Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор литературы 8
2. Природные условия северной лесостепи и методика проведения исследований 32
2.1. Место и время проведения исследований 32
2.2. Агроклиматические условия в годы проведения исследований 32
2.3. Агрохимическая характеристика почвы опытного поля 40
2.4. Схема опыта 43
2.5. Методика учетов и наблюдений 45
2.6. Агротехника в опыте 46
3. Влияние технологий обработки на показатели плодородия почвы 47
3.1. Плотность почвы 47
3.2. Запасы доступной влаги 59
3.3. Расход влаги на формирование зерна 71
4. Влияние технологий основных обработок почвы на засоренность посевов 73
4.1 Засоренность посевов однолетних трав 74
4.2 Засоренность посевов яровой пшеницы 79
5. Урожайность культур севооборота в связи с совершенствованием технологий обработки почвы 92
5.1. Урожайность культур севооборота 92
5.2. Анализ корреляционных зависимостей между урожайностью и факторами ее определяющими 102
5.2.1. Зависимость урожайности культур севооборота от запасов доступной влаги и плотности почвы 104
5.2.2. Зависимость урожайности культур от засоренности посевов 108
5.2.3. Зависимость урожайности культур от глубины обработки почвы 110
6. Экономическая оценка технологий основной обработки почвы 113
6.1 Анализ затрат на производство продукции зернового с занятым паром севооборота 114
6.2. Состав, размер, структура затрат на возделывание культур севооборота 121
6.3 Факторный анализ себестоимости одного центнера зерновых единиц .123
6.4. Анализ зависимости расхода горюче-смазочных материалов от глубины обработки почвы 128
6.5. Анализ затрат труда на производство продукции 130
7. Прибыльность ресурсосберегающих технологий основной обработки почвы 133
8. Биоэнергетическая оценка 140
Выводы 147
Предложения по производству 149
Литература 150
Приложения 171
- Агроклиматические условия в годы проведения исследований
- Расход влаги на формирование зерна
- Засоренность посевов яровой пшеницы
- Анализ корреляционных зависимостей между урожайностью и факторами ее определяющими
Введение к работе
Товарные ресурсы зернового рынка и полнота удовлетворения потребности страны в различных видах зерна в значительной мере определяются размером, структурой посевных площадей, технологиями их обработки, урожайностью и как производной этих параметров - валовым сбором зерновых культур.
В связи с ростом цен на технику и энергоносители земледельцев привлекает возможность при использовании минимальной обработки уменьшить расход горюче-смазочных материалов, снизить затраты на амортизацию почвообрабатывающей техники. Извлечение основной обработки из общей технологической цепочки и оценка экономической эффективности только по этим показателям некорректна, т.к. при этом не учитываются увеличивающиеся затраты на защиту растений от сорняков, болезней и вредителей, а так же потери от возможного снижения плодородия почвы (A.M. Пестряков, 2004).
В условиях рыночной экономики экономическая эффективность использования как производственного, так и ресурсного потенциала выражается системой показателей финансовых результатов. При этом основу экономического развития предприятия составляет прибыль, являющаяся в свою очередь обобщающим показателем эффективного использования производственных ресурсов.
Вопросы совершенствования систем обработки почвы изучаются на кафедре земледелия Тюменской государственной сельскохозяйственной академии более 30 лет.
Эффективность системы земледелия находится в зависимости от природных, технических, экономических факторов, рационального использования средств химизации, обоснованного выбора и способа обработки почвы.
Актуальность темы. Из всех технологических операций, воздействующих на почву и создающих благоприятные условия для роста и
развития культурных растений, на обработку почвы приходится 35 % энергетических и 25 % трудовых затрат от всего объема работ по возделыванию и уборке урожая (М. Дулов и др., 2006). Наиболее важными ее задачами всегда были: создание оптимального сложения почвы, благоприятного водного, воздушного и пищевого режимов, борьба с засоренностью полей.
Традиционная система земледелия с использованием плуга, который переворачивает почву и сильно ее рыхлит, вызывает разрушение структуры почвы. Она становится менее плодородной вследствие удаления соломы или ее сжигания и заделывания растительных остатков глубоко в почву, а также гибели агрономически полезной макро- и мезофауны почвы, микроорганизмов. Интенсивная обработка почвы оказывает отрицательное воздействие на качество почвы, воздуха, воды.
Кроме того, в традиционном земледелии применяется значительное количество техники. Многочисленные проходы сельскохозяйственных машин по полю оказывают повышенную нагрузку на почву, что приводит ее к уплотнению, уменьшению инфильтрации влаги и увеличению смыва верхнего слоя.
Ограниченное механическое вмешательство в почву и повышенное количество растительных остатков в сберегающем земледелии способствуют увеличению популяции дождевых червей. Они способствуют повторной утилизации сельскохозяйственными культурами питательных веществ, получаемых из растительных остатков, и создают в почве большие поры, которые облегчают инфильтрацию воды (Л.В. Орлова, 2005; В.Н. Рыбаков, 2006).
Научные исследования и практический опыт приводят к разработке и внедрению различных ресурсосберегающих технологий взамен плужных и созданию системы сберегающего земледелия.
Цель исследований: Изучение ресурсосберегающих технологий обработки выщелоченного чернозема путем минимализации, направленной на
снижение трудовых, энергетических и материально-денежных затрат и сохранение почвенного плодородия.
Задачи исследований:
провести сравнительную оценку ресурсосберегающих систем основной
обработки почвы и выявить их влияние на изменение агрофизических
параметров выщелоченного чернозема;
выявить влияние разных по энергоемкости систем обработки почвы на
урожайность культур севооборота;
оценить энергетическую эффективность систем и способов обработки
почвы, направленных на ресурсосбережение;
изучить влияние глубины и способов основной обработки почвы на
изменение экономической эффективности производства сельскохозяйственных культур.
Научная новизна. В условиях северной лесостепи Тюменской области в зерновом севообороте с занятым паром установлено влияние отвальной, безотвальной, дифференцированной и нулевой обработок почвы на повышения эффективности использования основных производственных фондов, трудовых и материально-денежных ресурсов.
Рассчитаны возможности получения дополнительного урожая сельскохозяйственных культур от изменения глубины обработки почвы, снижения засоренности посевов, увеличения производительности труда и экономии горюче-смазочных материалов (ГСМ) за счет применения сберегающих технологий.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
технологии обработки положительно влияют на агрофизические
показатели почвы, увеличивают урожайность культур севооборота;
ресурсосберегающие технологии обработки почвы эффективны и
рентабельны.
Личный вклад. Автором сформировано направление исследований, разработаны программа и методика полевых опытов, обобщен и обоснован
полученный экспериментальный материал. Автор принимал непосредственное участие в проведении опытов в качестве исполнителя и осуществлял аналитическую обработку данных.
Практическая значимость: Установленные положения и закономерности позволяют на научной основе совершенствовать приемы основной обработки почвы. Предложенные приемы минимальной обработки почвы способствуют экономии трудовых, финансовых, материальных и энергетических ресурсов и повышают производительность труда.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались на: научной конференции молодых ученых «АПК в XXI веке: действительность и перспективы» (г. Тюмень, 2005 г.);
конференции молодых ученых «Наука и образование аграрному производству» (г. Тюмень, 2006 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе две в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 170 страницах, состоит из введения, восьми глав, выводов, предложений производству, списка литературы включающего 247 источников, в том числе 9 иностранных и 47 приложений. Содержит 28 таблиц и 3 рисунка.
За оказанную помощь при обсуждении методики исследований и подготовке рукописи к защите автор выражает искреннюю признательность научному руководителю профессору В.А. Федоткину, профессору А.С. Иваненко, доцентам В.В. Рзаевой, Н.М Сулимовой, Т.В.Деулиной, ассистенту Т.В. Симахиной, сотрудникам кафедры земледелия и студентам-дипломникам Агротехнологического института Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.
Агроклиматические условия в годы проведения исследований
Общая характеристика климата. Территория Тюменской области расположена в бассейне рек Оби, Иртыша и их притоков в пределах Западно-Сибирской низменности, одной из самых обширных равнин земного шара. Северная лесостепь занимает центральную часть юга Тюменской области.
Климат в северной лесостепи континентальный, характеризуется холодной продолжительной зимой и коротким, умеренно жарким летом. Беспрепятственное проникновение холодного арктического воздуха с севера и сухого из Казахстана обуславливает резкие изменения погоды и приводит к общей ее неустойчивости (Агроклиматический справочник, 1972).
Годовое количество осадков составляет 374 мм, из них около 232 мм выпадает за вегетационный период. Сумма температуры выше 5 С колеблется в пределах 1900-2050 С, а выше 10 С - 1860-1940 С. Продолжительность периода с температурой выше 0 С составляет в северной лесостепи 194 суток. Устойчивый снежный покров устанавливается 11 ноября, а разрушается 10 апреля, максимальная высота его формируется в начале марта - 27-31 см, с запасами воды в снеге 93 мм. Глубина промерзания почвы - до 113 см. Средняя, июльская температура воздуха 18 С при максимуме 38 С, январская - минус 19 С при минимуме - 41 С. Последний весенний заморозок приходится, по средним многолетним данным, на 21 мая, но возможен до 12 июня, а первый осенний - с 19 августа по 22 сентября.
Продолжительность безморозного периода составляет в северной лесостепи 111 суток. Гидротермический коэффициент (ГТК) 1,1-1,2 свидетельствует об удовлетворительной влагообеспеченности сельскохозяйственных растений.
Уборка сельскохозяйственных культур на территории Тюменской области проводится в основном в августе и сентябре. Она осложняется неблагоприятными погодными условиями. В сентябре обычно бывают проливные дожди, которые носят обложной характер. Просыхание почвы в это время идет медленно из-за повышенной влажности воздуха. В начале сентября уже возможны заморозки.
Устойчивый переход средней суточной температуры воздуха через 10 С на понижение температур происходит 10-18 сентября, через 5 С - 1-5 октября, через 0 С - 16-22 октября. Установление снежного покрова в среднем происходит 2-7 ноября.
Таким образом, агроклиматические условия юга Тюменской области можно считать вполне благоприятными для выращивания большинства сельскохозяйственных культур. Ограничения - недостаток влаги в весенне-летний период, поздние весенние и ранние осенние заморозки, неблагоприятные условия зимнего периода, колебание климатических показателей по годам. Следовательно, для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур необходимо использование агротехнических приемов с учетом климатических особенностей и погодных условий.
2005 год. Весна в Тюменском районе наступила с переходом среднесуточной температуры воздуха через 0 С (в сторону повышения) 10 апреля, т.е. в срок близкий к среднемноголетнему. Разрушение снежного покрова наблюдалось с первых чисел марта, однако в результате периодического выпадения снега его высота к концу марта не снизилась. Во второй декаде апреля по мере схода снега с полей началось оттаивание и просыхание почвы. Погода во второй и третьей декаде апреля установилась теплая и сухая. На полную глубину почва оттаяла в большинстве районов области к 20-30 апреля, что на 10-12 дней раньше обычных сроков.
Весна наступила в обычные сроки, но была быстротечной. Переход среднесуточной температуры воздуха через +5 С произошел 17-18 апреля. И уже через 3-4 суток (21 апреля) на большей территории сельскохозяйственной зоны области был отмечен переход температуры воздуха через +10 С, что на 20-24 суток раньше обычных сроков. С переходом среднесуточной температуры воздуха через +10 С закончилась весна.
В первой и третьей декадах мая накопление сумм эффективных температур шло обычными темпами, во второй декаде - со значительным опережением, т.к. наблюдались аномально высокие среднесуточные температуры (на 8-Ю С выше нормы). Самая высокая температура воздуха поднималась 16-17 мая до 29-30 С.
Погодные условия первых 2-х декад мая были благоприятными для проведения полевых работ. Осадки выпадали редко и по количеству были незначительными. На 10 мая сумма эффективных температур составила 108 С, что больше нормы на 30 С. На 31 мая сумма эффективных температур достигла 336 С, что уже превышало норму на 112 С.
В течение трех последующих месяцев накопление эффективных температур шло с превышением нормы. Среднесуточная температура воздуха по декадам колебалась. Первая и третья декада июня, третья декада июля и первая августа отличались превышением среднесуточной температуры воздуха над нормой на 2-7 С. В первой декаде июля и второй декаде августа наблюдалось понижение среднесуточной температуры на 2 С от нормы.
Осадки в течение вегетационного периода выпадали неравномерно. В июне и первой и второй декадах июля дожди выпадали часто и превышали среднемноголетние показатели. Такие погодные условия способствовали благоприятному развитию сельскохозяйственных культур.
Третья декада июля и первая августа отличались высокой среднесуточной температурой воздуха и малым количеством выпавших осадков. Вторая половина августа была дождливая и прохладная, что отрицательно сказалось на уборке зерновых культур.
2006 год. Весна была ранней, но затяжной. Дата перехода температуры воздуха через 0 С в сторону повышения в Тюменском районе зафиксирована 10 апреля. Переход среднесуточной температуры воздуха через 5 С произошел 2-го мая, позже средних многолетних дат на 8 суток.
Разрушение снежного покрова началось в первой декаде марта и шло очень быстрыми темпами в связи с повышенным температурным режимом второй и третьей декад марта. В результате 16-19 марта на 19-20 сутки раньше обычных сроков в западных районах Тюменской области поля освободились от снега.
Из-за пониженного температурного режима апреля (на 1-2 С ниже нормы) оттаивание почвы началось с опозданием и шло медленно. Почва сверху оттаивала и вновь замерзала. На 28 апреля почва оттаяла на глубину 37-59 см. На полную глубину оттаяла 30 апреля - 9 мая.
Погодные условия первой половины мая (повышенный температурный режим и отсутствие осадков) способствовали быстрому поспеванию почвы. Почвы Тюменского района достигли «физической спелости» 5 мая.
С преобладанием в большинстве дней мая умеренно-теплой погоды накопление эффективных температур, равнялось 185 С, что близко к норме.
С переходом среднесуточной температуры воздуха через 15 С с 23 мая наступило лето, что на 11 суток раньше обычного. В третьей декаде июля, произошел переход температуры воздуха через 15 С в сторону понижения, что на 22-28 суток раньше средних многолетних дат. Столь ранний переход температуры воздуха через 15 С обусловлен низким температурным режимом третьей декады июля. И первых двух декад августа. Продолжительность периода положительных температур составила 54-68 суток, что на 6-13 суток меньше обычного. Положительных температур за данный период накопилось 899-1259 С, меньше среднемноголетних значений на 58-130 С.
Расход влаги на формирование зерна
Жизненные процессы в растениях идут нормально только при достаточном их снабжении водой в течение всего вегетационного периода. Особенно важными считаются периоды наибольшей потребности растений в воде. Для большинства зерновых культур критическим периодом является стадия выхода в трубку - колошения; для зернобобовых, гречихи - цветения; картофеля - цветения - клубнеобразования. Растения резко снижают продуктивность при недостатке воды в период образования репродуктивных органов. За годы проведения исследований (2005-2007) в севообороте расход влаги на формирование 1 ц зерна был различным (табл. 6). В посевах первой яровой пшеницы наименьший расход влаги 3,6мм наблюдался при вспашке на глубину 28-30 см с применением гербицидов и 3,7 мм при дифференцированной обработке с применением гербицидов, что объясняется меньшей засоренностью посевов и как следствие наиболее высокой урожайностью, чем на других исследуемых вариантах. Другие варианты с применением средств химизации также имели невысокий расход влаги от 3,8 до 4,0 мм. На варианте без осенней обработки расход влаги был выше, чем на других вариантах, за счет большего количества сорных растений. Варианты без применения гербицидов характеризуются большим расходом влаги от 4,0 до 4,4 мм на 1 ц зерна.
Таким образом, наименьший расход влаги 3,7 - 3,8 мм на формирование 1 ц зерна наблюдается по дифференцированной технологии осенней обработки почвы с применением химических средств защиты растений, где получена наибольшая урожайность зерна. 4. Влияние технологий основных обработок почвы на засоренность посевов
Один из важных резервов увеличения производства зерна планомерная систематизированная борьба с сорняками, которые потребляют большое количество питательных веществ, влаги, света и наносят большой вред сельскохозяйственным культурам (Г.А. Чесалин, 1975).
Проблема засоренности посевов сельскохозяйственных культур сохраняется и остается актуальной по настоящее время. В Западной Сибири на полях произрастает около 300 различных видов сорняков, в лесостепной зоне свыше 200 видов. В зависимости от степени засоренности посевов, по данным профессора Роктанэна, около 60 %, по данным профессора А.В. Фисюнова в пределах 30%, от общих затрат, приходящихся на возделывание культур, следует относить на борьбу с сорняками (В.А. Федоткин, 1975)
Н.Т. Воронова, Н.В. Перфильев, М.Д. Авдеенко и др. (1984) на темно-серой лесной почве в Тюменской области отмечают увеличение засоренности овсюгом по плоскорезной обработке относительно вспашки.
В первые годы переход от вспашки на обработку почвы без оборота пласта, с элементами минимализации приводит к увеличению засоренности посевов (В.А. Федоткин, 1975; В.А. Арнт, 1989; Н.В. Абрамов, 1992).
Ежегодно мировое земледелие теряет от сорных растений 3-18 % урожая. По этой причине одним из основных показателей при оценке систем и способов обработки почвы считается их эффективность в борьбе с сорняками в разных почвенно-климатических зонах.
По данным Т.В. Деулиной, Р.Т. Золототрубовой (1987) и С.К. Мингалева (1988), использование гербицидов существенно снижало засоренность и сглаживало различие между системами и способами обработки почвы. Применение агротехнических мер борьбы с сорняками с элементами минимализации должно вестись с учетом видового состава сорных растений и последующим использованием гербицидов по экономическим порогам вредоносности.
При обработке почвы без оборота пласта легче спрогнозировать характер засорённости на будущий год и приобрести соответствующие гербициды: сорняковый фон будут определять те же виды, которые прорастали в текущем году. При отвальной вспашке на поверхность могут поступить семена давно забытых растений (И.И. Исайкин, М.К. Волков, 2007).
В.А. Арнт (1993) и другие учёные считают, что длительное применение минимальных обработок, особенно нулевой, без использования гербицидов, за счёт большей засорённости и поражения корневыми гнилями приводит к существенному уменьшению урожайности по сравнению с отвальной обработкой.
В посевах гороха с овсом в 2005 году количество сорных растений в фазу кущения изменялось в пределах 42,7- 61,3 шт./м (табл. 7, приложение 7). В сравнении с контрольным вариантом по безотвальной обработке (гербициды в посевах яровой пшеницы) из-за лучших условии увлажнения сорных растений было больше на 3,6-15,6 шт./м . По дифференцированной обработке почвы (гербициды в посевах яровой пшеницы) количество сорняков было больше на 3,0-14,6 шт./м , чем на контроле. На варианте без осенней обработки почвы засоренность посевов составляла 60,6 шт./м , что больше контроля на 14,9 шт./м , но меньше чем при безотвальном рыхлении (12-14см) на 0,7 шт./м . Перед уборкой в 2005 году, количество сорных растений при отвальной обработке почвы на глубину 20-22 см., без гербицидов (контроль) достигало 50,0 шт./м2, при сухой массе 20,4 г/м2. При отвальной обработке на меньшую глубину (12-14 см) количество сорняков составляло 56,7 шт./м2, или 21,7 г/м2 в сухой массе. На вариантах, где имело место последействие гербицида, засоренность при отвальной обработке была ниже на 3,3 шт./м , а при меньшей глубине обработки на 1,4 шт./м и сухой массе соответственно 1,2 и 0,9 г/м .
Засоренность посевов яровой пшеницы
Засоренность посевов яровой пшеницы 2005 года (табл.10, приложение 8), в фазу кущения (до применения гербицидов) изменялась в пределах от 42,7 до 57,2 шт./м в зависимости от варианта обработки почвы. В сравнении с контрольным вариантом по отвальной обработке, в фазу кущения, сорняков больше на 8,7 шт./м2. Безотвальное рыхление из-за, лучшей увлажненности, сорных растений содержало 53,4 шт./м , что больше контроля на 8,9 шт./м .
На вариантах с применением баковой смеси гербицидов Пума Супер 100 и Секатор, количество сорных растений при глубокой вспашке, было 4,2 шт./м , что ниже контрольного варианта на 42,0 шт./м , и в сухой массе составляет 3,1 г/м . Засоренность по менее глубокой отвальной обработке (14-16 см) составляет 4,9 штУм , что меньше чем на контрольном варианте на 41,3 шт./м , но больше на 0,7 шт./м2 чем по глубокой вспашке (28-30 см).
Отвальная, (вспашка, 28-30 см) 43,4 L2 3,1 Отвальная, (вспашка, 14-16 см) 50,8 193,4 Безотвальная, (рыхление стойками СибИМЭ), 28-30 см) 53,4 5J.4,2 Безотвальная, (рыхление KOS-2,6), 14-16 см 57,2 4,6 Дифференцированная, (вспашка, 28-30 см) 42,7 15 4,0 Дифференцированная, (вспашка, 14-16 см) 50,2 5J.4,2 Нулевая 51,4 15 4,9 -у
Примечание: - сухая масса сорных растений, г/м По безотвальному рыхлению, по сравнению с отвальной обработкой, на фоне гербицидов количество сорных растений больше на 0,9 шт./м2 (при глубоком рыхлении на 28-30 см) и на 1,3 шт./м (при рыхлении на 14-16 см), но ниже чем на контроле на 41,1 шт./м , что в сухой массе составляет 4,2 г/м .
На варианте с дифференцированной глубокой обработкой засоренность составляет 4,5 шт./м , что в сухой массе 4,0 г/м , а при дифференцированной обработке на меньшую глубину (14-16 см) сорняков столько же, сколько при глубоком безотвальном рыхлении (28-30 см) - 5,1 шт./м при сухой массе 4,2 т/и2.
По нулевой обработке количество сорных растений, аналогично безотвальному рыхлению на 14-16 см - 55 шт./м2, но сухая масса растений выше на 0,3 г/м . В результате применения гербицидов количество сорных растений в посевах яровой пшеницы снизилось на 88,1-90,9 %.
Засоренность первой яровой пшеницы в 2006 году в сравнении с 2005 годом увеличилась на всех исследуемых вариантах, кроме отвальной и дифференцированной обработок, на фоне гербицидов (табл. 11). В фазу кущения, по всем вариантам основной обработки, засоренность варьировала в пределах 37,5-89,5 шт./м .
На контрольном варианте (вспашка на 28-30 см без применения гербицидов) количество сорняков составило 57,5 шт./м , что на 29 % выше уровня прошлого года. Безотвальная обработка увеличивает засоренность на 15 %. На варианте без основной обработки засоренность составляла 89,5 шт./м , что больше чем в 2005 году на 74 %.
Меньшее количество сорняков, в сравнении с уровнем прошлого года, содержали варианты дифференцированной обработки почвы.
Глубокая дифференцированная обработка уменьшает количество сорняков на 12 % , вспашка на 14-16 см - 5 % от показателей 2005 года.
Перед уборкой засоренность, по всем без исключения вариантам основной обработки, была выше, чем в прошлом году и изменялась в интервалах 7,6 - 17,1 шт./м на участках с применением гербицидов. На контрольном варианте количество сорных растений перед уборкой составляло 63,5 шт./м , что больше чем в фазу кущения на 6,0 шт./м при сухой массе 21,8 г/м . 11. Засоренность посевов первой яровой пшеницы, шт./м2,2006 г.
Отвальная, (вспашка, 28-30 см) 40,8 8Л 4,0 Отвальная, (вспашка, 14-16 см) 44,3 3,9 Безотвальная,(рыхление стойками СибИМЭ, 28-30 см) 61,7 13,7 5,7 Безотвальная,(рыхление KOS-2,6,14-16 см) 67,3 15,8 6,6 Дифференцированная, (вспашка, 28-30 см) 37,5 2Л3,8 Дифференцированная, (вспашка, 14-16 см) 40,7 5,6 Нулевая 89,5 17,1 8,9 Примечание: - сухая масса сорных растений, г/м Количество сорных растений по глубокой отвальной обработке с применением гербицидов составляет 8,7 шт./м сорняков, что на 86 % меньше чем на контрольном варианте. Глубокое безотвальное рыхление увеличивает количество сорных растений по сравнению с отвальной обработкой на 5 шт./м и составляет 13,7 шт./м , что в сухой массе 5,7 г/м .
Дифференцированная обработка, с применением гербицидов, позволяет снизить количество сорняков до 7,6 шт./м при сухой массе 3,8 г/м . По нулевой обработке, количество сорняков меньше чем на контрольном варианте на 73 %, но превышает результаты по всем вариантам и составляет 17,1 шт./м , что в сухой массе 8,9 г/м .
Из проведенных исследований видно, что наименьшее количество сорных растений наблюдается на вариантах дифференцированной обработки почвы. Меньшая засоренность на вариантах с применением гербицидов объясняется применением высокоэффективных гербицидов Секатор и Пума Супер 100.
Отвальная, (вспашка, 28-30 см) 42,8 4,2 Отвальная, (вспашка, 14-16 см) 44,3 4,3 Безотвальная,(рыхление стойками СибИМЭ), 28-30 см) 47,6 2 4,8 Безотвальная, (рыхление KOS-2,6), 14-16 см 48,2 10,35,5 Дифференцированная, (вспашка, 28-30 см) 40,1 7 0 3,6 Дифференцированная, (вспашка, 14-16 см) 41,7 ТА3,7 Нулевая 54,7 12,5 6,3 Примечание: - сухая масса сорных растений, г/м
В посевах яровой пшеницы, в 2007 году количество сорных растений в фазу кущения варьировало в пределах 40,1-54,7 шт./м (табл. 12). В сравнении с контрольным вариантом по безотвальной обработке почвы из-за лучшей увлажненности сорных растений было больше на 2,1-2,7 шт./м . При дифференцированной обработке засоренность посевов составляла 40,1 О 9
41,7 шт./м , что меньше контроля на 3,8-5,4 шт./м . По нулевой обработке наблюдается наибольшее количество сорняков 54,7 шт./м , что превышает контрольный вариант на 9,2 шт./м.
Перед уборкой яровой пшеницы засоренность при отвальной обработке без гербицидов (контроль) была высокой и составляла 48,7 шт./м , в сухой массе 24,3 г/м .
На вариантах с применением гербицидов количество сорняков изменяется в пределах от 7,0 до 12,5 шт./м , при сухой массе 3,6-6,3 г /м соответственно. В результате применения гербицидов засоренность на вариантах с отвальной обработкой снизилась на 83,0 %. Наибольшее количество сорных растений (на фоне применения гербицидов) наблюдалось на варианте без осенней обработки почвы - 12,5 шт./м при сухой массе - 6,3 г/м2.
В посевах второй яровой пшеницы в 2005 году количество сорных растений перед применением гербицидов (в фазу кущения) варьировало в пределах 49,5-59,9 шт./м в зависимости от варианта (табл. 13, приложение 9).
При дифференцированной обработке (рыхление стойками СибИМЭ на глубину 20-22 см) количество сорных растений составляет 5,8 шт./м2 в сухой массе 2,9 г/м , что на 0,9 шт./м больше чем при вспашке на такую же глубину, но меньше чем на всех остальных вариантах. Дифференцированная обработка на меньшую глубину увеличивает засоренность посевов.
Нулевая обработка на фоне применения гербицидов увеличивает количество сорняков на 0,1 шт./м , по сравнению с безотвальным рыхлением, на 0,2 шт./м по сравнению с дифференцированной обработкой. В сравнении с контрольным вариантом, на вариантах с применением гербицидов, засоренность снижается на 89-91 %.
Анализ корреляционных зависимостей между урожайностью и факторами ее определяющими
Экономические явления и процессы хозяйственной деятельности предприятий зависят от большого количества факторов. Как правило, каждый фактор в отдельности не определяет изучаемое явление во всей полноте. Только комплекс факторов в их взаимосвязи может дать более или менее полное представление о характере изучаемого явления.
Стохастические зависимости отличаются приблизительностью и неопределенностью. Они проявляются только в среднем по значительному количеству наблюдений. Каждой величине факторного показателя (аргумента) может соответствовать несколько значений результативного показателя. В зависимости от того, насколько оптимально сочетаются разные факторы, будет неодинаковой степень воздействия каждого из них на величину результативного показателя (Г.В. Савицкая, 2001; М.И. Баканов, А.Д. Шеремет, 2000).
Дисперсионный анализ в биологических исследованиях введен английским ученым Р.А. Фишером. Основная цель анализа заключается в раскрытии смысла результатов эксперимента, т.е. в определении точности и достоверности исследований. В основе дисперсионного анализа лежит предположение, что опыт достоверен тогда, когда колебания урожайности больше, чем между повторностями одного варианта. Если изменения урожайности по годам от случайных причин превышают изменения, вызываемые факторами, изучаемыми в опыте, то такой опыт считается не достоверным. Дисперсионный (корреляционный, стохастический) анализ позволяет определить степень влияния факторов в отдельности и суммарного их воздействия на изменчивость изучаемого показателя (А.С. Пискунов, 2004; И.И. Елисеева, 2004; И.И. Елисеева, 2006; Г.В. Савицкая, 1999).
На результатах любого сельскохозяйственного опыта помимо изучаемого фактора, сказываются пестрота почвенного плодородия, неоднородность действия агротехнических приемов, индивидуальные особенности растений, а также ошибки, возникающие при использовании несовершенных измерительных приборов, машин и техники (А.С. Пискунов, 2004).
Для установления достоверности действия изучаемых в опыте факторов в целом по опыту находят критерий существенности Фишера (F). Различают F фактический и F теоретический (табличный, стандартный). Критерий F фактический равен отношению среднего квадратичного отклонения вариантов к среднему квадратичному отклонению остатка. Критерий Рфакт сравнивают с F табличным; если F$aKT больше FTa6jI, то различия между вариантами опыта будут существенными, тогда следует находить достоверность различий между отдельными вариантами, сравниваемыми между собой. Если факт меньше FTa6„, опыт проведен с большими погрешностями, дальнейшая обработка результатов опыта положительных результатов не даст (И.И. Елисеева, 2004; И.И. Елисеева, 2006).
Фактические значения результативного показателя отличаются от теоретических, рассчитанных по уравнению регрессии. Чем меньше это отличие, тем ближе теоретические значения подходят к эмпирическим данным, лучше качество модели. Величина отклонений фактических и расчетных значений результативного показателя по каждому наблюдению представляет собой ошибку аппроксимации (относительная ошибка, точность опыта). Опыт считается проведенным с высокой точностью, когда относительная ошибка составляет 1-8 %.
Для установления достоверных различий между средними урожаями, контролем и изучаемыми вариантами вычисляют ошибку разности, вычисляют наименьшую существенную разницу в зависимости от принятого уровня вероятности (0,95 или 0,99), который зависит от числа степеней свободы остатка. В рассматриваемом опыте варианты считаются достоверными, доказуемыми, если прибавки к абсолютному контролю и по вариантам превышают вычисленную НСРо,95 (А.С. Пискунов, 2004).
На основании стохастического факторного анализа рассчитали параметры уравнения множественной корреляционной зависимости урожайности сельскохозяйственных культур (условных зерновых единиц ц/га) от запасов доступной влаги в слое 0-20 см и плотности почвы в слое 0-30 см.
Полученные коэффициенты регрессии показывают, что при увеличении запасов доступной влаги на 1 мм, урожайность будет увеличиваться на 0,9 ц/га, а увеличение плотности почвы на 0,1 г/см будет снижать урожайность на 0,72 ц/га (приложение 18). Величина средней ошибки аппроксимации (А), относительная ошибка, показывает, что расчетные значения урожайности 1 ц. зерновых единиц отклоняются от фактических на 3,98 %.
Учитывая, что в экономических расчетах допускается погрешность 5-8 %, качество уравнения регрессии можно оценить как высокое (до 10 %). Исследуемое уравнение связи довольно точно описывает изучаемые зависимости. Коэффициент эластичности определяющий силу связи факторов показывает, что при увеличении запасов доступной влаги на 1 % урожайность культур увеличится в среднем на 1,15 % (Э\ = 1,15), а при увеличении плотности почвы на 1 % урожайность снизится на 2,33 % (Э2 = -2,33).
Частные коэффициенты корреляции подтверждают, что связь между урожайностью сельскохозяйственных культур и запасами доступной влаги прямая и сильная (Rxyi /х2 = 0,72). Связь между урожайностью и плотностью почвы обратная (Ryx2 /х\ = - 0,72) и между признаками связь слабая и обратная (Rxlx2 /у =- 0,24).
В целом между урожайностью и выбранными факторами связь тесная Ryxix2 = 0,92. Коэффициент детерминации r2 = 0,922 = 0,84 показывает, что 84 % изменений в уровне урожайности объясняется различной плотностью почвы и запасами доступной влаги, а на долю других факторов приходится 16 % вариации результативного показателя. Следовательно, уравнение
Ухіх2 = 69,4 + 0,9х,-72,5х2 полно и точно описывает зависимости, сложившиеся между исследуемыми показателями, и его можно использовать в качестве нормативной базы для определения планового уровня урожайности и подсчета резервов его роста.
Анализ связи, между урожайностью, запасами доступной влаги в слое 0-100 см и плотностью почвы в слое 0-30 см, до посева (приложение 19), показывает, что связь между признаками и результатом тесная (коэффициент корреляции равен 0,95). Множественный коэффициент детерминации составляет 0,91 (R = 0,95 = 0,91), полученное уравнение связи полно и точно описывает исследуемую зависимость, т.е. урожайность культур севооборота на 91 % зависит от плотности почвы и запасов доступной влаги и на 9 % от других факторов. Коэффициент эластичности определяет увеличение урожайности на 1,8 % при увеличении запасов доступной влаги на 1 % (Зі = 1,8), и снижение урожайности на 1,2 % при увеличении плотности почвы на 1 %. Уравнение связи
Ухіх2=13,7 + 0,34х,-38,8х2 показывает, что при увеличении доступной влаги на 1 мм, урожайность сельскохозяйственных культур увеличивается на 0,34 ц, а при увеличении плотности почвы на 0,1 г/см урожайность снижается на 0,39 ц. Фактический критерий существенности Фишера F$aKT = 28,7 больше табличного (определяют в таблицах Фишера на пересечении вариантов, по горизонтали и меньшего квадрата, по вертикали) FT = 4,26, что отражает существенные различия между вариантами.
Для оценки тесноты связи между результативным показателем и признаками его определяющими вычисляют линейные коэффициенты корреляции. Связь между плотностью почвы и запасами доступной влаги в метровом слое тесная и обратная (Rxl х2 = - 0,55), между урожайностью и запасами доступной влаги связь сильная и прямая (Ryxi = 0,91), между урожайностью и плотностью почвы обратная и тесная (Ryx2 = 0,72).
