Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы 7
1.1. Общая характеристика и биологические особенности сортов озимой пшеницы 7
1.1.1 Классификация, ботаническая характеристика и биологические особенности возделывания озимой пшеницы 7
1.1.2 Особенности роста и развития озимой пшеницы 8
1.1.3 Требование к условиям произрастания. 11
1.2 Глубина основной обработки почвы и удобрения 13
1.2.1 Состояние изученности вопроса 13
1.2.2 Система основной обработки почвы 19
1.2.3 Минимализация обработки почвы и ее значение для сельского хозяйства Республики Ингушетия 21
1.2.4 Азотное питание озимой пшеницы. Влияние азотных удобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы 23
1.3 Хлебопекарные свойства озимой пшеницы 28
ГЛАВА II. Методика и условия проведения исследований 34
2.1 Условия и место проведения исследований 34
2.2 Агрохимическая характеристика опытного участка 39
2.3 Методика проведения исследований 40
2.4 Описание изучаемых сортов 43
ГЛАВА III. Результаты исследований 46
3.1 Рост и развитие растений озимой пшеницы 46
3.2 Фенологические наблюдения 46
3.3 Высота растений 59
3.4 Влияние глубины основной обработки почвы и сроков посева на динамику накопления сухого вещества озимой мягкой пшеницы 60
3.5 Формирование листовой поверхности и фотосинтетический потенциал озимой пшеницы в зависимости от сроков посева и глубины основной обработки почвы 64
3.6 Биологическая активность почвы 70
3.7 Влияние сроков посева и глубины основной обработки почвы на засоренность посевов озимой пшеницы 76
ГЛАВА IV. Влияние приемов возделывания на урожайность и качество зерна озимой пшеницы 81
4.1 Влияние сроков посева и глубины основной обработки почвы на структуру урожая озимой пшеницы 81
4.2 Влияние сроков посева и глубины основной обработки почвы на урожайность и качество зерна озимой пшеницы 84
ГЛАВА V. Эффективность применения различных доз азотных удобрений в подкормку озимой пшеницы в зависимости от глубины основной обработки почвы и сроков посева 94
5.1 Площадь листьев и фотосинтетический потенциал озимой пшеницы 95
5.2 Технологические и хлебопекарные качества озимой пшеницы в зависимости от различных доз азотных удобрений 107
ГЛАВА VI. Экономическая и энергетическая эффективность приемов возделывания озимой пшеницы
6.1 Экономическая эффективность возделывания озимой пшеницы в зависимости от сроков посева, глубины, основной обработки почвы и доз азотных удобрений ПО
6.2 Энергетическая эффективность возделывания озимой пшеницы в зависимости от сроков посева, глубины основной обработки почвы и доз азотных удобрений 118
Выводы 126
Предложения производству 130
Список использованной литературы 131
- Общая характеристика и биологические особенности сортов озимой пшеницы
- Условия и место проведения исследований
- Влияние глубины основной обработки почвы и сроков посева на динамику накопления сухого вещества озимой мягкой пшеницы
- Влияние сроков посева и глубины основной обработки почвы на структуру урожая озимой пшеницы
Введение к работе
Актуальность темы. Увеличение производства и повышение качества зерна озимой пшеницы является важной проблемой производства. В условиях вертикальной зональности Северного Кавказа при варьировании агроэко-логических условий урожай этой культуры в значительной степени зависит от технологии возделывания и уровня ее интенсивности. Особую роль при этом играют сорта, потенциальная продуктивность которых в условиях лесостепной зоны Ингушетии реализуется только на 30-40 процентов. Это объясняется недостаточной разработанностью технологий возделывания их с учетом специфических экологических условий региона. В связи с этим исследования в этом регионе, направленные на изучение основных закономерностей формирования урожайности и качества зерна сортов озимой мягкой пшеницы, является актуальной проблемой.
Цель и задачи исследований. Целью наших исследований была разработка научно обоснованных приемов повышения продуктивности сортов озимой пшеницы в лесостепной зоне Республики Ингушетия, выявление их потенциальных возможностей по урожайности и качества зерна от глубины основной обработки почвы, сроков посева и доз азотных удобрений.
Для достижения поставленной цели необходимо были решить следующие конкретные задачи:
установить оптимальные сроки посева сортов озимой пшеницы «Дар Зернограда» и «Русса» в условиях лесостепной зоны Республики Ингушетия;
выявить влияние глубины основной обработки почвы на рост, развитие, выживаемость растений и урожайность сортов озимой пшеницы;
изучить динамику изменения площади листовой поверхности, фотосинтетического потенциала, элементов структуры урожая, урожайность и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от глубины основной обработки почвы и сроков посева;
изучить засоренность посевов в зависимости от глубины основной
5 обработки почвы и сроков посева;
определить степень микробиологической активности почвы при различных сроках экспозиции и глубине основной обработки почвы;
изучить динамику изменения площади листовой поверхности, фотосинтетического потенциала, структуры урожая, урожайность и качество зерна сортов озимой пшеницы в зависимости от применения различных доз азотных удобрений;
определить экономическую и энергетическую эффективность приемов возделывания сортов озимой пшеницы;
разработать рекомендации по совершенствованию технологии возделывания сортов озимой пшеницы в условиях лесостепной зоны Республики Ингушетия.
Научная новизна. Впервые в условиях Республики Ингушетия научно обосновано влияние сроков посева, глубины основной обработки почвы, доз азотных удобрений, внесенных в подкормку на рост, развитие, урожайность и качество зерна новых сортов озимой пшеницы.
Практическая значимость. Усовершенствована технология возделывания озимой пшеницы, которая позволит в полной мере использовать биологические особенности сортов озимой пшеницы в лесостепной зоне Республики Ингушетия и стабилизировать площади посева культуры. Для производства разработаны рекомендации с оптимальными сроками посева, глубиной основной обработки почвы и доз азотных подкормок.
Апробация работы. Основные положения диссертации ежегодно докладывались на заседаниях методической комиссии и Ученого совета Ингушской сельскохозяйственной опытной станции, на семинарах - совещаниях Министерства сельского хозяйства и продовольствия Ингушетии, НПК, Назрань (2002-2005гг.). По материалам диссертации опубликовано 4 работы, общим объемом 0,6 усл.п.л.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 144 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, содержит в тексте 33 таблицы. Список использованной литературы включает 161 наименование, в том числе 4 работы иностранных авторов.
Общая характеристика и биологические особенности сортов озимой пшеницы
Озимая пшеница-древнейшая, наиболее ценная продовольственная зерновая культура на земном шаре. Она была известна 10 тысяч лет назад до нашей эры в древнем Египте, 6,5 тысяч лет до нашей эры в Иране, за 3 тысячи лет, до нашей эры пшеница культивировалась в Закавказье и на юге Украины. Площадь под ее посевами во всем мире составляет около 210 млн.га. (Влаватский, 1951;Майсурян, 1970; Пасечнюк, 1990; Сайко, 1990).
Большое распространение пшеницы определяется высокой питательностью зерна и прекрасными вкусовыми качествами выпекаемого хлеба, В зерне пшеницы содержится от 12-24% высокоусваемого белка, 63-68% крахмала, около 2% жира и столько же клетчатки и золы (Вавилов, 1981; Бесланеев, Ханиев, 1986)
Кроме хлебопечения, зерно пшеницы используется для выработки манной и пшеничной круп, макаронных и кондитерских изделий и другое. Зерно пшеницы перерабатывается в спирт, декстрин, крахмал (Орманджи, 1988; Амиров, 1973; Васильев, 1963; Войсковой 2002).
Для хлебопечения большую ценность представляют сильные и ценные мягкие пшеницы, отличающиеся высоким содержанием белка и превосходными мукомольно-хлебопекарными качествами (Жидков, 1971; Бербеков, Малкандуев, 1976; Желобов, 1988).
Озимая пшеница (род-ГгШсшя)отличается большим разнообразием видов, это мягкая остистая, мягкая безостая, твердая, культурная однозернянка, двузернянка, пшеница Тимофеева, полоникум, карликовая, тургидум (Кобальтова, 1931; Кириченко, 1958; Ирвин, 1968; Калиненко, 1976; Керефов, ; Костин, 1982; Жученко, 1984).
Наибольшее распространение в мировом земледелии и в России имеют два вида пшеницы: твердая и мягкая пшеницы. Мягкая пшеница (Triticum Vulware Host) наиболее распространенный вид, отличающийся высокой пластичностью и большим разнообразием форм (Дорофеев, 1976). Твердая пшеница (Triticum durum desi) по распространенности, занимает второе место. Озимая пшеница во многих районах страны занимает первое место среди зерновых культур по посевным площадям и валовым сборам.
Наибольшие площади пшеница занимает в странах бывшего СССР-70,2 млн.га., КНР-26,6 млн.га,Канаде-9,3 млн.га., Франции-4.4 млн.га., Аргентине-3,4 млн.га. Возделывается пшеница почти повсеместно от Австралии и Южной Америки до Северного Заполярья. В Западной Европе, США, КНР, выращивают преимущественно озимую пшеницу, в бывшем СССР, большие площади заняты под яровой пшеницей, меньше под озимой (П.И.Подгорный, А.Я.Подгорная,1967 г.).
Озимая пшеница в Республике Ингушетия является основной зерновой культурой. Посевы ее занимают 38389 га. Одним из основных элементов для разработки технологии возделывания является сорт. Поэтому правильный подбор сортов для конкретной зоны имеет первостепенное значение (Irvine, 1965; Никитенко, 1968; Bachtnalera, 1971; Hessel, 1971; Кизилова, 1974; Марченко, Гуков, 1989; Stopeer, 1990; Бурченко, 1991).
Озимая пшеница прорастает при температуре 1-2С, тепла, но всходы ее появляются быстрее, при температуре 14-20С. Для прорастания зерна требуется 50-56 % воды от массы зерна. Кущение пшеницы начинается через 12-15 дней после появления всходов (Бербеков, Ханиев, Малкандуев, 1979).
Озимая пшеница обычно кустится осенью и продолжает весной. Для нормального осеннего ее развития требуется температура 15-18 С, а более высокая температура, особенно при недостатке влаги в почве тормозит кущение, равно как и понижение температуры до 2-3С тепла. Снижает кустистость также недостаток в почве питательных веществ, особенно нитратов, и низкая влажность почвы (Алексеенко 1969; Шаваев, 1980; Кумахова, 1981).
Узел кущения пшеницы закладывается на глубине 2-3,8 см. Ряд исследователей свидетельствуют, что глубина залегания узла кущения зависит от сорта, а также от внешних условий (Нечаев, 1974; Желеготов, 1974; Касаева, 1978, Кружилин, 1989). При более интенсивном освещении, крупном посевном материале и при достаточной глубине заделки семян, узел кущения закладывается глубже (Ханиев, 1995; Ханиев, Малкандуев, 1996; Галицкий 1996; Бобрышев, 2003)
В выводах других исследователей (1974; Керефов, Керефова, Хамшо-ков, 1988; Ермолов ; Кавыляров, 1989) находим, подтверждение о том, что составной частью интенсивной технологии озимой пшеницы является обеспечение посевов сбалансированными питательными веществами путем внесения расчетных доз удобрений, организация химических и биологических мер борьбы с вредителями и болезнями, с сорняками, а также посев семенами высокоурожайных сортов (Никулин, 1969; Минеев, 1973; Малкандуев, 1980; Мамедов, 1986; Баздырев, 1986; Простаков, 1991; Габдулов, Юрков, 1991).
У озимой пшеницы ко времени прекращения осенней вегетации обычно образуется 4-5 стеблей (Добрынин, 1969, Ижик 1976; Абдул Хаким, Даут Сайд, 1990).
Условия и место проведения исследований
Полевые опыты проводили на опытном поле ИСХОС, в 2002-2005г.г. Территория хозяйства представляет собой компактный земельный массив, на котором расположен один населенный пункт ст. Нестеровская.
Основной массив ГУП ОПХ располагается на территории третьего агроклиматического района, хорошо увлажненного и умеренно жаркого. Сумма осадков за год -500-600 мм., а за вегетационный период -350-500мм. Направление деятельности хозяйства - зернопроизводство.
Территория Республики отличается неоднородностью природных условий, соответственно и неоднородностью почв. Разнообразная и резкая смена рельефа, климата, растительного покрова, почвообразующих и подстилаемых пород, гидрогеологических и других условий отразились на формировании почвенного покрова Ингушетии. Наиболее распространенные почвы в ст. Нестеровской черноземы слабовыщелоченные и среднесуглинистые, подстилаемые галечником. Они обладают сравнительно высоким потенциальным плодородием. В ГУП ОПХ «Нестеровское » на участке, где проводили опыты содержание подвижного фосфора повышенное Р205 мл/кг почвы 143,0; обменного калия высокое К20 мг/кг 151,9. Реакция почвенного раствора близкая к нейтральной РН КС- 6,7, содержание гумуса низкое 4,2%, нитрифика-ционная способность почвы повышенная- 16,4 мг/кг почвы.
Сумма положительных температур за период активной вегетации с/х культур составляет 3000-3400С. Зима наступает в начале декабря. Снежный покров появляется во второй половине декабря. В течении зимы бывает 55-60 дней с оттепелями, во время которых снег тает.
Высота снежного покрова невелика, средняя из максимальных высот за зиму не превышает 25 см. В конце февраля - начале марта снег сходит. В это же время происходит устойчивый переход средней суточной температуры воздуха к положительным значениям. Наступает весна в конце марта, средняя месячная температура воздуха стабильно переходит через 5С, а во второй декаде апреля через 10С (табл. 1, рис. 1).
От апреля к маю, температура воздуха быстро возрастает и в конце второй, начале третьей декады мая, средняя суточная температура воздуха устойчиво переходит через 15С. Лето наступает с довольно высокими температурами. Средняя месячная температура воздуха в мае составляет 20-23 С.
Максимум осадков приходится на весенне-летний период. Количество осадков за период май-июль составляют 238,5 мм (табл. 2, рис. 2).
Лето: отличается высокими температурами воздуха. Суточные амплитуды температуры велики (14-22С). Осадков в летний период выпадает значительно больше чем зимой. Максимум приходится на июнь. Средняя относительная влажность в летний период в 13 часов составляет 58-60% (табл. 3).
Осень: Отмечается более низкими температурами воздуха и меньшими по сравнению с летним периодом, количеством осадков, которые носят в этот период обложной характер. 39 Зона проведения исследований является благоприятной для возделывания озимой мягкой пшеницы. Однако за годы исследований метеорологические условия были разными и характеризовались неравномерным выпадением осадков. Наиболее благоприятным для возделывания озимой мягкой пшеницы был 2001-2002 год.
Почвенный покров землепользования сравнительно однообразен, направлен в основном по черноземному типу почвообразования и представляет следующие разновидности:
1. Чернозем среднемощный, среднесуглинистый, содержание гумуса в пахотном горизонте 4,2-6%.Эта почвенная разность занимает незначительную часть территории. I группа-лучшие пахотные земли хозяйства. 2.Чернозем-долинный, слабоскелетный, среднемощный, среднесуглинистый. Данная почвенная разность занимает значительную часть основного массива. Эти почвы богаты обменным калием, в меньшей степени подвижным фосфором.
3. Чернозем среднемощный, карбонатный, слабоскелетный на галечни ке, среднесуглинистый. Эти почвы занимают значительную площадь. Глуби на залегания галечника 80-90см. И. группа-среднепахотные почвы.
4. Чернозем среднемощный, слабовыщелоченный, слабоскелетный на галечнике, мощность гумусового горизонта 46-60 см. III группа- пониженного агрономического достоинства.
5. Черноземы слабовыщелоченные, среднемощные, расположены в юж ной и юго-западной части. Пахотный горизонт высокогумуссированный (до 10%).Обладает хорошо выраженной структурой.
Влияние глубины основной обработки почвы и сроков посева на динамику накопления сухого вещества озимой мягкой пшеницы
Биологические особенности роста и развития растений служат основой для разработки и уточнения многих технологических приемов возделывания сельскохозяйственных культур, направленных на повышение урожайности в конкретных условиях выращивания. В условиях Ингушетии недостаточно изучены биологические особенности роста надземной массы, листовой поверхности и отдельные показатели фотосинтетической деятельности сортв озимой пешницы в процессе вегетации при различных условиях возделывания. Выявление биологических особенностей роста озимой пшеницы в зависимости от условий возделывания позволит дать научно-обоснованные рекомендации, обеспечивающие получение высокого урожая сортов озимой пшеницы. Существенным фактором, определяющим работоспособность растений в посевах, является количество сухого вещества, накопленного за вегетацию (табл. 13, рис. 3, 4)
Анализируя таблицу 13 и рисунки 3, 4, видно, что урожай сухого вещества находится в прямой зависимости от сроков посева озимой пшеницы. Наибольший урожай сухого вещества у всех сортов был при посеве в оптимальный срок 10 / X, а самый низкий при посеве в сверхпоздний срок по сортам «Дар Зернограда» и «Безостая-1»,а по сорту «Русса» в яровой срок посева. На интенсивность и продолжительность накопления сухого вещества влияют кроме сроков посева и биологические особенности сорта. Наибольшая активность накопления сухого вещества была у сорта «Русса».
По глубине основной обработки почвы интенсивность накопления ве-ществабыла немного выше на обычной обработке. Но при сравнении урожая ;ухого вещества при мелкой обработке при посеве в ранние сроки с более поздними посевами по обычной обработке мы видим, что показатели по мелкой обработке выше, что и доказывает большую эффективность ранних посевов по мелкой обработке перед более поздними по обычной.
Фотосинтез играет решающую роль в формировании урожая сельскохозяйственных культур (Тимирязев, 1937; Ничипорович, 1955,1956).
Основными органами растений, поглощающими энергию света для фотосинтеза, являются листья (Ничипорович, 1963).Обеспечить оптимальное развитие площади листьев в посеве при максимальной ее работоспособности-одна из важнейших задач для получения высокого урожая.
На формирование площади листовой поверхности большое влияние оказывают биологические особенности сортов, густота стояния, сроки посева, площадь питания растений (Пустенко, 1963; Ничипорович, 1966, 1967; Шатилов, 1967; Синягин, Цупак, 1970), а также экологические условия. И.Шатилов, Г.Чаповская, А.Замараев (1969) указывают, что высокие урожаи формируются при условии, если площадь листовой поверхности посевов быстро нарастает до оптимальных размеров и на этом уровне остается продолжительное время.
Среди факторов, от которых зависит общая продуктивность растений, фотосинтезу принадлежит ведущая роль. На долю органического вещества, образующегося в ходе фотосинтеза приходится около 95 % от веса всех сухих веществ растения.
Создавая материальную основу для процессов роста и развития растения, фотосинтез вместе с тем сам зависит от этих процессов. На ход фотосинтеза сильно влияет корневое питание растений. Корневое питание и фотосинтез - две стороны единого процесса развития растений (Кумахова, 1975).
Согласно подсчетам А.Г. Лорха, наиболее благоприятные условия для формирования урожая создаются при условии, когда общая площадь листьев примерно в 3-4 раза превышает занимаемую площадь земли.
В начале роста листьев продукты фотосинтеза используются на формирование его тканей, а после достижения полного размера они постепенно, а затем полностью перемещаются в другие органы растения. При старении пластические вещества, а также частично отложенные в пластинке листа, перемещаются в молодые листья и генеративные органы. При нормальных погодных и агротехнических условиях первыми стареют нижние листья, а поэтому желтение их в период формирования зерна - явление вполне нормальное.
После высыхания листьев ко времени молочно-восковой спелости, основными ассимилирующими органами озимой пшеницы становятся листовые влагалища и колосья. Колосья способны поглощать углекислоту практически до уборки. Доля колоса в ассимиляции углекислоты в период налива зерна составляет 50% (Дорохов, Барошина, 1972).
Влияние сроков посева и глубины основной обработки почвы на структуру урожая озимой пшеницы
В зависимости от сроков посева растения озимой пшеницы в разные фазы попадают в различные условия, которые по-разному воздействуют на рост и развитие растений. В результате этого по-разному формируются элементы структуры урожая. Показатели структуры урожая дают возможность оценить сортовые особенности возделываемой культуры и влияния, отдельных приемов агротехники на формирование растений.
При определении структуры урожая анализировали следующие показатели: число растений на 1 м2, длина колоса, число зерен в колосе, масса зерна с одного колоса, масса тысячи зерен (табл. 17).
При сравнении между собой всех трех сортов по средним результатам за 4 года мы можем сказать, что по показателю число растений на їм2 в оптимальный срок посева лидирует сорт «Дар Зернограда», число растений, кото-рого составляет по обычной обработке -340 шт/м ; по мелкой -329 шт/м .У сорта «Безотсая-1» по глубокой обработке 331 шт/м по мелкой обработке 9 9 9 326 шт/м . У сорта «Русса» по обычной 326 шт/м , по мелкой 320 шт/м . При посеве в поздний, сверхпоздний и яровой срок посева по числу растений на 1 м2, первое место занимает сорт «Русса», число растений которого даже при посеве в яровой срок выше числа растений других сортов посеянных в сверхпоздний срок (20 ноября).
По числу зерен в колосе в первый срок посева лучший результат по обоим фонам обработки почвы принадлежит сорту «Дар Зернограда» в более поздние сроки наибольшее число зерен у сорта «Русса». Число зерен и все другие показатели структуры урожая у сорта «Безостая-1» при отклонении сроков посева резко снижаются, по таким показателям как число зерен в колосе и массе зерна с одного колоса. Это снижение доходит до 2-2,5 раза.
Масса 1000 зерен - по этому показателю на первом месте в оптимальный срок посева (10 октября) сорт «Безостая-1»,во все остальные сроки посева сорт «Дар Зернограда».
«Безостая-1», обычная обработка: 43,1 г; 41,7 г; 40,4 г. мелкая обработка: 43,0г; 41,5 г; 39,9 г. «Дар Зернограда»: обычная обработка: 42,4 г;42,0 г; 41,4 г.мелкая обработка: 42,3 г; 41,9 г; 41,0 г.«Русса»: обычная обработка: 42,2 г; 41,5 г; 41,0 г.; 40,2 г.мелкая обработка: 42,1 г; 41,3 г; 40,8 г; 40,1 г.
Мы видим, что по глубине основной обработки почвы существенной разницы нет, все показатели по обычной основной обработке незначительно выше. Но при посеве в ранний срок по мелкой обработке элементы структуры урожая выше, чем при посеве в более поздний срок по обычной обработке, что имеет практическую ценность в кризисных ситуациях.
Таким образом, мы можем заключить, что при посеве в оптимальный срок наилучшие показатели структуры у сорта «Дар Зернограда»,немного отстает от него в этот срок сор «Безостая-1».По остальным срокам посева лидирует сорт «Русса».
Наименьшее снижение показателей структуры в поздние сроки посева среди изученных сортов у «Русса», больше всех реагировал на поздние сроки сорт «Безостая-1».
Сроки посева оказывают значительное влияние на величину урожая и качество зерна сортов озимой пшеницы. Академик П.П.Лукьяненко утверждал: «Ни один из приемов агротехники не оказывает такого глубокого влияния на рост и развитие озимого растения, как срок посева. От сроков посева зависит интенсивность развития растений осенью, накопление питательных веществ в листьях и узлах кущения, закалка, степень поражения растений болезнями и вредителями, продолжительность межфазных периодов и в конечном счете урожайность.
Исследованиями установлено, что при ранних и поздних посевах недобирается значительное количество зерна.
В исследованиях проведенных Кабардино-Балкарским НИИСХ в среднем за 4 года (степная зона КБР) посев через 5 дней (10 октября) после оптимального срока посева (5 октября) снижал урожай озимой пшеницы на 4,4 ц/га., а при посеве через 10 дней (15 октября) снижение составило 8,5 ц/га.
Результаты наших исследований по этому вопросу совпадают с данными КБНИИСХ.
В нашей стране и за рубежом разработано и применяется много модификаций минимализации обработки почвы. Это вызвано в первую очередь тем, что большая часть энергетических затрат в земледелии приходится на основную обработку почвы и земледелец заинтересован не снижая урожая, уменьшить эти затраты. Поэтому, минимализация обработки почвы включает снижение энергетических затрат, уменьшение числа и глубины обработки.
Результаты наших исследований убеждают нас в том, что глубина основной обработки почвы существенно не влияет на урожайность озимой пшеницы, а влияют сроки посева (табл. 18,19).
