озимой пшеницы, выращиваемых после поздних пропашных предшественников, и высокопродуктивных гибридов кукурузы и подсолнечника, но и стабилизировать по годам урожайность этих культур при высоком качестве и конкурентоспособности продукции.
Цель и задачи исследований. Цель работы — научно обосновать и разработать для хозяйств с различным экономическим потенциалом перспективные с максимальным уровнем ресурсо- и энергосбережения альтернативные технологии возделывания кукурузы на зерно, подсолнечника, а также озимой пшеницы, размещаемой после этих предшественников, на выщелоченном черноземе Западного Предкавказья. Кроме того, необходимо установить оптимальные параметры технологии, обеспечивающей получение запланированного урожая, сохранение и воспроизводство почвенного плодородия, охрану окружающей среды.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
изучить особенности роста, развития и продуктивности культур в звене севооборота кукуруза на зерно - озимая пшеница — подсолнечник -озимая пшеница в зависимости от изучаемых технологий и их элементов: норм удобрения, уровня плодородия почвы и способов ее основной обработки, системы защиты растений во взаимосвязи с агрометеорологическими условиями;
исследовать влияние фотосинтетической деятельности посевов на продуктивность полевых культур в зависимости от изучаемых технологий их возделывания; динамику содержания макроэлементов в растениях и возможность их использования в растительной диагностике и при прогнозе урожайности;
оценить фитосанитарное состояние агроценозов озимой пшеницы, кукурузы и подсолнечника в зависимости от технологий их возделывания. Установить возможность снижения пестицидной нагрузки в посевах за счет ограничения использования химических и увеличения объемов применения биологических средств защиты растений от вредителей и болезней;
определить количественные критерии зависимости биометрических показателей растений, фото синтетической деятельности, элементов структуры урожая, урожайности и качества продукции от метеоусловий и изучаемых элементов технологий возделывания культур; разработать биологические модели посевов и выявить оптимальные параметры агрометеорологических условий, обеспечивающих различные уровни урожайности озимой пшеницы, кукурузы на зерно и подсолнечника;
исследовать действие изучаемых технологий и составляющих их элементов, а также определить долю их влияния на урожайность и технологические качества зерна озимой пшеницы, кукурузы и семян подсолнечника;
изучить влияние различных технологий возделывания на изменение содержания органического вещества, физико-химических, водно-физических
свойств и агрегатного состава почвы в звене севооборота кукуруза на зерно -озимая пшеница - подсолнечник - озимая пшеница;
- определить влияние альтернативных технологий возделывания на
продуктивность, экономическую и энергетическую эффективность изучае
мого звена севооборота;
— на основании полученных данных предложить производству альтер
нативные ресурсе— и энергосберегающие технологии возделывания озимой
пшеницы, кукурузы на зерно и подсолнечника на выщелоченном черноземе
Западного Предкавказья,
Научная новизна заключается в разработке для хозяйств с разным уровнем экономического развития альтернативных технологий возделывания озимой пшеницы, кукурузы на зерно и подсолнечника, базирующихся на принципах биологизации, экологизации, ресурсо- и энергосбережения, сохранения почвенного плодородия.
Впервые теоретические и практические положения системы управления формированием урожая и качества продукции озимой пшеницы, зерновой кукурузы и подсолнечника путем оптимизации норм удобрения, системы защиты растений, способов основной обработки почвы при различных уровнях плодородия выщелоченного чернозема Западного Предкавказья разработаны на основе исследований в многофакторных комплексных опытах с учетом требований культур.
На базе проведенных исследований впервые разработаны агроэкологи-ческие модели урожайности для озимой пшеницы, кукурузы на зерно и подсолнечника, включающие биологические параметры растений в сочетании с показателями агрометеорологических условий.
Установлено, что путем разового внесения больших норм органических удобрений можно сохранить и повысить плодородие почвы в звене севооборота, улучшить ее физико-химические и агрофизические свойства. Показана возможность получения высокого урожая зерна озимой пшеницы с технологическими и хлебопекарными качествами, соответствующим требованиям стандарта «сильной» и «ценной» пшеницы, после поздних пропаш-
ных предшественников - кукурузы на зерно и подсолнечника - в условиях Краснодарского края. Получены уравнения регрессии, которые можно использовать при программировании урожаев озимой пшеницы, кукурузы на зерно и подсолнечника.
Практическая значимость работы. Сельскохозяйственному производству предложены альтернативные, экономичные и энергетически обоснованные технологии возделывания озимой пшеницы, кукурузы на зерно и подсолнечника, предусматривающие экономически оправданный уровень урожайности. Хозяйства получают возможность выбора технологий, обеспечивающих высокую урожайность и максимальную рентабельность выращивания этих культур в зависимости от финансового, организационно-технологического уровня и почвенно-климатических условий.
Полученные результаты работы являются составной частью рекомендаций «Особенности выращивания зерновых культур урожая 1999 года в Краснодарском крае» (Краснодар, 1998), «Уход за посевами озимых колосовых культур зимой и ранней весной» (Краснодар, 1999), «Использование прибора «N-тестер» на посевах озимой пшеницы в Краснодарском крае» (Краснодар, 2000), «Системы удобрения основных полевых культур» (Краснодар, 2001), «Технология возделывания кукурузы в Краснодарском крае» (Краснодар, 2001), «Особенности ухода за посевами озимых колосовых культур зимой и весной 2002 года» (Краснодар, 2002), «Особенности ухода за посевами озимых колосовых, многолетних трав и возделывания яровых культур в 2003 году» (Краснодар, 2003).
Апробация разработанных альтернативных ресурсо- и энергосберегающих технологий возделывания озимой пшеницы после поздних пропашных предшественников, а также кукурузы на зерно и подсолнечника проводилась в учхозах «Кубань» и «Краснодарское» Кубанского ГАУ, в ОАО «Племзавод «Кубань» Усть-Лабинского района в 1995-1999 гг., а внедрение научных разработок осуществлялось в 1998-2004 гг. в хозяйствах Краснодарского края.
Озимая пшеница по предлагаемым технологиям возделывалась в крае в последние годы на площади 517 тыс. га, кукуруза на зерно - 103 тыс. га и подсолнечник - 55 тыс. га. За счет повышения урожайности этих культур получен общий экономический эффект в сумме 1150 млн. руб.
На защиту выносятся основные положения научной новизны, практической значимости и конкретные результаты исследований, изложенные в выводах диссертации.
Реализация результатов работы. Материалы диссертации докладывались на ежегодных (1995-2004) научных конференциях Кубанского госагро-университета, на всероссийских и международных научно-практических конференциях (Краснодар, 1996, 1997, 1998, 2002, 2004; Москва, 1999, 2002; Пущино, 1996), на совещаниях - семинарах руководителей и специалистов хозяйств районов Краснодарского края по вопросам технологии возделывания и ухода за посевами озимых и яровых культур (Краснодар, 1997-2004), на заседании научно-методического совета КубГАУ при подготовке сборника «Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края» (Краснодар, 1997, 2002). Монография автора «Агротехнология, урожай и качество зерна озимой пшеницы на Кубани» в 2004 г. признана лучшей работой среди работ высших учебных заведений Краснодарского края и награждена администрацией края золотой медалью и дипломом первой степени.
Работа выполнялась в Кубанском государственном аграрном университете в соответствии с планом НИР по комплексной теме в 1992-1995 гг. - № 01910049869 и в 1996-2000 гг.-№ 01960009000.
В диссертации использованы данные, полученные под руководством или при непосредственном участии автора, а также часть материалов других исследователей, являющихся результатом совместной работы.
Автор глубоко признателен и выражает искреннюю благодарность научному консультанту - доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н.Г. Малюге за неоценимую помощь в разработке программы, проведении исследований и подготовке данной диссертации, соавторам публикаций и
сотрудникам кафедр растениеводства, общего земледелия, почвоведения, физиологии и биохимии, а также защиты растений за помощь и непосредственное участие в проведении наблюдений, учетов и анализов в полевых и лабораторных опытах.
