Содержание к диссертации
Введение
1. Влияние условий выращивания на величину урожая и качество зерна озимой пшеницы (обзор литературы) 11
1.1. Требования и отношение озимой пшеницы к воде 12
1.2. Требования и отношение озимой пшеницы к температурным условиям 21
1.3. Требования озимой пшеницы к условиям питания 26
1.4. Отношение озимой пшеницы к условиям освещения 35
1.5. Влияние севооборота, предшественников и удобрений на накопление влаги в почве 38
1.6. Роль севооборота, предшественника и удобрений в формировании плодородия почвы и вынос основных элементов питания 46
1.7. Влияние севооборотов предшественников и удобрений на урожайность озимой пшеницы 61
1.8. Качество зерна озимой пшеницы в зависимости от агротехнических приемов 75
2. Почвенно-климатические условия, методика исследований и агротехника в опыте 83
2.1. Почвенно-климатические условия в зоне проведения исследований 85
2.2. Методика и схема проведения исследований 91
2.3. Агротехника в опыте 103
3. Использование почвенной влаги культурой в зависимости от вида севооборота, предшественника и системы удобрения 107
4. Особенности роста и развития озимой пшеницы в зависимости от изучаемых агроприемов 129
4.1. Продолжительность межфазных периодов вегетации 129
4.2. Динамика густоты стояния растений и накопление вегетативной массы озимой пшеницы 141
4.3. Формирование ассимиляционной поверхности озимой пшеницы 164
5. Предшественник, удобрения, плодородие чернозема обыкновенного и потребление основных элементов питания растениями озимой пшеницы 175
5.1. Накопление корнепожнивных остатков озимой пшеницы и ее предшественниками, изменение содержание гумуса 176
5.2. Динамика основных элементов питания в почве 183
5.3. Содержание основных элементов питания в растениях озимой пшеницы 195
6. Структура урожая, продуктивность и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от севооборота, предшественника и системы удобрения 229
6.1. Структура урожая 229
6.2. Урожайность озимой пшеницы 251
6.3. Качество зерна озимой пшеницы 269
7. Биоэнергетическая и экономическая эффективность изучаемых агроприемов 286
7.1. Биоэнергетическая эффективность 286
7.2. Экономическая эффективность 293
Выводы 302
Рекомендации производству 310
Список использованной литературы 312
Приложение 365
- Требования и отношение озимой пшеницы к воде
- Почвенно-климатические условия в зоне проведения исследований
- Продолжительность межфазных периодов вегетации
- Накопление корнепожнивных остатков озимой пшеницы и ее предшественниками, изменение содержание гумуса
Введение к работе
Актуальность темы. Проблема повышения урожайности и валовых сборов озимой пшеницы с высоким технологическим качеством зерна в современных условиях ведения земледелия приобрела важное народно-хозяйственное значение. Её решение в значительной мере определяется рациональным использованием пашни в севооборотах, подбором предшественников и совершенствованием технологии возделывания для данной культуры, биологизацией земледелия, а также использованием новых высокоурожайных сортов.
Разработанные и внедрённые в производство в середине восьмидесятых годов интенсивные технологии возделывания озимой пшеницы позволили в 1985-1990 годах довести валовые сборы зерна в Краснодарском крае до 6,0-6,5 млн. тонн при средней урожайности 4,28 т с I га. Получение таких урожаев стало возможным в основном при сохранении высокой культуры земледелия, научно-обоснованных севооборотов, внесении минеральных удобрений в количестве 270-300 кг/га в действующем веществе и применении интегрированной системы защиты растений.
В начале 90-х годов в связи с переходом на рыночные отношения многократно возросла стоимость сельскохозяйственной техники, энергоносителей, минеральных удобрений и средств защиты растений, что привело к диспаритету цен на промышленную и сельскохозяйственную продукции. Большинство хозяйств из-за слабого экономического положения были вынуждены практически отказаться от применения минеральных и органических удобрений, средств защиты растений и перейти на полуэкстенсивный и экстенсивный типы ведения земледелия, отдавая предпочтение возделыванию менее затратных и более окупаемых, чем озимая пшеница культур, в частности, подсолнечнику, занимая им до 30 % площадей в севооборотах. Данными мерами были нарушены существующие севообороты, ухудшалось фитосани-тарное состояние полей, что отрицательно сказалось на потенциальном плодородии почвы, продуктивности пашни и урожайности основной продовольственной культуры озимой пшеницы. Параллельно снижению урожайности ухудшалось и технологическое качество зерна. Несбалансированное по элементам питания применение минеральных удобрений не способствовало накоплению белка, а также не обеспечивало необходимого роста урожайности, нарушало физиологическое развитие растений, не окупая затрат на производство продукции.
В сложившейся экономической ситуации интенсивная технология возделывания озимой пшеницы для большинства сельскохозяйственных предприятий стала неприемлемой. Поэтому появилась необходимость изыскания альтернативного подхода к разработке технологий, внедрение которого позволило бы получать стабильно высокие урожаи конкурентоспособной продукции, при одновременном сокращении затрат на её производство, сохранения почвенного плодородия, базирующихся на внедрение элементов биоло-гизации и ресурсосбережения.
В связи с этим большое значение имеет изучение теоретических основ и альтернативных приёмов выращивания озимой пшеницы. Без дальнейшего совершенствования существующих и разработки принципиально новых, менее затратных технологий трудно рассчитывать на высокую эффективность отрасли растениеводства.
Поэтому для обеспечения более высоких темпов роста продуктивности озимой пшеницы необходимы качественно новые технологии ее возделывания, включающие использование интегрированных ресурсосберегающих и биологизированных технологий, которые подразумевают интенсификацию растениеводства, согласованную с биологическим требованием культур. Такой подход предусматривает дифференцированное и комплексное использование генетических свойств сортов, природных факторов и технических средств создания условий, обеспечивающих устойчивый рост продуктивности, ресурсосбережение и экономическую безопасность сельскохозяйственного производства. При этом роль биологических факторов в процессе формирования урожая тем выше, чем менее благоприятны почвенно-климатические условия. Севообороты, предшественники, удобрения являют ся важными факторами интенсификации и органично увязываются в системе ландшафтного земледелия.
Многими исследователями в условиях северного Кавказа детально разработаны технологии и приёмы возделывания озимой пшеницы (А.И. Носа-товский, 1965, П.П. Лукьяненко, 1973, Я.В. Губанов, 1982, П.В. Дрогалин, 1983, Н.Г. Малюга, 1992, и др., Л.Н.Петрова, 2003). Однако в работах этих и других авторов представлен материал в основном по эффективности отдельных агроприёмов: предшественников, сроков и способов посева озимой пшеницы, норм высева семян и удобрений, проводимых в краткосрочных опытах, но слабо изучены вопросы возделывания этой культуры в севооборотах при длительном систематическом внесении различных систем удобрений под культуры севооборота, влияния их на продуктивность озимой пшеницы на фоне различных норм и сочетаний удобрений.
Решение этой сложной агрономической задачи в условиях недостаточного и неустойчивого увлажнения Северного Кавказа явилось основным направлением наших исследований, которые нацелены на изыскание путей в решении важной государственной проблемы - увеличения производства высококачественного зерна в южном регионе страны. Актуальность данной проблемы не только не снижается, но с каждым годом приобретает большую значимость.
Цель и задачи исследований. Цель работы — теоретически обосновать и разработать альтернативные технологии и эффективные приемы выращивания высоких урожаев озимой пшеницы в зернопропашном и зернотравянопропаш-ном севооборотах на обыкновенном чернозёме Северного Кавказа. Разработать агрономически целесообразные и экономически эффективные агроприемы возделывания данной культуры, обеспечивающие рост продуктивности озимой пшеницы, сохранение почвенного плодородия и охрану окружающей среды.
В задачу исследований входило:
изучить особенности роста и развития озимой пшеницы в зависимости от предшественника, уровня плодородия почвы и системы удобрения; определить влияние изучаемых агроприемов на характер изменения агрохимических и водно-физических свойств обыкновенного чернозёма;
уточнить роль предшественников озимой пшеницы в накоплении и использовании почвенной влаги;
определить потребление озимой пшеницей макроэлементов и их роль в формировании урожая и технологического качества зерна;
определить экономическую и биоэнергетическую эффективность изучаемых агроприемов выращивания озимой пшеницы;
на основании полученных данных с использованием элементов биологи-зации и ресурсосбережения обосновать для условий недостаточного увлажнения Северного Кавказа и предложить производству рациональные приёмы и адаптивные технологии возделывания озимой пшеницы, направленные не стабилизацию производства зерна с высоким технологическим качеством.
Научная новизна. На черноземе обыкновенном Западного Предкавказья в условиях недостаточного и неустойчивого увлажнения в длительном стационарном полевом опыте в двух типичных севооборотах, зернопропаш-ном и зернотравянопропашном, с 60% насыщением зерновыми колосовыми культурами, дана комплексная оценка севооборотам, предшественникам, различным системам удобрения по влиянию на продуктивность озимой пшеницы, качество зерна и плодородие почвы. Разработан дифференцированный агроэкологический подход к выбору оптимальных доз удобрений при размещении озимой пшеницы по различным предшественникам.
Практическую ценность работы представляют результаты комплексных исследований, позволяющие рекомендовать производству дифференцированный подход к совершенствованию технологии выращивания озимой пшеницы, обеспечивающих максимальную экономическую эффективность, ресурсосбережение, высокую урожайность конкурентоспособного зерна и сохранение почвенного плодородия.
Реализация результатов исследований. Результаты данной работы использовались в разработке «Системы земледелия в Краснодарском крае на 1990-1995 гг., и на период до 2000 года» (Краснодар, 1990); "Ресурсоэкономные и экологически безопасные технологии производства ценной и мягкой озимой пшеницы в Краснодарском крае" (Краснодар, 1997); "Особенности выращивания зерновых культур урожая 1999 года в Краснодарском крае" (Краснодар, 1998); "Уход за посевами озимых колосовых культур зимой и ранней весной" (Краснодар, 1999, 2000); "Система удобрений основных полевых культур" (Краснодар, 2001); "Особенности ухода за посевами озимых колосовых культур зимой и ранней весной" (Краснодар, 2001); "Особенности ухода за посевами озимых колосовых культур зимой и ранней весной 2002 года" (Краснодар, 2002); «Агроэкологиче-ский мониторинг в земледелии Краснодарского края», вып.1, 1997 г., вып. II, 2003 г. "Особенности ухода за посевами озимых колосовых культур, многолетних трав и возделывания яровых культур в 2003 году" (Краснодар, 2003).
Апробация разработанных автором технологических приемов озимой пшеницы, основанных на элементах биологизации земледелия и ресурсосбережении, проводилась в хозяйствах Ленинградского, Павловского, Тихорецкого, Каневского, Ейского, Щербиновского и других районах северной зоны Краснодарского края.
Апробация материалов диссертации. Результаты исследований докладывались на совместном заседании Проблемного совета по качеству зерна и селекции озимой пшеницы отделения растениеводства РАСХН (Краснодар, 1997); на Международной научно-практической конференции «Современные проблемы опытного дела» (Санкт-Петербург, 2000); на Международной научно-практической конференции «Защита растений на рубеже XXI века (Минск, 2001); на Международных конференциях "Эволюция и деградация почвенного покрова» (Ставрополь, 2002, 2003 гг.), на Международной научно-практической конференции "Пути повышения и стабилизации производства высококачественного зерна" (Краснодар, 2002); на научно-практической конференции "Технология, селекция и семеноводство с.-х. культур (Зерно-град, 2003), а также ежегодно докладывались на методических комиссиях и ученых советах Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко. По материалам диссертации опубликовано 49 печатных работ общим объёмом 50,8 условных печатных листа
Основные положения, выносимые на защиту.
Агроэкологические основы формирования продуктивности озимой пшеницы в двух видах, зернопропашном (ЗПС) и зернотравянопропашном (ЗТПС) севооборотов, в зависимости от предшественника, уровня плодородия почвы, при систематическом внесении различных систем удобрения и с ограниченным применением средств защиты растений.
Получение на почвах среднего плодородия с использованием районированных сортов интенсивного типа 6,0-6,5 т/га высококачественного экологически чистого зерна с белковостью более 14% и содержанием клейковины 28,2-30,8% при существенном снижении материальных и энергетических затрат при возделывании озимой пшеницы в хозяйствах с развитой экономикой.
Выращивание ценного зерна с уровнем урожайности 5,0-5,5 т/га в хозяйствах со средним экономическим положением и 3,5-4,0 т/га в хозяйствах со слабыми организационно-техническими и экономическими возможностями при использовании в основном адаптивных сортов.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 524 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, основных выводов и предложений производству. Текстовая часть работы иллюстрирована 81 таблицей, 10 рисунками. Список использованной литературы включает 530 наименования, в том числе 35 на иностранном языке. Приложения содержат 81 таблицу.
Вклад автора. Автор работы принимал непосредственное участие в разработке схемы исследований, закладке стационарного опыта и проведении исследований с 1979 по 2002 гг. в качестве ответственного исполнителя и руководителя. Доля личного участия автора в получении и обработке результатов исследований 80 %.
Автор выражает искреннюю благодарность научному консультанту доктору сельскохозяйственных наук, профессору Малюге Н.Г. за ценные со веты и замечания при подготовке диссертации, сотрудникам агрохимической лаборатории Северокубанской сельскохозяйственной опытной станции за качественное выполнение анализов растительных и почвенных образцов, сотрудникам и лаборантам отдела земледелия за активную помощь и непосредственное участие в проведении полевых и лабораторных исследований.
Требования и отношение озимой пшеницы к воде
Вода — один из важнейших факторов жизнедеятельности растений, потребление которой зависит от возраста растений, интенсивности роста, развития корневой системы и надземной массы, обеспеченности питательными веществами, а также от экологических факторов, таких как температура, относительная влажность воздуха, влагообеспеченность почвы и интенсивность освещения [524, 506].
Влага необходима растению от набухания семян до полного созревания. Для набухания семян требуется 55% воды от веса семян. Затем потребление влаги увеличивается и достигает максимума в фазу выход растений в трубку - колошение. На начальных этапах роста на создание 1 г. сухого вещества требуется 800-1000 г воды. С возрастом этот показатель уменьшается и в конце вегетации транспирационный коэффициент колеблется в пределах от 150 до 200 м3/т [122,131].
Данные, полученные в 1963-1969 гг. на Синельниковской селекционно-опытной станции, показали, что потребление воды сортом Мироновская 808 из 0-150 см слоя почвы в основные периоды роста растений составило: в период посев - прекращение осенней вегетации - 21%; возобновление весенней вегетации - выход в трубку - 20%; выход в трубку - колошение - 31%; колошение - полная спелость - 28% от общего количества воды за вегетацию [120,371,498].
Наблюдения, проведенные рядом исследователей, за ростом растений позволили отметить, что продуктивность озимой пшеницы повышается при улучшении водоснабжения только до определенного предела. Так, в условиях Ростовской области и Ставропольского края наилучшие условия для роста растений озимой пшеницы складываются при влажности почвы 70-80% предельно-полевой влагоемкости [398]. Примерно такие же параметры определены А.Н. Деревенко [135], А.П. Федосеевым [452], И.В. Свисюком [397]. Потребление почвенной влаги прекращается при влажности устойчивого за-вядания 14-15% и даже при 20% [429, 239, 54]. Как недостаточное, так и избыточное увлажнение более 80% ППВ отрицательно влияет на рост и развитие растений, начиная от прорастания. При пересыхании верхнего слоя почвы, что часто наблюдается в засушливой зоне Краснодарского края и других административных территорий Северного Кавказа, рост проростков прекращается, а при длительной продолжительности засухи всходы изреживаются или погибают совсем.
Основой урожая является своевременность получения всходов озимой пшеницы и оптимальное развитие их в осенний период. При достаточной влагообеспеченности почвы, 30-35 мм в 0-30 см слое и температуре воздуха 16-18С всходы озимой пшеницы появляются на 7-8 день после посева [224]. Наименьшая продолжительность периода посев - всходы 5-7 дней наблюдается при температуре 14-20С и запасах влаги в пахотном слое 30-60 мм [137, 138,492].
По данным Н.Г. Малюги [298] для прорастания зерна и своевременного получения всходов необходимо, чтобы влажность верхнего слоя почвы была не менее 30%. Для этого достаточно 15-20 мм осадков и еще столько же требуется для хорошего укоренения растений. При снижений температуры воздуха до 10С всходы появляются через 10-12 дней, а при 7-8С через 17-20 дней [397, 450]. Нередко семена озимой пшеницы, высеянные в сухую почву, некоторое время находятся в состоянии анабиоза и могут сохранять жизнеспособность от 38 до 93 дней [341, 386]. Однако семена, попавшие в почву с содержанием влаги на уровне устойчивого завядания и при наличии конденсации, начинают набухать и прорастать, что нередко приводит к заражению проростков почвенными грибными болезнями, вызывающими снижение полевой всхожести или полную гибель посевов. Если запасы влаги пополняют ся до наступления критического периода, рост и развитие проростков возобновляется, но такая депрессия ослабляет растения и отрицательно сказывается на их продуктивности. При недостаточном запасе влаги и температуре около 5С продолжительность периода посев - всходы может достигать 30 дней и более. При этом всходы ослаблены, в зиму уходят в фазе 1-2 листьев и в неблагоприятные по условиям перезимовки годы, имеет место изреживание посевов до 50-60% или же полная их гибель. В годы с обильными осадками продолжительность периода посев - всходы также затягивается [224, 449].
Потребность озимой пшеницы в воде в период от всходов до кущения увеличивается. Оптимальные условия по влагообеспеченности для прохождения фазы кущения создается при запасах продуктивной влаги в пахотном (0-30 см) слое почвы не менее 20-40 мм. Снижение запасов влаги ниже этих значений вызывает уменьшение величины колоса, количества продуктивных колосков в колосе [77, 489].
М.С.Кулик [249] считает, что запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-10 см в течение первой декады после посева около 10 мм, а в течение двух последующих в слое 0-20 см более 20 мм, обеспечивают в 86% случаев образование 3-4 побегов, глубину проникновения корневой системы до 40-50 см и высоту растений 15-25 см. На черноземах, при оптимальной влажности почвы, до прекращения осенней вегетации, первичная корневая система проникает на глубину до 1 м, а вторичные корни - до 60 см [60, 387, 421]. При недостатке почвенной влаги осенью и ранней весной корни развиваются слабо, ограничивается их рост в глубину. Такие растения характеризуются слабой устойчивостью к неблагоприятным условиям, поскольку более благоприятная перезимовка в любых погодных условиях обеспечивается у растений с хорошо развитыми с осени надземной массой и корневой системой [59, 166, 206,250,250,511].
Почвенно-климатические условия в зоне проведения исследований
Необходимость повышения урожайности озимой пшеницы и существенного улучшения технологического качества зерна в условиях современного ведения земледелия стали предпосылкой усовершенствования существующих и разработкой специальных технологий ее возделывания. Работа выполнена в соответствии с государственной и ведомственной тематикой, направленными на решение целевой комплексной научно- технической программы (№ госрегестрации: 1980 г. 7306430; 1985-1990 гг. 01.823064552; 1991-2002 гг. 01.200.1.15507).
Северо-Кубанская сельскохозяйственная опытная станция Краснодарского научно-исследовательского института сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко, на которой проводились исследования, расположена в северной зоне Краснодарского края и по агроклиматическому районированию входит во вторую климатическую подзону и характеризуется недостаточным и неустойчивым увлажнением [8, 27].
Почва участка, где проводились исследования, относится к одной из самых распространенных подтипов - обыкновенному чернозему, который в Северо-Кавказском регионе занимает 2 млн.9670 тыс.гектаров [9, 10, 93].
По содержанию гумуса в пахотном слое обыкновенные черноземы характеризуются как малогумусные - 4,5%, по проникновению вглубь как мощные — 113-116 см. Запас гумуса в слое почвы 0-30 см составляет 108,7, в двухметровом - 448,2 т/га, механический состав - глинистый, почвообразу-щая порода — лессовидный суглинок. Для этих почв характерно рыхлое сложение, высокая фильтрационная способность и влагоемкость [27, 406].
Содержание валового азота 0,22-0,24% свидетельствует о средней обеспеченности почв этим элементом питания. Валовый азот непосредственно растениями не усваивается, но посредством микробиологической деятельности переводится в легкодоступные минеральные формы. Содержание минерального азота в пахотном слое составляет 2,0-2,4 мг/кг почвы. Валового фосфора - 0,16-0,22%, половина которого представлена минеральными формами. Содержание подвижных фосфатов — 10-15 мг/кг почвы соответствует низкой обеспеченности. Валового калия - 1,7-2,0%, обменного - 200-300 мг/кг. С глубиной количество подвижных форм фосфора и калия уменьшается. Реакция почвенного раствора слабощелочная (рН 8,0-8,2), что обусловлено содержанием карбонатов.
Обыкновенный чернозем имеет высокую емкость поглощения. Сумма поглощенных оснований в пахотном слое почвы - 34-40 мг-экв. на 100 г почвы, 80-90% которых приходится на катионы кальция, что способствует образованию хорошей оструктуренности почвы, благоприятствует водно-воздушному режиму. Плотность пахотного горизонта 1,1-1,2 г/см3 и удельная масса — 2,7-2,8 г/см3 указывают на обедненность почвы органическим веществом и повышенным содержанием минеральной части [375, 384, 407,409].
Тяжелосуглинистый состав обусловливает предельную полевую влаго-емкость и значительный запас влаги в осенне-зимний и весенне-летний периоды [239, 428, 429]. Промачивание почвы осадками осенне-зимнего периода достигает двух метров, а значительное иссушение наблюдается в июне-августе, иногда в мае-июне. При этом влажность почвы может опускаться до 13-15% и соответствовать мертвому запасу.
Грунтовые воды залегают на глубине 8-Ю м и не влияют на накопление влаги в корнеобитаемом слое и на почвообразовательные процессы.
Положительная особенность обыкновенного чернозема в том, что агрофизические его свойства не препятствуют углублению корневой системы и обладают высоким плодородием. Ограничивающим фактором ежегодного получения стабильно высоких урожаев в северной зоне края, где проводились исследования, является недостаточная влагообеспеченность и неравномерность выпадения осадков.
Климат степной зоны края формируется в основном под влиянием атлантических и среднеземноморских воздушных масс, что делает его умеренно-континентальным. Среднегодовое количество осадков 569 мм с варьированием по годам от 350 до 861 мм, среднегодовая температура воздуха 10,9 С. Гидротермический коэффициент (ГТК) 0,89, что свидетельствует о недостаточной влагообеспеченности. Большая часть осадков выпадает в теплый период года (апрель-октябрь) и составляет 44-82% от годового количества.
Продолжительность межфазных периодов вегетации
Обобщенный нами обзор отечественной и зарубежной литературы свидетельствует о повышенной требовательности озимой пшеницы к факторам внешней среды оказывающих существенное влияние на рост и развитие растений, продолжительность межфазных периодов с которыми неразрывно связаны зимоморозостойкость, густота стояния растений и продуктивный стеб лестой, использование влаги и элементов минерального питания, формирование репродуктивных органов, величина и качество урожая.
Период вегетации любого растения - это время необходимое для прохождения целого цикла их развития от прорастания семени до полного созревания. Это ряд сменяющихся этапов, когда наступление очередного этапа развития не наступает, минуя предыдущий.
Общая продолжительность вегетационного периода определяется сортовыми особенностями культуры, почвенно-климатическими условиями зоны возделывания, погодными условиями каждого конкретно взятого года, уровнем минерального питания, технологическими приемами возделывания культуры и сроками их выполнения.
Проанализировав обширный материал по действию удобрений и других приемов агротехники на рост и развитие растений Д.А. Сабинин [390] писал, что изменение общей продолжительности вегетационного периода может происходить лишь в очень малой степени, но за одинаковой продолжительностью периода развития будет сказываться совершенно различные по своему содержанию процессы формообразования.
В южных регионах страны продолжительность периода вегетации озимой пшеницы вместе с периодом зимнего покоя составляет 180-250 дней, в северных он достигает 300 дней [8, 121, 122, 298, 310, 340, 379]. Однако он сопряжен с генетическими особенностями сорта и погодными условиями.
А.И. Носатовский [341] выявил зависимость между продолжительностью вегетационного периода и температурным режимом и установил, что чем ниже среднесуточная температура воздуха, тем длиннее период вегетации озимой пшеницы.
Специальными опытами, проведенными Б.С.Мошковым [326], при искусственном освещении и пониженным температурным режимом также отмечено замедление процессов развития растений. При температуре выше 20С период вегетации сокращается. На продолжительность развития озимой пшеницы от посева до полного созревания значительное действие оказывает также влагообеспеченность растений, укорачивая или удлиняя ее [122, 484].
В рекомендациях отдела сортовой агротехники Одесского института генетики и селекции (1982) установлена продолжительность межфазных периодов развития озимой пшеницы в зависимости от температурного режима и условий увлажнения. При среднесуточной температуре воздуха 4,6-8,9С продолжительность периода кущение - выход в трубку составляет 23-28 дней, при температуре 10,5С она сокращается до 15 дней. При осадках 5-20 мм этот период также равен 15 дням. Увеличение осадков до 50-60 мм, удлиняет прохождение этого периода до 23-25 дней, а при осадках 90-100 мм - до 28-33 дней. Продолжительность периода от трубкования до колошения также изменяется в зависимости от влагообеспеченности и температурного режима. При количестве осадков в этот период в количестве 46-50 мм, продолжительность его составляет 19 дней, при температуре 10С - 24 дня, 16С - 11 дней.
Запасы продуктивной влаги не оказывали особого влияния на продолжительность прохождения межфазных периодов.
Проведённые в стационарном опыте КНИИСХ наблюдения показали, что предшественники и типы севооборотов не оказывали существенного влияния на наступление фенологических фаз озимой пшеницы. В большей степени они зависели от срока сева и обеспеченности влагой. В то же время в этом опыте на удобренных фонах в сравнении с неудобренной озимой пшеницей по всем предшественникам отмечалось запаздывание фаз выхода растений в трубку, колошения и созревания. По-видимому, такую задержку в развитии удобренных растений следует отнести за счёт сбалансированного внесения удобрений [146].
Изучению влияния минеральных удобрений на продолжительность межфазных периодов развития растений посвящено значительное количество работ, [70, 122, 379, 380, 324] но нет согласованных мнений по данному вопросу. Так А.И. Носатовский [341] отмечает значительное, на 3-5 дней, уве личение периода вегетации от внесения одного азотного удобрения под озимую пшеницу на чернозёмных почвах. При этом удлинение вегетационного периода происходит за счёт периода колошение-созревание. Внесение азотных удобрений в сочетании с фосфорно-калийными, на этих же почвах в условиях юга страны, не увеличивает вегетационный период в сравнении с неудобренными растениями. При недостаточном и избыточном количестве азота отмечается задержка выколашивания озимой пшеницы [390].
Накопление корнепожнивных остатков озимой пшеницы и ее предшественниками, изменение содержание гумуса
Обобщающим показателем почвенного плодородия служит количественное содержание гумуса, основным естественным источником пополнения которого являются корневые и пожнивные остатки сельскохозяйственных культур.
Количество поступающих в почву растительных остатков определяется видом растения, их урожайностью, агротехникой и рядом других показателей.
Ежегодное поступление в почву органического вещества растительных остатков составляет 27-59% биомассы, создаваемой культурной растительностью [178, 179, 276]. По данным этих и других авторов по накоплению в почве корневых и пожнивных остатков культуры севооборота располагаются следующим образом: многолетние бобовые травы, кукуруза, овес, вико-овсянная смесь, озимая зерновая культура, ячмень.
По нашим данным за счет большей фитомассы на удобряемых вариантах, благодаря лучшим условиям роста и развития, среднее за 24 года по ступление растительных остатков в почву составило 5,2-6,1 и 5,5-6,3 т сухого вещества на гектар севооборотной площади, что больше на 10,6-29,8 % в сравнении с неудобренным вариантом. В зернотравянопропашном севообороте, за счет большей фитомассы эспарцета, значение этого показателя было выше на 3,2-5,8 %. При средней дозе NPK количество органического вещества корнепожневных остатков увеличивалось на 18,7-23,4 %, при орга-номинеральной системе на 22,9-29,8 %. Использование только фосфорно-калийных удобрений снижало накопление органического вещества растительных остатков в сравнении со средней дозой полного минерального удобрения на 27,5-31,1 % в зернопропашном севообороте и на 12,5-19,2 % в зернотравянопропашном.
По величине возмещенного в почву органического вещества растительных остатков в наших исследованиях культуры распределились в следующей последовательности: эспарцет- 7,7, кукуруза- 5,7-7,1, подсолнечник-5,4-6,5, озимая пшеница-3,9-6,4 т/га. Минимальным, 3,1-5,2 и 3,2-5,1 т/га, показатель возмещения органического вещества корневых и пожнивных остатков был после ярового ячменя и сахарной свеклы.
Культуры севооборота оставляют в почве не только неодинаковое количество корневых и пожнивных остатков, но и различное по качеству, что в значительной степени определяет их роль в гумусообразовании.
В оптимальных условиях в процессе гумификации в гумус превращается более 50% органической массы, имеющейся в почве. По некоторым данным [319] средний коэффициент гумификации органических остатков составляет 0,35%, навоза - 0,50% [319]. В тоже время на черноземных почвах коэффициент гумификации растительных остатков значительно ниже 0,06-0,25%, навоза - 0,65 % [383, 384]. Применяя эти коэффициенты в условиях Северного Кавказа можно рассчитать образование гумуса для всех почвенно-климатических зон региона.
Известно, что химический состав растительных остатков и их количество в почве оказывают влияние на питательный режим и плодородие поч вы [247, 292]. Послеуборочные растительные остатки являются источником энергии для микроорганизмов, определяя темпы и характер микробиологических процессов [326, 327], а также качественные показатели предшественника озимой пшеницы.
Следовательно, корни и растительные остатки озимой пшеницы и других культур в севооборотах оказывают положительное влияние на питательный режим почвы, восполняя запасы основных элементов питания, гумусового ее состояния и общее плодородие. Обобщающим показателем почвенного плодородия служит количественное содержание гумуса в состав, которого входят азот, фосфорная кислота, калий и целый ряд других элементов питания, необходимых для роста растений [86, 216, 286].
Известно, что в краткосрочных опытах трудно изучить динамику содержания гумуса, поэтому за изменением его количественного и качественного состава достоверно можно проследить на основании данных, полученных в длительных стационарных опытах. Тем не менее, направленностью этих процессов можно проследить даже в сравнительно короткий срок, в 10-15 лет [275].
По способности гумусообразования С.А. Воробьев [74] расположил сельскохозяйственные культуры в следующем по убыванию порядке: многолетние бобовые травы, однолетние злаковые бобовые смеси, озимые зерновые культуры, кукуруза, яровые зерновые и зернобобовые, корнеплоды.
В наших исследованиях культуры, возделываемые в севооборотах, по влиянию на возможное гумусообразование располагаются в следующей последовательности: эспарцет - 1,65-1,70 т/га, озимая пшеница - 0,78-1,26 и 0,90-1,28, кукуруза - 0,87-1,06 т/га. Меньшими в 1,36-2,14 и 3,12-6,0 раза показатели по возможному гумусообразованию были у подсолнечника и сахарной свеклы.
