Содержание к диссертации
Введение
I Состояние и перспективы возделывания кукурузы 6
1.1 Происхождение и направления использования 6
1.2 Зеленая масса и зерно кукурузы в рационах животных 9
1.3 Пути повышения продуктивности и кормовой ценности кукурузы 17
II Методика и условия проведения исследований 34
2.1 Методика исследований 34
2.2 Почвенно-климатические условия 40
2.3 Метеорологические условия в годы проведения опытов 45
III Экологическое испытание гибридов кукурузы для возделывания на силос 50
3.1 Оценка гибридов по полевой всхожести и периодам вегетации ... 50
3.2 Морфологическая и биологическая характеристика растений 62
3.3 Урожайность и химический состав зеленой и зерновой массы... 67
IV Влияние гребневой поверхности почвы на урожайность и питательность кукурузы 76
4.1 Характеристика агрофизических показателей почвы по формам поверхности 76
4.2 Рост и развитие кукурузы на гребнях и ровной поверхности 80
4.3 Урожайность, качество зеленой массы и экономическая эффективность гребневой технологии 87
V Влияние бобовых и злаковых культур в совместных посевах с кукурузой на урожайность и качество зеленой массы 96
5.1 Рост и развитие растений 96
5.2 Качественная и биоэнергетическая оценка урожая 101
5.3 Экономическая эффективность возделывания кукурузы в совместных посевах 113
VI Внедрение в производство результатов исследований 119
Выводы 132
Предложения производству 134
Список литературы 135
Приложения 158
- Происхождение и направления использования
- Метеорологические условия в годы проведения опытов
- Оценка гибридов по полевой всхожести и периодам вегетации
- Характеристика агрофизических показателей почвы по формам поверхности
Введение к работе
Актуальность исследований. Кукуруза в свежем и особенно в силосованном состоянии - превосходный корм для животных. Высокая потенциальная урожайность и низкие затраты при выращивании определяют ее широкое распространение. В лесостепи Тюменской области можно получать до 12 т с 1 га сухой массы, а при возделывании раннеспелых гибридов - до 6 т/га фуражного зерна. Для реализации этого потенциала необходимы подбор адаптированных гибридов, совершенствование элементов технологии возделывания: способы посева (ровная поверхность, гребни), совместные посевы с бобовыми и злаковыми культурами, направленные на максимальное использование ресурсов климата и повышение качества зеленой массы.
Решению этих проблем посвящены исследования, выполненные в 1980-1991 гг. в соответствии с тематическим планом НИИСХ Северного Зауралья по проблеме 051.04 и научно-техническим заданием 02.08.Т «Усовершенствовать и внедрить индустриальные технологии возделывания кукурузы, обеспечивающие получение высококачественного сырья с содержанием 24-30% сухого вещества при снижении затрат на единицу продукции на 7-10%» (номера государственной регистрации 80068123 и 01880084552).
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась разработка элементов технологии получения зеленой массы кукурузы с высокими кормовыми свойствами в климатических условиях лесостепи Северного Зауралья.
Были поставлены следующие задачи:
провести экологическое испытание и подобрать гибриды, обеспечивающие в условиях лесостепной зоны юга Тюменской области высокую продуктивность и содержание в зеленой массе 24-30% сухого вещества, 35-40% початков с зерном молочно-восковой спелости;
изучить влияние гребневого посева на условия произрастания, урожайность и качество зеленой массы раннеспелого гибрида кукурузы;
4 - дать сравнительную оценку продуктивности и кормовой ценности од-новидовых и совместных посевов кукурузы с горохо-овсяной смесью, соей и овсом на фонах удобрений N60P90K90 и Ni2oP9oK90-
Научная новизна. На основе многолетних экспериментальных исследований впервые в условиях Северного Зауралья получены наиболее полные научные данные по биологии, структуре и химическому составу растений, продуктивности и кормовой ценности гибридов кукурузы разных групп спелости. Установлены факторы, влияющие на рост и продуктивность кукурузы при выращивании на гребнях. Изучено влияние горохо-овсяной смеси, сои и овса на химический состав и урожайность зеленой массы кукурузы при возделывании в совместных посевах.
В ходе исследований разработаны и испытаны новые технические средства для возделывания кукурузы на гребнях и в совместных посевах. Предложен новый способ уборки кукурузы на силос (патент РФ № 1729325) как теоретическая основа для дальнейшего изучения данного вопроса, разработки и внедрения новых технических средств.
Основные положения, выносимые на защиту:
результаты экологического испытания гибридов кукурузы по критериям биологической и хозяйственной оценки;
показатели эффективности гребневой технологии возделывания кукурузы;
основные показатели качества зеленой массы и продуктивности растений в совместных посевах кукурузы с горохо-овсом, соей и овсом; экономическая эффективность совместных посевов.
Апробация работы. Результаты исследований изложены в заключительных научных отчетах и обсуждены на заседаниях Ученого совета НИИСХ Северного Зауралья. Основные положения диссертации доложены на научных и научно-производственных конференциях в Кургане, 1983 г., Свердловске, 1986 г., Тюмени, 1989, 1992 гг. В научных журналах и сборниках опубликовано 6 статей, издано 3 рекомендации, получен Патент РФ.
5 Практическая значимость работы. Рекомендованные элементы технологии возделывания: раннеспелые и среднеранние гибриды; гребневой посев; совместное выращивание кукурузы с бобовыми и злаковыми культурами, - позволяют в условиях производства получать зеленую массу с содержанием сухого вещества 25-30% и протеина 95-100 г в 1 кормовой единице, а также заготавливать силос из зерно-стержневой массы початков. Производственная проверка рекомендуемой технологии, проведенная в 61 хозяйствах Тюменской области на площади 42 тыс. га подтверждает ее высокую эффективность. Выращивание кукурузы в совместных посевах с овсом гарантирует получение качественного сырья и силоса. Обозначено направление по разработке и выпуску технических средств для одновременного раздельного высева нескольких культур и нового способа уборки кукурузы на корм.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и рекомендаций производству. Работа изложена на 186 страницах, содержит 35 таблиц, 6 рисунков и 26 приложений. В списке использованной литературы 274 источника, из них 22 иностранных авторов.
Происхождение и направления использования
Кукуруза (Zea mais) относится к трибе Maydeae семейства Роасеае класса однодольных (Шмараев Г.Е., 1975). Это аборигенное растение Америки. Ископаемые образцы кукурузы в Америке доказывают, что возделывание ее в доко-лумбову эпоху достигало высокого уровня. Знаменитый (ныне музейный) сорт крахмалистой кукурузы Куско (Cusco) с величиной зерна, не достигнутой потомками до сих пор, показывает долголетнюю селекцию кукурузы в империи инков. Высокогорные формы кукурузы эпохи инков по скороспелости и холодостойкости также не превзойдены.
Первые образцы кукурузы были доставлены в Испанию после второго путешествия Колумба в начале XVI века, где вскоре она была признана ценной продовольственной, а затем кормовой культурой. В Европе первыми кукурузу стали выращивать во Франции, Италии, Португалии. Португальцы завезли кукурузу на западное побережье Африки и в Индию в начале XVI века, в 1575 г. - в Китай (Володарский Н.И., 1975). В Россию кукуруза попала через Грузию в XVII веке (Декапрелевич Л.Л., 1942).
Целые растения кукурузы и разные их части широко используются в животноводстве. Формы использования их при кормлении животных разнообразны. Они отличаются прежде всего по степени спелости (Шпаар Д., Дрегер Д. и ДР., 1999).
Кукуруза на зеленый корм. Уборка целого растения от фазы цветения до молочной спелости. Сорта с быстрым развитием в ранней фазе можно выращивать при благоприятных условиях как промежуточные культуры.
Кукуруза на силос. Уборка целого растения в фазе восковой спелости зерен, содержащих 50% сухой массы (СМ) и более 28% сухой массы (СМ) в целом растении. Предпосылки для высокого содержания энергии является хорошее развитие початков.
Шрот из початков и обверток. Он состоит из смеси зерен, стержней и обверток. Уборка при содержании СМ в початках выше 50% с помощью кор 7 моуборочного комбайна. Шрот в силосованном виде применяется в скотоводстве как концентрированный корм.
Зерно-стержневая смесь (Corn-Cob-Mix). Уборка с помощью зерноуборочного комбайна в конце восковой спелости зерен (55-60% СМ). В силосованной форме применяется прежде всего для откорма свиней.
Кукуруза на зерно. Уборка при полной спелости ( 60-62% СМ в зернах). Как правило, после уборки требуется сушка.
В связи с тем, что кукуруза одна из важнейших кормовых культур в мире и в основном ее выращивают на зерно, мы остановимся вначале на значении и качественных показателях зерна кукурузы.
Во всем мире в 1998 году с площади 140118 тыс. га было произведено 588590 тыс. тонн зерна кукурузы, в то время как в странах СНГ с 2803 тыс. га по-лучно 7136 тыс. тонн, что составило 1,2% мирового уровня. В России же кукуруза на зерно в 1998 г. убрана с площади 865,9 тыс. га, валовый сбор составил 1524,8 тыс. тонн при урожайности 17,6 ц/га (статистика Европы, 1998).
Зерно кукурузы отличается высокой питательностью. В нем содержится около 70% углеводов, 10-12% белка, 4-6% жира, около 2% клетчатки, 0,5-1,0% зольных веществ и 12-13% воды. Благодаря высокой энергоемкости, является прекрасным концентрированным кормом и компонентом для комбикормов. В 1 кг зерна содержится 1,34 к.ед., то есть превосходит по этому показателю все зерновые культуры (Крючков Н.М. и др., 1966). Около 60% заготовляемого кукурузного зерна в мире (более 300 млн. т) используется на кормовые цели, около 25% - на продовольственные (в Китае, Индии, Мексике, балканских странах, Молдавии, Западной Грузии наибольшая часть урожая потребляется как привычная национальная хлебная пища), остальное - на техническую переработку (Ильин B.C., 1982).
На сегодняшний день в 33 республиках, краях и областях России кукуруза является определяющей культурой в производстве кормов (силос, зерно), и площадь посева ее составляет 5087 тыс. га. Поэтому, анализируя состояние и перспективы возделывания кукурузы, академик РАСХН В.С.Сотченко и др. (2000) реально поставили вопрос об увеличении посевов кукурузы на зерно не только в традиционных районах, но и в таких, как Центральная черноземная область, Поволжье, Южный Урал, Алтай и других. За увеличение площадей зерновой кукурузы говорят данные экологического и государственного сортоиспытания: урожайность кукурузы в нетрадиционных районах во многих случаях выше, чем на Северном Кавказе, где, как правило, лимитирующим фактором является влага. И совершенно необязательно везде убирать кукурузу на зерно, тратить энергию на сушку, но нужно максимально выращивать ее по зерновой технологии и заготавливать зерно-стержневую массу. Сущность зерновой технологии состоит в том, что в последние годы в зонах с ограниченной теплообеспеченностью вместо позднеспелой (силосной) кукурузы стали внедрять повсеместно раннеспелые гибриды, дающие початки с зерном молочно-восковой спелости.
Консервирование сырого зерна и початков кукурузы методом силосования предложен Кубанским НИИ испытания тракторов и сельскохозяйственных машин и Всесоюзным институтом кормов (Бочкарев Б.И. и др., 1962). Один килограмм зерна, законсервированного в восковой спелости содержит 0,8-0,88 к. ед., 44 г сырого белка, 24 г сырых жиров, 1,82% молочной кислоты и 3,8% сырой клетчатки. Потери сухого вещества во время консервирования не превышают 3-4% при полной спелости зерна и 6-7% - при восковой (Третьяков Н.Н., Чирков Ю.И. и др., 1985).
В Западной Сибири из 19,4 млн. га пашни в 1990 г. кормовым культурам отводилось около 30-35% площади. Под кукурузой было занято 68% площади посева кормовых растений или 2,1 млн. га (Гончаров П.Л., 1992).
В Тюменской области с 1954 г. кукуруза стала основной силосной культурой. В среднем за 1986-1990 гг. ее высевали на площади 127,2 тыс. га. Из них 84,5% посевных площадей было сосредоточено в северной и южной лесостепи. Средняя урожайность зеленой массы со 170 ц/га в 1971-1975 гг. выросла до 242 ц/га в 1986-1990 гг. или на 42,5%. Максимальное количество зеленой массы кукурузы получено в 1990 г. (5122,7 тыс. т), когда она занимала площадь 166,5 тыс. га и ее урожайность составила 306,6 ц/га. За годы реформирования сельского хозяйства производство кормов резко сократилось. В 2001 г. с площади 30 тыс. га было собрано зеленой массы кукурузы 420,5 тыс. т при урожайности 140 ц/га (Статистический сборник, 2002). В 2004 г. кукурузу в Тюменской области выращивали всего на площади 7,5 тыс. га.
Метеорологические условия в годы проведения опытов
Годы исследований различались по гидротермическому режиму (таблица 3), в период всходов и в критические периоды (июль, август) для кукурузы, когда идет цветение и налив зерна.
В 1981 г. в середине первой декады мая почва на 10 см прогрелась до 14-14,5С, т.е. выше нормы. С 11 по 26 мая был возврат холодов с понижением температуры на высоте 2 см от поверхности почвы до —5,9С (23 мая). Длительное время лежал снег. Температура почвы на глубине 5 см 17, 18 и 19 мая понизилась соответственно до +3,2, +2,7 и +3,6С. В мае выпало 155,3% нормы осадков. Всходы кукурузы появились через 23 дня изреженными. Июнь и август оказались засушливыми. 1980, 1982, 1983, 1984 и 1985 годы для вегетации кукурузы и других культур были удовлетворительными. Самым холодным был 1986 г. В мае и сентябре дождя выпало соответственно 148 и 202,8% нормы. Из-за часто выпадающих осадков сумма эффективных температур выше +10С получена очень низкой (549С), что ниже среднемноголетнего значения на 145С.
Условия для развития кукурузы были самые благоприятные в 1988, 1989 и 1990 годы. При разном количестве осадков по годам соответственно 269, 239 и 425 мм (норма 284 мм), сумма эффективных температур выше +10С - 887, 1070 и 829С при среднемноголетнем значении 694С позволила получать в эти годы урожай кукурузы с початками восковой и даже полной спелости зерна. Хотя в отдельные периоды ежегодно наблюдались некоторые особенности. Так, в 1988 г. в первой декаде мая и в июле осадки были ливневого характера, что переувлажняло почву, но затем (80 дней) во 2 и 3 декадах мая и июня осадки выпадали по количеству меньше 5 мм за декаду, за весь август выпало 19 мм, в первой декаде сентября - 7 мм.
В 1989 г. май был теплым, особенно вторая декада, когда среднесуточная температура воздуха превышала норму на 6,6С. Осадков за месяц выпало 67,0 мм или 149%. В первой и второй декадах июня, весь июль и в первой декаде сентября увлажнение было критическим (ГТК - 0,3). Выпавших в третьей декаде июня 31,7 мм осадков явно не хватало для нормального роста и развития кукурузы, особенно в период цветения. Вегетационный период 1990 г. отличался чрезмерным увлажнением в первой декаде мая, третьей декаде августа и первой декаде сентября: ГТК равен соответственно 6,2, 4,2, 6,4. Июнь, июль, первая и вторая декады августа были теплыми. Среднесуточная температура воздуха в эти месяцы оказалась выше нормы на 3,0, 2,5 и 1,3С при норме 15,4, 17,2 и 14,9С, соответственно.
Наиболее типичной в Тюменской области погода первой половины мая представлена в 1988 году. По данным АГМС п. Московский в 1988 г. температура почвы на глубине 5 см прогрелась 5 мая до 5,9 С (рисунок 2). Затем 7, 8 и 9 мая она достигла пика (14,4, 14,7 и 14,9), но под влиянием среднесуточной температуры воздуха 11 мая вновь упала до 5,8. После 3-4 дней похолоданий дальнейший ход температуры почвы и воздуха был волнообразный, с неизменным устойчивым нарастанием. Причем, первый пик выше +14С образовался уже 16-17 мая. Это дает основание утверждать, что в Тюменском районе можно начинать посев кукурузы 7-8 мая и, если ориентироваться только на прогревание почвы, то при данном сроке посева можно ожидать через 14 дней полные всходы, т.е. 21-22 мая. По нашим наблюдениям, на скорость прорастания кукурузы влияет не температура почвы на глубине 5 и 10 см (температура почвы на глубине 10 см более устойчива, чем на 5 см), а минимальная температура воздуха на высоте 2 см от поверхности почвы. На рисунке 2 в конце первой декады мая она достигает +7С, а в середине второй декады (с 13 по 16 мая) имела отрицательное значение до -4С. В третьей декаде мая понижения температуры приземного слоя воздуха становятся кратковременными (5-6 часов) и не опасными для всходов кукурузы. Метеоусловия в мае-начале июня, 1988 г., АГМС п.Московский 49 окраску, так как для образования хлорофилла требуются более высокие (выше +15С) температуры, из-за чего корневая система развивается медленно, период вегетации удлиняется (Володарский Н.И., 1975; Шатилов И.С., 1985).
В первой декаде мая осадков выпадает больше, чем во второй и в третьей. В начале осени основную роль в жизни растений играют минимальные температуры воздуха на высоте 2 м от поверхности почвы. Они, как правило, пульсирующие, но остаются положительными до середины сентября. После 20 и 22 сентября холодный воздух убивает и иссушает растения кукурузы.
Оценка гибридов по полевой всхожести и периодам вегетации
Известно, что в формировании урожая сельскохозяйственных культур первостепенную роль играют три фактора: климатические условия, сорт или гибрид и технология возделывания. Эти факторы настолько взаимосвязаны, что невозможно, например, для конкретных почвенно-климатических условий подобрать наилучший сорт какой-либо культуры без учета его реакции на окружающую среду с момента посева до уборки. В связи с этим, для формирования продуктивных травостоев изучаемых гибридов кукурузы, в НИИСХ Северного Зауралья нами были выполнены следующие элементы агротехники: в 1984-1986 гг. норму высева семян каждого гибрида кукурузы устанавливали из расчета получения густоты 150 тыс. растений на гектар, как было принято в области. В 1988, 1989 и 1991 гг. высевали по 6-7 зерен на погонный метр рядка, чтобы густота кукурузы соответствовала зерновой технологии или 70-80 тыс. растений на гектар. Семена заделывали на глубину 5 см, как рекомендовано М.Е. Золотавиной (1974), при ранних сроках посева в непрогретую почву. Посев проводили семенами с лабораторной всхожестью 96-100% и, как исключение, в 1991 г. посев раннеспелых гибридов был проведен семенами собственного урожая 1989 года.
Для кукурузы как теплолюбивой культуры значение температурного фактора в период от посева до появления всходов особенно велико. Еще в семидесятых годах XIX в. Ф. Габерландт изучил большой набор культур и показал необходимые температуры для прорастания семян: минимальные - самые низкие температуры, при которых можно наблюдать прорастание, для кукурузы равны 8-10С, оптимальные - 32-35С. В.Н.Степанов (1946) уточнил показатель «минимальных» температур, при которых семена многих культур могут прорастать. Для кукурузы он оказался равен 9-10С. При 5-6С у него не наблюдалось даже пробуждения зародыша кукурузы. И все-таки, встречаются указания на минимальную температуру прорастания семян кукурузы равную 6-7С (Володарский Н.И., 1975; Еськов В.А., Кузьмина А.П., 1986), но для дальнейшего активного начального роста и появления жизнеспособных всходов, как отмечают вышеуказанные авторы, необходима температура не ниже +10С. Температуру прорастания +10С принято называть биологическим минимумом, который стал очень важным аргументом обоснования сроков посева кукурузы по зерновой технологии. Так, в северных районах Н.И.Володарский (1975), Д. Шпаар, Д. Дрегер, Г. Крацш (1999) рекомендуют ранний посев, когда среднесуточная температура почвы на глубине 5 см достигает +10 С, чтобы максимально использовать вегетационный период. Температура почвы, по их сведениям, влияет на время от посева до появления всходов. А именно, при температуре почвы 10-12С всходы кукурузы появляются через 18-20 суток, при 15-16С - через 10, а при 21 С - через 5-6 суток. По наблюдениям Н.Н.Кулешова (1963), всходы кукурузы при средней температуре воздуха послепосевного периода 12 С появляются через 20 дней, а при температуре 20С - через 7 дней. В.С.Ильин, В.И.Гаценбиллер (1995), ссылаясь на работы ряда авторов, пишут, что в зависимости от среднесуточной температуры воздуха и наличия влаги в почве продолжительность периода посев-всходы варьирует в широких пределах. При среднесуточной температуре воздуха 8-10С всходы появляются через 14 суток, при повышении ее до 15,9С появление всходов отмечается через 10 суток, а при среднесуточной температуре 23С — через 6 дней. Чрезмерно ранние посевы в холодную почву удлиняют период появления всходов до 25 дней, а при переувлажнении почвы значительно снижают их полевую всхожесть и урожайность.
В наших опытах подтверждается сложное взаимодействие климатических, почвенных и агротехнических факторов, и их влияние на продолжительность периода посев-всходы кукурузы и полевую всхожесть (таблица 4, приложение Г). Так, в 1985 г. наиболее длительный период (с 16 мая по 10 июня) посев-всходы наблюдался при среднесуточной температуре воздуха 8,9С и почвы 10,9С. Влаги было достаточно, так как осадков выпало почти месячная норма -35,4 мм. В 1984 и 1986 гг. среднесуточная температура воздуха за периоды посев-всходы была выше, чем в 1985 г., соответственно 12,2 и 12,5С, среднесуточные температуры почвы составили 14,3 и 13,9С. Осадков также было достаточно (т.е. влага в почве с 11 по27 мая в 1984 г. и с 16 мая по 2 июня в 1986 г. была) и период посев-всходы раннеспелых, среднеранних и среднеспелых гибридов в эти годы составил 16 и 17 дней. В 1988 и 1991 гг. гибриды кукурузы также прореагировали на низкие температуры воздуха и почвы. В 1988 г. период посев-всходы длился 20 дней при среднесуточной температуре воздуха 10С и почвы на глубине 5 см 11,9С. В 1989 и 1991 гг. при более высоких и почти одинаковых температурах воздуха и почвы соответственно по годам 14,2 и 14,5С; 15,1 и 15,4С продолжительность посев-всходы составила 13 дней. Наблюдения показали, что есть разница в 1-2 дня по периодам посев-всходы и между гибридами разных групп спелости.
Все-таки, по нашему мнению, наибольшим тормозом быстрого прорастания семян была минимальная температура воздуха на высоте 2 см от поверхности почвы. В наиболее неблагоприятных 1985 и 1988 гг. среднее минимальное значение ее составляло +2,5 и +3,1 С, и длительный период (10 и 7 дней) с отрицательными температурами силой от -0,5 до -5,9С, которые как «холодный экран» сдерживали появление всходов, хотя семена в почве уже на 4-й день после посева дают корешок длиной 4-5 мм, и зародыш трогается в рост. При неблагоприятных условиях семена кукурузы в таком состоянии находятся долго.
В отношении влажности почвы и осадков за период посев-всходы, скорее можно согласиться с В.А. Еськовым, А.Л. Кузьминой (1986), которые пишут, что наименьшая продолжительность периода посев-всходы наблюдалась или при отсутствии осадков, или при минимальном их количестве, т.к. при качественной своевременной весенней обработке почвы к моменту посева кукурузы сохраняется достаточное количество влаги, накопленной за осенне-зимний и весенний периоды.
Для условий Западной Сибири гибриды должны подбираться достаточно холодостойкие. B.C. Ильин (1990) предложил деление их по группам хол одо стойкости, выраженных показателем полевой всхожести в процентах: высокая 70%, выше средней - 70-60, средняя - 60-40, низкая 40%.
Характеристика агрофизических показателей почвы по формам поверхности
По законам классического земледелия физические свойства почвы и физические процессы, происходящие в ней, обеспечивают растения необходимым количеством влаги, тепла и элементами питания. Растения же на это реагируют своими темпами роста и развития и величиной урожая (Вильяме В.Р., 1949; Роде А.А., 1955).
Из общих физических свойств наиболее важную роль в агрономической оценке почвы играют: плотность, объемная масса и пористость почвы. Плотность твердой фазы серых лесных почв Западной Сибири в слое 0-30 см изме-няется от 2,48 до 2,65 г/см , объемная масса - от 1,08 до 1,45 г/см и пористость - от 57,7 до 45,3% (Фатьянов А.С., Тайчинов С.Н., 1972; Каретин А.Н., 1990). Следовательно, как считают Н.В.Абрамов, П.Ф. Ионин и др. (1988), с помощью рациональной обработки почвы пахотного состояния, можно изменять соотношение объемной массы и пористости почвы, тем самым влиять на содержание в ней воды, воздуха и другие факторы жизнеобеспечения растений.
Наиболее простым и экономичным способом создания оптимальной объемного веса почвы и поддержания нормального водно-воздушного и пищевого режима в пахотном горизонте, как утверждают А.И. Егорченков (1979), К.Я. Чеснокова (1979), Б.П. Гурьев и др. (1986), Н.С. Кабаков, В.М. Балашов и др. (1990), является гребневая технология возделывания культуры.
Параметры гребней в наших опытах не были постоянными и изменялись в следующих пределах: у свеженарезанных осенью высота 22-25 см, ширина по верху 13-17 см, ширина основания 55-57 см. Весной осенние гребни уплотнялись и были высотой 15 см, ширина по верху 18 см, ширина основания 56 см, ширина дна борозды 14 см. У свеженарезанных гребней весной и подрыхленных осенних высота составила 23-25 см, ширина по верху 10-14 см, ширина основания 57-50 см. Это говорит о том, что при выбранном культиваторе КРН-4,2 параметры гребней весенней и осенней нарезки к моменту посева ежегодно были одинаковыми. После посева кукурузы сеялкой СУПН-8 осенние и весенние гребни уплотнялись до размеров: высота 14-16 см, ширина по верху 21-35 см, ширина основания гребней сохранялась 56 см.
Определенные нами физические свойства почвы по слоям 0-10, 10-20 и 20-30 см показывают, что на ровной поверхности вышеуказанные слои, имеющие объемную массу 1,27-1,32 г/см3 характеризуются оптимальным сложением для зерновых культур (таблица 13). По данным Н.В. Абрамова (1992), пропашные культуры дают более высокие урожаи при объемной массе почвы 1,0-1,1 г/см . Такая плотность получена в верхних слоях гребнистой поверхности.
В осенних и весенних гребнях плотность почвы верхнего слоя 1,13 и 1,09 г/см , меньше, чем на ровной поверхности. В слое 10-20см плотность на всех вариантах одинакова, но в слое 20-30 см осенних гребней самая высокая 1,40 г/см . После уборки кукурузы, т.е. к концу вегетации, за счет, вероятно, большего накопления корневой системы кукурузы в слоях 0-10 и 10-20 см на ровной поверхности поля и у осенних гребней плотность почвы снижается до 1,02-1,08 г/см . В гребнях, нарезанных весной, в слое 20-30 см почва уплотнилась до 1,46 г/см3. В классическом почвоведении считается, что оптимальная плотность па хотного горизонта серозема 1,2-1,3 г/см3, предельная - 1,4 г/см3 при общей пористости не ниже 48-50%.
Неблагоприятное влияние высокой плотности на развитие растений заключается как в механическом препятствии для роста корней, так и в резком проявлении антагонизма между водой и воздухом (Фатьянов А.С., Тайчинов С.Н., 1972).
Общая пористость на всех формах поверхности в слоях 0-10, 10-20 и 20-30 см была в пределах 44,83-60,72%, т.е. в целом соответствовала оптимальному строению пахотного слоя.
Превышения капиллярной пористости в период вегетации 31-62 - 44,77% над некапиллярной дают высокую степень аэрации (64,70-87,45%)) верхних слоев ровной и гребнистой поверхности, что зависит от макроагрегатного состава почвы и других факторов.
Наибольшее потребление влаги кукурузой было в фазу выметывания метелки (рисунок 5). На гребнях, нарезанных весной, в слое 0-10 см запасы продуктивной влаги были минимальными, в сухой год они доходили до критического состояния. Во влажном 1990 г. влажность чуть выше, чем на гребнях, нарезанных осенью. По коэффициенту водопотребления на 1 ц сухой массы разница по вариантам оказалась незначительной: ровная поверхность — 1,94; гребни осенние - 1,97; гребни весенние - 1,98 мм. В сухом 1989 г. на осенних гребнях водопотребление было выше на 16,7, на весенних — на 11,1%, чем на ровной поверхности. Эти данные дают основание предположить, что гребни вынуждают растения кукурузы брать влагу больше из нижних горизонтов почвы, чем это происходит на ровной поверхности.
Изменение влажности почвы по слоям, формам поверхности и фазам развития зависело от комплекса факторов: количества осадков, среднесуточной температуры воздуха и физического состояния почвы. В сухую и теплую погоду нижние слои оказывались влажнее, чем верхние, при выпадении осадков влажность почвы по горизонтам на всех формах поверхности выравнивалась.
Более правильно взаимосвязь влажности почвы с формой поверхности, осадками и температурой воздуха можно объяснить таким положением в классическом почвоведении, где указывается, что рыхлые почвы при высокой влажности меньше испаряют влагу, чем плотные. В плотных почвах происходит более интенсивный подток влаги по капиллярам к зоне иссушения. По нашим данным, это ярко выражено в 1989 г. при определении влажности 26 мая на всходах кукурузы. При выпадении 49 мм осадков за декаду влажность почвы на глубине 0-10 см гребней осенней и весенней нарезки была выше на 0,8 и 1,3%,чем у ровной поверхности на той же глубине. В засушливый период, когда передвижение влаги в почве происходит в парообразном состоянии, плотная почва испаряет влаги меньше, чем рыхлая. Так, в 1989 г. 15 мая при выпадении 12,3 мм осадков за декаду на ровной поверхности влажность почвы в слое 0-10 см была 21,8%, что выше на 3,9 и 4,1%, чем на такой же глубине гребней, нарезанных осенью и весной (приложение К).
В последующие периоды вегетации влажность почвы по формам поверхности зависела от количества выпадающих за декаду осадков, а точнее за предыдущую декаду. В 1988 г. в фазу начала выметывания метелки 8 июля на весенних гребнях в слоях 0-10 и 10-20 см наблюдался мертвый запас влаги (6,3 и 6,2%), на осенних гребнях и ровной поверхности также ощущался дефицит влаги, т.к. осадков во второй и третьей декаде июня почти не было: 1,0 и 4,4 мм. Противоположная картина отмечена в 1989 г., когда в первой декаде июля выпало всего 5,1 мм осадков, но выпавшие в третьей декаде июня 31,7 мм осадков поддерживали достаточную влажность почвы по слоям на всех формах поверхности поля даже при высокой среднесуточной температуре воздуха 24,4С.
