Содержание к диссертации
Введение
Глава I. CLASS Обзор литератур CLASS ы б
Роль глубокой обработки дерново-подзолистой почвы в создании оптимальных условий для роста и развития растений ч б
Удобрения - как важный фактор повышения плодородия дерново-подзолистых почв и урожайности сельскохозяй ственных культур 21
Отзывчивость полевых культур и их сортов на углубление пахотного слоя и удобрения 26
Влияние некоторых приемов агротехники на качество семян 36
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава П. Место, условия, цель и методика проведения опыта 44
Агротехника на опытных полях 45
Методика исследований 46
Метеорологические условия вегетационных периодов . 47
Глава Ш. Влияние различных способов обработки почвы и удобрений на агрономические свойства почвы 52
Объемная масса почвы 52
Влажность почвы 55
Агрохимические свойства почвы 60
Пищевой режим и содержание гумуса в почве 62
Заключение 68
Глава ІУ. Особенности формирования корневой систеглы ячменя и овса в зависимости от способов обработки почвы и удобрений 70
Объем и масса корневой системы 71
. Распределение корневой системы по профилю почвы 74
Развитие и продуктивность корневой системы 77
Общая адсорбирующая поверхность корней 81
Заключение 85
Глава У. Особенности роста и развития растений ячменя и овса в зависимости от способов обработки почвы и удобрений 86
Фенологические наблюдения 86
Полевая всхожесть и выживаемость растений к уборке 89
Динамика линейного роста растений 94
Динамика формирования листовой поверхности и фотосин тетическая деятельность посевов 94
Урожайность яровых зерновых культур 114
Элементы структуры урожая 118
Содержание основных элементов питания в семенах ячме ня и овса 124
Заключение 129
Глава УІ. Посевные качества и урожайные свойства семян ярового ячменя и овса в зависимости от обработки почвы и удобрений 131
Посевные качества семян ярового ячменя и овса 131
Урожайные свойства семян 135
Заключение 139
Глава УП. Экономическая эффективность применения разных способов основной обработки почвы и удобрений под зерновые культуры 141
Выводы 147
Предложим производству 151
Список литературы 152
Приложения 184
- Удобрения - как важный фактор повышения плодородия дерново-подзолистых почв и урожайности сельскохозяй ственных культур
- Метеорологические условия вегетационных периодов
- Развитие и продуктивность корневой системы
- Динамика формирования листовой поверхности и фотосин тетическая деятельность посевов
Введение к работе
Программными документами Коммунистической партии Советского Союза - "Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года", принятых ХХУІ съездом КПСС, и Продовольственной программой страны, одобренной Майским Пленумом ЦК КПСС (1982), определены большие задачи развития агропромышленного комплекса, главная цель которых - всемерное повышение урожайности сельскохозяйственных культур, рост производства зерна, кормов и другой продукции, рациональное использование и повышение плодородия почв на основе при менения научно-обоснованных зональных систем земледелия. Намечено поднять за десятилетие урожайность зерновых культур на 6-7 центнеров и довести её к 1990 году до 21-22 ц/га, а среднегодовое производство зерна в 12 пятилетке увеличить до 250-255 млн.т.
Важным условием выполнения той задачи является дальнейшее окультуривание дерново-подзолистых почв, создание на них мощного корнеобитаемого слоя, способного обеспечить высокие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур.
Наиболее перспективным направлением по окультуриванию дер^-ново-подзолистых почв является ярусная обработка почвы с одновременным внесением высоких доз органических и минеральных удобрений.
В связи с интенсификацией и повышением культуры земледелия, значительным ростом применения удобрений и созданием сортов интенсивного типа возникает необходимость более глубокого изучения вопросов сортовой агротехники.
Особенно это важно на семеноводческих посевах, главная цель которых получение высококачественного посевного материала.
Несмотря на многочисленные исследования по углублению! и
окультуриванию дерново-подзолистых почв, не получено однозначных практических рекомендаций с учетом почвенно-климатических условий, а выводы и рекомендации производству основываются лишь на данных краткосрочных полевых опытов.
Вместе с тем, до настоящего времени слабо учитываются вопросы отзывчивости полевых культур и их сортов на способы основной обработки почвы, а данных об отзывчивости различных сортов ярового ячменя и овса на углубление пахотного слоя в литературе не обнаружено.
Поэтому, наши исследования направлены на изучение отзывчивости яровых зерновых культур и их сортов на способы обработки почвы и удобрения и влияния трехъярусной обработки на агрономические свойства почвы в условиях длительного стационарного опыта.
Исследования проводились под руководством заслуженного деятеля науки РОЗЮР, доктора сельскохозяйственных наук, профессора Владимира Васильевича Гриценко.
Автор выражает искреннюю благодарность коллективу кафедры растениеводства, сотрудникам лаборатории растениеводства, научному руководителю и студентам за методическую и практическую помощь, оказанную при проведении исследований.
Удобрения - как важный фактор повышения плодородия дерново-подзолистых почв и урожайности сельскохозяй ственных культур
В принятой ХХУІ създом КПСС программе" Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период 1990 года" в области земледелия поставлена задача всемерно повышать плодородие почв и урожайность, обеспечить дальнейший рост производства зерна, кормов и другой продукции. В комплексе агротехнических мероприятий по созданию и ведению устойчивого земледелия важнейшая роль отводится рациональному использованию удобрений.
В настоящее время все большее внимание уделяется совместному применению органических и минеральных удобрений в севообороте, поскольку защитные свойства унавоженной почвы в неблагоприятные годы проявляются достаточно ярко, а эффективность применения высоких доз минеральных удобрений во многом зависит от способности почвы противостоять негативному действию физиологически кислых удобрений на её свойства (В.Н.Прокопович,І980; С.И.Попов,1981).
Длительное применение физиологически кислых удобрений значительно снижает рН и увеличивает обменную и гидролитическую кислотность, снижается степень насыщенности и сумма поглощенных оснований, увеличивается количество подвижного алюминия (И.И.Синя-гин,1980; Д.А.Кореньков,1982).
Кроме того, систематическое применение минеральных удобрений приводит к накоплению в почве баластных (хлор, фтор, натрий) и тяжелых элементов Ссвинец, кадмий, ртуть), которые далеко не безвредны для растительного и животного организма (В.Г.Минеев, I960).
Применение фосфорных удобрений в значительном количестве в течение длительного времени приводит к зафосфачиванию почвы, нарушению состояния элементов и снижению доступности растениям железа и цинка, вызывает хлороз растений и снижает урожай (Н.С. Авдонин,1972).
По мнению Н.З.Станкова (1978,1981), применение высоких доз минеральных удобрений сопровождается возникновением в почве большой концентрации солей, вызывающей депрессию урожая и даже прямое его снижение.
При высоких нормах удобрений снижается полевая всхожесть семян, так как при этом затрудняется их набухание (Н.С.Авдонин, 1978).
В то же время, применение минеральных удобрений способствует увеличению урожая сельскохозяйственных культур, оказывает длительное действие на накопление корневых остатков, способствует улучшению структуры и аэрации почвы (В.Г.Минеев и др.,1982). При этом, как считают авторы, применение минеральных удобрений оказывает такое же гумусообразующее действие, как и 10 т/га навоза.
Т.Н.Кулаковская, М.И.Ярошевич (1972,1973) отмечают, что при внесении удобрений в звене плодосменного сев ооборота количество корневых и пожнивных остатков увеличивается на 36% по отношению к неудобренному варианту, при этом основная масса корней (85-86%) от их общего количества сосредоточена в пахотном горизонте.
В опытах Л.А.Демина (1981) удобрения, вносимые в пахотный слой, увеличивали массу корней в нем ячменя на 3,3-3,5 ц/га; озимой ржи - на 5,1-6,0 ц/га; картофеля - на 6,9-7,0 ц/га; кле - 23 вера - на 6,7-9,8 п/га.
Однако, обогащение почвы усвояемыми питательными веществами при внесении удобрений стимулярует процессы разложения органического вещества и может явиться причиной уменьшения содержания гумуса(И.И.Синягин,1980).
Кроме того, как считает А.М.Лыков (1983), создать положительный баланс гумуса при внесении минеральных удобрений за счет увеличения запасов растительных остатков в почве не удается, так как по мере возрастания урожаев наблюдается тенденция опережения выноса биогенных элементов по сравнению с их возратом в почву с корневыми и пожнивными остатками. В то же время, 40-50$ минерального азота используется из гумуса. Поэтому необходимо возвращать азот в форме органического вещества, в противном случае, баланс будет отрицательным.
По данным В.Е.Егорова и др.(1976) ежегодное применение минеральных удобрений не приводило к увеличению и снижению углерода в почве зернопашного и плодосменного севооборотов, тогда как применение навоза или навоза с минеральными удобрениями обеспечило положительный баланс органического вещества.
На длительном опыте ФРГ и Ротамстедской станции бессменное возделывание зерновых культур без удобрений приводило к уменьшению содержания гумуса на 10$, картофеля и сахарной свеклы - на 21$. Применение минеральных удобрений не влияло на содержание гумуса, тогда как применение навоза 9 т/га и введение в севооборот многолетних бобовых трав практически обеспечивало положительный баланс гумуса ( D.Saierbeck,1982; A.Johnston,1982).
По утверждению некоторых исследователей, для поддержания бездифецитного баланса гумуса,необходимо вносить 10-17 т/га органического удобрения (Г.Н.Ненайденко,І980; Т.Н.Кулаковская,1981).
Но, в настоящее время, основной задачей земледелия являет - 24 ся не только сохранение, но и повышение плодородия почвы, так как богатая гумусом почва лучше противостоит влиянию неблагопри м ятных условий, больше запасает влаги и экононее ее расходует
(В.В.Егоров,1982).
Кроме того, более гумуссированная почва имеет по влажности больший диапозон физической спеслости и может качественно обрабатываться в более широком диапозоне влажности, способствует в значительной степени снижению плотности почвы (Б.А.Доспехов, 1976; А.М.Лыков,1983).
Применение органических удобрений значительно улучшает агрохимические свойства почвы, снижает отрицательное влияние минеральных удобрений, как бы "разжижая почвенный раствор повышенной концентрации при внесении в почву минеральных солей, и повышает продуктивность севооборота (В.Б.Богданова,1969; Н.М.Вергей,1970; З.М.Шугля,1974; А.В.Калинковский,1981,1983 и другие).
Метеорологические условия вегетационных периодов
Метеорологические условия вегетационных периодов Метеорологические условия вегетационных периодов 1980-1982 годов значительно различались как между собой, так и по сравнению со средними многолетними данными (Рис.1,2; прил.1,2).
1980 год характеризовался обильным выпадением осадков и пониженной температурой воздуха в течении всего вегетационного периода. В среднем за период май - август месяцы осадков выпало на 160,9 мм больше, а температура воздуха была на 0,8С ниже нормы. Пониженная температура воздуха I и П декады мая (9,0С; 5,4С) и обильное выпадение осадков (20,0; 46,1 мм) задержали появление всходов яровых зерновых культур и всязды появились лишь на 14-16 день после посева.
В июне месяце температура воздуха была выше средней многолетней на 2,2С, а количество осадков выпало на 66,0$ больше нормы, что вызвало обильное кущение и нарастание зеленой массы растений, в июле месяце соответственно на 0,9С меньше и 24,3$ больше средних многолетних данных. Все это приводило к удлинению вегетационного периода яровых зерновых культур, сильному развитию вегетативной массы, значительному полеганию растений ячменя и овса, особенно на вариантах с высокими дозами удобрений, и снижению урожая зерновых культур.
Относительно высокая температура воздуха 1981 года и неравномерное выпадение осадков в течении вегетации отрицательно повлияли на рост и развития яровых зерновых культур. Высокая температура воздуха и ветер во время посева сильно иссушили почву, что привело к снижению полевой всхожести семян, особенно у ячменя Надя. В целом за май месяц выпало всего лишь 33,5$ осадков от нормы, а температура воздуха при этом была выше на 2;4С.
Достаточно влажная и теплая погода (96$ осадков; 19,9С) июня месяца благоприятствовала формированию и наливу зерна яровых зерновых.
Июль месяц характризовался неравномерным выпадением осадков, и, если в I- декаде выпало 106,4 мм осадков, причем 99,9 мм выпало в день в виде ливневого дождя, то во П декаде - всего лишь 2,4 мм, а среднемесячная температура воздуха была выше средней многолетней на 3,бС.
Такие погодные условия сократили вегетационный период яровых зерновых культур (ячмень, овес) до 85-88 дней по сравнению с 1980 годом и позволили убрать урожай в Ш декаде июля.
1982 год оказался наиболее благоприятным для роста и развития яровых зерновых культур. Теплая и влажная погода мая месяца (104,4%; 12,0С) уменьшила период появления всходов, а фазы кущения и выхода в трубку проходили в наиболее оптимальных условиях.
В июне месяце температура воздуха была ниже средней многолетней на 2,0С, а количество осадков выпало 96,6% от средних многолетних осадков. Однако, это не оказало отрицательного действия на развитие растений.
Температура воздуха июля и августа месяца была близка к средней многолетней, а кратковременные осадки августа месяца не ухудшили условия созревания зерновых культур.
Благоприятные погодные условия вегетационного периода 1982 года способствовали получению и более высокого урожая яровых зерновых культур.
Развитие и продуктивность корневой системы
Для лучшего сравнения развития корневой системы культур и их сортов мы произвели расчет объема и массы корней I растения, а также корнеобеспеченности и коэффициента продуктивности работы корневой системы, поскольку общая картина в монолите не дает более точной оценки развития корневой системы каждого сорта ячменя и овса в зависимости от способа обработки почвы и удобрений, что связано с разным количеством растений в монолите.
Данные таблица 10 и II показали, что трехъярусная обработка почвы уменьшала объем и массу корневой системы у всех сортов ярового ячменя и овса. Так, масса корней у ячменя была меньше на 0,075-0,Ю0г, у овса - на 0,015-0,017г на I растение на фоне трехъярусной обработки по сравнению с вспашкой на 23-25 см, а объем корней I растения уменьшился при углублении пахотного слоя у ячменя на 0,57-1,19 см3 и у овса Геркулес - на 0,48 см3, но при этом продуктивность работы корневой системы на фоне трехъярусной обработки возросла у ячменя на 3,74-2,37 и у овса - на 0,31-0,67 единиц по сравнению с обычной вспашкой.
На обычной вспашке корнеобеспеченность (отношение массы корней к массе надземной части) растений была выше у сорта ячменя Московский 121 на 6,4%, сорта ячменя Надя - на 0,7%, сорта овса Геркулес - на 0,6% и сорта овса ї услан - на 1,5%, по сравнению с трехъярусной обработкой почвы (табл.10,II). Это говорит о том, что при обычной вспашке растения ячменя и овса большую часть пластических веществ вынунщены растрачивать на формирование корневой системы и меньшую - на её продуктивную надземуню часть.
Удобрения не всегда способствовали увеличению объема корневой системы растений. Так, если объем корней на I растение у ячменя Московский 121 увеличился в среднем за 2 года на 0,55-1,02 см3, у ячменя Надя - на 2,56-0,09 см3, то у сорта овса Геркулес он возрастал на 1,48 см3 лишь при обычной вспашке, а на фоне трехъярусной обработки в среднем за 2 года уменьшился на 0,29 см3. У сорта овса Руслан удобрения уменьшили объем корней I растения как при обычной вспашке, так и при углублении пахотного слоя на 0,48-0,16 см3 по сравнению с неудобренньм вариантом. Однако, масса корней I растения возрастала у всех сортов ячменя и овса при внесении удобрений, за исключением ячменя сорта Надя на фоне трехъярусной обработки, где масса корней I растения была меньше при внесении удобрений на 0,068г по сравнению с вариантом без удобрений, а при вспашке на 23-25 см масса также повышалась на 0,150г на I растение.
Корнеобеспеченность растений при внесении удобрений увеличивалась лишь при вспашке на 23-25 см, тогда как при углублении пахотного слоя и внесении удобрений корнеобеспеченность растений уменьшалась, но при этом возрастал коэффициент продуктивности работы корневой системы. Однако, у сорта ячменя Московский 121 при внесении удобрений продуктивность корней возрастала на 1,00-2,90 единиц по сравнению с неудоБренным вариантом, независимо от способа обработки почвы. У ячменя Надя при внесении удобрений на вспашке на 23-25 см корнеобеспеченность увеличилась на 1,5$, у овса Геркулес - на 3,5$ и овса Руслан на 1,7$, а коэффициент продуктивности при этом снизился на 2,51; 2,60 и 0,50 единиц соответственно. На фоне трехъярусной обработки при внесении удобрений корнеобеспеченность растений уменьшилась на 6,8; 5,5 и 1,7$, а продуктивность корневой системы возросла на 9,50; 3,55 и 0,69 единиц соответственно по сравнению с вариантом без удобрений.
Динамика формирования листовой поверхности и фотосин тетическая деятельность посевов
Полученные данные по урожаю показывают, что культуры и их сорта по-разному отзывались на способы обработки почвы и удобрения, в то же время величина их урожая зависела и от погодных условий вегетационного периода.
Наибольший урожай ячменя и овса был получен в благоприятном 1982 году, а в засушливом 1981 году урожайность ячменя и овса была значительно ниже, чем в 1982 году (табл.20,21). Важно отметить, что наиболее интенсивный сорт ячменя Надя в благоприятный по осадкам год сильнее повышал урожайность, чем менее интенсивный сорт ячменя Московский 121, а в неблагоприятный год сильнее снижал её, уступая Московскому 121 1,1-7,5 ц/га (табл.20).
Наибольший интерес представляет отзывчивость сортов ярового ячменя и овса на способы обработки почвы и удобрения.
Следует отметить, что на фоне трехъярусной обработки почвы не получено существенных различий по урожаю яровых зерновых культур по сравнению с обычной вспашкой. Вместе с тем, отмечена четкая тенденция к повышению урожая у ячменя Надя при углублении пахотного слоя, где прибавка в среднем за годы исследований составила 1,4-2,3 ц/га. У ячменя Московский 121 эта тенденция менее выражена, а на одинарной дозе удобрений (30т навоз + 100 75 00 урожайность его была ниже на 2,6 ц/га, чем при обычной вспашке.
Таким образом, трехъярусная обработка, перераспределяя элементы питания по профилю почвы, уменьшала их в верхнем слое, а менее развитая корневая система ячменя Московский 121 с меньшей эффективностью использовала подпахотные слои почвы, что и приводило к снижению уродая при недостаточном количестве внесенных удобрений, тогда как наиболее интенсивный сорт ячменя Надя .с более мощной корневой системой лучше отзывался на углубление пахотного слоя.
Сорта овса практически не реагировали на углубление пахотного слоя (табл.21). Более существенное влияние на повьшение урожая ячменя и овса оказали удобрения. Так, прибавка урожая при внесении одинарной дозы удобрений у ячменя Московский 121 в среднем за 3 года составила 4,7-8,7 ц/га, а у ячменя Надя - 11,5-11,6 ц/га. Однако, на неудобренных вариантах урожайность ячменя Надя была ниже на 0,6-1,5 ц/га, чем у Московского 121.
Следовательно, более интенсивный сорт Надя сильнее отзывается на удобрения и сльнее снижает урожай без удобрений, чем менее интенсивный сорт Московский 121.
Сорта овса одинаково повышали урожай от применения одинарной озы удобрений, где прибавка у овса Геркулес составила 5,2-6,3 ц/га и у овса Руслам - 4,2-6,4 ц/га по сравнению с вариантом без удобрений.
При внесении двойной дозы удобрений (60т навоз + 00 150 200 отмечена тенденция к повышению урожая у ячменя Надя и овса Геркулес и Руслан, а урожайность ячменя Московский 121 во все годы исследований снижалась на фоне обычной вспашки на 2,7 ц/га по сравнению с одинарной дозой удобрений, а на фоне трехъярусной обработки - повышалась в среднем за годы исследований на 2,2 ц/га.
Таким образом, высокие дозы удобрений, увеличивая концентрацию солей в почве при недостатке влаги, угнетающе действуют на рост и развитие растений ячменя Московский 121, а при достаточном количестве влаги приводят к значительному полеганию растений и снижению урожайности ячменя Московский 121.
Следует отметить, что на неудобренных вариантах урожайность овса сорта Руслан выше, чем урожайность ячменя Московский 121 и Надя. Следовательно, на почвах с более низким уровнем плодородия культура овса дает более высокие урожаи, чем культура ячменя.
Элементы структуры урожая
Анализ элементов структуры урожая дает возможность выявить за счет каких элементов повышался или снижался урожай в зависимости от применяемых агротехнических приемов.
Анализ структуры урожая показывает, что способ обработки почвы не оказывал существенного влияния на элементы структуры урожая, но у ячменя сорта Надя отмечено некоторое увеличение длины колоса, числа колосков и зерен в колосе и массы зерна в колосе на фоне трехъярусной обработки почвы (табл.22,23,24,25).
