Содержание к диссертации
Введение
1. Агроэкологические обоснования мер повышения продуктивности кукурузы и звеньев севооборотов (обзор литературы). 9
1.1. Влияние густоты и уровня минерального питания растений на продуктивность кукурузы, последующих культур и звеньев севооборотов. 9
1.1.1. Густота растений как основополагающий фактор выращивания кукурузы . 9
1.1.2. Эффективность удобрений в зависимости от густоты растений. 12
1.1.3. Место кукурузы в севообороте. 19
1.2. Эффективность химических и агротехнических мер уничтожения сорняков и их сочетания в посевах кукурузы в севообороте. 20
1.2.1. Биологические особенности кукурузы и её взаимоотношения с сорняками в агрофитоценозе . 20
1.2.2. Агротехнические меры уничтожения сорных растений в посевах кукурузы. 28
1.2.3. Состояние и перспективы химического метода уничтожения сорняков. 33
2. Условия и методика проведения исследований 40
2.1. Место и почвенные условия проведения исследований. 40
2.2. Погодно-климатические условия. 42
2.3. Методика проведения исследований. 52
3. Продуктивность кукурузы на зерно и силос и звеньев севооборотов в зависимости от густоты насаждения и уровня минерального питания растений 65
3.1. Питательный режим почвы под кукурузой и последующими культурами севооборота. 65
3.2. Засоренность посевов кукурузы. 84
3.3. Рост и развитие растений кукурузы. 91
3.4. Продуктивность кукурузы. 94
3.5. Продуктивность озимой пшеницы, ярового ячменя и гороха . 111
3.6. Продуктивность звеньев севооборотов. 116
4. Эффективность химических и агротехнических мер уничтожения сорняков в посевах кукурузы в севообороте . 123
5. Экологические последствия применения удобрений и гербицидов под кукурузу в севообороте. 163
5.1. Содержание нитратов в зеленой массе и зерне кукурузы. 163
5.2. Экологические последствия применения гербицидов под кукурузу в севообороте . 163
6. Экономическая и энергетическая эффективность применения мер повышения продуктивности кукурузы и звеньев севооборотов . 174
6.1. Экономическая эффективность применения мер повышения продуктивности кукурузы и звеньев севооборотов. 174
6.2. Энергетическая эффективность. 191
Основные выводы. 193
Основные предложения. 197
Перечень источников. 197
Приложение 241
- Густота растений как основополагающий фактор выращивания кукурузы
- Биологические особенности кукурузы и её взаимоотношения с сорняками в агрофитоценозе
- Продуктивность озимой пшеницы, ярового ячменя и гороха
- Экологические последствия применения гербицидов под кукурузу в севообороте
Введение к работе
Обоснование темы. В условиях глубокого энергетического кризиса исключительно большое значение приобретает использование удобрений и гербицидов в наиболее рациональных дозах, экологически безопасных и экономически оправданных. При их применении весьма важно определить не только прямое действие, но и влияние на последующие культуры, выявить продуктивность звеньев севооборотов при разных условиях произрастания растений, наличие в них и почве остаточных количеств пестицидов, нитратов в урожае кукурузы.
Кукуруза, как культура с высоким генетическим потенциалом продуктивности, нуждается в применении удобрений и тщательном уходе. Это определило её как центральный объект исследований в решении указанной проблемы.
Связь работы с научно-техническими программами. Исследования проводились в соответствии с государственными научно-техническими программами «Зерно» и «Продовольствие-95».
Цель исследований состояла в разработке ключевых моментов возделывания кукурузы: густоты и уровня оптимизации минерального питания; изучении в условиях высокой стоимости гербицидов наиболее эффективных, экологически безопасных и экономически оправданных способов ухода за посевами; установлении их влияния на последующие культуры севооборота в условиях северо-восточной Лесостепи Украины.
Задачи исследований:
- изучить влияние густоты и уровня минерального питания кукурузы на её рост и развитие, полёглость, засорённость и продуктивность;
- провести агротехническое и экологическое обоснование различных способов ухода за посевами кукурузы;
- изучить динамику содержания гербицидов в различных слоях почвы, в целых растениях и початках, наличие их остатков в зерне, листостебельной массе и соломе кукурузы, гороха и озимой пшеницы;
- выявить влияние агротехнического и химического способов ухода за посевами кукурузы, а также их сочетания на видовой состав сорняков при прямом действии, озимой пшеницы и гороха - при последействии;
- изучить питательный режим почвы под кукурузой на зерно и силос и последующими культурами севооборота (озимой пшеницы, ярового ячменя и гороха);
- выявить последействие густоты и уровня минерального питания кукурузы на продуктивность озимой пшеницы, ярового ячменя и гороха;
- установить урожайность основной и побочной продукции этих культур, а на её основе — продуктивность звеньев севооборота «кукурузы на зерно - горох - озимая пшеница» и «кукуруза на силос — горох - озимая пшеница» при разном сочетании технологических приёмов;
- определить экономическую и энергетическую эффективность изучаемых приёмов.
Научная новизна исследований. В условиях северо-восточной Лесостепи Украины на чернозёмах типичных малогумусных слабовыщелоченных впервые изучено влияние сочетания густоты и уровня минерального питания растений на продуктивность кукурузы, последействие этих и других факторов на последующие культуры севооборота.
Впервые в зоне исследований установлено, что при возделывании культур по интенсивной технологии и обеспечении растений достаточным количеством питательных веществ, особенно азотом, в течении всего периода вегетации размещение озимой пшеницы после гороха и своевременно убранной кукурузы на силос обеспечивает одинаковую урожайность зерна.
Получены новые результаты по изучению применения агротехнических и химических приёмов уничтожения сорняков, а также их сочетания на типичных малогумусных слабовыщелоченных чернозёмах северо-восточной Лесостепи Украины, граничащей с Российской Федерацией.
Впервые в зоне исследований изучена динамика гербицидов в почве и растениях, определено их остаточное количество в основной и побочной продукции кукурузы, гороха и озимой пшеницы; выявлена продуктивность звеньев севооборота этими культурами при разных технологиях возделывания на основе полного зоотехнического анализа растительных образцов.
Практическая ценность работы. Разработаны наиболее оптимальные параметры густоты и уровня минерального питания растений кукурузы на зерно и силос с учётом их влияния на продуктивность последующих культур севооборота. Рекомендованы звенья севооборотов с кукурузой при выращивании её по интенсивным технологиям.
Предложены оптимальные, экологически безопасные и экономически оправданные способы ухода за посевами кукурузы для условий северо-восточной Лесостепи Украины, установлено их влияние на последующие культуры севооборота - горох и озимую пшеницу.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований отображены в «Научно обоснованной системе земледелия Сумской области» (1982, 1988), в «Методических рекомендациях по выращиванию высоких урожаев кукурузы в колхозах и совхозах Сумской области» (1978), в брошюрах «Выращивание кукурузы на зерно по индустриальной технологии» (1979) и «Уход за посевами кукурузы» (1980), в двух «Памятках механизатора-кукурузовода» (1988), в «Рекомендациях по выращиванию кукурузы на экологически чистой основе без применения пестицидов» (1990). В разное время они включены в «Комплексную программу по ускорению научно-технического прогресса в сельское хозяйство Сумской области на 1981-1985 годы и на период до 1990 года», в республиканские и областные планы внедрения достижения науки и передового опыта, другие планы и программы. Результаты исследований внедрены в северо-восточной Лесостепи Украины в хозяйствах различных форм собственности, в т.ч. по уходу за посевами кукурузы в Сумской области с использованием почвенных гербицидов на основе ацетохлора, ацетала, харнеса и трофи в 1988-2001 гг. на площади 183,7 тыс. га. На 24 % указанной площади гербициды внесены ленточным способом.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научно-техническом совете Сумской областной государственной сельскохозяйственной опытной станции в 1977-1996 гг., на заседаниях координационных советов по селекции, семеноводству и технологии выращивания кукурузы бывшего Всесоюзного научно-исследовательского института кукурузы (Днепропетровск, 1985, 1988, 1991) и координационного совета по государственной научно-технической программе «Продовольствие-95» (Киев, 1992), научных конференциях «Пути коренного улучшения продовольственного обеспечения в новых условиях хозяйствования» (Киев, 1990) и «Почвенно-агрохимические аспекты управления продуктивностью агроценозов» (Харьков, 1990), на IV-VI международных научно-производственных конференциях «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (Белгород, 2000, 2001, 2002), на международной научно-практической конференции «Агроэкологические проблемы современности» (Курск, 2001), на международной научно-практической конференции «Ведение земледелия в условиях засухи» (Одесса, 2001), на VII международной научно-практической экологической конференции «Приспособления организмов к действию экстремальных экологических факторов» (Белгород, 2002), в монографии «Агроэкологическое обоснование мер повышения урожайности кукурузы в севооборотах Левобережья Лесостепи Украины», на третьей международной научно-практической конференции «Экономические проблемы производства и потребления экологически чистой агропромышленной продукции» (ЕП; Сумы, 2003), на международной научно-практической конференции «Модели и технологии оптимизации земледелия» (Курск, 2003).
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в статьях в научных и научно-производственных российских и украинских журналах, брошюрах и книгах. Декларация личного участия в выполнении работы. Автором лично обобщены литературные источники по теме диссертации, лично или с его участием проведены полевые и лабораторные исследования, лично выполнен анализ полученной научной информации, сформированы выводы и предложения производству.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из шести разделов, выводов и предложений производству, списка литературных источников (525 наименований). Она включает 256 страниц компьютерного набора, в т.ч., 80 табл., 6 рис., 10 фото, 14 приложений.
Основные положения, которые выносятся на защиту:
— продуктивность кукурузы на зерно и силос зависит от густоты и уровня минерального питания растений;
— продуктивность озимой пшеницы, ячменя и гороха зависит от последействия минеральных удобрений и не зависит от густоты культуры как их предшественника;
— при возделывании сельскохозяйственных культур по интенсивным технологиям, обеспечении достаточным количеством элементов минерального питания растений в течение всего периода их вегетации после кукурузы на зерно наиболее целесообразно размещать яровой ячмень и горох, после кукурузы на силос при условии своевременной уборки и высококачественной обработки почвы — озимую пшеницу, наравне со звеном севооборота «кукурузы на силос — озимая пшеница» практиковать звено «горох — озимая пшеница»;
— уничтожение сорняков в посевах кукурузы, как необходимое условие достижения высокой её продуктивности, необходимо проводить агротехническим или химическим способом, а также при их сочетании;
— для получения экологически чистой продукции и эффективного уничтожения сорняков наиболее целесообразно применять почвенные гербициды на основе ацетохлора — ацетал, харнес, трофи - ленточным способом, уменьшая дозу в три раза в сравнении со сплошным внесением;
- наиболее высокая энергетическая эффективность достигается при густоте растений кукурузы 80 тыс/га на фоне N120P120K120 и ленточном внесении почвенных гербицидов.
Густота растений как основополагающий фактор выращивания кукурузы
В комплексе агротехнических приёмов интенсивной технологии возделывания кукурузы исключительно большое значение принадлежит густоте растений. Из отдельных факторов продуктивности кукурузы лимитируют: низкое плодородие почвы и несовершенная агротехника — на 27,7 %, неравномерное распределение осадков и недостаточное их количество — на 20,8 %, недостаточная густота - на 13,3 %, несовершенство гибридов и не использование их потенциальных возможностей — на 14,2 %, поражённость болезнями и вредителями — на 10,6 %, другие факторы - на 13,4 % (M.S. Zuber, 1961). Среди перечисленных факторов густота растений занимает третье место после плодородия почвы и условий увлажнения.
В каждом географическом районе существует разнообразное сочетание основных факторов жизнедеятельности растений, в связи с чем оптимальную густоту растений кукурузы разных групп спелости для конкретной почвенно-климатической зоны устанавливают с учётом запасов влаги к началу сева, многолетних данных о количестве осадков в период вегетации, а также хозяйственно-биологических особенностей выращиваемых гибридов (П.П. Вавилов и др., 1983). Как загущенные, так и изреженные посевы существенно снижают урожайность кукурузы (B.C. Циков, 1984). Наибольшая урожайность этой культуры достигается при сочетании высокой продуктивности отдельных растений и предельно возможной их густоте на единице площади в каждой конкретной почвенно-климатической зоне (В.Г. Сарычев, 1972; Н.И. Володарский, 1975; И.И. Синягин, 1975; В.Г. Андрюхов, 1984; В.А. Еськов, 1984). За счёт повышения количества растений на единице площади до определённого уровня при оптимальном их обеспечении водой и питательными веществами урожайность зерна кукурузы возрастает, а затем снижается при дальнейшем загущении посевов (А.И. Лапко, B.C. Соколова, 1960; Н. Ислантьев, 1967; В.Р. Чупраков, 1967; Г.С. Гречаненко, М.Л. Дундук, 1968; И.М. Садыков, 1968; В.Х. Зубенко, 1972).
На снижение продуктивности отдельного растения кукурузы при повышении густоты посевов наиболее высокое влияние оказывает обеспеченность посевов светом ( J.W. Dyngam, A.L. Lang, J.W. Pendleton, 1958; Н.Н. Третьяков, 1969; И.И. Синягин, 1970). Ухудшение светового режима в ценозе является одной из причин снижения продуктивности фотосинтеза в связи с большим разрывом между цветением мужских и женских соцветий (Н. Kohnka, S.R. Miles, 1951; С.С. Андриенко, Ф.М. Куперман, 1959; Е.С. Шаин, А.В. Мотов, 1959; П.О. Дмитренко, П.І. Витриховський, 1975). При повышении густоты посевов кукурузы уменьшается площадь листьев каждого отдельного растения, но общая ассимиляционная поверхность на единице площади, как правило, увеличивается (B.C. Жунько, 1961; П.А. Дмитренко и др., 1968). Однако при всё возрастающей густоте кукурузы наступает момент, когда от взаимного затенения продуктивность фотосинтеза снижается настолько, что уменьшение индивидуальной урожайности растений идёт быстрее, чем увеличение их количества на единице площади. Это ведёт к снижению продуктивности кукурузы (Г.П. Устенко, 1963; В.А. Романов, 1967).
Повышение густоты кукурузы приводит к худшему проникновению корней в почву на бедном агрофоне (А.В. Соколов, 1957), увеличению площади листьев на гектаре (П.И. Хлебов, 1967) и количества растений без початков, уменьшению массы последних и абсолютной массы зерна (В.П. Безруков, 1969; Л.П. Шапиро, 1969), снижению засорённости посевов (В.А. Пономарёв, 1967), повышению их полёглости (B.C. Трохин и др., 1991) и эффективности удобрений (В.И. Лопухов, 1967), уменьшению содержания протеина в зерне (R. Hagernan, D. Flesher, 1960) и увеличению его выхода с единой площади (М.М. Буцерога, И.Т. Пермак, 1964; О.И. Колоша, Н.Н. Дзюбенко, 1964; Д.Ф. Томашевский, 1966; М.И. Джафаров, 1967; В.И. Лопухов, 1967; Л.Г. Цветков, 1968; Р.И. Кардиналовская, В.Н. Лебединская, 1970; Н.Н. Михалёв, З.С. Ефремов, 1972).
Изложенное выше свидетельствует о неодинаковой реакции гибридов кукурузы разных групп спелости на изменение густоты растений в каждой конкретной почвенно-климатической зоне.
В Центрально-Чернозёмной зоне Российской Федерации в условиях Воронежской области наиболее высокую урожайность зерна раннеспелые гибриды кукурузы обеспечивают при густоте растений 60-65, среднеранние -при 55-60 тыс/га (В.А. Еськов, 1984), в Белгородской области среднеранние на зерно - при 50-60 тыс/га (Н.С. Добудько, 1983; И.А. Уткин, 1989), на силос -при 60-70 тыс/га (Н.С. Добудько, 1983).
На Украине в условиях Харьковской области оптимальной густотой растений всех гибридов считается 60 тыс/га (В.П. Гурьев, А.В. Михайленко, 1984), в Донецкой области раннеспелых гибридов - 60 тыс/га (О.Г. Рубан, 1988), а в украинском Нечерноземье её для среднеранней кукурузы рекомендуется увеличивать до 80 тыс. (Л.Г. Романенко, 1966), для раннеспелой - до 90 тыс/га (А.С. Азаренко, 1990).
Практика многих передовых хозяйств Московской области и опыты, проведённые здесь в условиях ограниченной теплообеспеченности вегетационного периода, где вырастить полноценные початки не удаётся и уборка проводится до наступления фазы молочно-восковой спелости, свидетельствует о том, что повышение густоты растений кукурузы при пунктирном посеве до 100-140 тыс/га обеспечивает значительный хозяйственный эффект (В.А. Романов, 1967). Большая работа по изучению густоты растений кукурузы проведена в дальнем зарубежье. Во многих странах здесь кукурузу на силос выращивают с большей густотой растений, чем на зерно. Густота растений кукурузы на силос в Австрии и Швейцарии - 80-100, в Германии - 150 тыс/га (О. Speeht, 1952). Технология выращивания кукурузы на зерно в США предусматривает увеличение густоты растений до 70-80 тыс/га и уменьшение ширины междурядий с 70 до 50 см (Р.У. Юхнехеймер, 1979). В Канаде при увеличении густоты растений с 63 до 98 тыс/га урожайность зерна кукурузы гибрида Пионер 3707 повышалась с 13,4 до 16,1 т/га (С.К. Stevenson, 1986). В Болгарии раннеспелые гибриды кукурузы выращивают при густоте растений 30-45, среднеранние - при 28-35 тыс/га. В Италии оптимальная густота растений раннеспелых гибридов кукурузы - 70-75, среднеранних — 60-65, среднепоздних - 53-60 тыс/га (И.И. Синягин, 1975; М.П. Парфутина, 1977). При выращивании кукурузы на силос оптимальной густотой растений является ПО тыс/га в Бельгии (Anon, 1987), Великобритании (J. Dutton, 1987), во Франции при орошении, 70 тыс/га без него (P. Tranchant, 1987). Изложенное свидетельствует о необходимости изучения густоты растений кукурузы разных групп спелости в зональном аспекте.
Биологические особенности кукурузы и её взаимоотношения с сорняками в агрофитоценозе
Биологическая способность кукурузы к угнетению сорной растительности меньше, чем у озимой пшеницы и в три раза ниже, чем у подсолнечника. Недобор урожая зерна и зелёной массы на засоренных полях составляет в среднем 25-30 %, а при высокой засорённости посевов кукурузы амброзией полынолистной — 50-60 %, бодяком полевым - 60-70 %, горчаком ползучим — 70-80 %. При наличии в посевах кукурузы перед уборкой урожая 15-29 шт/м сорных растений щетинника сизого и зелёного, ежовника обыкновенного, мари белой, щирицы урожайность зерна кукурузы снижается на 0,3-0,5, зелёной массы - на 0,4 -0,6 т/га. При наличии в посевах пшеницы 10-15 шт/м сорняков её урожайность снижается на 44 % (B.C. Циков и др., 1977).
Приуроченность многих сорных растений к посевам сельскохозяйственных культур носит не абсолютный, а относительный характер (Р.Г. Иванов и др., 1975). Подтверждение этому служит то, что кукуруза не имеет специализированных сорняков. Однако сорная флора конкретных полевых фитоценозов характеризуется сравнительно постоянным видовым спектром, определяемым биологией и агротехникой культуры (A.M. Туликов, 1983). В посевах кукурузы обнаружено 220 видов сорных растений, принадлежащих к 35 семействам. Основную массу (53 %) составляют двудольные растения, относящиеся к семействам астровых, капустных, бобовых, яснотковых. На долю амарантовых и вьюнковых сорняков приходится соответственно 4 и 1 % всех видов сорных растений (D.E. Bayer, 1985).
Такое обилие видов сорняков в посевах кукурузы приводит к возникновению конкуренции между культурными и сорными растениями, причём её следует ожидать там, где у организмов наблюдается сходство в потребностях. Поэтому особи, даже самых отдалённых видов, могут конкурировать между собой за общие источники существования (К. Мазер, 1964).
Борьба с сорняками в посевах кукурузы должна вестись в двух направлениях: первое — повышение конкурентной способности культурного растения; второе - снижение засорённости до такого уровня, который бы не оказывал угнетающего влияния на кукурузу. Этот вопрос может быть разрешён в том случае, если будут учитываться агробиологические особенности культурных и сорных растений (И.С. Соколов, 1962; В.А. Корчагин и др., 1972).
Кукуруза, как представитель семейства мятликовых, имеет мочковатую корневую систему. Её корни подразделяются на следующие типы: зародышевые (первичные), главные или придаточные (вторичные) и вспомогательные, или опорные (Н.Н. Кулешев, 1955).
Зародышевые корни играют основную роль в снабжении растений водой и питательными веществами в первые две-три недели жизни растений. Их роль особенно важна до образования восьми-девяти листьев (Н.Н. Третьяков, 1962; Д.Ф. Томашевский и др., 1973). После развития главных корней значение зародышевых снижается (В.М. Гринев, 1962).
Основной и важнейшей для жизнедеятельности культурного растения является вторичная корневая система, состоящая из пяти-десяти ярусов. Она образовывается из подземных и надземных узлов и междоузлий. Корни первых трёх ярусов сначала отходят от растения в стороны на неглубоком уровне, идя в междурядья, а затем направляются вниз (Н.Н. Кулешов, 1955; М.Г. Тарановская, 1959; Д.Ф. Томашевский и др., 1973).
Глубина заделки семян кукурузы не влияет на глубину размещения первого узла корней. Так, у гибрида Буковинский-3 он находится на глубине 3-6 см от поверхности почвы (Н.Н. Третьяков, 1962; Д.Ф. Томашевский, 1973). Эту особенность размещения подземных узловых корней нужно учитывать при проведении обработок почвы в междурядьях для уничтожения сорняков в посевах кукурузы (Н.И. Володарский, 1975), так как повреждение корневой системы отрицательно сказывается на росте и развитии кукурузных растений (Н.Н. Третьяков, 1962).
На чернозёме типичном малогумусном слабовыщелоченном при раскопках были обнаружены корни кукурузы на глубине 3,6 м (Д.Ф. Томашевский, 1973). Однако, при достаточном количестве воды и питательных веществ рост корней в глубину снижается и основная их масса сосредотачивается в слое почвы 20-30 см (А.Б. Салманов, 1954; М.Г. Тарановская, 1959; В.Н. Крюков, М.Т. Ястребов, 1960; Д.Ф. Томашевский, 1973; Н.И. Володарский, 1975) и распределяется в стороны от стебля на расстояние до 1 м и более (А.Б. Салманов, 1954).
В верхнем слое почвы размещают основную массу корней и сорные растения. Осот полевой закладывает наибольшую массу корней в верхнем (0-12 см) обрабатываемом слое почвы, пырей ползучий - на глубине до 10-15 см, а на лёгких почвах - до 20 см. Установлено, что многолетние корнеотпрысковые сорняки, имеющие мощную корневую систему, независимо от места их произрастания основную массу своих корней, и почек возобновления располагают непосредственно в пахотном и подпахотном слоях почвы 0-20 и 20-40 см (Ю.В. Литвиненко, 1974).
Корневые системы щетинника, осота, пырея развиты сильнее, чем корневые системы хлебных злаков. Осот розовый за вегетационный период развивает корневую систему на глубину до 2,5 м, на второй год - до 5 м, на третий - до 7 м (I.M. Шевелев, 1937). Несмотря на поздние всходы, щетинник сизый успевает развить мощную корневую систему до 1,5 м глубиной с множеством тонких корешков. Благодаря этому он сильно иссушает почву (В. Королёва, 1933).
Корневая система сорных растений обладает высокой интенсивностью развития. Уже через два месяца после появления всходов из семени корневая система вьюнка полевого углубляется в почву до 1,5 м (В.П. Иванов, 1975).
Таким образом, менее требовательные к условиям жизни сорные растения развивают мощные корневые системы, используя питательные вещества сначала верхних, а затем нижних слоев почвы. Поэтому корневая система кукурузы как более медленно развивающаяся, недополучает питательные вещества и влагу, что оказывает отрицательное влияние на её дальнейший рост, развитие и продуктивность.
Кукуруза - высокорослое растение, что даёт ей возможность ощутимо угнетать сорные растения. Но такое наблюдается не раньше, чем произойдёт смыкание листьев в её посевах. А до этих пор кукуруза развивается очень медленно и начинает интенсивно расти после появления семи листьев (Д.Ф. Томашевский, 1973; Н.И. Володарский, 1975). Поэтому в начале вегетации наземная масса сорняков, затеняя растения кукурузы, снижает её фотосинтетическую деятельность, а тем самым и урожайность.
Кукуруза требовательна к тепловому режиму почвы и воздуха на протяжении всего вегетационного периода. Установлено, что минимальная температура, необходимая для прорастания семян кукурузы, в зависимости от сорта или гибрида находится в пределах 6-10С (С.А. Котт, 1969). При температуре 6С зародыш хотя и трогается в рост, но прорывает оболочку зерновки только при 8С, а всходы растений появляются лишь при 10С. Минимальная температура, которая обеспечивала бы дружные всходы, - около 10С (Н.И. Володарский, 1975).
Продуктивность озимой пшеницы, ярового ячменя и гороха
Результаты длительных исследований в географической среде опытов свидетельствуют о том, что на Украине нет почв, на которых бы минеральные удобрения при правильном их применении не проявили своего положительного действия на урожайность сельскохозяйственных культур. (Ю. Н. Кудзин, СВ. Сухобрус, 1966; П.Г. Найдин, 1967). Однако влияние удобрений не ограничивается культурами, под которые они вносятся. Оно распространяется и на последующие культуры севооборота (R.K. Kristensen, 1952; О. П. Дідченко, М. А. Розгон, 1961), а эффективность удобрений в их последействии зависит от многих факторов.
В наших исследованиях повышение густоты кукурузы на силос как фактор последействия не влияло на урожайность озимой пшеницы на неудобренном фоне (табл. 3.33.). Минеральные удобрения, внесённые под кукурузу на силос в дозе N2oPi2oKi2o в последействии в среднем за 1989 - 1991 гг. в зависимости от густоты растений способствовали, повышению урожайности зерна озимой пшеницы на 0,54 - 0,93. т/га, или на 12-24 %, а под горох в дозе - N45P45K45 - на 0,81 т/га, или на 22%. Применение под кукурузу и горох минеральных удобрений в полуторных дозах (соответственно Ni8oPi8oKi8o и N67P97K97) в сравнении с одинарными в последействии оказались неэффективными, что связано с очень сильным полеганием растений озимой пшеницы.
В нашем производственном опыте, проведённом в экспериментальном хозяйстве Сумской опытной станции, вследствие переувлажнения почвы в мае-июне 1987г., когда выпало 290 мм осадков, раннего и сильного полегания растений, несмотря на двухразовую обработку посевов хлорхолинхлоридом, и потери урожая по этой причине во время уборки, при возделывании озимой пшеницы по интенсивной технологии она обеспечила получение с 1 га 2,87 т зерна, а по обычной технологии на неудобренном фоне - 4,44 т.
При выращивании озимой пшеницы по интенсивной технологии вследствие высокого обеспечения растений питательными веществами, особенно азотом, в течение всей вегетации (N20P121K88, под зябь, по N3o в подкормку по мерзлоталой почве, в фазах кущения и колошения) её размещение после гороха и кукурузы на силос обеспечивает получение одинаковой урожайности зерна. Поэтому при размещении озимой пшеницы после лучших предшественников значение элементов интенсификации её выращивания снижается (Н.А. Иншин, 1998).
В нашем производственном опыте, проведённом в экспериментальном хозяйстве Сумской опытной станции на слабовыщелоченном чернозёме с повышенным содержанием подвижного фосфора и среднем - обменного калия, при размещении озимой пшеницы после гороха и возделывании её по интенсивной технологии урожайность зерна в 1987 г. составляла 5,47, в 1989 г. -5,14 т/га, а при выращивании по схеме "посеял - убрал", без применения удобрений и пестицидов - соответственно 4,98 и 4,62 т/га.
В проведённых исследованиях под влиянием увеличения густоты растений силосной и зерновой кукурузы, урожайность последующего за ней ячменя, как правило, существенно не изменялась (табл. 3.34). Внесение под кукурузу минеральных удобрений в дозе N120P120K120 в последействии не влияло на урожайность ячменя при уборке её на силос и повышало при использовании на зерно в среднем за 1989 - 1991 гг. на 0,19 — 0,58 т/га, или на 7 - 17 %. Увеличение дозы туков под предшественник до Ni8oPi8oK8o оказывало неустойчивое действие на урожайность ячменя при размещении его после силосной кукурузы и вовсе не влияло при посеве после зерновой. Повышение густоты и уровня минерального питания растений зерновой кукурузы в последействии, как правило, существенно не отразилась на урожайности гороха (табл.3.35). Таким образом, увеличение густоты растений кукурузы, как правило, не влияло на урожайность последующих культур севооборота зерновых колосовых и гороха. Применение под кукурузу на силос и горох минеральных удобрений в одинарных дозах (соответственно N120P120K120 и N45P65K65) в последействии способствовало повышению урожайности зерна озимой пшеницы (в среднем за 1989-1991 гг. - на 0,54 - 0,93 и 0,81 т/га, или на 12 - 24 и 22 % ), не влияло на урожайность зерна ячменя при размещении его после силосной кукурузы и повышало при посеве после зерновой (на 0,19 - 0,52 т/га, или на 7 - 17 % ), не изменяло урожайности гороха. Дальнейшее повышение уровня минерального питания растений кукурузы по влиянию на урожайность последующих культур севооборота, как правило, было не эффективным. При возделывании озимой пшеницы по интенсивной технологии и обеспеченности растений достаточным количеством питательных веществ, особенно азота, в течении всего периода вегетации, её размещение после гороха и кукурузы на силос обеспечивает получение одинаковой урожайности зерна.
В наших исследованиях продуктивность изучаемых звеньев севооборотов мы определяли по сбору кормовых единиц, переваримого протеина и кормопротеиновых единиц с урожаем основной и побочной продукции полевых культур. В звеньях севооборотов с зерновой кукурузой их продуктивность оценивали и по урожайности зерна.
По этим показателям при повышении густоты посевов силосной кукурузы в обоих звеньях севооборотов (с озимой пшеницей и яровым ячменём) их продуктивность увеличивалась и в зависимости от уровня минерального питания, как правило, была наиболее высокой при 80 тыс/га растений, а по отдельным из них на фоне Ng0Pi8oK.i8o - при 100 тыс/га (табл. 3.36. - 3.37.).
Экологические последствия применения гербицидов под кукурузу в севообороте
Наиболее сильное действие на снижение засоренности посевов кукурузы оказал гербицид атразин в дозах 10 и 6 кг/га на фоне двух послевсходовых сплошных и междурядных обработок почвы (табл. 4.11.). На фоне двух междурядных культивации в агрегате с облегченными райборонками ОР-0,7 с удлиненными до 200 мм зубьями при второй обработке почвы повышение дозы атразина с 6 до 8 и 10 кг/га приводило к снижению воздушно сухой массы сорняков в посевах кукурузы. Заделка в почву высоколетучего гербицида эрадикана тяжелой дисковой бороной по влиянию на засоренность посевов кукурузы оказалась более эффективной, чем культиватором. Применение в последнем случае одной междурядной обработки почвы в сравнении с вариантом без культивации снижала засоренность посевов кукурузы. Но этот прием был менее эффективным, чем заделка в почву высоколетучего гербицида эрадикана тяжелой дисковой бороной.
Несмотря на разностороннее действие гербицидов и механических обработок почвы на засоренность посевов, урожайность зерна кукурузы была одинаковой при всех условиях их применения.
Для вычленения действия послевсходовых гербицидов 2,4-Д аминную соль (40 % водорастворимый концентрат) и олеогезаприм 200 (20 % минерально-масляная эмульсия) вносили соответственно в фазе трех-пяти листьев у растений кукурузы и одного-двух листьев у сорняков на фоне почвенного гербицида эрадикана (80 % концентрат эмульсии) и сравнивали с одним эрадиканом.
В проведенных исследованиях при внесении почвенного гербицида эрадикана в чистом виде и в сочетании с послевсходовым препаратом 2,4-Д аминной солью количество сорняков в посевах кукурузы от всходов до выметывания метелки снижалось, а при дополнении его олеогизапримом оно уменьшалось до уборки урожая (табл. 4.12.). В фазах выметывания метелки и восковой спелости зерна на опытном участке, засоренном не только однолетними, но и корнеотпрысковыми сорняками, дополнение почвенного гербицида эрадикана послевсходовым т препаратом 2,4 - Д аминной солью приводило к существенному, а олеогезапримом - к сильному снижению засоренности посевов кукурузы. Урожайность зерна в последнем случае была наибольшей (4,50 т/га), но превышение в 0,47 т/га (11 %) было в пределах ошибки опыта (НСР05 - 0,57 т/га).
В 1982-1984 гг. в нашем полевом опыте послевсходовый гербицид диален (40 % водный раствор) вносили в чистом виде (2,5 л/га) в фазе пяти листьев у растений кукурузы и совместно с ростовым биопрепаратом в дозах 1, 2, 4 и 8 кг в 300 л воды на 1 га.
В другом нашем полевом опыте было установлено, что обработка посевов кукурузы в фазе 9-Ю листьев водным раствором препарата БИО в дозе 2 кг в 400 л воды на 1 га является существенным приемом повышения урожайности зерна этой культуры (в среднем за три года - 8,37 т, а при опрыскивании одной водой-7,61 т/га).
В связи с этим нами ставилась задача изучить возможность совместного внесения диалена с препаратом БИО в фазе пяти листьев у растений кукурузы, когда гербицид еще не оказывает отрицательного действия на эту культуру.
Совместное внесение гербицида диалена и препарата БИО не влияло на прохождение кукурузой фаз развития: в 1982 г. ее сеяли 7 мая, в 1983 г. - 21 апреля, в 1984 г. - 8 мая; на всех вариантах опыта всходы появились соответственно 21, 4 и 15 мая, третий лист - 25, 14 и 22 мая; выметывание метелки наступило 26, 1 и 18 июля, молочная спелость зерна - 25, 2 и 27 августа, восковая - 9 сентября, 18 августа и 10 сентября, полная - 26 сентября, 24 августа и 18 сентября.
На опытном участке со смешанным типом засоренности, в т.ч. и корнеотпрысковыми сорняками, обработка посевов кукурузы в фазе пяти листьев гербицидом диаленом (2,5 л в 300 л воды на 1 га) является эффективным приемом подавления сорной растительности. В среднем за 1982-1983 гг. уже через две недели после такой обработки на 1 м в посевах кукурузы насчитывалось семь всходов корнеотпрысковых сорняков - в 2,5 раза меньше, чем перед применением гербицида.
Диален подавлял рост и развитие и тех сорняков, которые не погибли и остались в посевах кукурузы. Если через две недели после такой обработки посевов кукурузы оставшиеся корнеотпрысковые сорняки на 1 м2 имели массу 46 г., то во время выметывания метелки — 37 г. Добавление препарата БИО к водному раствору гербицида диалена не оказало устойчивого положительного влияния на засоренность посевов кукурузы, что соответствующим образом сказалось на росте и развитии растений (табл. 4.13.), урожайности (табл. 4.14.) и уборочной влажности (табл. 4.15.) зерна. В проведенных исследованиях эти показатели во многом зависели от погодных условий, складывающихся во время вегетации растений кукурузы. В 1983 г. теплая, с повышенным количеством осадков погода в период проростання растений ускорила их первоначальный рост и развитие, что привело к наступлению полной спелости зерна в третьей декаде августа. Высокий уровень урожайности кукурузы в 1982 и 1984 гг., помимо агротехнических приемов, обеспечивался благоприятными метеорологическими условиями в период вегетации растений (за май-сентябрь сумма активных, свыше 10С температур воздуха - соответственно 2552 и 2634, количество осадков - 366 и 336 мм).
Существовавшая ранее технология применения почвенных гербицидов под кукурузу сводилась в основном к сплошному их внесению под предпосевную культивацию. При таком способе применения триазиновых гербицидов под кукурузу в севообороте расход препаратов в большинстве случаев составляет от 4 до 6 кг/га. При обработке почвы в междурядьях кукурузы в период ее вегетации сплошное внесение гербицидов в указанных дозах не совсем оправдано, поскольку культивациями достигается не только улучшение сложения пахотного слоя почвы, но и уничтожение сорной растительности в обрабатываемой зоне. Исходя из вышеизложенного, нами была поставлена задача разработать технологию применения гербицидов под кукурузу при пониженных их нормах за счет локального внесения.