Содержание к диссертации
Введение
1. ЛИМИТИРУЮЩИЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ И АГРОТЕХНИЧЕСКОЕ
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА УРОЖАЙНОСТЬ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1. Лимитирующие климатические факторы 9
1.2. Использование климатических параметров для прогнозирования урожайности 10
1.3. Взаимосвязь урожайности и водопотребления 14
1.4. Фотосинтетическая деятельность посевов 17
1.5. Плодородие почвы и пищевой режим 20
1.6. Воздействие на микроклимат 25
1.7. Предпосевная обработка. семян физическими 30 агентами
2. МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Почвенно-климатическая характеристика Ивановской области 35
2.2. Совершенствование методики прогнозирования урожайности по климатическим ресурсам
2.3. Схемы опытов, методика проведения исследований и наблюдений
2.4. Метеорологические условия в годы проведения опытов
2.5. Характеристика почв опытных участков 47
2.6. Агротехника в опытах 47
2.7. Техническое обеспечение опытов 52
3. РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ
3.1. Полнота всходов и изреживание посевов 53
3.2. Динамика линейного роста и накопления абсолютно сухого вещества
4. ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОСЕВОВ КУКУРУЗЫ
4.1. Динамика формирования листовой поверхности и фотосинтетический потенциал 66
4.2. Динамика чистой продуктивности фотосинтеза 70
4.3. Зависимость фотосинтетической деятельности 73 от погодных условий
4.4. Использование фотосинтетически активной 75 радиации
5. ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ ПОСЕВОВ
5.1. Проектный режим орошения. Увлажнение воздуха 78
5.2. Динамика влажности почвы и влагозапасы 80
5.3. Водопотребление и коэффициенты водопотребления 86
6. КЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ И УРОЖАЙ
6.1. Взаимосвязь между биоклиматическими коэффициентами и метеорологическиими параметрами
6.2. Прогноз режима орошения по метеорологическим 98 параметрам
6.3. Климатические ресурсы и урожайность кукурузы.Вероятность достижения прогнозируемых уровней урожайности
7. УРОЖАЙ КУКУРУЗЫ И ЕГО КАЧЕСТВО
7.1. Зависимость урожайности от приемов возделывания 111
7.2. Влияние погодных условий на урожайность кукурузы 118
7.3. Некоторые элементы структуры урожая 124
7.4. Качество урожая кукурузы 126
8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТОВ
8.1. Экономическая эффективность изучаемых приемов 129 возделывания кукурузы
8.2. Производственная проверка и внедрение приемов 133 прогнозирования урожайности кукурузы
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ 136
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 139
ПРИЛОЖЕНИЯ 173
- Лимитирующие климатические факторы
- Почвенно-климатическая характеристика Ивановской области
- Полнота всходов и изреживание посевов
- Динамика формирования листовой поверхности и фотосинтетический потенциал
- Проектный режим орошения. Увлажнение воздуха
class1 ЛИМИТИРУЮЩИЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ И АГРОТЕХНИЧЕСКОЕ
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА УРОЖАЙНОСТЬ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) class1
Лимитирующие климатические факторы
Природный климатический комплекс носит ярко выраженный зональный характер, поэтому лимитирующие факторы локализованы. В засушливых условиях основным, лимитирующим урожайность, фактором является влагообеспеченность посевов. Оптимизации этого фактора уделяется большое внимание в районах с недостаточным увлажнением. Эффективность воздействия на влагообеспеченность путем орошения доказана многовековым опытом земледелия и большим числом специальных исследований (А.С.Кружилин, 1954, 1977; Г.П.Устенко, 1963; Г.К.Льгов, 1967, 1978; И.И.Синягин, 1975; А.Ф.Иванов и др., 1978; С.Д.Лысогоров и др., 1978 и другие).
По мере продвижения с юго-востока на северо-запад улучшаются условия увлажнения, снижается теплообеспеченность, а климатические условия в целом становятся неустойчивыми, отсюда неустойчива во времени и урожайность. В центральной части Нечерноземной зоны урожайность определяется тепловыми и водными ресурсами, но роль каждого фактора для различных культур не однозначна. Для традиционно возделываемых культур фактор теплообеспеченности имеет меньшее значение, чем влагообеспеченность. Урожайность же новых культур, таких как кукуруза, люцерна и другие, в большой мере зависит от ресурсов тепла (А.А.Зиганшин и др., 1974; Н.Н.Третьяков, 1974, 1975; М.К.Каюмов, 1977; Е.С.Воробьев и др., 1981 и другие).
Почвенно-климатическая характеристика Ивановской области
Ивановская область расположена в центральной части Европейской территории Советского Союза и входит в Южную часть дерново-подзолистой зоны. Её географические координаты: 5б25 ...5735 северной широты и 3525 ...4330f восточной долготы. Общая пло-щадь области 23,5 тыс.км , из них 27,4 % занято пашней.
По рельефу область представляет собой волнистую равнину. Почвы области в основном дерново-подзолистые (А.Н.Баранов и др., 1976). По механическому составу они разнообразны: от глинистых до песчаных. Дерново-сильно-подзолистые почвы содержат не более 2 % гумуса, недостаточно обеспечены фосфором и калием (25...50 мг на I кг почвы), характеризуются высокой кислотностью (рН -4...4,5) и малой степенью насыщенности основаниями (50...55 %). Дерново-средне- и слабо-подзолистые почвы характеризуются меньшим подзолистым горизонтом и более высокими агрохимическими показателями.
На тяжелых по механическому составу почвах, обладающих плохой водопроницаемостью, часто наблюдается переувлажнение и нарушение нормального водно-воздушного режима. Песчаные и супесчаные почвы, наоборот,хорошо пропускают воду и в засушливые периоды не способны удовлетворить потребности растений во влаге.
Для Ивановского района, где проводились исследования,характерны дерново-подзолистые почвы с разной степенью оподзоленности, средне- и легкосуглинистые на валунных суглинках, супесях и песках.
Климат Ивановской области умеренно-континентальный со сравнительно жарким летом и морозной зимой. Самым теплым месяцем является июль (I7,5...I8C). Положительная температура воздуха сохраняется в течение 7 месяцев (апрель...октябрь). Абсолютный минимум температуры воздуха наблюдался в январе (-46С),абсолютный максимум - в июле (+ 37С). Продолжительность[вегетационного пе- / риода составляет около 170 дней. Из них в среднем 127 дней бывает с температурой воздуха выше 10. Этот период, наиболее благоприятный для возделывания полевых культур,наступает в первую декаду мая и заканчивается во второй декаде сентября. Сумма температур выше 10 составляет 1800...2000, а выше 15 - 1300... 1400.
Температура почвы в слое 0...20 см во 2 и 3 декадах мая соответственно составляет 10,6 и 12,5С, что, как правило, обеспечивает нормальное прорастание семян кукурузы,но не всегда достаточно для появления дружных всходов.
За год в среднем выпадает около 540...615 мм осадков,из них на теплый период приходится около 370...430 мм. Распределение осадков в вегетационный период крайне неравномерно,что приводит к появлению так называемых единичных засушливых периодов, когда в течение 10...15 дней сумма осадков составляет менее 5 мм. Такие периоды появляются со 100 % вероятностью в любой год. Из-за недостатка влаги в засушливые периоды обычно снижается урожайность многих сельскохозяйственных культур.
Полнота всходов и изреживание посевов
Подсчет густоты стояния в фазу полных всходов показал, что процент взошедших растений за годы исследований был не высок.Средние показатели (табл.3.1.1) по опытам и вариантам имеют незначительные колебания, хотя в отдельные годы отклонения от средних весьма значительны. В годы, когда после посева снижалась температура воздуха (1978, 1981) или образовывалась почвенная корка
В вариантах с нормами удобрений на урожайность 80 т/га полнота всходов, в основном, была несколько выше, чем в вариантах с нормами удобрений на урожайность 45 т/га.
Предпосевная обработка семян в ЭПКР при режиме 40 кВ повысила полноту всходов на 2,1 % по сравнению с контролем.
Густота стояния растений перед уборкой по вариантам опытов колебалась также в незначительных пределах. В целом выживаемость была выше в вариантах с большими нормами удобрений. В вариантах с орошением,как в широкорядных, так и в обычных рядовых посевах, выживаемость незначительно пределах одного процента,снижалась. Эта зависимость на фоне МДУ не сохранилась. Здесь, в вариантах с орошением выживаемость оказалась выше, чем в вариантах без орошения.
Динамика формирования листовой поверхности и фотосинтетический потенциал
Ход формирования листовой поверхности кукурузы (рис. 7 и 8) показывает, что в первые 30...40 дней вегетации она увеличивалась медленно, затем темпы прироста резко возрастали, а к концу вегетации листовая поверхность уменьшалась из-за отмирация нижних ярусов листьев. Наибольшая листовая поверхность в широкорядных посевах наблюдалась в теплые годы в вариантах с более благоприятными условиями выращивания. Так, в 1979 году к концу вегетации она составила 132,4, а в 1981 году на 70 день вегетации - 133,1 2 тыс.м /га. В обычных рядовых посевах наибольшая листовая поверхность сформировалась в 1979 году на 80 день вегетации и равнялась 277,7 тыс.м2/га.
Формирование листовой поверхности и фотосинтетического потенциала было неравномерно по годам и во многом определялось приемами возделывания и погодными условиями.
Площадь листьев в посевах с нормами удобрений на урожайность 80 т/га была больше, чем в посевах с меньшей плановой урожайностью. В широкорядных посевах это превышение на 70 день вегетации составило 14,1, на фоне ВДУ - 11,1, а в посевах с орошением соответст-венно 6,3 и 20 тыс.м / га. Листовая поверхность, равная 40...50 тыс.м /га, в посевах с планируемой урожайностью 45 т/га формировалась на 2...6 дней позднее, чем в посевах с планируемой урожайностью 80 т/га. В загущенных обычных рядовых посевах роль минерального питания выражена ярче.
Проектный режим орошения. Увлажнение воздуха
Объем воды, затрачиваемый на возможное суммарное водопотреб-ление, в основном, зависит от теплоэнергетических ресурсов, а затраты воды на орошение зависят как от имеющихся ресурсов тепла, так и от выпадающих осадков. Расчет режима орошения, как и все расчеты по прогнозированию урожайности на основе климатических ресурсов, должен основываться на статистически устойчивых величинах метеорологических факторов. Поэтому, для составления проектного режима орошения нами были использованы метеоданные года 76 % обеспеченности комплексом (0с-Е ) - 1977 год.
Расчет выполнен графо-аналитическим методом на основе построения интегральной кривой дефицитов водопотребления за вегетацию (рис.11). Порядок расчета дефицита водопотребления показан в приложении 7.
При расчете дефицита водопотребления за каждую декаду вегетации были приняты следующие условия:
I. Коэффициент использования осадков равнялся 0,8.
Z. Допущено, что продуктивная влага каждую декаду использовалась только из определенного слоя почвы мощностью 10...20 см. Причем, в первую декаду вегетации учитывалась влага пахотного слоя, а в последующие декады - нижележащих слоев.
3. Величина возможного суммарного водопотребления определена по зависимости А.М.Алпатьева, где биоклиматический коэффициент равнялся 0,65.
4. За предполивную влажность была принята влажность почвы, соответствующая 70 % НВ.
Величина поливной нормы принималась из расчета увлажнения верхних слоев почвы с условием, чтобы не происходило вымывания питательных веществ в подпахотные слои.
В течение вегетации сроки и нормы поливов уточнялись по результатам наблюдений за влажностью почвы.
Мелкодисперсное увлажнение воздуха, как было отмечено выше, проводилось при температуре воздуха выше 18С.
Наблюдения за влажностью и температурой воздуха показали,что температура воздушного потока на высоте 2 м за счет применения МДУ снижалась на 0,5.,.3С, а относительная влажность его увеличивалась на I...I2 %, по сравнению с этими же показателями воздушного потока перед участком с МДУ.
