Содержание к диссертации
Введение
Почвенно-климатические условия зоны проведения исследований 22
Общая характеристика климатических и гидрологических условий 22
Общая характеристика почвенного покрова подзоны южных черноземов 26
Характеристика почвенного профиля опытного поля 29
Агроклиматические условия, сложившиеся в годы исследований 32
Цель, задачи и методика исследований. Технология возделывания озимой пшеницы 50
Задачи работы, программа и методика исследований 50
Обоснование основных элементов технологии возделывания озимой пшеницы в системах сухого земледелия Нижнего Поволжья 54
Технология возделывания озимой пшеницы полевых опытах 66
Краткая характеристика изучаемых сортов озимой пшеницы и применяемых в полевых опытах систем удобрений 69
Влияние нормы высева и удобрений на рост, развитие и урожай новых сортов озимой пшеницы 79
Особенности осеннего и весенне-летнего периода парования поля 80
Особенности прохождения осенней и весенне-летней вегетации сортов озимой пшеницы 86
Динамика формирования продуктивного стеблестоя.
Структура урожая и урожайность в годы исследований 89
Влияние нормы высева и удобрений на показатели качества зерна изучаемых сортов озимой пшеницы 116
Натура и стекловидность зерна сортов озимой пшеницы полуинтенсивного типа 116
Содержание сырой клейковины в зерне новых сортов озимой пшеницы и показатель ИДК в зависимости от нормы высева и применения удобрений 122
Экономическая оценка усовершенствованных технологий возделывания озимой пшеницы в степной зоне черноземных почв 133
Выводы и предложения производству 146
Список использованной литературы 150
Приложения 171
- Общая характеристика климатических и гидрологических условий
- Агроклиматические условия, сложившиеся в годы исследований
- Обоснование основных элементов технологии возделывания озимой пшеницы в системах сухого земледелия Нижнего Поволжья
- Особенности осеннего и весенне-летнего периода парования поля
Введение к работе
Актуальность темы. Волгоградская область является крупным производителем зерна озимой пшеницы, площадь посева которой в настоящее время составляет свыше 1,0 млн. га. В степной зоне черноземных почв, где проводились исследования, озимая пшеница высевается ежегодно на площади 0,4 - 0,5 млн. га, что составляет 55 - 60 % от посева всех зерновых культур. В среднем за годы с нормальной перезимовкой озимая пшеница обеспечивает не менее 60 % валового сбора зерна в Волгоградской области.
В современных условиях наиболее эффективным направлением в решении проблемы дальнейшего повышения урожайности и улучшения качества зерна является целенаправленный подбор новых сортов озимой пшеницы полуинтенсивного типа с широкими адаптационными возможностями к специфическим зональным условиям и разработка для них технологий возделывания, наиболее полно раскрывающих генетический потенциал зерновой продуктивности. В настоящие годы селекционерами Донского селекцентра и Волгоградской ГСХА создано и предложено производству несколько перспективных сортов озимой пшеницы для возделывания в Волгоградской области. В связи с тем, что изучение реакции новых сортов на ведущие элементы технологии и агрометеорологические условия степной зоны черноземных почв научными учреждениями ранее не проводилось, нами выполнена эта актуальная работа.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является комплексная оценка реакции пяти новых сортов озимой пшеницы (Дон 93, Дон 95, Бадулинка, Арчединка 1, Волгоградская 23) на норму посева и систему удобрения как основных элементов адаптивной технологии возделывания в степной зоне черноземных почв Волгоградской области.
В задачи исследований входило: - изучение биологических особенностей и комплексная оценка районированных (Дон 93, Дон 95) и перспективных сортов (Бадулинка, Арчединка 1, Волгоградская 23) озимой пшеницы в агрометеорологических условиях степной зоны черноземных почв Волгоградской области;
РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.-Петербург, , ОЭ 200актп
определение влияния технологических приемов (норма высева, фосфорное удобрение при посеве в рядки, азотное удобрение в подкормку) на биометрические показатели растений, их кустистость, на структуру урожая и качество зерна при выращивании изучаемых сортов озимой пшеницы до черному пару;
выявление реакции сортов озимой пшеницы на обработку семян Бишофитом и Тенсо коктейлем, содержащих микроэлементы;
установление отзывчивости сортов на некорневые подкормки Кристалоном коричневым и Бишофитом;
на основе полученных данных усовершенствовать технологию возделывания сортов озимой пшеницы полуинтенсивного типа для получения на южных черноземах климатически обеспеченных урожаев зерна;
апробация в производственных условиях и экономическая оценка разработанной технологии возделывания сортов озимой пшеницы.
Научная новизна. Впервые в агрометеорологических условиях степной зоны черноземных почв Волгоградской области изучена реакция пяти новых сортов озимой пшеницы полуинтенсивного типа (Дон 93, Дон 95, Бадулинка, Арчединка 1, Волгоградская 23) на норму посева, дозы и способы внесения азотного и фосфорного удобрений; на обработку семян Тенсо коктейлем и Бишофитом; на некорневые подкормки растений Кристалоном коричневым и Бишофитом. В результате исследований установлены оптимальные нормы высева и системы применения удобрений для усовершенствования зональной технологии возделывания озимой пшеницы для получения климатически обеспеченного урожая высококачественного зерна.
Практическая значимость. В результате исследований обоснованы технологические приемы повышения продуктивности посевов озимой пшеницы и улучшения основных показателей качества зерна. Усовершенствованные элементы технологии возделывания новых сортов при нормальной перезимовке позволяют в условиях степной зоны черноземных почв Волгоградской области увеличить урожаи зерна до 4,0-5,0 т/га и более.
Реализация результатов исследований. Разработанные технологии возделывания изучаемых сортов озимой пшеницы прошли производственную проверку в ООО «Гелио-Пакс-Агро-3» Новоаннинского района Волгоградской
5 области в 2004 - 2005 гг. на площади 0,85 - 1,15 тыс. га, обеспечив в сравнении с общепринятой зональной технологией получение дополнительной прибыли от 2,65 до 3,42 млн руб.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на X Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (ВГСХА, 2005 г.), на Международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию Победы в Великой Отечественной войне (ВГСХА, 2005 г.), на областных и межрайонных агрономических семинарах и совещаниях (2003 -2005 гг.), на научно-практической конференции, посвященной современным проблемам развития АПК (ВГСХА, 2006 г.).
Публикации результатов исследований. По материалам диссертационной работы опубликовано три научные статьи.
Основные положения, выносимые на защиту:
положительное действие системы удобрения, включающей рядковое удобрение Р2о, ранневесеннюю азотную подкормку N45 поверхностным и прикорневым способами и некорневую подкормку N30 на величину урожая и качество зерна новых сортов озимой пшеницы полуинтенсивного типа в агрометеорологических условиях степной зоны черноземных почв Волгоградской области;
однотипная реакция сортов Дон 93, Дон 95, Бадулинка, Арчединка 1, Волгоградская 23 на норму высева семян в подзоне южных черноземов;
наличие статистически достоверного положительного эффекта от Тенсо коктейля, Бишофита, Кристалона коричневого, на количественные и качественные показатели урожая сортов Дон 95 и Бадулинка при их применении для обработки семян и в виде некорневых подкормок;
экономическая эффективность усовершенствованных технологий возделывания реестровых и перспективных сортов озимой пшеницы в подзоне южных черноземов Волгоградской области.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 224 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и предложения производству, содержит 45 таблиц и 34 приложения. Список использованной литературы включает 240 источников.
Общая характеристика климатических и гидрологических условий
Согласно агроклиматическому районированию Волгоградской области, территория хозяйства ООО «Гелио-Пакс-Агро-3» Новоаннинского района относится к засушливой зоне с теплым климатом и гидротермическим коэффициентом (ГТК= 0,8) (Агроклиматический справочник по Волгоградской области, 1967).
ООО «Гелио-Пакс-Агро 3» (ГПА-3) расположено в южной части Новоаннинского района Волгоградской области. Общество организовано в 1999 году на базе совхоза «Бочаровский». В хозяйстве в настоящее время 2 отделения - в хуторах Бочаровский и Сатаровский, 4 населенных пункта - хутора Алимо-Любимовский, Сатаровский, Карповский, Бочаровский.
Центральная усадьба расположена в хуторе Бочаровском в 20 км от ближайшей железнодорожной станции Филоново и районного центра - города Но-воаннинска. До областного центра города Волгограда 281 км.
Пункты сдачи сельскохозяйственной продукции и приема грузов находятся в городах Новоаннинском, Волгограде и станице Панфилово, с которыми хозяйство соединено дорогой с твердым покрытием.
По схеме геоморфологического районирования Волгоградской области землепользование ООО «Гелио-Пакс-Агро-3» расположено на Хоперско-Бузулукской аккумулятивной равнине, являющейся частью Окско-Донской низменности (НИИ Гипрозем, 1986).
Массив землепользования залегает на пологом юго-западном склоне степных рек Бузулук и Кумылга. Этот водораздел с юго-востока на северо-запад расчленяется рекой Черной и оврагами на ряд более мелких межотрожных водоразделов. Вершины межотрожных водоразделов представлены равнинами, которые постепенно переходят в балочные понижения.
По гидрологической карте Волгоградской области землепользование хозяйства относится к Хоперско-Иловлинско-Донскому району, отличающемуся густой речной сетью, высоким пиком половодья весной, низкой летней меженью.
Гидрографическая сеть на территории общества развита слабо. Имеется довольно густая сеть прудов, местами с большими зеркалами воды. В восточной части землепользования на базе двух больших прудов орошаются огороды.
Землепользование ООО «Гелио-Пакс-Агро 3» расположено в северозападной части засушливой области, на западе засушливо-теплого района. Климат резко континентальный, отличается большим недостатком атмосферных осадков, а также неглубоким снежным покровом, сухостью воздуха, жарким знойным летом и наличием весенне-летних засух. Таким образом, основными факторами климата, определяющими условия произрастания сельскохозяйственных культур, являются тепло- и влагообеспеченность вегетационного периода. Показателем влагообеспеченности является гидротермический коэффициент (ГТК), который характеризует степень недостатка или избытка влаги относительно тепловых ресурсов - по многолетним данным он равен 0,7-0,8, сумма положительных температур 2800-3000 градусов, количество осадков за этот период 200-215 мм (НИИ Гипрозем, 1986).
Сумма положительных температур, приведенная выше, удовлетворяет потребность в тепле всех основных сельскохозяйственных культур, возделываемых в подзоне южных черноземов (озимая пшеница, озимая рожь, яровые зерновые, горох, нут, подсолнечник, кукуруза, просо и др.).
Средняя годовая температура воздуха составляет +5,5 градусов. Наиболее жарким летним месяцем является июль, среднемесячная температура которого равняется 21,5С, зимой наиболее низкая температура воздуха отмечается в январе-И С (табл.2.1.1). Высокая температура летних месяцев с наличием большого количества солнечных и ветреных дней обуславливают летние засухи, разной массивности и продолжительности, губительные для сельскохозяйственных растений. Продолжительность вегетационного периода в районе расположения хозяйства равняется в среднем 160 дням.
Агроклиматические условия, сложившиеся в годы исследований
По агроклиматическим условиям годы исследований 2002 - 2005 существенно различались (приложения 1-16).
Так, в 2002-2003 гг. по температурному режиму были наиболее теплыми, но с малым количеством осадков и суровыми условиями перезимовки для озимой пшеницы (ледяная корка и выпирание) и поздним возобновлением весенней вегетации. Количество дней с температурой выше 0С составило 86, а ниже 0С - 95 дней. Влага, накопленная в почве за период парования, и близкий к оптимуму температурный режим позволили на первых этапах осенней вегетации растений (всходы-кущение) получить прекрасные здоровые всходы всех сортов озимой пшеницы (ПВ=90,67-99,00 %). Всходы озимой пшеницы появились уже через 5-6 дней после посева (табл. 2.4.5). Средняя высота всходов в зависимости от сорта озимой пшеницы составила от 6-8 см (Дон 95) до 10 см (Бадулинка). При этом окраска надземной части растений у изучаемых сортов также варьировала: от ярко-зеленой и чисто-зеленой (Дон 95) до матово-зеленой и темно-зеленой (Бадулинка). Фитосанитарный контроль не выявил наличие болезней в этой фазе роста. Влага и тепло, поступавшие в течение всей осенней вегетации до ухода в зиму (t=375,9C и W= 120,1 мм) при средней относительной влажности воздуха 74% способствовали быстрому формированию, как надземной части, так и корневой системы растений. Уже через 14-15 дней после всходов наступила фаза кущения у сорта Дон 95, а у сорта Бадулинка -через 2 дня после сорта Дон 95. Высота надземной части растений к фазе кущения у всех сортов достигла 16-18 см. В течение всего периода осеннего кущения погодные условия сильно менялись, тем самым сильно повлияв на культурные растения. Узел кущения растения заложили на глубине 1,7-2,0 см, но общая кустистость составила только 2-3 стебля. В зиму растения озимой пшеницы вступили, имея высоту 18-22 см.
Зимние условия 2002-203 гг. сложились довольно суровыми. Осадки (101,4 мм) и резкие колебания температур (от -22,0С до +2,3С) при средней относительной влажности воздуха 80 % в течение всего зимнего периода оказали сильное воздействие на растения, что негативно отразилось на перезимовке озимой пшеницы. Оттаивая и оголяя посевы озимой пшеницы от снега при оттепели, а затем, сковывая растаявший снег во время морозов, периоды температур обусловили формирование ледяной корки и выпирания растений, вызывающие гибель посевов озимых хлебов в зимний период. Наиболее опасным для озимой пшеницы в этом отношении стал январь 2003 года. Этот месяц имел максимальное количество дней с плюсовой температурой и резкими перепадами температур. Средняя температура воздуха составила -6,7С. В среднем осенне-зимний период 2002-2003г.г. (табл. 2.4.1 и 2.4.2) имел близкие суммы отрицательных и положительных температур: Zt 0C = -973,0С (95 дней) и Zt 0C = 807,7С (86 дней). Но ранее было отмечено, что осадков (дней с осадками) данный период имел незначительно, и они имели неравномерный по времени характер выпадения: 281,4 мм за 181 день, из которых 69 с осадками. Дата возобновления весенней вегетации у посевов озимой пшеницы всех сортов в 2003 году - 22 апреля. Весна данного года характеризовалась медленным нарастанием температурного режима. Этому способствовала низкая тем 9 пература предыдущих месяцев: февраль - tcp= -10,7С, март - tcp= -5,7С. Малое количество осадков в весенние месяцы также замедлили возобновление вегетации: в марте атмосферных осадков выпало всего 6,7 мм, а в апреле - 7,7 мм.
Визуальная и комплексная оценка перезимовки посевов позволили установить повреждение и гибель культурных растений в полевом опыте в среднем на 20%. Что касается перезимовки исследуемых сортов, то сорт Дон 95 (контроль) оказался более устойчивым к неблагоприятным зимним условиям, чем сорт Бадулинка. В данном случае следует указать на несколько меньшую зимостойкость сорта Бадулинка в связи с тем, что одна из родительских линий данного сорта является яровой формой.
С даты возобновления весенней вегетации (ВВВВ) озимой пшеницы температурный режим и влагообеспеченность атмосферными осадками становятся благоприятным по интенсивности (табл. 2.4.6). Характерной особенностью периода от ВВВВ до фазы выхода в трубку, которая наступила 22.05.03г. у сорта Дон 95 и 24.05.03г. у сорта Бадулинка, является количество выпавших осадков - 36,1 мм и tcp=+20,2C (t 5C=525,9C для Дон 95 и 570,5С для Бадулинки) при относительной влажности воздуха 54 %. Низкая относительная влажность воздуха в данной фазе роста развития растений благоприятно отразилась на улучшении фитосанитарной обстановки в посевах изучаемых сортов озимой пшеницы.
Как видно из описания сортовые особенности обусловили задержку в развитии и наступлении очередных фенологических фаз у сорта Бадулинка на 2-3 дня.
Обоснование основных элементов технологии возделывания озимой пшеницы в системах сухого земледелия Нижнего Поволжья
Озимая пшеница — важнейшая продовольственная культура в Российской Федерации. По сравнению с яровыми культурами она более урожайна и в летние месяцы лучше переносит продолжительную засуху. Наибольшая урожайность озимой пшеницы обеспечивается на полях с оптимальными агрохимическими свойствами почвы. Для получения высокой урожайности сортов полуинтенсивного типа кислотность почвы должна быть в пределах рН 6,5 - 7,5, содержание подвижных форм фосфора и калия — 30-45 мг Р205 и 300 - 400 мг К20 на 1 кг почвы (В.И. Филин, 1994).
Многолетний опыт получения высоких урожаев озимых зерновых культур показывает, что наращивание валовых сборов зерна может идти не только за счет удобрений и средств защиты урожая от вредных организмов, но и за счет совершенствования агротехники, применительно к особенностям почвен-но-климатических зон. На фоне высокой агротехники озимая пшеница дает высокую урожайность -5,0 - 8,0 т/га (В.П. Крищенко и др., 1986; Я.В. Губанов, Н.Н. Иванов, 1988; В.И. Филин, 1994; В.М. Иванов, В.И. Филин, 2004).
Особая роль в технологии возделывания озимых должна отводиться агротехническим средствам борьбы, с сорняками. Сюда относят раннюю уборку предшественников, своевременную и направленную на подавление сорняков обработку почвы с заправкой ее удобрениями, посев высококачественными семенами в оптимальные сроки, высев семян оптимальными нормами для конкретной зоны и сорта, перекрестный и узкорядный способы посева, приемы по уходу за посевами, сроки и способы уборки урожая. Подавление сорняков в посевах озимых важно и для идущих за ними других культур, для которых они служат хорошими предшественниками (В.Ф. Огарев, В.Е. Шестаков, 1972; Ф.М. Пруцков, 1970, 1976; В.И. Бондаренко, 1975; В.Ф. Сайко, 1979, 1981, 1986, 1987; B.C. Шевелуха, 1986; А.С. Акименко, 2004; Р.А. Акбиров, 2005 и другие). При подборе предшественников следует учитывать не только их биологические особенности, но и тип засоренности полей, чтобы применять направленные приемы для уничтожения или подавления сорняков в системе подготовки почвы и установления сроков посева (Н.Н. Вошедский и др., 2002)
В подавлении сорняков наилучшими предшественниками озимой пшеницы являются чистые пары, в которых поля наиболее полно очищаются от многолетних и однолетних сорняков ярового типа.
В качестве других предшественников, обеспечивающих достаточную эффективность в очищении полей от сорняков, являются занятые пары, многолетние травы на один укос в год распашки, зерновые бобовые, но с дифференцированной подготовкой почвы к посеву после каждого из названных предшественников.
Задача весенне-летней обработки чистого и занятых паров под озимые культуры состоит в качественной разделке почвы и максимальном очищении почвы от семян и вегетативных зачатков сорняков путем использования послойных обработок почвы (A.M. Гаврилов, 1975; К.Г. Шульмейстер, 1975, 1995; А.Т. Гуленко, И.С. Шатилов, Ю.А. Никитин и др., 1985).
Предпосевную обработку почвы следует проводить не раньше, чем за день до начала сева, с помощью культиваторов для сплошной обработки почвы с выравнивателями на возможно меньшую глубину с последующим прикатыва-нием кольчато-шпоровыми катками. Очень эффективно в качестве предпосевных орудий использовать комбинированные агрегаты типа РВК и другие (Волгоград, 1986,1997).
Для озимой пшеницы выравненность и уплотнение почвы особенно важны, так как при наличии микропонижений и избыточно рыхлой почве посевы сильно изреживаются или полностью погибают. К началу посева почва должна быть не только выровненной, уплотненной, мелко-комковатой, но и максимально очищенной от сорняков. Высокое плодородие почвы и оптимальный режим питания для сортов озимой пшеницы полуинтенсивного типа являются непременными условиями формирования высокой урожайности и эффективного подавления сорняков (Н.Н. Бородин, Л.В. Горынин, К.И. Саранин, 1979; К.С. Орманджи и др., 1982).
По данным научных учреждений Нижнего Поволжья оптимальными для озимой пшеницы по черному пару в степной зоне черноземных почв дозами питательных веществ являются N9oP6o-iooK4o-6o- Всю дозу фосфорных и калийных удобрений лучше вносить под вспашку парового поля, Р2о гранулированного фосфорсодержащего удобрения для рядкового внесения при посеве. Азотные удобрения перед посевом не вносят; их лучше давать в виде подкормок после перезимовки озимой пшеницы следующей весной и летом (Научно обоснованные системы сухого земледелия Волгоградской области - Волгоград, 1986).
Для посева следует использовать семена первого класса. Семена, не отвечающие требованиям ГОСТа, использовать для посева не рекомендуется (табл.3.2.1). Также важно выбирать посевной материал, руководствуясь Государственным реестром сортов озимой пшеницы, допущенных в производство по конкретному региону Российской Федерации. Используя многолетние данные полевых опытов по сортовому испытанию озимой пшеницы, проведенных на Опытном поле ООО «Гелио-Пакс-Агро-3» Новоаннинского района Волгоградской области, удалось выделить ряд сортов, наиболее подходящих для выращивания в степной зоне черноземных почв Волгоградской области. К таким сортам можно отнести: Дон-93, Дон-95, Бадулинка, Ермак, Дар Зернограда, Донской маяк, Зерноградка 10.
Особенности осеннего и весенне-летнего периода парования поля
В системе приемов обработки паров для обеспечения первостепенной задачи - накопление и сохранение влаги - решающее значение имеет правильный уход за ними в весенне-летний период. Ни один агротехнический прием, например способы, срок и глубина основной обработки почвы, не дает таких огромных прибавок урожая озимых культур, как своевременные и тщательные культивации пара в весенне-летний период. Научной основой ухода за черным паром для сохранения накопленных запасов почвенной влаги и для возможно более полного использования летних осадков является теория дифференциальной влажности. Для содержания влаги в парах в интервале водных констант от наименьшей влагоемкости (НВ) до влажности разрыва капилляров (ВРК) и сбе 81 режения ее запасов от испарения необходимо поверхностное рыхление почвы боронованием, а при содержании ниже константы ВРК - уплотнение катками.
Наилучшему сохранению водных запасов в черном пару в летний период способствует создание на его поверхности 5-сантиметрового слоя почвы из мелкокомковатых агрегатов диаметром 0,25-3 мм (Д.И. Буров, 1970). Такой мульчирующий слой снижает температуру почвы в жаркое время дня, исключает подток снизу капельножидкой воды и защищает пахотный слой от усиленного проветривания. Под влиянием перечисленных факторов уменьшается диф-фузно-конвекционное испарение почвенной влаги.
На структурных почвах преобладание агрегатов с диаметром 0,25-3 мм улучшает водопроницаемость почвы, повышает усвоение атмосферных осадков, защищает почву от водной и ветровой эрозии.
В условиях южного чернозема для лучшего накопления и сохранения почвенной влаги нами использовалась система агротехники основной обработки и ухода за черным паром, оптимальная для данных условий. Основная обработка включала дискование после уборки предшественника (яровой ячмень) и отвальную зяблевую вспашку почвы на глубину 25-27 см с заделкой в почву измельченной незерновой части урожая. Уход за черным паром состоял из ран-невесеннего покровного боронования в два следа зубовыми боронами БЗСС-1,0, послойных и поверхностных обработок культиватором КПС-4 на различную глубину. В среднем за три года число культивации на пару составило 6-7, включая предпосевную. Первые культивации проводились на глубину 6-8 см, а последующие, в летние месяцы, на глубину 4-5 см.
На паровом поле нами ежегодно через 15-20 дней проводился мониторинг содержания влаги в почве на глубину до 1 м с отбором образцов почвы для определения основных элементов питания в пахотном и подпахотном слоях почвы.
Как видно из таблицы 4.1.1, в течение трех лет исследований при выбранной системе ухода за паром содержание влаги в почве на глубине 0,4 м не снижалось ниже 20 % (в среднем составило 24,05 %), а пахотный слой (0-0,3 м) содержал почвенной влаги в среднем 24,77 %.
