Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Агротехнические основы формирования урожая ярового ячменя (Аналитический обзор литературы) 7
1.1 Значение и биологические особенности ярового ячменя 7
1.2 Культура ярового ячменя в России 11
1.3 Урожайность и качество зерна ярового ячменя в зависимости от приемов возделывания 14
Глава II. Объекты, методика, условия и место проведения исследований 43
2.1 Объекты исследований 43
2.2 Методика проведения исследований 44
2.3 Почвенно-климатические условия 47
Результаты исследовании
Глава III. Разработка технологии возделывания ярового ячменя в условиях лесостепной зоны ингушетии 52
3.1 Биологическая активность почвы 52
3.2 Фенологические наблюдения 57
3.3 Густота стояния растений в зависимости от сроков посева и нормы высева 70
3.4 Высота растений 72
3.5 Формирование листовой поверхности и фотосинтетический потенциал ярового ячменя в зависимости от сроков посева и норм высева 74
3.6 Влияние сроков посева и норм высева на засоренность посевов ярового ячменя 82
3.7 Влияние сроков посева и норм высева на структуру урожая ярового ячменя 85
3.8 Влияние сроков посева и норм высева на урожайность ярового ячменя 93
3.9 Качество зерна ярового ячменя в зависимости
от сроков посева 98
Глава IV. Экономическая эффективность возделывания ярового ячменя 101
Выводы 106
Предложения производству 111
Список использованной литературы 112
Приложения 121
- Значение и биологические особенности ярового ячменя
- Урожайность и качество зерна ярового ячменя в зависимости от приемов возделывания
- Биологическая активность почвы
- Формирование листовой поверхности и фотосинтетический потенциал ярового ячменя в зависимости от сроков посева и норм высева
Введение к работе
Современный этап развития агропромышленного комплекса предъявляет повышенное требование к сельскохозяйственной науке, обязывает к ускоренной разработке принципиально новых методов интенсификации растениеводства, предполагает поиск путей выхода из экономического кризиса сельскохозяйственного производства.
Следствием такого кризиса является сокращение посевных площадей, падение поголовья скота, снижение урожайности и валовых сборов сельскохозяйственных культур.
Начиная с конца 70-х годов, в Российской Федерации установилась устойчивая тенденция сокращения посевов зерновых культур, особенно усилившаяся в 90-е годы, когда за 10 лет посевные площади сократились на 16,6 млн.га. В 2001-2002 гг. впервые за много лет отмечался рост посевных площадей зерновых культур на 1,8 млн. га, но уже в 2003 году по сравнению с 2002 годом они сократились на 5,5 млн. га (11,5 %)., и составили 42,0 млн. га.
Трудное положение сельскохозяйственного производства усугубляется ещё и проявляющимися неблагоприятными погодными и метеорологическими условиями.
Поэтому увеличение валовых сборов зерна является ключевой проблемой России, в том числе и Северного Кавказа. Для этого необходимо уделять большое внимание стабилизации посевных площадей под зерновыми культурами, увеличивать валовый сбор зерна за счет повышения урожайности, внедрения в производство новых, нетипичных культур, уточнения агротехники их возделывания.
Для стабилизации посевных площадей под зерновыми культурами в традиционных районах озимого сева необходимо увеличить посевы яровых колосовых культур, и в частности, ярового ячменя.
Актуальность. Яровой ячмень - ценная зерновая культура разностороннего использования. Зерно ярового ячменя применяется в пивоваренной промышленности, для приготовления круп, в хлебопечении и кормопроизводстве.
Яровой ячмень также является страховой культурой для озимых. Поэтому, в годы с массовой гибелью озимых его посевы расширяются, кроме того, из-за недостаточной оснащенности машинно-тракторного парка посев яровых позволяет разгрузить осенние полевые работы. Этим и определяется необходимость расширения его посевов, повышения урожайности и качества зерна в условиях республики Ингушетия, что отвечает требованиям интенсификации сельскохозяйственного производства и частичного решения экономических задач отрасли.
В связи с этим, проведение исследований по совершенствованию элементов технологии возделывания ярового ячменя в условиях лесостепной зоны Республики Ингушетия является актуальным.
Цель исследований - оптимизация элементов технологии возделывания ярового ячменя, способствующих повышению урожайности и адаптивности исследуемых сортов к конкретным природно-климатическим условиям.
Задачи исследований:
установить оптимальные сроки посева ярового ячменя; определить влияние различных норм высева на продуктивность ярового ячменя;
изучить динамику изменения площади листовой поверхности и фотосинтетического потенциала в зависимости от сроков посева и норм высева;
установить экономическую эффективность возделывания сортов ярового ячменя.
Научная новизна исследований. Впервые в условиях лесостепной зоны Республики Ингушетия определено влияние различных способов
посева и норм высева на рост, развитие и формирование элементов продуктивности ярового ячменя.
Практическая значимость. Установлены оптимальные сроки посева и нормы высева ярового ячменя, способствующие повышению урожая до 30 ц/га зерна.
Апробация работы. Основные положения диссертации ежегодно докладывались на заседаниях методической комиссии и Ученого совета Ингушской с/х опытной станции, на семинарах - совещаниях Министерства сельского хозяйства и продовольствия Ингушетии (2002-2004 гг.).
7 If
Значение и биологические особенности ярового ячменя
Ячмень является одной из основных зерновых культур. Применение ячменя весьма широко и разнообразно. Главное его назначение — корм для животноводства и сырье для перерабатывающей промышленности.
Весьма значительную часть зерна ячменя потребляет пивоваренная промышленность. Причем, установлено, что для пивоварения идет как малобелковый, так и многобелковый материал, давая пиво высокого качества. Однако, предпочтение отдается ячменю с малым процентом протеина в силу того, что такой ячмень имеет более высокое содержание крахмала, а, следовательно, дает больший выход экстракта и пива.
Интерес к пивоваренному ячменю возрос в последние годы. Цены на его продукцию остаются стабильно высокими- на 10-20% выше, чем на продовольственную пшеницу.
Анализируя мировой опыт производства пивоваренного ячменя, можно заключить, что успешное возделывание его возможно при годовой сумме v осадков 450-650 мм. Вместе с тем, выведенные селекционные сорта пивоваренного ячменя, позволяют при годовой сумме осадков 350 мм получать высокие урожаи зерна с высоким качеством продукции.
Так, в Изобильненском районе Ставропольского края урожайность пивоваренного ячменя составила 41 ц/га. В Труновском районе Ставропольского края получена урожайность ячменя 49,9ц/га и содержание белка в зерне 9,8-10,5 %; в Кочубеевском районе средняя урожайность составила 40,2 ц /га , содержание белка в зерне 11,7-12%; в Игнатовском районе урожайность составила 20,3ц/га и содержание белка в зерне - 10,2%. (В.Д. Огарев,2000 г.).
Приведенные примеры свидетельствуют о том, что при соблюдении технологии возделывания имеются возможности получать урожаи ячменя не менее 20-30 ц/га и более с содержанием белка в зерне, отвечающим требованиям пивоваренной промышленности.
Зерно пивоваренного ячменя хорошего качества можно получить лишь при выполнении всего комплекса научно-обоснованных приемов его возделывания с учетом зональных особенностей отдельных районов, сортов и требований пивоваренной промышленности.
Широкое использование ячменя объясняется не только благоприятным биохимическим составом его зерна, но и рядом биологических особенностей.
В частности, по сравнению с пшеницей, овсом, ячмень имеет более короткий , . вегетационный период. Ячмень способен формировать урожай при коротком и длительном световом дне, при жаркой и прохладной погоде.
В сравнении с другими яровыми зерновыми культурами ячмень содержит наиболее скороспелые формы. Вследствие этого, а также в связи с наличием очень большого количества резко различных биологических типов, ячмень является исключительно пластичной культурой и его возделывание в силу этого возможно как на крайнем севере, та и на юге. В первом случае, ячмень успевает закончить свой короткий вегетационный период до наступления заморозков, а во втором - до обычных засух второй половины лета.
В северной зоне ячмень дает высокие урожаи хороших кормовых и продовольственных качеств. Это район кормового и продовольственного ячменя местного значения. Лучше удаются многорядные формы.
В южной зоне условия для ярового ячменя оптимальные по совокупности. Здесь по данным опытных станций, за много лет испытаний ячмень гораздо устойчивее и урожайнее (в 2-2,5 раза), чем яровая пшеница (В.П.Кузьмин, 1978 г.).
Причинами более высоких и устойчивых урожаев ячменя в засушливых зонах Северного Кавказа являются климатические условия. Здесь весна и первая половина лета обычно бывают достаточно обеспечены осадками и имеют нормальную относительную влажность воздуха. Но вторая половина лета сопровождается сухими ветрами. Это обстоятельство позволяет скороспелому ячменю окончить свою вегетацию при благоприятных условиях первой половины лета. При запаздывании осадков (конец мая-начало июня) налив зерна происходит в условиях дефицита влаги, отмечается снижении массы 1000 семян.
Ячмень по народнохозяйственному значению относится не только к ценным, но и универсальным культурам. Его зерно содержит много крахмала (50-60 %) и белка (11-15 %). Важно, что в белке имеются все незаменимые аминокислоты. Эти компоненты являются определяющими в значении этой культуры.
Урожайность и качество зерна ярового ячменя в зависимости от приемов возделывания
Урожай формируется под воздействием сложного комплекса условий, каждое из которых оказывает прямое влияние на рост, развитие, урожай и качество зерна. В комплексе агротехнических приемов большое значение имеет срок посева, а для ярового ячменя он является одним из важнейших элементов технологии его возделывания, так как он во многом определяет величину урожая.
На зависимость между сроками посева и урожаем указывают А.И.Носатовский (1946 г), Р.Шорин (1961 г), В. Многолет (1963 г) и другие.
При всех равных условиях наиболее существенным фактором является срок посева. Поэтому правильное установление срока посева является решающим моментом в создании благоприятных условий для роста и развития растений. Яровой ячмень - культура раннего срока посева и наиболее высокий урожай формирует при посеве в первые дни начала полевых работ, т.е. при наступлении физической спелости почвы. Посев в холодную неспелую почву снижает энергию прорастания семян и их полевую всхожесть.
Это представление обосновывается биологическими особенностями начального роста и развития ярового ячменя. В частности, его семена начинают прорастать при температуре +1 - +2 С, для формирования всходов достаточна температура +4- +5 . С, всходы выдерживают заморозки до -7,-8 С(К.НКерефов, 1982 г.).
От весны к лету постоянно усиливается напряженность основных элементов погоды. Поэтому, при запаздывании с посевом растения могут больше страдать от высокой температуры, недостатка влаги, усиления поражения болезнями и повреждения вредителями.
Необходимо отметить, что исследований по влиянию сроков посева на урожаи ярового ячменя в засушливых районах проведено крайне мало. Имеющиеся опыты показывают, что не во всех зонах и не во все годы оптимальным является самый ранний посев. Так, в засушливых степных районах Казахстана более продуктивными являются средние сроки посева, т.к. ранние развиваются в менее благоприятных по увлажнению условиях, что ведет к снижению урожая (И.Колтунов, И.Ложкин, 1972; Б. Копеев, У.Мухамедрахимов, 1973). Однако если в Европейской части для яровых зерновых культур рекомендованы ранние сроки посева, т.е. вслед за наступлением физической спелости почвы, то в Зауралье, на севере Казахстана, Сибири и на Алтае, придерживаются иного мнения. Классическим примером тому является широко известные «Мальцевские кресты». В этом производственном эксперименте Т.С.Мальцевым посевы, посеянные в конце апреля начале мая, были задискованы крест на крест. Через определенное расстояние произведен посев на этих участках в 20-х числах мая. Полученная зерновая масса с участков, где производился посев в ранние сроки, состояла наполовину из смеси овсюга и пшеницы. При более позднем посеве, урожай был значительно выше. В зерновой массе встречались единичные экземпляры овсюга.
Следовательно, одной из причин оттягивания срока в азиатской части является высокая засоренность яровыми ранними сорняками и в частности овсюгом обыкновенным. (П.П Колманов, 1964, Л.И Бараев, 1967, М.В. Карпенко и др.). Переход на севере Казахстана к поздним срокам посева (15 20 мая) позволил снизить засоренность полей овсюгом и повысить урожайность.
В Поволжье посев ранних зерновых в первые дни после поспевания почвы чаще обеспечивает более высокий урожай, но в отдельные годы продуктивнее бывают более поздние посевы (Л.А. Азии, З.Н. Романова, 1970). По мнению З.Б. Борисоника (1974), слишком ранние посевы ячменя нецелесообразны в степной зоне Украины, так как это ведет к изреживанию yjr посевов (низкая полевая всхожесть семян) и снижению урожая. Следовательно, в литературе имеются различные мнения об эффективности сроков посева для ярового ячменя.
Установление срока посева ярового ячменя на основе наступления физической спелости почвы не отражает особенностей взаимодействия растений со средой в послепосевной период и не позволяет определить его оптимальную продолжительность, что не дает возможности обоснованно планировать его проведение и не способствует получению высокого урожая. Для решения этих вопросов необходимы такие исследования, которые позволили бы наиболее полно учитывать . биологические особенности растения и активнее управлять формированием урожая (В.Алабушев, 1992).
Срок посева следует определять как с точки зрения даты (начало весенних полевых работ), так и продолжительности его проведения после наступления физической спелости почвы. Во всех работах по исследованию влияния сроков посева изучается реакция ярового ячменя на его проведение I после начала полевых работ (обычно первый срок - это возможно ранний, а затем - спустя 5,10 и т. д. дней). Результаты таких опытов в известной степени позволяют определить продолжительность оптимального срока посева, но исключает возможность (вследствие краткосрочности опытов) судить о влиянии даты посева на урожай
Биологическая активность почвы
От активности и направленности микробиологических процессов в почве зависит скорость трансформации различных соединений, разложений растительных остатков, накопление элементов питания и в конечном итоге плодородие почвы и продуктивность полевых культур.
Биологическая активность почвы - это сумма происходящих в ней биохимических процессов. С ней связаны процессы синтеза и распада гумуса, минерализация удобрений, растительных остатков, перевод труднодоступных элементов в доступную форму.
Биологическая активность почвы зависит от численности микроорганизмов, видового состава, типа почв, растительного покрова и др.
Каждая почва имеет свою особую микрофлору, состав которой зависит от типа почв, растительного покрова, климатических и экологических условий.
Важный показатель оценки биологической активности почвы - её целлюлозоразлагающая способность, которая в свою очередь зависит от численности целлюлозоразлагающих микроорганизмов.
Важно установить не только состав микронаселения почвы, но и её суммарную биологическую активность, то есть совокупность биохимических реакций, происходящих в почве, которые приводят к возобновлению запаса используемых ими разложившихся составных веществ.
Численный состав микроскопических существ различных почв отличается большой динамичностью. Даже за относительно короткие промежутки времени число микроорганизмов в почве может значительно меняться. Это следствие динамики температуры и влажности почвы, состояния растительного покрова и т.д.
Целлюлоза - структурный основной материал клеточных стенок растений и составляет от 15 до 40 % сухого вещества растений.
В связи с большим количеством синтезируемой в природе целлюлозы, микроорганизмы, её разлагающие, играют важную роль в процессе минерализации и круговороте углерода.
Разнообразие микрофлоры, способной разлагать целлюлозу в почве, позволяет проводить трансформацию этого вещества в различных условиях аэрации, при кислом или щелочном РН, низкой или высокой влажности и температуре. Для большинства микроорганизмов, разлагающих целлюлозу, характерны высокая специфичность по отношению к этому веществу.
Учитывая огромную массу целлюлозы, ежегодно поступающей в почву, целлюлотические организмы нужно рассматривать как важнейшие поставщики питательных органических веществ для гетеротрофных микроорганизмов.
Приток целлюлозы в почву и активизация целлюлотической деятельности стимулируют развитие других микроорганизмов. Бесспорность ключевой роли целлюлотических организмов подтверждается тем, что одним из признанных показателей для описания общей активности почвы служит скорость разложения целлюлозы.
В целях выявления биологической активности почвы, в посевах, высеянных в различные сроки, нами были проведены исследования по методике М. Мишустина с использованием льняной ткани. Деятельность микроорганизмов определяется по степени разложения льняной ткани, (табл. 5).
При поздней экспозиции (третья декада марта), разложение льняной ткани в процентном отношении ниже. Так, в 2001 г. в слое 0-10 см. -разложение 12,6%. Это на 20,9 % меньше по сравнению с контролем, а в слое 10-20 - 8%, что ниже на 10%. В 2002 году разложение в слое 0-10 см. - 7,4 %, что на 29,9 % меньше контроля, а в слое 10-20 см. 1,7%, что ниже на 17% по сравнению с контролем.
В 2003 году поздняя экспозиция по слоям -0-10 см.-10,3 %, 10-20 -5,9%, что на 22,9 % и 15,7 % ниже контроля соответственно.
Таким образом, видно, что при поздней экспозиции процент разложения более резко снижается в слое 0-10 см. - от 20,9 % до 29,9 %, в слое 10-20 см. снижение идет более медленными темпами.
В среднем за 3 года исследования показывают, что целлюлозоразлогающая способность выше при ранней экспозиции, большая численность целлюлозоразлогающих микроорганизмов находится в слое 0-10 см и с глубиной уменьшается.
Жизненный цикл растения ячменя по ряду внешних морфологических признаков условно разделяется на фазы посев-всходы, всходы - кущение, кущение - выход в трубку, выход в трубку - колошение, колошение -молочная спелость, восковая спелость, полная спелость.
Как известно, для получения высоких и стабильных урожаев зерна необходимо высевать кондиционные семена с высокими посевными качествами. Результаты проведенных исследований свидетельствуют (таб. 7), что все сорта соответствуют первому классу и по всхожести и энергии прорастания они характеризуются одинаковыми показателями. Однако, по чистосортности некоторое преимущество остается за сортом Зерноградский 584. По массе 1000 зерен выделяется сорт Зерноградский 584, что составляет 42,0 г.
Формирование листовой поверхности и фотосинтетический потенциал ярового ячменя в зависимости от сроков посева и норм высева
Разница в продолжительности прохождения фаз развития растений ярового ячменя с разными сроками и нормами высева оказали определенное влияние на высоту растений. Этот признак подвергается широкой изменчивости под влиянием условий возделывания.
Из приведенных данных по табл.13 видно, что высота растений снижается от раннего срока к последнему по всем нормам высева от 3,25 до 4,25 млн .шт/га. Так по сорту Мамлюк при норме высева 3,25 млн.шт/га., она составляет при раннем севе 105 см.; при посеве через 10 дней - высота на 2 см меньше, а далее снижается и при посеве в 5 срок составляет 80 см, что на 25 см ниже контроля.
При норме высева 3,75 млн.шт./га при раннем посеве высота 101 см -ниже на 4 см, чем при норме 3,25 млн.шт, далее по срокам посева она снижается и при посеве в 5 срок составляет 73 см что на 28 см. ниже контроля и на 7 см ниже, чем при норме 3,25 млн.шт./га.
При норме высева 4,25 млн.шт., при раннем посеве высота 98 см., что на 7 см ниже, чем при норме 3,25 млн.шт. и на 3 см ниже, чем при норме 3,75 млн.шт., при позднем посеве высота составляет 70 см., что на 28 см ниже контроля.
Сорт Росава является более низкорослым, по сравнению с сортом Мамлюк и его высота, при раннем посеве по нормам 3,25;3,75 и 4,25 млн.шт./га составляет соответственно 102,98,95 см. при позднем посеве высота соответствует 67,58,60 см. что ниже на 35, 40 и 35 см. по сравнению с контролем.
При посеве через 10 дней по этим вариантам составляет 96,96 и 95 см, при посеве через 20 дней, высота растений сорта Росава 90,89,84 см., а при посеве 10 апреля высота составила 67,58 и 60 см. По сравнению с контролем, она меньше на 35,40 см.
Более высокорослым является сорт Зерноградский-584. При раннем посеве высота по нормам высева составила 115,111,103 см. При посеве через 10 дней, высота снижается соответственно на 5,6 и 3 см, так же и по остальным срокам посева. При позднем сроке высота по сравнению с контролем снизилась на 28,31 и 22 растения.
Основными органами растений, поглощающими энергию света для фотосинтеза, являются листья (К. А. Тимирязев, 1937 г., Л.И. Иванов, 1941 г.) (В.П. Бриллиант 1949 г.) указывает, что высокие урожаи формируются при условии, если площадь листовой поверхности посева быстро нарастает до оптимальных размеров и на этом уровне остается продолжительное время.
Ассимиляционная поверхность у культурных злаков увеличивается до колошения, затем уменьшается (И. Шатилов, А. Корнилов, 1969 г.). В течение жизни растений она изменяется, поэтому эффективность фотосинтеза зависит не только от величины листовой поверхности, но и от продолжительности её деятельности.
