Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Величина и качество урожая ярового ячменя в зависимости от условий возделывания 6
1.1. Биологические особенности ярового ячменя 16
1.2. Влияние условий возделывания на рост и развитие ярового ячменя 18
Глава II. Условия и методика проведения исследований 25
2.1. Агрохимическая характеристика почвы опытного участка 25
2.2. Метеорологические условия в годы проведения исследований 27
2.3. Методика проведения исследований 32
2.4. Характеристика изучаемых сортов 36
Глава III. Результаты экспериментальных исследований 40
3.1. Продуктивность ярового ячменя в зависимости от сроков посева 40
3.2. Продуктивность ярового ячменя в зависимости от норм высева семян 62
3.3. Продуктивность ярового ячменя в зависимости от доз минерального питания 81
Глава IV. Экономическая эффективность возделывания ярового ячменя 101
Выводы 107
Предложения производству 109
Список использованной литературы 110
Приложения 126
- Биологические особенности ярового ячменя
- Агрохимическая характеристика почвы опытного участка
- Продуктивность ярового ячменя в зависимости от сроков посева
- Экономическая эффективность возделывания ярового ячменя
Введение к работе
В КБР возделывание ячменя имеет большое значение для животноводства, пищевой промышленности и пивоварения. Рост урожайности ярового ячменя и повышение качества зерна сдерживаются отсутствием рекомендаций по выбору сорта, оптимальному влиянию сроков сева, норм высева семян и доз минеральных удобрений.
Цель исследований. Целью наших исследований явилось изучение продуктивности сортов ярового ячменя (Приазовский 9 - стандарт, Задонский 8, Виконт и Зерноградский 584), а также оптимизация отдельных элементов технологии возделывания в условиях предгорной зоны КБР способствующих повышению урожайности зерна и его качества.
Задачи исследований:
установить оптимальный срок посева ярового ячменя, изучить влияние сроков посева на элементы структуры урожая и качество зерна;
выявить влияние различных норм высева семян на продуктивность ярового ячменя;
определить оптимальную дозу внесения минеральных удобрений с учетом содержание элементов минерального питания в почве по результатам агрохимического анализа;
установить экономическую эффективность возделывания ярового ячменя.
Научная новизна исследований. В условиях предгорной зоны КБР, впервые изучены новые перспективные сорта ярового ячменя, у которых выявлены биологические особенности роста, развития, формирования элементов продуктивности и качества зерна.
Практическая значимость. Установлены оптимальные сроки посева, нормы высева семян и дозы минеральных удобрений, что
5 способствовало повышению урожая ярового ячменя в условиях предгорной
зоны республики до 3,5 т/га с уровнем рентабельности - 146%, при
одновременном улучшении качества зерна.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались на международных и межрегиональных НІЖ: «Студенческая наука - экономике России» (Ставрополь, 2002 - 2003 гг.), «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2003 г.), на ежегодных отчетных сессиях кафедры «Растениеводство и селекция с.-х. культур».
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 5 статьях, общий объем которых составляет 1,1 усл.п.л.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, предложений производству, включает 33 таблицы, 3 рисунка. Список использованной литературы включает 171 наименование, в том числе 15 иностранных изданий.
Биологические особенности ярового ячменя
Ячмень относится к пленчатым хлебам двух видов: шестирядный или обыкновенный, - Hordeum vulgare L. и двурядный Hordeum disticum L. У шестирядного ячменя на каждом членике стержня имеется по три плодоносящих колоска, у двурядного - плодоносят только средние колоски.
Ячмень - самоопыляющаяся довольно засухоустойчивая культура, малотребовательная к теплу и самая скороспелая из яровых зерновых. Вегетационный период составляет 80-110 дней.
Важная биологическая особенность - быстрое поступление питательных веществ в растение, поэтому в первый период жизни ячмень необходимо обеспечить достаточным количеством усвояемых элементов пищи (Лебедик А.И., 1967).
Чувствительность к температуре органов растения ячменя неодинакова: в фазе всходов листья и стебли переносят температуру порядка -3-4 С, а иногда до -7-12 С. Завязь и пыльники повреждаются уже при -1-2,5 С; для зерновки в период налива на X - XI этапах органогенеза опасны заморозки от -1,5 до -4 С.
А при хранении, семена со стандартной влажностью (14 %), выдерживают сравнительно низкие отрицательные температуры (Фокеев П.М., 1976). Семена ярового ячменя начинают прорастать уже при температуре 1-2 С, хотя при такой температуре рост идет крайне медленно. Оптимальная температура для прорастания 10-15 С (Керефов К.Н., 1982).
Современные сорта отличаются большей устойчивостью к пониженным температурам и способны переносить весенние заморозки до -5...-10 С (Василенко И.И., 1990).
Ячмень проходит в онтогенезе 12 основных этапов органогенеза. И в отличие от озимого ячменя у ярового I и II этапы идут очень быстро, в течение 10-15 дней. Межфазный период (всходы — 3 лист) у него составляет 7-10 дней. После развертывания 3-го листа у многих сортов ярового ячменя наблюдается переход к III этапу, где фаза кущения наступает через 10-20 дней после появления всходов в зависимости от сорта и погодных условий (Рубин Б.А., 1971).
Продолжительность каждой из них зависит от особенностей сорта и метеорологических условий, меньше - от приемов агротехники (Борисоник З.Б., 1974).
С момента образования зародышевого корня и появлению всходов происходит формирование надземных органов и корневой системы растений, синтез и накопление органического вещества (Агеев В.В., 1999).
Хорошие условия для образования узлов кущения являются важным агротехническим приемом при выращивании высоких и устойчивых урожаев ярового ячменя, так как они служат основной частью растения. В них накапливаются запасные питательные вещества, которые расходуются на дыхание и на образование новых побегов и корней. При мелком залегании узла кущения слабо развиваются узловые корни, а главное снижается морозостойкость растений. Поэтому, чем выше залегает узел кущения, тем лучше переносят морозы растения ярового ячменя (Добрынин Г.Н., 1969).
По мнению ряда ученых, при возделывании пивоваренного ячменя повышенная кустистость нежелательна, так как подгон дает зерно недостаточной спелости, повышенный процент белка в зерне (Трофимовская А.Я., 1972,КаданевИ.М., 1976, Савченко М.П., 1951).
Формирование колоса у растений ярового ячменя зависит от продолжительности светового дня и температуры воздуха, чем выше температура и длиннее день, тем быстрее происходит колосообразование. В период колошения растение ярового ячменя наиболее требовательны к теплу. Для нормального прохождения данной фазы необходима температура не ниже +18...+20С при световом дне 14-16 часов (Демолон А.Н., 1961).
Цветение и оплодотворение у ярового ячменя проходят до выколашивания, когда колос еще не вышел из влагалища верхнего листа. Пыльники и рыльце созревают одновременно. Еще в закрытом цветке пыльцевые мешки растрескиваются, и пыльца попадает на рыльце своего цветка. В неблагоприятных условиях цветковые чешуи раздвигаются, тычиночные нити вытягиваются, и пыльца выбрасывается наружу. Таким образом, цветки чаще раскрываются тогда, когда собственная пыльца попала уже на рыльце растений. Однако, не исключено и открытое цветение, особенно в жаркую погоду, когда температура воздуха превышает 30-35 С (Якушкина Н.И., 1981; Лебедев СИ., 1982; Малиновская П.Ф., 1976).
К концу цветения и опыления цветков в завязи наступает фаза формирования зерна. В это время рост вегетативных частей почти прекращается и питательные вещества поступают в формирующееся зерно. Продолжительность этого периода 10-15 дней. В зерне образуется зародыш и эндосперм. Завершение этой фазы совпадает с началом молочной спелости зерна, которая еще зеленая, но нормальной величины и наполнена белой жидкостью, напоминающей молоко. Влажность зерна в этот период составляет около 65% его массы (Павлов А.Н., 1984).
Молочная спелость наступает через 10-15 дней после оплодотворения. В это время влажность зерна составляет около 60 %, и оно имеет зеленую окраску. При наступлении восковой спелости, влажность зерна падает до 25 %, а ее окраска приобретает желтоватый цвет. Период от молочной до восковой спелости длится 8-10 дней.
В период созревания ярового ячменя наиболее благоприятно температура воздуха +22...+25С и выше. Продолжительность вегетационного периода о посева до восковой спелости колеблется от 80-100 в южных и до 110-130 дней в северных районах (Савинская В.Ф., 1956).
До фазы полной спелости, влажность зерна понижается до 15-16 % и дает ровный излом. Желтеет и засыхает соломина. Меняется и состав зерна. Зерно приобретает наилучшие пивоваренные качества (Керефов К.Н., 1982).
При возделывании ярового ячменя для кормовых целей, его можно убирать и в начале фазы восковой спелости. Запаздывание с уборкой приводит к ломкости и сильной пониклости колоса, что увеличивает потери зерна при их уборке (Меркулов М.П., 19740; Чайлахян М.Х., 1975.)
В условиях предгорной зоны нашей республики, сорта ярового ячменя наряду с высокой продуктивностью, качеством зерна, хорошей приспособленностью к климатическим условиям должны обладать устойчивостью к полеганию.
Агрохимическая характеристика почвы опытного участка
Среди производительных сил природы, имеющих непосредственное отношение к земледелию, основное место принадлежит почвам. Почвы являются основным и незаменимым средством сельскохозяйственного производства. Они снабжают растения водой и элементами зольной и азотной пищи. При посредстве почвы должным образом регулируются условия роста и развития культурных растений, а следовательно, и высота и качество урожая.
Территория нашей республики отличается четко выраженной вертикальной зональностью, которая включает в себя три основные зоны: степную, предгорную и горную. Они в последующем различаются между собой почвенно-климатическими условиями, присущим конкретно для каждой зоны.
Почвы предгорной зоны пригодны для возделывания основных сельскохозяйственных культур. По данным Керефова К.Н. и Фиапшева Б.Х. (1977), в почвах предгорной зоны Северного Кавказа преобладают выщелоченные черноземы. Они обладают благоприятными агрофизическими свойствами для успешного выращивания различных сельскохозяйственных культур, включая и яровой ячмень. Получение высоких и устойчивых урожаев ярового ячменя возможно только при соблюдении необходимых технологических требований, в том числе и при проведении мероприятий способствующих поддержанию и повышению уровня почвенного плодородия. Основные и наиболее важные признаки плодородия на выщелоченных черноземах, где проводились наши исследования, приводятся ниже, на примере одного из разрезов, описанных Керефовым К.Н. и Фиапшевым Б.Х. (1977): горизонт А\ 0-25 см: темно-серый, структура глыбисто-комковатая, тяжелосуглинистый, переход постепенный; горизонт Ац 25-27 см: несколько темнее вышележащего горизонта, структура комковато-зернистая, плотноватый, легкоглинистый, переход постепенный; горизонт Bi 57-82 см: темно-бурый с коричневым оттенком, структура комковато-ореховая, уплотненный, легкоглинистый, переход постепенный.; горизонт Ви 82-110 см: буровато-желтый, крупно-комковатый, на структурных отдельностях темные гумусовые подтеки, переход постепенный; горизонт Сі 150-180 см: отличается от вышележащего горизонта вскипанием и наличием карбонатных жилок; горизонт Ац 180-200 см: тяжелый, лессовидный суглинок.
Важнейшими морфолого-генетическими признаками выщелоченных черноземов являются - темно-серая или темная окраска пахотного слоя; ярко выраженная зернистая структура в горизонте В; рыхлое сложение горизонта А и уплотненность горизонта В; значительная пористость почвенного профиля, карбонаты и гидрокарбонаты вымыты за пределы гумусовых горизонтов: мощность горизонта А+В чаще в пределах от 80 до 120 см.
Агрохимические показатели опытного участка: содержание гумуса в пахотном горизонте - 3,4 %, легкогидролизуемый азот — 121 мг/кг почвы, емкость поглощения — 34,4 мг эквивалент на 100 г почвы, реакция почвенного раствора - нейтральная (рН = 7,0), содержание подвижного фосфора - 28 мг/кг почвы, то есть обеспеченность средняя (по Чирикову), обеспеченность обменным калием повышенная - 98 мг/кг почвы (по Чирикову).
Предгорная зона характеризуется наличием спокойных горнодолинных ветров, оказывающих благоприятное влияние на осадки, абсолютную и относительную влажность воздуха, температуру воздуха, почвы и другие факторы (Зонн СВ., Герасимов И.П., 1964).
Предгорная зона Кабардино-Балкарии является одним из основных районов возделывания ярового ячменя. К предгорной зоне республики относятся: Урванский, Чегемский, Баксанский и Зольский районы (восточная часть). Данная зона представляет собой район умеренно-влажный с суммой температур по многолетним данным за период активной вегетации 3000-3200 С (данные Нальчикской метеостанции). Зима умеренно-теплая со среднемесячной температурой самого холодного месяца января - 4,5-5,0 С. Снежный покров небольшой и неустойчивый по годам до 15 см. снежный покров появляется в среднем в начале III декады ноября, и почти в 40 % зим он неустойчив. В среднем насчитывается 75-80 дней со снежным покровом. С оттепелями за зиму обычно бывает около 50 дней.
Продолжительность безморозного периода составляет в среднем 185-200 дней. Весна наступает в I-II декаде марта. Сумма положительных температур в конце марта устойчиво переходит, через 5,0 С. Уже в середине апреля устанавливается жаркая погода, в отдельные дни температура может достигать +33 С. Лето жаркое, среднемесячная температура воздуха +18 -+22 С. Максимальная температура -+37- + 39С.
Продуктивность ярового ячменя в зависимости от сроков посева
Одним из самых важных и ответственных агротехнических приемов является посев. Своевременность и хорошее качество посева — основное условие получения высокого урожая ярового ячменя.
Срок посева определяют особенности биологии культуры, цель возделывания, климатические условия зоны, гранулометрический состав и вла-гообеспеченность почвы, распределение осадков за вегетацию (Посыпанов Г.С., Жеруков Б.Х., 2004).
Посев в лучшие, оптимальные сроки - это создание наиболее благоприятных условий тепла, влаги и света для прорастания семян, а в последующем - для роста растений, формирования ими высокого и качественного урожая.
При позднем посеве наблюдается ускоренное прохождение световой стадии, что ведет к слабому развитию колоса, а также к затягиванию сроков вегетации ухудшающее условия налива зерна при недостатке влаги в этот период (М.Х. Ханиев, Б.И. Асанов, 1991).
Сроки посев яровых зерновых культур зависят от режима зимне-весенних осадков. Они должны уточняться для каждой зоны в зависимости от характеристики почвы, ее влажности, предшественника и погодных условий.
Оптимальные сроки посева ярового ячменя наряду с повышением урожайности, дают экономию посевного материала в сравнении с более поздними сроками посева, чему свидетельствуют результаты наших исследований.
На полевую всхожесть семян и выживаемость растений ярового ячменя оказывают большое влияние сроки посева. Семена начинают прорастать при температуре уже 1 С, но для этого необходимо, чтобы они впитали воды около 55% от их собственной массы, что наблюдается при наличии в 10 см слое почвы в доступной форме. Избыток же влаги, заполняя все поры водой из-за недостатка кислорода препятствует прорастанию семян и вызывает из загнивание. Более дружные всходы появляются при температуре 5-6 С и оптимальной влажности почвы 60-70% полевой влагооемкости (ПВ) на десятый день. Если же среднесуточная температура несколько ниже, то появление всходов наступает с запаздыванием (Кумаков В.А., 1982).
Исследования показали, что наибольшая полевая всхожесть была при посеве в самый ранний срок по всем сортам и составила по сорту Виконт — 85,0 %, что больше, чем в третьем сроке на 5,5 %. По остальным сортам наблюдается аналогичная ситуация, т.е. величина полевой всхожести последовательно снижается от первого варианта к последнему.
Как видно из приведенных данных, первый срок посева является наиболее благоприятным для всех сортов также и по таким показателям, как «количество растений перед уборкой» и «выживаемость растений». При этом преимущество остается за сортом Виконт. Таблица 5. Влияние сроков посева на полевую всхожесть и выживаемость растений ярового ячменя (среднее за 2002-2004 гг.)
Посевы поздних сроков по сравнению с ранними более сильно зарастают сорняками. Тогда как ранний (первый) срок способствует быстрому появлению дружных всходов, которые, хорошо раскустившись, трогаются в рост и тем самым подавляют развитие и распространение этих сорняков.
Приведенные данные свидетельствуют, что ранний срок посева благоприятствует получению менее засоренных посевов ярового ячменя не только в фазу полных всходов, но и до конца вегетационного периода. У всех исследуемых сортов наиболее засоренным является третий вариант с самым поздним сроком посева. На этом варианте засоренность варьирует в пределах 59,1-63,9 шт/м , что в 1,5-2,0 раза больше данных первого срока посева.
Одним из общих моментов для всех зерновых культур, в частности ярового ячменя является то, что они наиболее интенсивно накапливают сухое вещество в период вегетационного роста, особенно в межфазный период колошения - молочная спелость. В период же репродуктивного развития интенсивность накопления сухого вещества растениями чаще всего падает и к концу созревания сходит на нет. А в ряде случаев к моменту полной спелости зерна вес сухих веществ уменьшается по сравнению с максимальным содержанием их в фазе восковой спелости. Уменьшение сухих веществ может происходить вследствие биохимических процессов, которые наблюдаются в период созревания зерна и прежде всего, снижение содержания углеводов, расходуемых на дыхательные процессы. Чем выше температура и влажность воздуха, тем энергичнее расходуется сухое вещество.
Основным фактором в формировании урожая ярового ячменя, определяющим работоспособность растений в посевах, является количество сухого вещества, накопленного за вегетацию. Носатовский А.И. утверждает, что интенсивность прироста сухого вещества у зерновых культур в значительной степени зависит от сроков посева и происходит в фазах выхода в трубку и колошения.
Среди исследуемых сортов максимальная величина сухого вещества от кущения до молочной спелости была отмечена у сорта Виконт. При этом была отмечена следующая закономерность. Динамика накопления сухого вещества у всех сортов убывает от первого срока посева к третьему по всем фазам роста.
Однако, характер его формирования имеет свои особенности, что видно на примере сортов Приазоский 9 и Виконт. Начиная от фазы кущения, и до выхода в трубку включительно, растения сорта Приазовский 9 обладают меньшей величиной сухого вещества по сравнению с сортом Задонский 8. Но с фазы колошения и до молочной спелости наблюдается обратное явление — стандарт превосходит сорт Задонский 8 в среднем на 0,05 т/га (колошение) и 0,70 т/га (молочная спелость).
Экономическая эффективность возделывания ярового ячменя
Экономическая эффективность подразумевает получение максимального количества необходимой сельскохозяйственной продукции с единицы площади при минимальных затратах.
Экономическая эффективность производства зерновых культур характеризуется посредством системы технико-экономических показателей, среди которых выделяются: валовой сбор, затраты на 1 га посева, чистый доход и рентабельность.
В исследовании рассмотрены несколько элементов технологии возделывания ярового ячменя влияющих на повышение экономической эффективности его производства.
В проведенных исследованиях производственные затраты рассчитывались по технологическим картам. Нормативы на выполнение отдельных видов работ и стоимость материально-технических средств определялись в ценах в среднем за три года. Экономическая эффективность возделывания ярового ячменя в зависимости от сроков посева. Анализ показателей экономической эффективности сортов ярового ячменя подтвердил выводы, полученные при рассмотрении влияния сроков посева на урожайность зерна и содержания в нем белка (табл. 32).
Так, в опыте со сроками посева величина экономических показателей последовательно снижается от первого варианта к последнему по всем сортам. Как известно, величина урожая и стоимость продукции прямо взаимо связаны, поэтому с увеличением урожайности возрастает и стоимость реализованной продукции.
Среди изучаемых сортов наиболее высокий урожай был получен у сорта Виконт при первом сроке посева, что превышает стандарт на 0,24 т/га. Соответственно и стоимость продукции у данного сорта будет выше стандарта на 1068руб/га.
Экономическая эффективность возделывания какой либо сельскохозяйственной культуры предусматривает получение максимального количества продукции с единицы площади при наименьших затратах труда и средств. Она характеризуется показателями, из которых наиболее важными являются себестоимость, чистый доход и рентабельность (таб. 32).
Для определения экономической эффективности различных норм высева учитывались все производственные затраты по технологическим картам, в том числе и накладные расходы в расчете на 1 продукции при каждом варианте. При увеличении нормы высева семян увеличиваются и затраты на единицу площади, что в свою очередь сказывается на полученных результатах.
Соответственно, загущение посевов является наиболее экономически выгодным по сравнению с изреженными всходами. Так, у стандарта максимальная стоимость продукции составляет 11566 рублей, а следовательно чистый доход на первом варианте уступает лучшему варианту (4,5 млн. шт/га), в среднем на 3603 руб/га. Характер изменения рассматриваемых показателей у других сортов носит аналогичную тенденцию.
Экономическую эффективность применения минеральных удобрений при возделывании ярового ячменя определяет уровень ее показателей (таб. Анализ данных таблицы 33 свидетельствует, что затраты на 1 га посева изменяются в зависимости от доз минеральных удобрений, также как и других показателей. Наибольший доход был получен у всех сортов на втором варианте. Значит, наиболее оптимальной для ярового ячменя является, доза минеральных удобрений Фон + N60P45 При этой дозе достигается наиболее высокая рентабельность, практически по всем изучаемым сортам. Так, по величине данного показателя выделился сорт Виконт - 146 %, превысивший стандарт на 16 % (табл.34).
От сроков посева во многом зависит величина урожая. Результаты наших исследований по изучению сроков посева ярового ячменя показали, что наибольшая полевая всхожесть была при посеве в самый ранний срок (при прогревании посевного слоя почвы на 3-5С) по всем сортам и составила по сорту Виконт - 85,0 %, что больше, чем при третьем сроке на 5,5 %.
Засоренность посевов ярового ячменя в значительной степени зависит от густоты стояния растений. Наблюдается следующая закономерность - чем ниже норма высева семян на единицу площади, тем выше засоренность посевов. Так, у районированного сорта Приазовский 9 на 1 м2 приходится 34,7 шт/м сорняков в фазу полных всходов при норме 3,5 млн. всхожих семян на гектар. При увеличении нормы высева до 4,5 млн. всхожих семян на гектар этот показатель снижается до 21,8 шт/м , а при увеличении уже до 5,5 млн. всхожих семян на гектар — до 11,4 шт/м . по остальным сортам наблюдается аналогичная закономерность.
Максимальный сбор сухого вещества получен при внесении минеральных удобрений в дозе Фон + N60P45 при норме высева семян 4,5 млн. всхожих семян всех сортов ярового ячменя в пределах 6,88-7,65 т/га. При этом преимущество остается за сортом Виконт, что составляет —7,65 т/га, фо-тосинтетический потенциал был на уровне 2,64 млн. м суток/га, а чистая продуктивность фотосинтеза оставляла 5,79 г/м суток.
