Содержание к диссертации
Введение
2. Обоснование выбранного направления работы 8
3. Обзор литературы 10
3.1. Эффективность подсева и пересева изреженнои озимой пшеницы в зависимости от условий произрастания 10
3.2. Влияние подсева и пересева изреженнои озимой пшеницы на рост, развитие и продуктивность растений в чистом и смешанном посевах 15
4. Программа и методика исследование 28
4.1. Схема опыта 28
4.2. Наблюдения и учеты в опыте 30
5. Условия полевого опыта 35
5.1. Почвенно-климатичеекая характеристика места проведения опыта 35
5.2. Погодные условия в период проведения опыта 38
5.3. Агротехника полевого опыта 44
6. Результаты исследовании 47
6.1. Изменение густоты стояния растений и условий произрастания при подсеве и пересеве изреженнои озимой пшеницы ячменем 47
6.1.1. Густота стояния растений в зависимости от норм высева озимой пшеницы и ячменя 47
6.1.2. Водопотребление и влагообеспеченность растений 60
6.1.3. Нитратный режим почвы 71
6.1.4. Засоренность посевов 74
6.1.5. Устойчивость растений озимой пшеницы и ячменя к болезням и полеганию 80
6.2. Рост и продуктивность растений при подсеве и пересеве изреженной озимой пшеницы ячменем 83
6.2.1. Особенности развития растений озимой пшеницы и ячменя 83
6.2.2. Рост растений озимой пшеницы и ячменя в чистом и смешанном посевах 92
6.2.3. Структура урожая 108
6.2.4. Урожайность
7. Экономическая эффективность подсева и пересева изреженной озимой пшеницы ячменем 123
Выводы 127
Рекомевдации производству 130
Литература 131
Приложения 151=
- Эффективность подсева и пересева изреженнои озимой пшеницы в зависимости от условий произрастания
- Почвенно-климатичеекая характеристика места проведения опыта
- Густота стояния растений в зависимости от норм высева озимой пшеницы и ячменя
- Рост растений озимой пшеницы и ячменя в чистом и смешанном посевах
Эффективность подсева и пересева изреженнои озимой пшеницы в зависимости от условий произрастания
При проведении подсева или пересева изреженной озимой пшеницы следует принимать во внимание весь комплекс условий, оказывающих прямое действие на эффективность их проведения, а, следовательно, и на целесообразность применения. В первую очередь необходимо учитывать количество сохранившихся после зимовки растений пшеницы, степень их развития, сроки наступления весны, засоренность посевов и увлажнение почвы.
Количество воды в почве играет важную роль в жизни растений. П.А. Костычев /8/ так характеризовал зависимость урожаев сельскохозяйственных культур от водного режима: "Если все другие факторы представляют эпизодические причины, снижающие урожай, то вода является постоянно действующим фактором". В агрономической литературе накоплен обширный материал по влиянию водного режима на продуктивность растений /9, 10, II, 12, 13, 14, 15/.
По данным Б.И. Тарасенко /16/ и Г.Г. Солошенко /17/ оптимальная влажность черноземной почвы, обеспечивающая всходы озимой пшеницы в условиях Кубани находится в пределах 20...25% от абсолютно сухой почвы. Опыты Я.В. Іванова и Г.Е. Коновалова /18/ в Краснодарском крае и П.Г. Пикуш и др. на Украине /19/ показали, что влагообеспеченность растений осенью оказывает большое влияние не только на урожай, но и на зимостойкость озимой пшеницы. Сочетание в осенний период недостатка влаги с повышенными температурами в условиях средней полосы России уменьшают урожай озимой пшеницы на 33%, избыточное увлажнение с повышенными температурами ведет к снижению ее урожая на 31% /20/.
Недостаток воды в почве до колошения и во время колошения пшеницы по мнению А.П. Васиной /21/ увеличивает число бесплодных колосков. По данным А.И. Носатовского в отдельные годы на Северном Кавказе оно может достигать 100$ /22/. Если же недостаток влаги в почве наблюдается после цветения, то зерно образуется мелкое и щуплое /23, 24/. И.И. Гарус и др. /4/ отмечают, что расход почвенной влаги под посевами озимой пшеницы в весенне-летний период определяется в основном мощностью и густотой стояния растений. В исследованиях В.И. Святко /25/, проведенных в недостаточно увлажненной зоне Кубани, растения пшеницы, которые не раскустились осенью, в весенне-летний период не успевают развить мощную корневую систему. Запасы продуктивной влаги второго метра почвы для них плохо доступны и их урожай почти полностью зависит от количества осадков весны ж лета. В настоящее время существует ряд методов прогноза урожаев зерновых колосовых культур /14, 26, 27, 28, 29/. Все они, как правило, требуют знаний запаса влаги в почве весной. В.Д. Мединец /30/ считает, что пользуясь инерциальными факторами в Полтавской области, можно заранее определить условия роста и развития озимой пшеницы весной. При достаточном увлажнении метрового слоя почвы поврежденные посевы озимой пшеницы могут выправиться быстрее, чем при низких влагозапасах. И. Ивушкин /31/, отмечая сложность в прогнозе урожая изре-женной озимой пшеницы, на основании четырехлетних опытов Вороши-ловградской опытной станции сообщает, что им установлена зависимость количества стеблей озимой пшеницы на I м от расхода влаги. Рассчитанные им коэффициенты водопотребления озимой пшеницы с различной густотой стояния после перезимовки позволяют определить ожидаемый урожай при известных влагозапасах метрового слоя почвы. Анализ приведенных литературных данных показывает, что оте 12 чественной с.-х. наукой накоплен большой экспериментальный материал по водопотреблению озимой пшеницы и ячменя. Решая вопрос 0 выборе нормы посева ячменя при подсеве его к изреженной озимой пшенице или целесообразности пересева им, во всех случаях надо учитывать запасы влаги в корнеобитаемом слое почвы весной. Толь ко при оптимальном количестве растений зерновых колосовых на о 1 м можно рационально использовать влагу, что гарантирует по лучение высокого урожая зерна этих культур. В.Р. Вильяме /32/ указывал, что проблема удовлетворения растений водой в пространстве и во времени неразрывно связана с проблемой удовлетворения его элементами пищи. В полевых условиях основным источником азотной пищи являются нитраты. Колебания в содержании нитратов в почве зависят от температуры, влажности и аэрации почвы /14, 20, 33, 34/. А.А. Шмук /35/ отмечает, что на Северном Кавказе в почве, занятой сплошной растительностью (озимая и яровая пшеница), нитраты в течение вегетации в пахотном слое почвы не обнаруживаются. Однако, полного их исчезновения по многолетним наблюдениям А.И. Симакина /36/, как правило, не наблюдается. Большее количество нитратов накапливается к посеву озимых хлебов. В весенне-летний период развития озимой пшеницы используется доступный азот, вследствие чего его оказывается наименьшее количество /37, 38, 39/. Весенняя вегетация озимых хлебов начинается при среднесуточной температуре 3... 4С. При такой температуре микробиологические процессы угнетены и мобилизация азота идет крайне медленно. Как отмечают И.О. Кулик /40/ и А.И. Коровин /41/, чем продолжительнее весенний период с пониженными температурами, тем сильнее растения испытывают недостаток азота и тем эффективнее ранневесенняя подкормка. Особенности нитратного режима почвы под посевами изреженной озимой пшеницы при подсеве и пересеве ее ячменем практически не исследовались. В связи с этим экспериментальные данные по этому вопросу в публикациях отсутствуют. Ни одно агрономическое мероприятие не может дать должного эффекта, если на полях имеются сорняки, злейшие конкуренты культурных растений в борьбе за влагу, пишу и свет /42/. Особая конкуренция между культурными и сорными растениями проявляется, когда одного из факторов внешней среды не хватает для удовлетворения их потребности. Конкурентная способность растений зависит от ряда конкретных условий. Прежде всего она связана с биологическими особенностями растений, с теми факторами внешней среды, которые обеспечивают их нормальный рост и развитие /43, 44, 45, 46, 47, 48/. Как считает В.П. Струве /49/, эффект угнетения сорняков зависит прежде всего от характера роста культур. Те из них, что в первый период вегетации (до цветения) растут быстро и образуют большую вегетативную массу, которая затем уменьшается постепенно, являются наиболее конкурентноспособными. Озимые хлеба дают высокий эффект угнетения сорняков.
Почвенно-климатичеекая характеристика места проведения опыта
Фенологические наблюдения проводились по "Методике государственного сортоиспытания с.-х. культур" раздельно по культурам /207/. Отмечались следующие фазы: всходы (начало и полные), начало кущения, колошение (начало и полное), спелость зерна (молочная, восковая, полная). За начало фазы принимался день, когда в нее вступило не менее 10$ растений, за полное наступление фазы - не менее 1Ъ% растений. Кроме того отмечали даты прекращения вегетации озимой пшеницы осенью и начало возобновления весной.
Подсчет густоты стояния растений на вариантах без подсева (конотроль) проводился согласно "Методике государственного сортоиспытания с.-х. культур /207/на закрепленных площадках, выделяемых в каждом повторении. Площадки длиною III см на 2-х смежных рядках располагались в 3-х местах по диагонали делянки. Подсчет растений озимой пшеницы цроизводился после появления полных всходов в начале весенней вегетации и перед уборкой. На вариантах с подсевом ячменя к озимой пшенице густота стояния растений учитывалась на площадках 0,25 м (0,5 х 0,5 м) в 4-х местах по диагонали делянки /208/. Подсчет растений раздельно по культурам проводили после подсева и перед уборкой урожая.
Общая кустистость озимой пшеницы определялась на 100 растениях, которые выделялись из пробы, взятой для определения прироста сухой массы в конце осенней вегетации.
Высота растений раздельно по культурам определялась в фазы: полных всходов, колошения, полной спелости зерна измерением 100 растений от узла кущения до верхушки вытянутого листа (колоса) на главном стебле. Растения для измерения выделялись из пробы, взятой для определения прироста сухой массы.
Прирост сухой массы раздельно по культурам учитывался согласно "Рекомендациям по методике проведения наблюдений и исследований в полевом опыте /209/. На каждой делянке в начале очередной фазы вегетации растений озимой пшеницы выкапывали пробы с 6 площадок по 0,25 м . В лаборатории подсчитывали число растений в пробе и взвешивали ее, затем выделяли небольшие навески растительной массы, которые высушивали до постоянной массы при температуре +60С. По сырой массе и ее влажности вычисляли сухую массу пробы и данные пересчитывали на I растение и на I м . Весенний подсчет живых и погибших растений озимой пшеницы проводился спустя 10...14 дней после начала весенней вегетации на 6-ти пробных площадках. Длина площадки III см, ширина - 2 смежных рядка. Площадки между собой разделялись 2...3 рядками. Растения с пробных площадок выкапывали, а затем подсчитывали количество живых и погибших. Процент перезимовавших растений в пробе вычисляли по отношению числа живых растений к числу всех выкопанных (с точностью до 0,1$). Площадь листовой поверхности раздельно по культурам определялась на 50 закрепленных растениях в фазы: полных всходов, начало кущения, колошения, молочной спелости зерна. Измеряли длину и наибольшую ширину всех зеленых листьев и подсчитывали их общее количество на растении. Произведения длины на ширину умножали на поправочный коэффициент 0,67. Чистую продуктивность фотосинтеза растений и посева рассчитывали по А.А. Ничипоровичу /107/. Влажность почвы в процентах от ее абсолютно сухой массы и запасы продуктивной влаги в мм определяли: во время посева на глубину 20 см через 5 см в 7-кратной повторности, на "семенной дорожке", в конце осенней вегетации, весной в начале полевых работ, в фазу колошения и перед уборкой на глубину 2 м (через 20 см) в 4-х кратной повторності!. Рассчитывали суммарное водопотребление и коэффициенты во-допотребления озимой пшеницы и ячменя /210/. Определение нитратов проводилось по Грандваль-Ляжу /210/ при полевой влажности образцов. Образцы массой 0,2 кг отбирались в трехкратной повторности каждый из пяти мест с глубины 0...10, 10...20 и 20...30 см в следующие сроки: в конце осенней и начале весенней вегетации, в колошение и перед уборкой. Засоренность посевов учитывалась количественно-весовым методом в 16-кратной повторности способом связанных площадок согласно "Рекомендациям по методике проведения наблюдений и исследований в полевом опыте" /209/ в конце осенней и начале весенней вегетации, при выколашивании и перед уборкой. Устойчивость посевов к полеганию оценивалась по пятибальной шкале Госсортосети СССР /207/. Баллы: I - очень сильное полегание, когда машинная уборка без дополнительных приспособлений невозможна; 2- сильное полегание; 3 - среднее; 4 - слабое; полегание отсутствует. Пораженность болезнями определялась согласно "Рекомендаций по методике проведения наблюдений и исследований в полевом опыте" /209/. Мучнистая роса учитывалась на 5...7 день после колошения раздельно по культурам по 1-му, 2-му, 3-му листьям (считая сверху) на 10 растениях, равно удаленных друг от друга по диагонали делянки. Определяли процент площади занятой налетом гриба.
Густота стояния растений в зависимости от норм высева озимой пшеницы и ячменя
Зима была умеренно теплой и сухой. Только в декабре средняя температура воздуха была на 2,8 ниже средней многолетней. В января и феврале наблюдались частые оттепели. Средняя температура воздуха в эти месяцы была -1,2. Осадков за холодный период года выпало на 64 мм больше средней многолетней. Значительное количество осадков за период влагонакопления и преимущественно талое состояние почвы создали хорошие условия для восстановления запасов влаги к весне.
Весна была ранняя, дождливая с частыми возвратами холода. Среднемесячная температура воздуха в марте была 2,5. Осадков за месяц выпало на 30$ больше средних многолетних значений. В начале третьей декады марта наблюдалось возобновление вегетации озимых культур. Апрель и май характеризовались пониженным термическим режимом. Осадков в мае выпало в два раза меньше средних многолетних значений.
Начало лета характеризовалось сухой и жаркой погодой. Среднемесячное количество осадков в июне было в три раза меньше среднего многолетнего. Конец июня и начало июля характеризовались отсутствием атмосферных осадков и высокой среднесуточной температурой воздуха.
Таким образом, проанализировав погодные условия в годы проведения исследований, можно отметить, что из четырех лет исследований только в 1978...1979гг. складывались крайне неблагоприятные условия для роста и развития пшеницы и ячменя.
Предшественниками озимой пшеницы в полевом опыте были озимая пшеница и подсолнечник. На поле, где озимая пшеница размещалась по колосовому предшественнику, вслед за стягиванием соломы проводилось дисковое лущение на глубину 8...10 см. После этого сразу была проведена вспашка почвы на глубину 20...22 см. Под вспашку вносились минеральные удобрения в дозе N 45 60%0 кг/га действующего начала. По мере появления сорняков на поле проводились культивации на глубину 6...8 см. Последняя культивация была в день посева. Посев проводился в оптимальные сроки, которые в данной зоне приходятся на период с 10 по 25 сентября. Вслед за уборкой подсолнечника на поле проводилось лущение дисковой бороной на 8...10 см в двух направлениях, а затем вспашка на глубину лучшего крошения почвы (18...25 см). Под вспашку вносились минеральные удобрения в дозе и 6(3 1СГ/га действующего начала. Перед посевом почва прикатывалась. Посев проводился рядовым способом в первой декаде октября зерно -туковой сеялкой СУК-24А, отрегулированной на глубину заделки семян 5...7 см. После посева почва вновь прикатывалась. С целью моделирования различной густотой стояния растений после перезимовки озимую пшеницу в опыте высевали с разными нормами высева (закладка фона): 1,0; 1,5; 2,0 и 3,0 млн. всхожих зерен на I га по озимой пшенице. По подсолнечнику норма, высева составляла 2,0; 3,0; 3,5 и 4,0 млн. всхожих зерен на I га. Для посева и подсева использовались крупные выравненные семена первой репродукции, которые перед посевом протравливались гранозаном в дозе 2 кг препарата на I кг семян. Подсев ячменя к озимой пшенице проводился во второй половине марта в момент наступления мягкопластичного состояния почвы. При подсеве к изреженной озимой пшенице ячменя до оптимальной густоты нормы высева устанавливалась с таким расчетом, чтобы число растений пшеницы и высеянных семян ячменя на I м в сумме составляло 500 шт. На вариантах, где изреженную озимую пшеницу подсевали ячменем с полной нормой высева и при пересеве ее им после предварительной культивации поля на 6...8 см норма высева составляла 500 шт. на I м . В опыте использовалась озимая пшеница Краснодарская 46, которую подсевали озимым ячменем Завет-3 (двуручка) и яровым Темп. До начала выхода зерновых колосовых в трубку посевы обрабатывались гербицидами 2,4-Д для уничтожения сорняков и инсектицидами против пьявицы. Расход аминной соли 2,4-Д 0,8 кг/га д.в., рогора - 1,5 кг/га по препарату. Уборка посевов проводилась прямым комбайнированием комбайном СК-5.
Рост растений озимой пшеницы и ячменя в чистом и смешанном посевах
Количество продуктивной воды в двухметровом слое почвы на них было на 10...16 мм больше, чем на вариантах с подсевом ячменя к озимой пшенице до оптимальной густоты и на 19...29 мм больше по сравнению с вариантами, о где норма высева ячменя при подсеве составляла 500 шт. на I м .
Несколько меньшая разница во влагозапасах по сравнению с контролем отмечалась на вариантах, где проводился пересев изреженной озимой пшеницы ячменем после культивации. Растения ячменя в основном использовали влагу первого метра почвенного профиля. Поэтому запасы продуктивной воды в слое 0...100 см здесь мало отличались от вариантов, где проводился подсев ячменя к озимой пшенице. Однако, количество продуктивной воды во втором метре на вариантах с пересевом было на 10...12$ больше в сравнении с вариантами, где проводили подсев ячменя к изреженной озимой пшенице.
Из трех лет исследований наиболее сильное иссушение первого метра почвы к уборке наблюдалось в 1979 г. Запасы продуктивной воды под посевами озимой пшеницы и ячменя в слое 0...I00 см в 1979 г. на всех вариантах колебались от 7 до 19 мм, а на вариантах 1.4, 2.4, 3.4 и 4.4 они не превышали 10 мм. В 1978 и 1980 гг. после уборки озимой пшеницы и ячменя в двухметровом слое почвы оставалось 98...167 мм неиспользованной продуктивной влаги, или в 3...4 раза больше, чем в 1979 г.
Рациональность использования посевами влаги при подсеве изреженной озимой пшеницы ячменем характеризуется суммарным во-допотреблением и коэффициентами водопотребления, которые показывают какое количество влаги растения озимой пшеницы и ячменя использовали для создания І т урожая зерна. Исследованиями установлено, что суммарное водопотребление в период от посева до полной спелости озимой пшеницы и подсеваемого к ней ячменя изменялось как по годам, так и в зависимости от густоты стояния растений (табл. 6.7, 6.8).
В 1979 г.с засушливым весенне-летним периодом растения озимой пшеницы и ячменя меньше расходовали влагу и суммарное водопотребление с гектара посевов было ниже, чем в 1978 и 1980 гг. Так, если в 1979 г. суммарное водопотребление озимой пшеницы и ячменя колебалось по вариантам в пределах 2770...4174 м3 с I га, то в 1978 и 1980 гг. - 3769...5747 и 3441...5379 м3 с I га.
Наименьшее суммарное водопотребление растениями в среднем за 1978...1980 гг. наблюдалось на посевах ячменя при пересеве им изреженной озимой пшеницы после предварительной культивации 3I8I...3690 м3 с I га с колебаниями по годам от 2770 до 3963 м3 с I га. Увеличение густоты стояния растений ЕЄСНОЙ В результате подсева ячменя к изреженной озимой пшенице, как правило, приводило к повышению суммарного водопотребления с гектара посевов. Большее суммарное водопотребление отмечалось на посевах, где ячмень подсевали к озимой пшенице, размещенной по колосовому предшественнику. Озимая пшеница на этих посевах раскустилась осенью и имела более развитую корневую систему, к тому же период вегетации у нее был несколько продолжительнее, чем у озимой пшеницы, посеянной по подсолнечнику. Так, в среднем за годы исследований расход влаги с гектара посевов на вариантах 1.4, 2.4, 3.4, 4.4, где ячмень подсевали к озимой пшенице с нормой высева 500 шт. на I м (предшественник подсолнечник) не превышал 4608 м3. При подсеве же ячменя с такой нормой к озимой пшенице, размещенной по колосовому предшественнику он увеличивался до 5096 м3 с I га.
Расчет коэффициентов водопотребления показал, что на посевах озимой пшеницы с густотой стояния весной в среднем 73 растения на I м (вариант 1.3 - предшественник озимая пшеница) и 144 растения на І м (вариант 1.4 - предшественник подсолнечник) более рациональное использование влаги отмечалось при подсеве к ней ячменя с нормой высева 500 шт. на I м2. Коэффициенты водопотребления на этих вариантах были на 38...42% ниже, чем на контроле. На участках озимой пшеницы с густотой стояния рас р тений в среднем 112 шт. на І м (вариант 2.2 - предшественник озимая пшеница) и 190 шт. на І м (вариант 2.3 - предшественник подсолнечник) более экономное по сравнению с контролем (на 21... 26%) использование влаги наблюдалось при подсеве ее яровым ячменем до оптимальной густоты. При подсеве же ячменя к озимой пшенице с большей густотой стояния после перезимовки растения менее продуктивно использовали влагу и наименьшие коэффициенты водопотребления здесь наблюдались на контрольных вариантах 3.1, 4.1, где подсев и пересев не проводился.
Таким образом, обобщая результаты проведенных исследований, можно отметить, что водный режим почвы к началу весенних полевых работ больше зависел от осадков за период влагонакопления, чем от предшественника. Наибольшее количество продуктивной влаги в двухметровом слое почвы в среднем за 1978...1980 гг. отмечалось после перезимовки. Дефицит запасов влаги к этому времени был восстановлен до НВ на глубину 180 см.
