Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1. Густота посевов яровых зерновых культур в связи с технологиями выращивания 8
1.2. Фотосинтетическая деятельность посевов яровых зерновых культур в зависимости от приемов агротехники 12
1.3. Структура урожая и урожайность яровых зерновых культур при разных технологиях возделывания 17
1.4. Качество зерна яровых зерновых культур в зависимости от условий выращивания 25
1.5. Пути биологизации технологий возделывания яровых зерновых культур 31
1.6. Совершенствование систем удобрений яровых зерновых культур в условиях биологизации 38
1.7. Системный подход при разработке технологий возделывания яровых зерновых культур 44
2. Условия, программа и методика проведения исследований 49
2.1. Место проведения полевых опытов 49
2.2. Почвенные и метеорологические условия проведения исследований 50
2.3. Программа и методика проведения исследований с яровой пшеницей на многолетнем стационарном опыте 57
3. Влияние технологий возделывания с разным уровнем применения средств химизации на урожайность и качество зерна яровой пшеницы 60
3.1. Изменение показателей почвенного плодородия и санитарного состояния почвы в зависимости от технологий возделывания 60
3.2. Структура посевов яровой пшеницы в связи с технологиями возделывания 67
3.3. Фотосинтетическая деятельность посевов яровой пшеницы в зависимости от уровня биологизации технологий возделывания 75
3.4. Засоренность посевов яровой пшеницы в зависимости от различных технологий возделывания 81
3.5. Структура урожая яровой пшеницы в связи с возделыванием по разным технологиям 86
3.6. Влияние технологий возделывания с разным уровнем химизации на урожайность зерна яровой пшеницы 89
3.7. Программирование урожаев яровой пшеницы 93
3.8. Влияние технологий возделывания на качество зерна яровой пшеницы 101
3.8.1. Физические и посевные показатели качества зерна яровой пшеницы
3.8.2. Количество и качество сырой клейковины 104
3.8.3. Содержание в зерне азотистых и зольных веществ 108
4. Эффективность возделывания яровой пшеницы 111
4.1. Энергетическая эффективность технологий возделывания яровой пшеницы в зависимости от уровня применения средств химизации и системы обработки почвы 111
4.2. Экономическая эффективность возделывания яровой пшеницы в связи с разным уровнем использования средств химизации и различной обработкой почвы 116
Выводы 118
Предложения производству 122
Литература 124
Приложения 151
- Густота посевов яровых зерновых культур в связи с технологиями выращивания
- Пути биологизации технологий возделывания яровых зерновых культур
- Почвенные и метеорологические условия проведения исследований
- Изменение показателей почвенного плодородия и санитарного состояния почвы в зависимости от технологий возделывания
Введение к работе
Актуальность темы исследований. Решение продовольственной проблемы в Российской Федерации в значительной степени зависит от эффективности зернового хозяйства. Хлеб является продуктом питания людей, а зерно - концентрированным кормом для сельскохозяйственных животных и сырьем для ряда отраслей промышленности.
В современном сельскохозяйственном производстве главной, ключевой задачей является увеличение валовых сборов зерна, и, прежде всего, продовольственного, которое используется для хлебопекарных целей. Особенно актуальна эта задача в нашей зоне, где получить зерно озимой пшеницы с хорошими хлебопекарными качествами довольно сложно. Яровая пшеница, давая несколько меньшие урожаи по сравнению с озимой дает зерно более высокого качества. В ней больше содержится белка и клейковины,
В последние десятилетия прошлого столетия происходило увлечение интенсификацией сельскохозяйственного производства, в частности, земледелия. Отвальная обработка почвы, не чередуемая с поверхностной, приводит к снижению плодородия почвы из-за интенсивной минерализации гумуса, увеличивает зараженность полей вредителями и болезнями.
При чрезмерном применении минеральных удобрений снижается плодородие почвы, ухудшается качество продукции, в продукции появляются нитраты и нитрозоамины, которые представляют прямую угрозу здоровью человека, нарушается гомеостаз в природе.
Поэтому требуется разработать и применять новые биологические приемы воздействия на почву и урожайность, разработать новые технологии возделывания сельскохозяйственных культур.
Объектом исследований избрана яровая пшеница Лада, которая приемлема для изучения элементов биологизации.
Цель и задачи исследований. Цель исследований - разработать технологии возделывания яровой пшеницы в юго-западной части Центрального
5 региона России. # В процессе проведения исследований с учетом биологических особенностей яровой пшеницы, ее воздействия на почву и на основе ограниченного использования средств химизации при ее возделывании решались следующие задачи: изучить влияние технологий возделывания на урожайность зерна яровой пшеницы; провести определение основных показателей качества зерна яровой пшеницы; изучить влияние технологий возделывания яровой пшеницы на изменение показателей плодородия и санитарное состояние почвы; определить главные параметры фотосинтетической деятельности посевов яровой пшеницы в вариантах с разными технологиями возделывания; - провести определение засоренности посевов яровой пшеницы в Ф вариантах изучаемых технологий; определить важнейшие элементы структуры урожая яровой пшеницы и влияющие на них факторы; определить основные параметры программирования урожаев яровой пшеницы; дать оценку технологиям возделывания яровой пшеницы по энерго-сберегаемости; - рассчитать основные параметры экономической эффективности воз- делывания яровой пшеницы; - обосновать возможные пути биологизации технологий возделывания яровой пшеницы.
Научная новизна и практическая значимость работы заключается в том, что впервые в юго-западной части Центрального региона России опре делены оптимальные приемы выращивания яровой пшеницы в плодосмен- а ном севообороте при умеренном применении минеральных удобрений и средств защиты растений и при полном их исключении.
В работе определена энергетическая и экономическая эффективность предлагаемых технологий.
Результаты исследований способствуют оздоровлению экологической обстановки в регионе, снижению энергозатрат при возделывании яровой пшеницы, росту урожайности и оптимизации экономических параметров по этой культуре.
Специалистам и руководителям хозяйств Брянской области предлагаются технологии возделывания яровой пшеницы с умеренным использованием средств химизации и с полным их исключением. Эти технологии наиболее экономичные, энергосберегающие и экологически безопасные. В этом заключается практическая значимость работы.
Автор выражает благодарность научному руководителю - заслуженному деятелю наук РФ, доктору с.-х. наук, профессору В.Ф. Мальцеву, докторам с.-х. наук, профессорам Б.С. Лихачеву, А.И. Артюхову, В.Е. Торикову, сотрудникам межкафедральной лаборатории Брянской ГСХА, аспирантам Брянского государственного университета М.В. Долгановой и A.M. Гера-щенкову за оказанную помощь при проведении исследований.
В результате проведенных исследований разработаны и выносятся на защиту следующие основные положения:
Обоснование необходимости возделывания яровой пшеницы сорта Лада по технологиям с умеренным использованием средств химизации и без них.
Внесение в почву свежего органического вещества в виде соломы и сидератов за счет пожнивных посевов в последействии способствует биологической активности почвы, увеличению урожайности и качества продукции.
Обоснование основных параметров структуры урожая и фотосинтетической деятельности посевов яровой пшеницы.
Влияние гербицида ленок на рост и развитие сорняков.
Элементы программирования урожаев яровой пшеницы.
Влияние изучаемых элементов технологии возделывания яровой пшеницы на качество зерна.
Основные сведения по работе ежегодно докладывались на заседаниях кафедры экологического растениеводства Брянской государственной сельскохозяйственной академии и на научных региональных конференциях и академии (2001 и 2002).
Результаты исследований и методика их выполнения отражены в открытой печати. Всего опубликовано 6 работ, которые содержат все необходимые сведения о системном методе исследования, основных направлениях биологизации технологий возделывания яровой пшеницы.
Густота посевов яровых зерновых культур в связи с технологиями выращивания
Оптимальная густота посева, площадь питания для зерновых культур являлись предметом изучения многих исследователей (Буриро, 1972; Ревяки-на, Никифорова, 1984; Шамсутдинов, Шайхутдинов, 1990; Лямцев, 1999; Прудников, 2002 и др.).
В агротехнике яровой пшеницы вопрос установления оптимальной густоты стояния растений занимает одно из главных мест, так как с ее уменьшением или увеличением изменяется площадь питания каждого отдельно взятого растения и его продуктивность. Под площадью питания понимают определенную площадь поля с соответствующей ей толщей почвы и объемом воздуха, которые приходятся на 1 растение в посеве (Синягин, 1975).
Площадь питания — величина, обратная густоте стояния растений. И.И. Синягин (1975) различает оптимальную, предельную и минимальную площади питания. Он отмечает, что минимальная площадь питания при дальнейшем уменьшении не дает товарного урожая данной культуры; предельная при дальнейшем расширении не дает роста продуктивности отдельного растения; оптимальная обеспечивает получение максимального урожая с единицы площади. Зависимость между урожаем и единицей площади питания выражается параболической кривой.
Под оптимальным стеблестоем подразумевается такое количество продуктивных стеблей на единице площади, которое дает полное смыкание растений и позволяет наиболее целесообразно использовать площадь питания и световую поверхность листьев стеблей. Это обеспечивает наивысшую продуктивность фотосинтеза и максимальный урожай в данных условиях (Синягин, 1975).
Многочисленные исследования показали прямую зависимость между величиной площади питания и продуктивной кустистостью растений. Посредством кущения в посевах зерновых колосовых идет саморегулирование густоты стояния растений: самоизреживаясь или кустясь, они могут изменять весь комплекс внешних условий (Строка, 1966; Денисов, 1970; Синягин, 1975).
Пониженная норма высева сопровождается чрезмерным кущением, что чревато замедленным созреванием, увеличением числа сорняков и недоиспользованием потенциала поля. Увеличение нормы высева приводит к повышению расходов, большему полеганию растений и возможному снижению урожая из-за уменьшения массы зерна в колосе и их числа. Уменьшение площади питания ведет к снижению продуктивной кустистости, полевой всхожести семян, уменьшению размера колоса и его озерненности, снижается выживаемость растений (Сущевич, Самусик, Титов, 1974; Первов, 1988).
Разные авторы по-разному оценивают влияние нормы высева на урожайность яровых зерновых. М.С. Савицкий (1958); Ж.Р. Акопян, О.Ц. Лило-ян, В.В. Оганесян (1984); Н.А. Кузьмина, В.Л. Ершов (1997) высказываются за увеличение нормы высева на высоких агрофонах. Г.В. Камаева (1977) рекомендует при интенсивном возделывании использовать их по нижнему пределу, поскольку считает, что высокий агрофон позволяет за счет кущения обеспечить максимальный продуктивный стеблестой. Г.Р. Пикуш, А.Л. Гринченко, Н.И. Пыхтин (1988) считают, что густота должна быть такой, чтобы формировался достаточно просветленный травостой. Достаточная ос-ветленность растений в посеве является предпосылкой для замедления пожелтения нижних листьев, формирования коротких, утолщенных и прочных нижних междоузлий, развития элементов механических тканей в стебле. Такие посевы не полягут или склонны к полеганию незначительно. При этом не только будут устранены или уменьшены потери урожая от полегания, но и возрастет абсолютный его уровень за счет формирования продуктивных стеблей из подгона, которые в загущенных посевах не образуют зерна и усиливают степень полегания.
Величина продуктивного стеблестоя зависит от степени кущения пшеницы. Одни авторы (Барсуков, 1979; Puri, Qualitet, Baghalt, 1980; Puri, Miller, Sah, 1988) указывают, что наиболее продуктивным будет посев при низкой густоте стояния растений в результате хорошего кущения, повышения вертикальной устойчивости и продуктивности каждого растения. В других работах (Строна, 1966; Francios, Maas, Grieve, Donovan, 1992) показано, что при высокой густоте посева увеличивается в посеве доля наиболее продуктивных главных побегов и максимальная продуктивность каждого колоса. В.М. Макаровой (1995) установлена прямая корреляционная связь между густотой продуктивного стеблестоя и урожайностью зерна яровой пшеницы.
Наши исследования показали, что для условий юго-западной части Центрального региона России правы И.Г. Строна (1966), Francios L.E., Maas E.V., Grieve G.M., Donovan T.J. (1992). Действительно, при меньшей полевой всхожести в 2000 году, а как следствие, и меньшей густоте стояния растений, наблюдалась меньшая продуктивность главных побегов, меньшая озернен-ность и меньшая масса зерна в колосе. Но при этом помимо густоты стояния растений необходимо учитывать действие метеорологического фактора.
У яровой пшеницы и ячменя установлена прямая зависимость между урожайностью, продуктивным стеблестоем и массой 1000 зерен (Мельникова, Ножкина, 1983; Алексеева, 2000, 2003; Калинин, 2002). Данные, полученные автором, подтверждают, что такая прямая зависимость существует. С загущением посевов уменьшается масса 1000 зерен (Сулейменов, Блудший, Панте-лимонова, 1984). С последним высказыванием диссертант не может согласиться полностью. Нами были получены за три года данные, свидетельствующие, что при увеличении густоты стояния за счет повышения полевой всхожести и полноты всходов наблюдалось в условиях исследуемого региона увеличение массы 1000 зерен.
Б.С. Мошков (1961) пришел к выводу, что в загущенных посевах растения изнуряют друг друга, в результате погибают, как правило, наиболее продуктивные.
По многочисленным данным, коэффициент продуктивной кустистости яровой пшеницы при норме высева 4,0-5,0 млн. всхожих семян на 1 га невысокий и составляет 1,2-1,4. При высоких нормах высева кущение подавляется. Во влажные годы кустистость растений повышается. Обычно хорошо кустится пшеница в условиях достаточного увлажнения и обильного азотного питания. С этим диссертант не может полностью согласиться. Экспериментальные данные показывают, что при большой влажности кустистость яровой пшеницы уменьшается; увеличивается она при достаточном увлажнении в начальные фазы роста и развития.
Пшеница обеспечивает высокую продуктивность при наличии на 1м2 около 500 колосьев (Мельникова, Ножкина, 1983; Каюмов, 1992). Если каждый из них даст 1 г зерна, то при такой густоте урожай составит 50 ц/га (Каюмов, 1992). По мнению А.Г. Крючкова (1977, 1985) нормы высева зависят от региона возделывания; они должны уменьшаться при продвижении с севера на юг и с запад на восток почти в 2 раза.
Пути биологизации технологий возделывания яровых зерновых культур
Интенсивная химизация земледелия в мире и России в 1960-80-х годах привели к ряду негативных процессов: развитию эрозионных процессов, ухудшению почвенной структуры, загрязнению природных объектов и продукции агрохимикатами. В России химизация часто сопровождалась нарушением регламентов применения этих средств и проводилась с явно недостаточным учетом природных процессов (Мальцев, Каюмов, Просянников и др., 2002). В СНГ около 1/3 продукции растениеводства содержит пестициды на 10% выше допустимого уровня. Такая же доля с.-х. продукции не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям по содержанию нитратов (Мальцев, Ториков, Артюхов, 1998; Шапкин, 1991).
Любое повышение эффективности биологической системы оборачивается увеличением затрат на ее поддержание. Всегда наступает такой предел, после которого выигрыш от роста эффективности сводится на нет ростом расходов; система может войти в опасное колебательное состояние, грозящее разрушением (Одум, 1975; Щербаков, Володин, 1993).
В последние годы все большее внимание привлекают публикации, посвященные решению проблем адаптивной интенсификации технологий возделывания с.-х. культур и с.-х. производства в целом, базирующиеся на более дифференцированном и комплексном использовании природных ресурсов и техногенных факторов. Основное внимание при этом уделяется экологизации и биологизации интенсификации процессов (Жученко, 1990).
По мнению А.Н. Каштанова (1987), следующим, более высоким этапом развития земледелия и сельского хозяйства в целом должно стать формирование устойчивых и высокопродуктивных агроэкосистем, объединяющих в себе взаимосвязанные антропогенные и природные факторы.
На современном этапе развития земледелия повышение эффективности с.-х. производства, прежде всего, связано с развитием почвозащитных, энергосберегающих, экологически чистых технологий возделывания с.-х. культур, которые должны удовлетворять целому ряду требований. Важнейшие из них следующие: высокая энергосберегаемость, отсутствие в продукции эко-токсикантов или содержание их не выше ПДК, почвозащитный характер, природоохранная направленность, расширенное воспроизводство почвенного плодородия, высокая урожайность, соответствие технологий особенностям возделывания с.-х. культур, высокий уровень механизации и автоматизации производственных процессов (Мальцев, Наумкин, Улитенко, 1996).
Биологизация - это система ведения отрасли с максимальной согласованностью с законами окружающей среды, с полным учетом биологических особенностей с.-х. культур, наибольшей степенью использования всех возможных источников поступления органического вещества в почву (навоза, компоста, зеленых удобрений, сапропеля и т.д.), а на этом фоне максимально низкое применение минеральных удобрений и химических средств защиты растений с учетом опасности загрязнения окружающей среды и получаемой продукции (Мальцев, Артюхов, Лямцев, 2000).
Биологизированная система земледелия позволяет получать высокую урожайность культур (яровая пшеница — 35-40 ц/га). При полном отсутствии средств химизации урожайность снижается на 12-15% при одновременном уменьшении затрат на 15-18% (http://www.barsuk.ru). Примерно такие же данные были получены автором. Разработкой отдельных приемов биологизации растениеводства в России занимается целый ряд научных и образовательных учреждений: ТСХА, Всероссийский НИИ земледелия и защиты почв от эрозии, Куйбышевский и Уральский НИИСХ, Брянская ГСХА и др. Основополагающие вопросы, касающиеся принципов биологизации растениеводства, представлены в работах С.А. Воробьева, A.M. Четверни (1984), Канта Г. (1988), Н.З. Милащенко (1989), , В.М. Дудкина, В.Т. Лобкова (1990), А.В. Яблокова (1992). В низ показана необходимость снижения использования средств химизации при возделывании сельскохозяйственных культур. Основные направления биологизации земледелия: 1. Конструирование экологически устойчивых агроландшафтов. При- родный ландшафт самоуправляется, а для агроландшафта, чтобы он был ye ll тойчивым, необходима научная система земледелия, построенная на законо мерностях природного ландшафта. 2. Контурно-мелиоративная система земледелия. Оптимальное соот ношение между пашней, кормовыми угодьями многолетнего использования и лесом составляет 1:1,2:3. В условиях юго-западной части России это соот ношение значительно уже (Мальцев, Артюхов, Лямцев, 2000). 3. Система севооборотов. Севообороты в условиях биологизации должны решать следующие основные задачи: -сохранение почвенного плодородия; -получение высоких урожаев без применения средств химизации или с ограниченным их использованием; -создание возможности полного обеспечения отрасли животноводства высококачественными экологически чистыми кормами собственного производства; -повышение устойчивости растений к вредным объектам; - более полное использование метода биологического заглушения сорняков; -повышение устойчивости с.-х. культур к стрессовым неблагоприятным условиям (Мальцев, Каюмов, Просянников и др., 2002). Опыт ведения земледелия без использования средств химизации в условиях лесостепи южного Урала в фермерском хозяйстве «Альтернатива» показал, что наиболее рационален переход к севообороту вида: 1. Донник на один укос, в июле вспашка на зябь и полупаровая обработка почвы до холодов; 2. Овес на зерно с весенним посевом озимой ржи; 3. Озимая рожь на зерно, ранняя зябь и полупар; яровая пшеница с подсевом донника (Пимегин, 1994). Исключительно велика роль многолетних трав в улучшении почвенной структуры, на что обращал внимание еще В.Р. Вильяме (1951).
Почвенные и метеорологические условия проведения исследований
Современное сельскохозяйственное производство — очень сложная многокомпонентная система, конечный результат функционирования которой во многом зависит от того, как составляющие ее компоненты взаимосвязаны между собой. Поэтому в основе современного научного подхода к управлению должен быть системный принцип, который в планировании предполагает увеличение роли науки в выработке оптимальных планов или целей производства, в исполнительной фазе - в определении рациональных путей достижения этих целей (Образцов, 1990, 2001). К настоящему времени сельскохозяйственная наука накопила большой по объему и богатый по содержанию экспериментальный материал путем про ведения полевых опытов по факториальным схемам для оценки отдельных аг ротехнических приемов. На основании этих данных составляются новые про грессивные технологии путем включения в них наиболее эффективных прие мов агротехники. Такой подход на сегодня оправдан, но не совершенен, т.к. не позволяет учесть требования и характер действия основных законов земледелия и тем самым в полной мере реализовать эффективность новых агротехнических приемов при внедрении их в производство (Мальцев, 1992). Системный подход в своих экспериментах применяли многие исследователи (Крючков, 1977, 1985; Ефимова, 1982; Дымкович, Легенький, 1988; Кушенова, Сариева, Кушенов, 1992; Мотылева, Кушенова, Кушенов, 1994; Голуб, 1996; Прудников, 2002) При разработке и оценке сложных систем принцип единственного различия должен выступать в ранге технологий, различающихся между собой не по одному какому-либо приему, а по целому ряду их (Мальцев, 1991).Составными частями системных исследований должны быть следующие блоки: агрометеорологический, физиологический, почвенно - агрохимический, технологический и биологический (Шатилов, 1987). В.Ф. Мальцев (1992) выделяет экономический, социальный, политический, научно-технический, организационный, биотический и абиотический блоки. Вся система факторов, определяющая эффективность технологий возделывания сельскохозяйственных культур, носит целостный характер, все ее составные части взаимосвязаны и взаимообусловлены, изменения в любом из блоков могут в той или иной мере сказаться на степени воздействия других факторов и системы в целом (Мальцев, 1992). Предваряя комплексные исследования, необходимо обратить внимание на ряд проблем, которые решающим образом влияют как на состав исследований, так и заставляют сместить их акцент в сторону более углубленной теоретической разработки. 1. При анализе динамики экосистем под нагрузкой важно учитывать, что они имеют разную устойчивость к внешним воздействиям, что зависит от генезиса, размерности и энергетического потенциала экосистем. 2. Элементы и компоненты экосистемы неоднозначно реагируют на агрогенную нагрузку. Все это вызывает необходимость строгой иерархической соподчиненности агроэкосистем, используя опыт почвоведения, агрохимии, геоморфологии, ботаники, ландшафтоведения. 3. Следует четко представлять возможности системного анализа: качественные и некоторые количественные показатели трансформации поддаются дистанционным и визуальным наземным методам оценки, но количественные связи при современном уровне диагностики природных процессов и явлений в большинстве случаев можно проследить только по отдельным компонентам земледельческих систем через их определенные свойства и только в результате непосредственных полевых и лабораторных экспериментов, наблюдений, анализов. 4. Только привлечение данных дистанционных исследований и результатов длительных стационарных экспериментов по количественным связям процессов и явлений отдельных компонентов может дать исходный материал для анализа современного состояния агроэкосистем, для разработки экологически и энергетически приемлемых технологий, чтобы на этой основе осуществлять мероприятия по их рациональному использованию (Телицын, 1997). В настоящее время при разработке системного подхода в растениеводстве некоторые исследователи составляют математические модели. Большинство математических моделей из-за многообразия элементов, недостаточной полноты выявления современными средствами диагностики, неадекватной (относительно реального потенциала) оценке их значимости по прогнозированию поведения геотехнических систем и по управлению протекающими в них процессами пока интересны лишь в теоретическом плане (Телицын, 1989). К аналогичным выводам пришли метеорологи (Мониторинг состояния окружающей природной среды..., 1986), математики (Моисеев, 1988) и почвоведы (Добровольский, 1994). По свидетельству экспертов Международного союза по охране природы неправильное использование земель адекватно влиянию роста населения и загрязнения биосферы в качестве причин кризиса окружающей среды (The third factor-land use, 1972). Для получения высококачественного зерна необходимо точное соблюдение комплекса требований (Урманцев, 1979; Гавва, 1987). При разработке технологий выращивания культур необходимо сочетание аналитического и синтетического методов исследований (Мальцев, На-умкин, Зверев, 1986; Мальцев, 1995; Мальцев, Наумкин, Улитенко, 1996). Причем синтетический метод изучения и разработки должен главенствовать, так как он составляет основу системного подхода. К технологиям возделывания В.Ф. Мальцев (1992) сформулировал десять обязательных требований: 1. Повышение плодородия почв; 2. Высокая степень биологизации; 3. Зональный характер; 4. Высокий уровень интенсификации; 5. Почвозащитный характер; 6. Высокая степень механизации и автоматизации; 7. Энергосберегаемость; 8. Природоохранный характер; 9. Максимально возможная в соответствии с уровнем развития земле делия урожайность; 10. Высокая экономическая эффективность. В.Ф. Мальцевым (1991, 1992, 1995) предложены основные принципы разработки сравнимых вариантов технологий: 1. Определение ведущих звеньев технологий. Для условий юго западных районов центра Нечерноземной зоны России - это севооборот, гус тота посевов, система удобрений, система защиты растений и сорта. Другие агроприемы, являясь необходимыми, включаются в варианты технологий в соответствии с ведущими звеньями. 2. Выбор севооборота. В Для условий зоны наиболее приемлемы плодосменные севообороты, т.к. они максимально работают на плодородие почвы и урожайность с.-х. культур. 3. Включение в полевые стационарные опыты по разработке технологических приемов основной обработки почвы, существенно различающихся по степени воздействия на агрофизические свойства почвы, по размещению органических удобрений в пахотном слое и степени их разложения, по про изводительности. Такими способами основной обработки являются вспашка, плоскорезная и поверхностная обработка.
Изменение показателей почвенного плодородия и санитарного состояния почвы в зависимости от технологий возделывания
При сравнении систем обработки почвы можно констатировать, что в 2000 году существенное снижение урожайности отмечалось на фоне дискование + культивация, особенно на его интенсивных вариантах. В другие годы значительного сокращения урожайности по сравнению с фоном вспашка зафиксировано не было. В целом можно сказать, что яровую пшеницу Лада в плодосменном севообороте после картофеля можно возделывать при высокой культуре земледелия с невысоким уровнем применения удобрений и даже без них при разных системах обработки почвы. Однако при этом необходимо обеспечить на достаточном уровне борьбу с сорняками в предпосевной период путем боронования посевов по всходам.
Основной целью большинства моделей роста и развития сельскохозяйственных культур является прогнозирование процессов, определяющих формирование урожая. Задачами моделей служит имитация образования ас-симилятов, их распределения по органам растения, расход на рост и дыхание, депонирование ассимилятов, а также связанный со всеми этими процессами морфогенез. Поэтому наибольшее внимание обычно уделяют переменным состояния, определяющим окружающую среду и возраст, массу и морфологические признаки основных органов растения. Данная задача требует достаточно большого количества переменных состояния (от 50 до 100).
Многие агробиологические имитационные модели по завершению разработки остаются фактически без применения. В настоящее время используют в основном модели отдельных хорошо изученных процессов, таких, как фотосинтез или достаточно простые модели, как модель вегетативного роста растений. Основные требования к моделям для практического применения: большая универсальность, отсутствие лишней сложности, менее жесткие требования к входным данным и большая надежность. Программирование урожаев отражает закономерный процесс развития учения об урожае как сложнейшей функции многих процессов и факторов, определяющих его количественные и качественные характеристики. Данный метод позволяет заранее рассчитать технологический процесс получения заданного урожая: норму высева, густоту стояния растений, площадь листьев, фотосинтетический потенциал, нормы внесения удобрений и др. с учетом климатических условий, генетического потенциала сортов и естественного плодородия почвы. Физиологические основы программирования урожаев включают формирование посевов с оптимальными показателями площади листьев, чистой продуктивности фотосинтеза, фотосинтетического потенциала посевов, выхода зерна на 1000 единиц фотосинтетического потенциала и продуктивности работы ассимилирующей поверхности, обеспечивающих получение заданного урожая. Каждому уровню урожая присущи свои фитометрические показатели, которые заблаговременно включаются в программу. На их основе составляют графики формирования площади листьев и фотосинтетического потенциала, в течение вегетации контролируют их нарастание и принимают оптимальное решение для регулирования с помощью приемов, непосредственно влияющих на рост и развитие ассимилирующих органов и динамику накопления сухого вещества. Любой агротехнический прием, направленный на повышение урожайности, будет эффективен в том случае, если он: - обеспечивает быстрое развитие оптимальной площади листьев; - повышает продуктивность фотосинтеза; - сохраняет листья в активном состоянии более длительный период времени; - способствует наилучшему использованию продуктов фотосинтеза для усиленного роста питающих и проводящих органов и накопления в них возможно большего количества органических веществ высокого качества, со- ставляющих основной урожай растений. Приведенные в таблице 20 данные обобщают материал, который изложен в предыдущих главах. Здесь более наглядно показаны два сравниваемых фона: вспашка + культивация и дискование + культивация. Представлены все сравниваемые по минеральному питанию варианты технологий. В таблице 21 приведено моделирование фитометрических показателей посевов яровой пшеницы на разный уровень урожайности. Оптимальной принято считать такую площадь листьев, которая обеспечивает максимальный газообмен в посевах. Выяснено, что в результате компенсации длины дня при средней величине ФАР оптимальная площадь листьев мало отличается на разных широтах. Отсюда вытекает заключение о том, что программирование урожаев - это разработка системы агротехнических мероприятий, направленных на максимальное использование солнечной энергии в процессе фотосинтеза. В первую очередь это достигается за счет формирования посевов с оптимальной площадью листьев.
Программирование продуктивности ранних яровых зерновых культур возможно при учете таких факторов, как приход ФАР, сумма температур, относительная влажность воздуха, количество продуктивной влаги перед посевом, сумма осадков за период вегетации, агрохимические показатели почвы, использование растениями NPK из почвы и удобрений, накопление биомассы и показатели фотосинтетической деятельности посевов. Вследствие этого программирование урожайности отличается как от прогнозирования, так и от планирования. Различие программирования от прогнозирования весьма существенно. Согласно программированию, не следует ожидать, оправдается или не оправдается прогноз урожайности. Необходимо активно вмешиваться в процесс формирования посевов с заданной продуктивностью путем правильного установления норм высева, получения оптимальной для заданных климатических условий густоты стояния растений, площади листьев, фотосинтетического потенциала, а также путем своевременного проведения всего агрокомплекса работ. В связи с чем разрабатывают модель посевов заданной продуктивности (табл. 21). Заблаговременное моделирование структуры посева и урожая обеспечит значительное снижение затрат посевного материала, который до сих пор имеет место в практике растениеводства.
