Введение к работе
Актуальность темы. Главной отраслью сельскохозяйственного производства в нашей стране является зерновое хозяйство. Его основная задача заключается в увеличении производства высококачественной продукции путем использования достижений отечественной и мировой науки, совершенствования технологических приемов возделывания зерновых культур. В решении этих вопросов большая роль отводится яровой пшенице, урожайность которой во многом определяется сортовыми особенностями, местом в севообороте, применением средств химизации (Минеев, 1990; Конончук, 1992; Овсянникова, 2000; Неттевич, Давыдова и др., 2001; Кирдин, 2004; Сычев, 2005; Волынкина и др., 2006; Войтович, 2012). В Республике Марий Эл посевы этой культуры составляют 25-28 % зернового клина, занимающего 150-176 тыс. га, но ее урожайность остается на низком уровне. Это вызвано неустойчивыми, а зачастую и экстремальными погодными условиями региона, наличием (до 94 %) низкоплодородных дерново-подзолистых почв, отсутствием научно-обоснованных севооборотов, недостаточным применением минеральных удобрений, в том числе азотсодержащих форм. В этих случаях многолетние бобовые и бобово-злаковые травы, как предшественники, являются наиболее доступным средством повышения урожайности растений и вовлечения атмосферного азота в агроценоз. На бедных органическим веществом и азотом дерново-подзолистых почвах Республики Марий Эл, исследования по изучению предшественников для яровой пшеницы приобретают особую актуальность. Кроме того, возникла необходимость поиска новых дополнительных источников азотного питания растений (Умаров, 1986; Завалин, 2005; Тихонович и др., 2005). Одним из них может стать азот биологический, фиксированный на корнях сельскохозяйственных культур ассоциативными диазотрофами, активацию которых могут обеспечить на корнях небобовых культур биопрепараты типа флавобактерин.
Цель исследований. На основе изучения особенностей формирования агрофитоценоза, продуктивности растений и качества зерна яровой пшеницы выявить эффективность предшественников, минеральных удобрений и биопрепарата флавобактерина на дерново-подзолистой почве в условиях Волго-Вятского региона.
Задачи исследований:
выявить влияние предшественников минеральных удобрений и флавобактерина на морфологические, фитометрические и фотосинтетические показатели роста и развития растений яровой пшеницы;
исследовать влияние изучаемых факторов на водопотребление яровой пшеницы, биологическую активность почвы, содержание элементов питания в почве и растении;
установить изменения элементов структуры урожая от предшественников и удобрений;
дать оценку качества зерна яровой пшеницы;
определить экономическую и энергетическую эффективность производства зерна яровой пшеницы при использовании изучаемых приемов.
Научная новизна. Впервые на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве северо-восточной части Волго-Вятского региона Республики Марий Эл выявлено комплексное влияние предшественников, удобрений и препарата флавобактерин на фитометрические и фотосинтетические параметры посевов, урожайность и качество зерна. Установлено, что максимальная урожайность зерна яровой пшеницы (4,9-5,4 т/га в 2011 г.) получена при возделывании ее по клеверу красному II г. п. с использованием минеральных удобрений в дозе N30P60K60 и инокуляции семян биопрепаратом флавобактерин. Данные экономической и энергетической оценки подтверждают эффективность и целесообразность возделывания яровой пшеницы в условиях региона с применением этих агротехнических приемов и средств.
Практическая значимость. Результаты опытных исследований послужат основой для рекомендаций производству при возделывании яровой пшеницы и выбора оптимального предшественника, минеральных удобрений и бактериального удобрения флавобактерина для получения стабильной урожайности с хорошим качеством зерна. В частности, для условий Республики Марий Эл лучшим предшественником яровой пшеницы является клевер красный второго года пользования с применением полного минерального удобрения и биопрепарата флавобактерин при обработке семян посевного зерна.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научно-практической конференции «Биологические и экологические проблемы земледелия Поволжья» (Чебоксары, 2010); Международных научно-практических конференциях «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Йошкар-Ола, 2011, 2012; на объединенном заседании кафедры общего земледелия, растениеводства, агрохимии и защиты растений Марийского Государственного Университета (2013)).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 3 – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов исследований по диссертации.
Структуры и объем диссертации. Диссертация изложена на 160 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций производству. Работа содержит 41 таблицу и 18 приложений. Список литературы включает 272 наименования, в том числе 17 – иностранных авторов.
Полевой опыт проводили в 2009-2011 годах на дерново-ползолистой среднесуглинистой почве на полях Марийского аграрного колледжа- филиала Марийского государственного университета. Почва опытного участка характеризовалась малым содержанием гумуса (2,1-2,3 %), высоким содержанием подвижного фосфора (230 мг/кг Р2О5) и подвижного калия (175 мг/кг К2О), близкой к нейтральной реакцией почвенного раствора (pH 5,8-6,0), с гидролитической кислотностью 1,34 мг-экв./100 г почвы. В качестве объекта исследований использовали яровую пшеницу сорта Симбирка.
Исследования проводились по следующей схеме в трех полевых севооборотах:
Фактор А-севооборот.
А1. 1) ячмень с подсевом клевера красного, 2) клевер красный I г.п., 3) клевер красный II г.п., 4) яровая пшеница.
А2. 1) ячмень с подсевом тимофеевки луговой, 2) тимофеевка луговая I г.п., 3) тимофеевка луговая II г.п., 4) яровая пшеница.
А3. 1) ячмень с подсевом смеси клевера красного и тимофеевки луговой в соотношении 1:1, 2) клевер красный и тимофеевка луговая I г.п., 3) клевер красный и тимофеевка луговая II г.п., 4) яровая пшеница.
Фактор В – минеральные удобрения.
-
Контроль (без удобрений).
-
Р60К60.
-
N30P60K60.
Фактор С – бактериальное удобрение, препарат флавобактерин.
-
Контроль.
-
Флавобактерин.
Минеральные удобрения вносили под предпосевную культивацию зяби. На фоне предшественников и минеральных удобрений изучали эффективность флавобактерина, созданного на основе штамма Flavobacterium SP (штамм Л30) обработку семян биопрепаратом проводили в день посева под навесом в дозе 600 г препарата на гектарную норму высева. В качестве прилипателя использовали клей NaKМц. Агротехника возделывания - общепринятая для условий республики. Посев проводили в оптимальные агротехнические сроки. Общая площадь делянки – 108 м2, учетная – 80 м2, повторность - трехкратная, расположение вариантов - систематическое. Урожайность зерна учитывали после сплошного обмолота делянки комбайном СК-5 «Нива».
Наблюдения, учеты и анализы осуществляли следующими методами:
гумус – определяли по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91); рН – потенциометрически (ГОСТ 265483-85); сумму поглощенных оснований – по Каппену – Гильковичу (ГОСТ 27821-88), гидролитическую кислотность – по Каппену (ГОСТ 26212-91); подвижные фосфор и калий – по Кирсанову (ГОСТ 26207-91), щелочно-гидрализуемый азот по Корнфилду. Целлюлозоразлагающую активность почвы учитывали методом аппликации по степени разложения льняного полотна (Доспехов и др., 1977). Влажность почвы в метровом слое определяли весовым методом. Образцы почвы высушивали в сушильном шкафу при температуре 105оС (Доспехов, Васильев, Туликов, 1977). Содержания NPK в растительных образцах делали методом мокрого озоления по Гинзбург с последующим определением азота по Кельдалю (ГОСТ 134964-93), фосфора – колориметрически (ГОСТ 26657-97), калия – на пламенном фотометре (ГОСТ 30504-97). Структуру урожая определяли методом снопового анализа с постоянных площадок каждой делянки, массу 1000 семян – по ГОСТ 10842. Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений проводили по методике Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1989). В посевном материале анализировали: чистоту – по ГОСТу 12037-81, энергию прорастания и всхожесть – по ГОСТу 12038-84, массу 1000 семян – по ГОСТу 10842-80. Густоту стояния растений учитывали в фазе всходов и перед уборкой. Площадь листьев, листовой, фотосинтетический потенциал, накопление сухого вещества рассчитывали по методике А.А. Ничипоровича и др. (1956). Урожайность зерна учитывали по делянкам с пересчетом на 14 % влажность и 100 % чистоту. Влажность зерна определяли – по ГОСТ 13585,5, сорную и зерновую примеси – по ГОСТ 30483. Содержание сырого белка в зерне вычисляли умножением количества общего азота на коэффициент 5,7, клейковину и индекс деформации клейковины (ИДК) - по ГОСТ 28797-90 и 29294-92. Экономическую эффективность рассчитывали на основе технологических карт, фактических затрат и закупочных цен 2012 года, энергетическую – согласно методики биоэнергетической оценки применяемых технологий (Марьин и др., 1999). Статистическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985) с применением пакета программ прикладной статистики «Stat» (версия 2.6, МарГУ, 1993).
