Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 8
1.1 Адаптивное растениеводство как способ наиболее полного использования неисчерпаемых ресурсов биосферы 8
1.2 Ландшафтное разделение территории 12
1.3 Особенности роста и развития озимой ржи, ячменя ярового и овса 16
1.4 Фотосинтетическая деятельность зерновых и их продуктивность в различных условиях произрастания 25
Глава 2. Условия проведения опыта 32
2.1 Агроклиматические показатели вегетационных периодов 32
2.2 Характеристика места проведения опыта 36
2.3 Условия и методики проведения исследований 40
Глава 3. Рост и развитие озимой ржи, ячменя ярового и овса 46
3.1 Влияние ландшафтных условий на полевую всхожесть, сохранность и общую выживаемость озимой ржи, ячменя ярового и овса 46
3.2 Особенности развития озимой ржи, ячменя ярового и овса в различных агромикроландш афтах 50
3.3 Фотосинтетическая деятельность посевов зерновых культур в различных агроландшафтных условиях 54
3.4 Влияние ландшафтных условий на накопление фитомассы посевами зерновых культур 61
Глава 4. Продуктивность озимой ржи, ячменя ярового и овса 70
4.1 Влияние агроландшафтов на изменение урожайности зерновых культур 70
4.2 Структура урожая озимой ржи, ячменя и овса в различных ландшафтных условиях 74
4.3 Влияние ландшафтных условий на биохимический состав зерна и соломы озимой ржи, ячменя ярового и овса 79
Глава 5. Оценка энергетической эффективности возделывания озимой ржи, ячменя и овса в различных агромикроландшафтах 86
Выводы 89
Предложения производству 94
Список литературы 95
Приложения 115
- Адаптивное растениеводство как способ наиболее полного использования неисчерпаемых ресурсов биосферы
- Агроклиматические показатели вегетационных периодов
- Влияние ландшафтных условий на полевую всхожесть, сохранность и общую выживаемость озимой ржи, ячменя ярового и овса
- Влияние агроландшафтов на изменение урожайности зерновых культур
Введение к работе
В начале 20-х годов прошлого столетия В.И.Вернадский указывал на необходимость разработки важнейшего аспекта учения о биосфере - о многообразии ее ітроявления в различных природных зонах, ландшафтах и других компонентах природы. Мозаичность биосферы стала изучаться еще в 19 веке. А.Гумбольдт выявил зональность распространения растений и ввел понятие "ландшафт" [186].
Многие исследователи отмечали приуроченность различных видов растительности к определенным местоположениям в их числе М.В.Ломоносов (1740), У.Карпович (1837). Л.Г.Раменский (1930), А.А.Жученко (1994). Л.Г.Раменский считал, что индикаторами для выявления экологически обусловленных местообитаний зерновых культур могут являться их биометрические и биопродуктивные параметры, выступающие, как обобщающие показатели природной среды. В работе А.А.Жученко также отмечена высокая индикаторная роль самих культивируемых растений и ее связь с интегративным характером их "агроэкологической адресности" [46, 145].
В нашей работе предпринята попытка выявить части агроландшафта, характеризующиеся высокой продуктивностью озимой ржи, ячменя ярового и овса, а также высокими показателями их фотосинтетической деятельности и урожайности фитомассы.
Актуальность. Наряду с повышением урожайности зерновых культур, важнейшей проблемой современности является экологическое природопользование, ориентированное на максимальное использование неисчерпаемых ресурсов биосферы. Вся система сельскохозяйственного природопользования должна отвечать требованиям ландшафто- и биосферосовместимости. Взаимодействие биосферных процессов и земледельческой деятельности реализуется в пределах территории конкретного агроландшафта, при этом важнейшими агро-экологическими показателями являются фитомасса и ее продуктивность.
В Нечерноземной зоне РФ продуктивность зерновых культур сильно варьирует в зависимости от условий ландшафта. Рекомендации по выращиванию зерновых культур, разработанные для региона, требуют адаптации к почвенно- климатическим особенностям Верхневолжья. Зачастую различия в структуре радиационного, водного и теплового балансов в пределах одного ландшафта превышают различия между двумя соседними географическими зонами. Агро-ландшафты в пределах одной местности могут отличаться друг от друга по многим параметрам. Так, в пределах плоских холмов, с хорошо выраженной слабо дренированной вершиной преобладают элювиальные процессы, тогда как, в условиях островершинных холмов преобладает транзит веществ. Северные склоны могут испытывать недостаток тепла, а на южных растения могут страдать от недостатка влаги. В разных частях агроландшафта, различающихся по характеру распределения вещества и энергии, показателями "агроэкологиче-ской адресности" зерновых культур являются их адаптивные реакции к условиям произрастания.
Цель и задачи исследований. Определить влияние различных ландшафтных условий на продуктивность зерновых, урожайность общей фитомассы и на показатели их роста и развития; выявить агромикроландшафтные условия, наиболее соответствующие экологически обоснованному выращиванию зерновых культур.
Для осуществления поставленной цели решали следующие задачи: изучить особенности роста и развития зерновых культур в различных аг -ромикроландшафтах конечно-моренного холма; исследовать особенности фотосинтетической деятельности растений в различных агролшкроландшафгных условиях; установить влияние условий агроландшафта на урожайность и биохимический состав зерна и соломы озимой ржи, ячменя ярового и овса; определить биоэнергетическую эффективность возделывания зерновых в различных агромикроландшафтах; выявить микротерритории в пределах конечно-моренного холма, наиболее пригодные для выращивания зерновых.
Научная новизна. Впервые в условиях Верхневолжья получены результаты сравнительной оценки количественных показателей адаптивных реакций озимой ржи, ячменя ярового и овса к различным условиям конечно-коренного г> холма; выявлена сила влияния факторов природной среды на продуктивность и биометрические показатели изучаемых зерновых культур. Определены части агроландшафта, в которых сложились условия наиболее благоприятные для произрастания озимой ржи, ячменя ярового и овса.
Практическое применение. На основании количественной оценки действия агроэкологических факторов на формирование продуктивности зерновых культур выявлены агроландшафтные условия, наиболее благоприятные для их произрастания. Установлено, что хорошими условиями для фотосинтетической деятельности и большего накопления фитомассы для всех 3-х культур, характеризуется транзитно-аккумулятивный агромикроландшафт южного склона (подножье). Лучшие условия складываются также, для озимой ржи - на элювиальном, для ячменя - на транзитно-аккумулятивном южного склона, а для овса - на элювиально-аккумулятивном северного склона агромикроландшафтах.
Реализация результатов исследований. Результаты научных исследований применялись при выращивании озимой ржи сорта Дымка и овса сорта Сан г1 в СПК Медновский Калининского района, Тверской области на площади 21 га (озимой ржи) и 35 га (овса). Прибавка урожая зерна озимой ржи составила 12,5 ц/га, овса - 9,3 ц/га.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на научно-практических конференциях Тверской ГСХА в 2000, 2001 и 2002 гг. и на Международной научной конференции "Земледелие на рубеже XXI века", Москва, 2002 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 153 страницах, содержит 28 таблиц, 3 рисунка, состоит из введения, 5 глав, основных выводов, предложений производству, библиографического списка использованной литературы, который включает 257 наименований, в том числе 55 на иностранных языках и 14 приложений.
Основные положения, выносимые на защиту: - различия адаптивных реакций озимой ржи, ячменя ярового, овса к различным ландшафтным условиям конечно-моренного холма; особенности фотосинтетической деятельности озимой ржи, ячменя ярового и овса в различных агромикроландшафтах; количественная оценка агроэкологических факторов, влияющих на формирование урожая озимой ржи, ячменя ярового, овса; особенности формирования продуктивности и биохимического состава зерна озимой ржи, ячменя ярового и овса в различных агромикроландшафтах; принцип выделения агромикроландшафтов, в которых все взаимосвязанные и взаимовлияющие факторы среды обеспечивают оптимальные условия для фотосинтетический деятельности и накопления фитомассы растениями озимой ржи, ячменя ярового, овса.
Автор выражает искреннюю благодарность научным руководителям: Заслуженному работнику высшей школы, доктору с.-х. наук, профессору Тюлину В.А., доктору с.-х. наук, профессору Иванову Д.А. за методическую помощь и поддержку при работе над диссертацией, а также всем сотрудникам отдела ландшафтно-медиоративного земледелия за содействие в проведении научных исследований.
Адаптивное растениеводство как способ наиболее полного использования неисчерпаемых ресурсов биосферы
Наряду с повышением урожайности важнейшей проблемой современности является экологическое природопользование, ориентированное на максимальное использование неисчерпаемых природных ресурсов [23, 37, 38, 92, 127, 143, 170, 175].
С точки зрения современных экологических представлений производство сельскохозяйственной продукции должно строиться на принципах работы биосферы. Идея перевода сельскохозяйственного производства на биогеоценотиче-скую основу исходит из принципа наиболее полной активизации деятельности живого вещества [16, 48, 49,113, 182, 186].
Ландшафтный подход к сельскохозяйственному использованию земель способствует бережному отношению к богатству природы, при таком подходе должна максимально использоваться солнечная энергия и сокращаются затраты невосполнимых природных ресурсов.
«... В основе продуктивности агробиоценозов лежат свободно протекающие процессы утилизации неисчерпаемых и экологически безопасных ресурсов природной среды, между тем даже растениеводство, базирующееся на использовании зелеными растениями неиссякаемых ресурсов энергии (95 % сухого вещества растений - это аккумулированная в процессе фотосинтеза энергия Солнца), оказалось в числе эиергорасточительных и природоопаспых не только в локальном, но и глобальном масштабе » [46].
Интенсивное земледелие эксплуатирует временный ресурс биосферы (то накопление ископаемого органического вещества, которое было создано работой биосферы в прошлые времена). В процессе сельскохозяйственного производства не изменяется количество химических элементов биосферы, изменяется только степень их организованности и как результат - «утомление», «выпахивание почвы» [16, 113, 182, 186]. Идея перевода сельскохозяйственного производства на биологическую основу, иными словами максимального использования в земледелии всего богатства природных взаимосвязей, впервые была выдвинута советскими учеными Н.В.Тимофеевым-Ресовским и АН. Тюрюкановьш (1990). Вся система сельскохозяйственного природопользования должна отвечать требованиям ландшафте- и биосферосовместимости, при которых увеличение производства сельскохозяйственной продукции базируется на адаптивном «встраивании)) агро-экосистем и агросферы, не только в природные ландшафты, но и в биосферу в целом. Изучение ландшафтных особенностей занятых в сельскохозяйственном производстве земель - один из путей перехода к биосферному земледелию. Биосферное земледелие, при котором будут учитываться особенности естественных экосистем, более всего будет соответствовать экологическому принципу; «Не навреди» [26, 38, 46, 83, 113, 149, 179, 183, 199].
Несовпадение характера и направлений природного (биогеоценотического) и сельскохозяйственного процессов заключается в том, что главная цель производства увеличение хозяйственно полезного урожая и его изъятие, в то время как в природе растительные сообщества стремятся к возникновению динамического равновесия, при котором накапливается все больше свободной энергии биосферы. Задачей экологического, биосферного земледелия является сглаживание противоречий между биогеоценозами и агроценозами [38, 82, 112, 146, 167, 179,182,203]. Искусство земледелия заключается в обеспечении наиболее высоких уровней производительности агроэкосистем при сохранении их устойчивости и стабильности. А.П.Щербаков и В.М.Володин (1989) предложили три закона экологического землепользования: 1) Всякая сельскохозяйственная культура должна возделываться в условиях, к которым она экологически наиболее приспособлена; 2) Антропогенные воздействия на почву, растения и окружающую среду не должны превышать предела, за которым снижается производительность экосистемы, нарушается устойчивость и стабильность её функционирования; 3) Повышение производительности агроэкосистемы может быть обеспечено только синхронным совершенствованием всех её элементов под действием системы земледелия [199].
М.И.Лопырев (2002) считает, что «...надо одновременно решать всю совокупность вопросов использования ПТК - ландшафта. Классическое понятие «экосистема = биотоп + биоценоз» в преломлении к агрономии должно интерпретироваться как «агроэкосистема = ландшафт + земледелие», Система земледелия без ландшафта не система».
Ло мнению многих авторов, система севооборотов отвечающая принципам плодосмена и биологизации земледелия при общей почвозащитной и природоохранной направленности, обеспечивает ведение экологического земледелия [21,23,25,56,74,86].
В ландшафтном земледелии система севооборотов разрабатывается с учетом совместимости соответствия фитоценоза местообитанию, оптимизации структуры соотношения земельных угодий. Взаимодействие биосферных процессов и земледельческой деятельности человека реализуется в условиях конкретной территории (агроландшафта). Ландшафтная система земледелия немыслима в пределах зоны региона, области, она может существовать только на уровне хозяйства [42,65, 70, 138,177].
Как отмечал В.Н.Сукачев (1965), биогеоценозы формирующиеся в природных условиях в различной ландшафтной обстановке, зависят от круговорота веществ, чем интенсивнее круговорот веществ, тем устойчивее система биогеоценоза.
По мнению А.Н.Тюрюканова (1990): «С биосферно-биогеоценотической точки зрения, сельское хозяйство в его растениеводческой части противоречит естественному природному процессу, а корни этого противоречия уходят далеко в доисторическую эпоху. В наши дни заіратьт на поддержание нужного для человечества уровня сельскохозяйственной продукции настолько велики, а их КПД настолько мал, что есть основания считать причиной такого противоречия несовпадение характера и направлений (векторов) природного (биогеоценоти-ческого) и сельскохозяйственного процессов. Это противоречие раньше зату 11 шевывалось наличием огромных природных ресурсов на нашей планете. В настоящее время эти ресурсы в значительной степени растрачены» [179].
Концепция «... О многосложных и многообразных соотношениях и взаимодействиях ... между так называемой живой и мертвой природой» высказанная В.В.Докучаевым на рубеже века и поныне служит основой при изучении биосферных процессов. На необходимость детального и всестороннего изучения почв и подпочв и учета всех условий проведения опыта еще в 1866 г. указывал Д.И.Менделеев. При этом, чем больше будут учитываться взаимосвязи и взаимодействия между элементами природы и агротехнологическими воздействиями на агроландшафт, тем выше будет искусство земледельца. [24, 26, 84, 94,141].
У. Карпович (1837) считал: «не следует заводить того, что противно климату, качеству земли и вообще местоположению ... Не всякая почва может производить того, что бы желали.»[46].
К.А.Тимирязев отмечал, что «при оценке природных условий для растениеводства положительные результаты дает лишь такой прием исследований, при котором в качестве центрального предмета рассматривается возделываемое растение и его нужды, тогда как все остальное (почва, климат и прочее) изучается только по отношению к нему [46].
Подчеркивая решающую роль живой материи в образовании почв, М.В. Ломоносов (1740) отмечал, что «различие почв объясняется не столько характером горных пород, из которых образуются почвы, сколько воздействием различных типов растительности П 86].
Растительность является одним из факторов развития ландшафта, влияя на климат, гидрологию, процессы смыва, намыва и др. Растительный покров в экосистемах и посевы сельскохозяйственных культур являются индикаторами ландшафтных (экологических) условий [84, 112, 143, 144, 145].
Агроклиматические показатели вегетационных периодов
Метеорологические условия в годы исследований по данным Тверской ГМС характеризовались сильно различающимися показателями (таблица 2.1).Третья декада апреля во все годы исследований характеризовалась теплой погодой, среднесуточная температура воздуха была выше средней многолетней.
В мае 1997 года преобладала холодная погода (на 0,9 ниже обычного) с частыми заморозками и кратковременными дождями (осадки - 180 % от нормы). Май 1998 года был теплым (на 2,3 теплее обычного) с кратковременными осадками (78 % от нормы). В мае 1999 г. отмечалась необычно холодная погода с заморозками и кратковременными осадками, потеплело только в конце месяца. В мае 2000 г. преобладала холодная погода на 2,0 ниже обычного, осадков выпало 63 % от нормы.
Июнь 1997 г. характеризовался преимущественно теплой погодой (на 2,6 теплее обычного), осадки выпадали в виде ливневых и обложных дождей, за месяц выпало 163 % от нормы. В июне 1998 г. преобладала жаркая погода (на 4,3 выше нормы) с неравномерными осадками. Июнь 1999 г. характеризовался жаркой и сухой погодой. Июнь 2000 г. по температурным условиям близок к средним многолетним показателям, характеризовался кратковременными дождями, в конце месяца сильными.
В июле 1997 г. преобладала жаркая и сухая погода (осадки 2мм - 37 % от нормы). Июль 1998 г. характеризовался умеренно теплой и необычно дождливой погодой, осадки выпадали почти ежедневно (в период с 1 по 20 июля). Июль 1999 г. характеризовался жаркой и сухой погодой. В июле 2000 г. была преимущественно теплая погода с частыми дождями (П 8 % от нормы).
Август 1997 г. характеризовался теплой погодой с кратковременными дождями, в начале и в середине месяца. В 1998 г. август был прохладным и дожд ливым (на 2 холоднее обычного). Количество осадков превышало норму. Август 1999 г. был с теплой погодой, кратковременными дождями, в середине месяца сильными (сумма осадков 111 мм, 114 % от нормы). Сентябрь 1997 г. характеризовался неустойчивой по температурному режиму (на 1,70 холоднее обычного) погодой с заморозками и частыми осадками, сумма которых составила 89 мм (137 % от нормы). В 1998 г. этот месяц был теплым, в первой половине почти без осадков, во второй с кратковременными дождями (сумма осадков 129 % от нормы). В конце месяца отмечались слабые заморозки. Сентябрь 1999 г. характеризовался преимущественно теплой погодой с осадками в середине месяца, теплее обычного на 2,9С, сумма осадков составляла 32 мм (65 % от нормы). В 2000 г. сентябрь характеризовался в первой
половине теплой погодой с частыми осадками, во второй прохладной и сухой погодой с заморозками. Сумма осадков составила 52 % от нормы.
Наиболее благоприятным для формирования продуктивности зерновых культур из четырех вегетационных периодов был вегетационный период 1997 года, 1998 г. характеризовался избытком осадков во время прохождения фенологических фаз налива зерновых культур, 1999 г. отличался сильно засушливыми условиями, а вегетационный период 2000 г. был прохладным и отличался большим количеством дождей.
В таблице 2.2 представлены агрометеорологические условия четырех периодов развития ячменя. I, III, и IV периоды характеризуются температурными условиями ниже оптимальных (только в 1997 и 1999 гг. период «кущение-колошение» отличался среднесуточной температурой воздуха близкой к оптимальным значениям), а во II-ом периоде, напротив, среднесуточная температура воздуха была выше оптимальной (только в 1997 г. среднесуточная температура была близкой к оптимальной). По показателю влагообеспеченности ГТК (по Селянинову) - периоды развития ячменя сильно различались по годам. 1997 г. отличался высокими показателями влагообеспеченности в начале вегетации, а в .1998 г., напротив, во второй половине вегетационного периода; 1999 г. был сильно засушливым; 2000 г. показатели ГТК незначительно различались по периодам роста и развития растений ячменя. Агрометеорологические условия развития овса представлены в таблице 2.3. Ш, IV периоды характеризуются среднесуточными температурами воздуха ниже оптимальных значений во все годы (исключение составили I и II периоды 1999 г., когда среднесуточная температура воздуха была близка к оптимальной), а во II—ом периоде среднесуточная температура повышена (только в 2000 г. близка к оптимальной). Высокими показателями ГТК отличались начало вегетационного периода овса в І997 г., период налива в 1998 г., 1 и ПТ периоды 2000 года. Сильно засушливым был 1999 г. и III, IV периоды 1997года. Наиболее благоприятные условия для формирован ия продуктивности яровых зерновых (из 4-х лет) сложились в 1997 и 2000 гг. В 1998 г. избыток влаги и пониженная температура воздуха в период «кущение- полная спелость» способствовали снижению урожая зерна. 1999 г. был крайне засушливым и урожай зерна была незначительным. Исследования проводились на стационаре ВНИИМЗ в 1997-2000 гг. Методические подходы использованные в нашей работе, основаны на учете геохимической сопряженности элементов рельефа, структуры почвенного покрова, требований к методике длительных стационарных опытов и расположения осушительных систем.
Объект исследований расположен в Верхневолжском районе Среднерусской провинции на дерново-подзолистых слабогумусированных почвах в пределах конечно-моренного холма с относительной высотой 15 м, где четко выделяются три географических элемента: обширная плоская вершина, склоны, крутизной до 4 и хорошо выраженные межхолмные депрессии, являющиеся местными базисами эрозии.
В пределах стационара выделено три литологических района : і) южный склон и южная часть вершины холма, где мощная песчаная и супесчаная толща подстилается моренными суглинками, залегающими на глубине 1.-1,5 м; 2) северная часть вершины, а также средняя и верхняя часть северного склона с маломощными песчаными отложениями, подстилаемыми мореной на глубине 0,6-0,8 м и перекрытыми покровными суглинками мощностьто до 0,4 м; 3) нижняя часть северного склона и примыкающая к нему межхолмная депрессия, где песчаные отложения представлены фрагментарно, тонкими слоями и наблюдается локальное смыкание с покровными отложениями.
Перед закладкой опыта, в 1996 году проводилось детальное почвенное обследование территории стационара по общепринятой методике на основе топографической карты 1:2000 с изображением горизонталей, сечением 0,5 м и расположения элементов осушительной системы. В ходе съемки были сделаны почвенные разрезы по преобладающим разновидностям почв и прикопки, расположенные по регулярной сетке с шагом 40 м. В пределах всего стационара сформировались дерново-подзолистые почвы, которые имели различную выраженность: 12,6 % - представлены слабооглеенными, 49,1 % - дерново-подзолистыми глееватыми. 38,3 % - дерново-подзолисто-глеевыми и дерново-глеевыми почвами. Почвенный покров плоской вершины и межхолмной депрессии состоит из глееватых и глеевых почв, а на склонах представлены все три почвенных разности.
Влияние ландшафтных условий на полевую всхожесть, сохранность и общую выживаемость озимой ржи, ячменя ярового и овса
Наибольшее влияние на рост и развитие растений оказывают метеорологические условия вегетационного периода, а также сложившиеся в агромикро-ландшафтах на данный момент условия местообитания (водно-воздушный и тепловой режимы, содержание доступных питательных веществ и др.).
Оптимальная для озимой ржи плотность продуктивного стеблестоя создается за счет умеренной нормы высева и более интенсивного кущения. Изре-женный и излишне густой стеблестой исключает получение высоких урожаев [50, 55, 63, 133]. Полевая ВСХОЯЇЄСТЬ озимой ржи сильнее различалась по годам (на 15-18 %), чем по агромикроландшафтам (табл. 3.1).
Период "посев-всходы" 1999 года был на 5С теплее, чем в предыдущие годы, здесь отмечалась самая высокая всхожесть, она изменялась по агромикроландшафтам от 68 до 81 %.
За 3 года наблюдений самой высокой всхожесть была на ЭАс агромикро-ландшафте - 73 %, а транзитно-аккумулятивные и элювиальные агромикро-ландшафты отличались более низкой всхожестью - 62-64 %.
Перезимовка озимой ржи почти одинаково изменялась по годам и аіро-микроландшафтам. Показатели перезимовки по агромикроландшафтам различались па 2-11 %, а по годам на 1-9 %. Лучшие условия для перезимовки сложились в 1999-2000 гг. (в среднем по агромикроландшафтам перезимовавших растений - 86 %). Тс и ТАс агро микроландшафты хараісгеризуются самыми низкими показателями перезимовки - 73-77 %, а агромикроландшафты южного склона отличаются более высокими показателями - 83-84 %.
Сохранность растений озимой ржи от весеннего отрастания до уборки изменялась незначительно по годам на 1-3 %, а по агромикроландшафтам различия составляли до 10 %. Самой низкой сохранностью характеризовался элюви альный агромикроландшафт -- 85 %, а самой высокой Тю агромикроландшафт -95 %. Общая выживаемость озимой ржи, характеризующая условия роста и развития от посева до уборки значительно изменялась но годам на 15-19 %, а также и по агромикроландшафтам (до 12 %). Самой высокой выживаемостью характеризовался вегетационный период 1999-2000 гг., она составила 59 %, самой низкой она была в 1998-1999 гг. - 40 %. В целом за 3 года ТАс и Э агромикро-ландшафтьт характеризовались самой низкой выживаемостью - 42-43 %, а Тю и ЭАс самой высокой - 53-54 %.
В ЭАс и Тю агромикроландшафтах складываются наиболее благоприятные условия для всхожести, перезимовки и сохранности растений озимой ржи, а в транзитно-аккумулятивных и элювиальном агромикроландшафтах наоборот самые неблагоприятные для роста и развития растений.
Показатели полевой всхожести ячменя различались и по годам и по агромикроландшафтам, особенно сильно по годам от 42 до 92 % (табл.3.2). В 1997 году больше всего растений взошло на элювиальном агромикроланд-шафте - полевая всхожесть составила 75 %. На северном склоне в этот год всхожесть была выше, чем на южном и составила около 60 %. Более низкой всхожестью характеризовался Тю агромикроландшафт - 52 %. В 1998 году всхожесть наоборот была выше на южном склоне и составляла от 61 до 64 %. Из всех четырех лет наблюдений семена ячменя лучше всего всходили в 1999 г. - полевая всхожесть составила 83 %„ низкой всхожестью в этом году отличался ТАю агромикроландшафт (67 %). 2000 год характеризовался самой низкой полевой всхожестью в целом по опыту она составила 51 %. На элювиальном аг-ромикроландшафте в 2000 г. всхожесть была на 8-12 % ниже, чем на других аг-ромикроландшафтах.
Сохранность ячменя к уборке различалась по годам и по агром икроланд шафтам. В 1997 году сложились оптимальные условия для роста и развития ячменя, он хараюеризовался высокой сохранностью, она составляла в целом по опыту 90 %, что на 18-19 % больше, чем в последующие годы. Транзитно-аккумулятивные агромикроландшафты характеризовались резкими изменениями показателей сохранности по годам - от низких до высоких (от 53 до 97 %). Элювиально-аккумулятивные агромикроландшафты отличались во все годы низкими показателями сохранности, в целом она составляла 68 % и была на 6-28 % ниже, чем на других агромикроландшафтах. Показатели общей выживаемости ячменя сильно изменялись по годам от 36 до 59 %. Прохладная и влажная погода вегетационных периодов ] 998 и 2000 гг. снизила на 24-39 % показатели выживаемости (в сравнении с 1997 и 2000 гг.). Общая выживаемость ячменя по агромикроландшафтам изменялась по-разному. Элювиальный агромикроландшафт характеризовался высокой общей выживаемостью в 1997 и 1999 гг., ТАс агромикроландшафт в 1998 году, а Тю и ТАю агромикроландшафты в 2000 г. В целом за 4 года ТАс и элювиально-аккумулятивные агромикроландшафты отличались более низкой выживаемостью, на 8-20 % ниже, чем Э, ТАю и транзитные агромикроландшафты.
Полевая всхожесть овса различалась по годам и по агромикроландшафтам от 55 до 89 % (табл. 3.3). Самой низкой она была в 1998 году на 10-22 % ниже, чем в другие годы В 2000 году, отличающемся высокими показателями всхожести по агромикроландшафтам изменялась от 80 до 89 %, а в предыдущие годы характеризовались большими различиями между агромикроландшафтами, показатели всхожести различались на 16-21 %.
Влияние агроландшафтов на изменение урожайности зерновых культур
Продукционный процесс зерновых культур весьма динамичен и зависит от множества факторов окружающей среды. На рост, развитие и урожайность зерновых культур воздействуют, прежде всего, условия микроклимата, а также изменения в системе «почва - микроорганизмы - растение», возникающие под их влиянием в агроландшафгах. По данным многих авторов микроклиматические условия в агромшфоландшафтах сильно различаются [3, 10, 61, 85, 1.14, 121, 128, 252], Разница в сумме активных и среднесуточных температур может составлять 100С и более.
Продуктивность озимой ржи изменялась по годам в 1,2-1,9 раза (табл. 4.1). Самым урожайным по зерну был 2000 г., урожайность достигала 35,4 ц/га, что объясняется близкими к оптимальным гидротермическими показателями вегетационного периода. В 1998 г. урожайность составила от 15,9 до 28,3 ц/га, вегетационный период 1997-1998 гг. характеризовался избыточным увлажнением, что неблагоприятно для повышения продуктивности озимой ржи. Продуктивность озимой ржи в 1999 г. не превысила 25,8 ц/га из-за переувлажнения в период всходы-кущение, и засухи в летний период.
Показатели продуктивности озимой ржи характеризовались существенными различиями во все годы проведения опыта. В 1998 году больше всего зерна было получено в элювиальном агромикроландшафге (28,3 ц/га). Наибольшей урожайностью зерна озимой ржи в 1999 г. отличался ТАю агромикроландшафт (25,8 ц/га), он же характеризовался наибольшим накоплением фитомассы. В 2000 г. самыми высокими показателями продуктивности отличались Тс и ЭАю агромикроландшафгы. В среднем за 3 года самой высокой урожайностью характеризовался элювиальный агромикроландшафт, что объясняется благоприятными для озимой ржи агрофизическими показателями почвы. Самой низкой продуктивностью отличался во все годы исследований ТАс агромикроландшафт, где физические свойства почвы наиболее неблагоприятные для озимой ржи.
НСР05 F F05 F F05 2,8 4,3 Засушливые условия в фазу кущения (критический период потребления влаги) в 1998 году снизили урожайность (по сравнению с 1997 г.) в 2-2,6 раза. Крайне засушливый вегетационный период 1999 г. характеризовался самой низкой продуктивностью - от 1,6 до 7,2 ц/га. Высокие показатели ассимилирующей поверхности и ФПП в 1999 г. не способствовали увеличению урожайности зерна, из-за сильной засухи продукты ассимиляции в большей мере использовались растениями для поддержания жизнедеятельности. В 2000 году продуктивность ячменя изменялась от 8,9 до 17,1 ц/га, низкие показатели ассимиляционной поверхности и прохладная дождливая погода не способствовали повышению урожайности зерна.
Продуктивность ячменя изменялась в зависимости от агромикроландшаф-тов. Необходимо отметить, что в первые два года опыта она изменялась недостоверно (F(j F05). Урожайность ячменя сильно различалась по повторениям, это происходило из-за последствия различных агротехнических приемов используемых в предыдущей схеме опыта, до уравнительного посева. Дисперсионный анализ по этой причине не выявил существенных различий в вариантах опыта. В 1999 году больше всего зерна было получено в ТАго агромикроланд-шафте (7,2 ц/га), у подножия склона, несмотря на сильную засуху, сложились наиболее благоприятные условия для формирования урожая ячменя. На других агромикроландшафтах урожайность снизилась в 2-4 раза. В прохладном и характеризующемся избытком влаги для ячменя 2000 г. наибольшими показателями урожайности зерна отличался ЭАю агромикроландшафт. здесь в течение вегетационного периода не было высоких показателей фитомассы, но он отличался высокими показателями ассимилирующей поверхности и ФПП По усредненным за 4 года данным наибольшей урожайностью характеризовался ТАю агромикроландшафт (15,8 ц/га). За ним следовал ЭАю 13,3 ц/га. Урожайность зерна на северном склоне была самой низкой (11 ц/га).
Урожайность овса отличалась более высокими показателями и сильно изменялась от 1,4 до 42,9 ц/га (табл. 4.3). Наибольших значений она достигала в 1997 году, который характеризовался высокими показателями накопленной фитомассы и КПД ФДР посевов при средних значениях фотосинтетического потенциала (засуха в июле сократила срок работы листьев). Высокими показателями продуктивности овса отличался также и 1998 г., они достигали 30,8 ц/га. Этот год характеризовался самыми высокими (из 4-х лет) показателями ФПП. Самым неурожайным по зерну был 1999 г., показатели накопления фитомассы ассимилирующей поверхности, ФПП и КПД ФАР посевов были самыми низкими. Урожайность зерна овса была во много раз ниже, чем в предыдущие и в последующие годы, из зерновых овес хуже всех переносит засуху.
НСР(,5 4,5 1,8 1,6 2,6 В прохладном и дождливом 2000 г. урожайность овса была ниже на 5-12 ц, чем в 1997 и 1998 гг. Показатели накопления фитомассы, КПД ФАР и ФІШ также не достигали высоких значений из-за пасмурной и прохладной погоды.
Во все годы проведения исследований продуктивность овса существенно различалась по вариантам опыта. В 1997 году наиболее высокой была урожайность на ЭАс агромикроландшафте 42,9 ц/га, а самой низкой на Тю - 18,4 ц/га. Высокой урожайностью (30,8 и 30,9 ц/га), характеризовались в 1998 году ЭАю и Тс агромикроландшафты, в 1999 году относительно высокой была урожайность на ТАю - 8,3, а в 2000 году на Тс агромикроландшафте - 25,8 ц/га. В среднем за 4 года самые высокие показатели продуктивности были отмечены на ЭАс и Тс (27,6 и 23,8 ц/га), а самые низкие на Тю и Э (16,2-16,7 ц/га) агромикроландшафтах. Элювиальный агромикроландшафт характеризуется самыми низкими показателями плотности сложения и содержания СаО в почве, что неблагоприятно для роста и развития овса, Тю агромикроландшафт характеризуется засушливыми условиями, а Тс и ЭАс, напротив, отличаются оптимальными гидротермическими условиями.
Большей продуктивностью ячменя и озимой ржи характеризуются агромикроландшафты южного склона, что связано с зависимостью продуктивности культур от температурного режима. ТАю агромикроландшафт отличаются повышенной и высокой продуктивностью всех зерновых культур, а ТАс, напротив, пониженной и низкой. Э агромикроландшафт характеризуется высокими показателями продуктивности озимой ржи, и низкими для овса. Тю агромикро ландшафт характеризуется низкой продуктивностью овса, а Тс — ячмеяя. Показатели продуктивности обусловлены различными биологическими особенностями культур.
