Содержание к диссертации
Введение
1. Естественнонаучные аспекты технологий возделывания яровых зерновых культур и кормовых бобов 11
1.1. Биологические особенности яровых зерновых и кормовых бобов 11
1.2. Особенности технологий возделывания яровых зерновых и кормовых бобов 18
1.2.1. Размещение в севообороте 18
1.2.2. Минеральное питание и удобрение 22
1.2.3. Система обработки почвы 25
1.2.4. Посев 30
1.2.5. Сорт как биологический фундамент технологии возделывания 31
1.2.6. Уход за посевами 33
1.2.7. Уборка урожая 35
1.3. Биологизация земледелия как основа развития современного сельского хозяйства 36
2. Условия, программа и методика проведения исследований 49
2.1. Место проведения полевых опытов 49
2.2. Метеорологические и почвенные условия 50
2.3. Программа и методика исследований на стационарном полевом опыте 60
2.4. Характеристика сортов, изучаемых на опытном поле Брянской ГСХА 68
3. Агрохимическое, агрофизическое и экологическое состояние почв в зависимости от технологий возделывания полевых культур 71
3.1. Агрохимическая и агрофизическая характеристика почв 71
3.2. Экологическая характеристика серой лесной почвы опытного поля 92
3.2.1. Технологические особенности сопротивления почв размыву в зависимости от возделываемой культуры 92
3.2.2. Влияние технологии возделывания на динамику численности почвенной мезофауны 95
4. Изменение сегетальной флоры агрофитоценоза в зависимости от технологии возделывания 101
4.1. Видовой состав сегетальной флоры в посевах 102
4.2. Сорный компонент агрофитоценоза в зависимости от технологии возделывания 115
4.3. Элементный состав зеленой массы сорняков 126
4.4. Влияние гербицидов нового поколения на состояние сегетальной флоры в посевах ячменя и овса 131
5. Программирование и моделирование урожаев 146
5.1. Программирование урожаев 146
5.2. Моделирование урожайности 173
6. Урожайность культурного компонента ярового агроценоза в связи с биогенным и антропогенным воздействием 185
6.1. Урожайность в зависимости от метеорологических условий и технологий возделывания 185
6.1.1. Яровая пшеница 185
6.1.2. Ячмень 189
6.1.3. Овес 193
6.1.4. Кормовые бобы 197
6.2. Урожайность яровых культур в зависимости от приемов обработки почвы, системы удобрения и защиты растений 200
6.2.1. Яровая пшеница 200
6.2.2. Ячмень 204
6.2.3. Кормовые бобы 208
6.3. Урожайность культур при исследовании действия различных средств химизации 212
6.3.1. Влияние препарата гумистим на урожайность ячменя, овса и кормовых бобов 212
6.3.2. Влияние новых гербицидов на урожайность ячменя и овса 216
6.3.3. Урожайность кормовых бобов в зависимости от применения микроэлементов 218
6.4. Оценка продуктивности севооборота 220
6.5. Урожайность, адаптивность и пластичность новых сортов ячменя и овса 226
6.5.1. Урожайность и адаптивность сортов ячменя и овса 226
6.5.2. Пластичность и стабильность сортов ячменя и овса 262
7. Влияние технологии возделывания и сорта на качество продукции 277
7.1. Физические и биохимические показатели качества продукции в зависимости от технологии возделывания 277
7.1.1. Физические показатели качества 277
7.1.2. Биохимические показатели качества 299
7.2. Физические и биохимические показатели качества зерна новых сортов яровых зерновых культур 312
7.3. Минеральный состав продукции в зависимости от применяемых технологий и сорта 322
7.3.1. Видовые различия по минеральному составу продукции 323
7.3.1.1. Яровые зерновые культуры 326
7.3.1.2. Зернобобовые культуры 330
7.3.2. Минеральный состав яровых зерновых культур и кормовых бобов в зависимости от технологии возделывания 335
7.3.3. Сортовые различия яровых зерновых культур по минеральному составу 349
7.3.3.1. Яровая пшеница 349
7.3.3.2. Ячмень 354
7.3.3.3. Овес 364
8. Экономическая эффективность возделывания яровых зерновых культур и кормовых бобов 375
Выводы 386
Предложения производству 390
Литература 392
Приложения 449
- Система обработки почвы
- Сорный компонент агрофитоценоза в зависимости от технологии возделывания
- Урожайность и адаптивность сортов ячменя и овса
- Яровая пшеница
Введение к работе
Актуальность темы. Во многих странах мира из-за последовательного проведения программ химизации и мелиорации химическая нагрузка на поля и другие компоненты агроландшафта росла в геометрической прогрессии. Интенсивное использование азотных и фосфорных удобрений в середине XX века привело к значительному истощению естественного плодородия почв, ухудшению качества воды, воздуха и сельскохозяйственной продукции.
В мировой практике прослеживается тенденция снижения доз применяемых минеральных удобрений и возрастания роли их интегрированного использования (по экономическим и экологическим соображениям) с агротехническими приемами, направленными на поддержание естественного плодородия почв, включая научно обоснованные севообороты, мероприятия, направленные на повышение биоразнообразия полезной почвенной мезо- и микрофауны.
Многолетние исследования, выполненные в Брянской ГСХА (Мальцев, Ториков, Мельникова и др., 2005; Улитенко, 1997; Юдин, 1999; Сорокин, 2003; Зуке, 2005; Про- копенков, 2008; Малявко, 2009) свидетельствуют, что при более полной реализации всех факторов биологизации без применения средств химизации на серых лесных хорошо окультуренных почвах можно получать урожайность зерновых культур до 30 ц/га. При внесении минеральных удобрений из расчета (NPK)30-45 и пестицидов урожайность возрастает до 40 ц/га. При внесении высоких доз минеральных удобрений и химических средств защиты растений повышаются экономические показатели с одновременным загрязнением окружающей среды. В условиях биологизации земледелия возделывание кормовых бобов в севооборотах, основанных на принципах плодосмена, приобретает особую актуальность.
В связи с этим необходимо совершенствовать технологии возделывания яровых зерновых культур и кормовых бобов.
Цель исследований — изучить технологические особенности возделывания яровой пшеницы, ярового ячменя, овса, кормовых бобов; установить закономерности формирования урожайности и качества; засоренности и минерального состава зерна и семян изучаемых культур в зависимости от технологии возделывания. Сравнить новые сорта ячменя и овса по показателям урожайности, адаптивности, пластичности, стабильности, качеству зерна. Изучить агрохимический, агрофизический и минеральный состав почвы, минеральный состав сорных и культурных растений, а также определить коэффициенты накопления тяжелых металлов.
В задачи исследований входило:
-
Изучить биологические и технологические особенности технологий возделывания яровых зерновых и кормовых бобов.
-
Дать обоснование биологизации земледелия как агроэкологической основы развития современного сельского хозяйства.
-
Изменение показателей почвенного плодородия и фитосанитарного состояния почв в зависимости от технологии возделывания.
-
Установить динамику сегетальной флоры в посевах яровых зерновых культур и кормовых бобов в зависимости от технологий возделывания.
-
Разработать теоретические и практические вопросы программирования урожайности сельскохозяйственных культур в зависимости от структуры урожая, влаго-, теплообеспеченности, прихода ФАР. Разработать модели урожайности яровых зерновых культур и кормовых бобов на основе корреляционно-регрессионного анализа.
-
Установить закономерности формирования урожайности, адаптивности, пластичности и стабильности новых сортов ячменя и овса.
-
Оценить качество основной продукции в зависимости от технологии возделывания и сорта.
-
Установить изменение минерального состава сельскохозяйственной продукции в зависимости от рода, сорта и технологии возделывания культур.
-
Определить экономическую эффективность возделывания изучаемых культур.
Объекты исследований — яровая пшеница, ячмень, овес, кормовые бобы, технологии их возделывания и сорта изучаемых яровых зерновых культур.
Научная новизна. 1. Впервые в юго-западной части Нечерноземной зоны России дана оценка технологий возделывания яровых зерновых культур и кормовых бобов в севооборотах с разной степенью насыщенности средствами химизации, применением микроэлементов и биологически активных препаратов.
-
-
Разработаны модели формирования потенциальной урожайности яровых зерновых культур и кормовых бобов.
-
Дан анализ изменения динамики видового состава сорняков в посевах полевых культур в зависимости от технологий возделывания и погодных условий. Определены коэффициенты корреляции, регрессии, детерминации, составлены уравнения регрессии.
-
Исследованы показатели плодородия и фитосанитарного состояния почвы, рассчитаны оптимальные дозы минеральных удобрений на планируемый уровень урожайности и коэффициенты накопления тяжелых металлов.
-
Выявлены изменения минерального состава сортов яровых зерновых культур, кормовых бобов и сорных растений, рассчитаны коэффициенты накопления.
-
Дана агрономическая оценка применения новых пестицидов на посевах ячменя и овса.
-
Показана экономическая эффективность биологизации технологий возделывания яровых зерновых культур и кормовых бобов (использования навоза, зеленых удобрений и соломы на удобрение).
-
Даны практические рекомендации производству по использованию альтернативных и биологических технологий возделывания яровых зерновых культур и кормовых бобов в севооборотах, основанных на принципах плодосмена.
Практическая значимость проведенных исследований состоит в возможности прогнозирования урожайности зерновых и зернобобовых культур, демонстрации возможности получения высоких урожаев с хорошим качеством продукции, включая минеральный состав, при применении альтернативных и биологических технологий возделывания.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на конференциях: «Новые идеи, технологии, проекты и инвестиции. Брянск, 2001», «Использование достижений современной биологической науки при разработке технологий в агрономии, зоотехнии, ветеринарии. Брянск, 2003», «Производство экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства. Брянск, 2004», «Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур», научная конференция ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова. М, 2006», «Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур», научная конференция ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова. М, 2007», «Актуальные направления биологизации земледелия и программирования урожая сельскохозяйственных культур. Брянск, 2007», «Социальная миссия кооперации через реализацию национальных проектов. Брянск, 2007», «Вклад молодых ученых в реализацию приоритетного национального проекта «Развитие агропромышленного комплекса». Троицк, 2008», «Экологическая безопасность региона. Брянск, 2009», а также ежегодно докладывались на заседаниях кафедры растениеводства и общего земледелия ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия».
Основные положения, выносимые на защиту:
-
-
-
Модели формирования потенциальной урожайности яровых зерновых культур и кормовых бобов для условий юго-западной части Нечерноземной зоны России.
-
Изменение урожайности культур в зависимости от технологий возделывания.
-
Роль сорта в повышении урожайности культур, оценка адаптивного потенциала, пластичности и стабильности новых сортов яровых зерновых культур.
-
Влияние технологий возделывания на изменение засоренности посевов.
-
Качество зерна в зависимости от сорта, технологий и условий возделывания.
-
Изменение минерального состава зерна в зависимости от технологии возделывания и сорта.
-
Экономическая эффективность технологий возделывания.
По теме диссертации опубликовано 41 работа, в т.ч. 10 — в центральных изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Личное участие автора составляет 85%. Автором самостоятельно проведен анализ и интерпретация эмпирических результатов, статистическая и экономическая оценка результатов исследований, сформулированы выводы и предложения производству.
Структура диссертации. Диссертация изложена на 448 страницах компьютерного текста, включает 164 таблицы, 76 рисунков. Состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству и 115 приложений (в отдельном томе). Список использованной литературы состоит из 579 источников, в том числе - 50 на иностранных языках.
Благодарности. Автор выражает благодарность за помощь в проведении исследований по теме диссертационной работы научным консультантам — Заслуженному деятелю науки РФ, д.с.-х.н., профессору |В.Ф. Мальцеву] , Заслуженному работнику сельского хозяйства РФ, д.с.-х.н., профессору Торикову В.Е., д.с.-х.н., профессору Белоусу Н.М., директору опытной станции Брянской ГСХА к.с.-х.н. Ляхову В.А., к.с.-х.н. Про- копенкову А.В., Шапочкину С.С., сотрудникам кафедры растениеводства и общего земледелия Брянской ГСХА: д.с.-х.н., профессору Звереву В.А., д.с.-х.н. Мельниковой О.В., Малявко Г.П., к.с.-х.н. Юдину А.С.; Самусенко И.А., Зуке А.Ж., де Соуза Н.Ф.Ф., сотрудникам межкафедральной лаборатории Брянской ГСХА.
Система обработки почвы
Главные задачи по обработке почвы под сельскохозяйственные культуры при биологизации технологий возделывания следующие:
1. Максимальное снижение энергозатрат путем минимализации обработки почвы, главным образом, по двум направлениям: первое — замена вспашки под ряд культур севооборота на поверхностную обработку и второе — проведение под пропашные и некоторые другие культуры, требующие глубокой обработки, безотвального рыхления;
2. Снижение темпов минерализации гумуса в почве, которое может быть достигнуто по тем же направлениям, так как замена вспашки на поверхностную обработку и безотвальное рыхление устраняет чрезмерную рыхлость почвы;
3. Применение дополнительных агротехнических и биологических мер борьбы с сорняками, не допускающих заметного увеличения засоренности посевов сельскохозяйственных культур по сравнению с фоном традиционной отвальной обработки;
4. Увеличение в севооборотах доли сельскохозяйственных культур со стержневой корневой системой, которое будет способствовать биологическому разрыхлению почвы на глубину значительно большую, чем при механической обработке почвы;
5. Создание оптимальных условий для развития и жизнедеятельности в почве полезных животных (червей и др.) путем заделки в верхнюю часть пахотного слоя возможно максимального количества растительных остатков;
6. Повышение водоудерживающих свойств почвы, устранение эрозионных и дефляционных процессов;
7. Разработка ресурсосберегающих систем обработки почв под промежуточные культуры, в особенности, при использовании их на зеленое удобрение;
8. Уменьшение числа проходов почвообрабатывающих, посевных и иных агрегатов по полям позволит в значительной мере снизить локальное уплотнение почвы движителями энергонасыщенных средств и почвообрабатывающих машин;
9. Обеспечение для сельскохозяйственных культур оптимальных условий роста и развития во все фенологические фазы с тем, чтобы у них нормально развивалась корневая система, надземная вегетативная части и, в особенности, генеративные органы (Мальцев, Шмаль, Сорокин и др., 2005).
Традиционный прием основной обработки почвы - вспашка плугами с предплужниками и с оборотом пласта. Как показали результаты исследований и производственный опыт, она далеко не всегда дает положительные результаты в сравнении с безотвальным рыхлением и поверхностной обработкой (табл. 2).
Однако отвергать вспашку полностью, по нашему мнению, нельзя. Неоспоримо доказано многочисленными исследованиями, что при продолжительном применении безотвального рыхления и поверхностной обработки отмечается заметная дифференциация пахотного слоя по плодородию, что уменьшает зону активной деятельности корневых систем сельскохозяйственных культур, а это нежелательно. Дифференциация пахотного слоя по плодородию проявляется через определенный промежуток времени (10-15 лет), связанный с ежегодным использованием приемов обработки почвы без оборота пласта.
Отсюда напрашивается вывод, имеющий большое практическое значение, что вспашку все же следует периодически применять - один раз в одну, две ротации севооборота в зависимости от числа полей. За этот период времени в нижней части пахотного слоя будет протекать также полезный процесс - постепенная потеря семенами сорняков всхожести и жизнеспособности. Это тоже очень важно, так как вынесенная наверх нижняя часть пахотного слоя при обороте пласта не так сильно будет засорена семенами и вегетативными органами размножения.
При ежегодной безотвальной, в том числе и поверхностной обработке, возможно в первые годы увеличение засоренности посевов. Однако это явление будет носить временный характер и касается главным образом увеличения количества многолетних сорняков - пырея ползучего, осота полевого и др. Поэтому в переходный период от вспашки к безотвальной обработке необходимо предусмотреть применение на части площадей (25-30 %) высокоэффективных экологически безопасных гербицидов в период после уборки ряда предшественников. К числу таких гербицидов прежде всего следует отнести раундап и ураган.
Минимальная обработка почвы под зерновые культуры требует высокой культуры земледелия (Бараев, 1988; Земледелие, 2000). Одним из основных основоположников минимализации обработки почвы был И.Е. Овсинский (2004). Продолжали начатое им дело Н.М. Тулайков и Т.С. Мальцев (Кирюшин, электронный ресурс). Оценка минимализации обработки почвы различными исследователями неоднозначна. Так, В.И. Кирюшин (электронный ресурс) пишет: «...Драма первых двух первопроходцев, не воспринятых современниками, связана с трудностями и тонкостями преодоления засоренности посевов при мелкой обработке почвы. Учитывая их опыт, Т.С. Мальцев синтезировал систему земледелия, элементы которой обеспечивали преодоление засоренности посевов, усиливающейся при замене вспашки дискованием и глубокой безотвальной обработкой. Это прежде всего чистый пар и оптимально поздние сроки посева, позволяющие сократить засоренность с помощью предпосевных обработок. В дальнейшем Т.С. Мальцев был вынужден дополнить свою систему применением гербицидов, без которых не всегда удавалось справляться с сорняками, даже при высокой культуре земледелия». Однако, в этой же работе он признает, что возможности минимизации почвообработки зависят от биологических особенностей растений и их требований к сложению почвы. Под пшеницу, рожь, ячмень, овес, по мнению В.И. Кирюшина, возможны мелкие обработки или нулевые.
Достаточно детальная оценка сравнительной эффективности вспашки в сравнении с другими приемами основной обработки дана в работах А.И. Пупо-нина (1984), А.А. Платунова (1997), В.А. Арнта (2000), В.Е. Шевченко, В.А. Федотова (2000), С.К. Мингалева (2004). Неоднозначные результаты исследований имеются и по минимализации основной обработки почвы, выполненные в Брянской ГСХА (Ториков, 1996; Косьянчук, 1999; Мальцев, Шмаль, Сорокин и др., 2005).
Биология и технология возделывания предшественника, гранулометрический состав почвы и тип засоренности являются определяющими факторами применения под эти культуры соответствующих систем обработки почвы.
После зернобобовых, капустных и однолетних трав основная обработка проводится по типу полупара: лущение - зяблевая вспашка - заделка борозд — 2-3 культивации зяби. Ввиду поздней уборки пропашных культур схема основной обработки упрощается и с осени в нее включается три приема: дискование - вспашка — заделка разъемных борозд. Система обработки пласта многолетних трав имеет свои особенности. После проведения второго укоса включает вспашку плугом с предплужником и дисковыми ножами — заделку разъемных борозд — 1 -2 дискования зяби.
Так как яровые зерновые культуры высеваются в самые ранние сроки, то предпосевная обработка включает лишь два приема — раннее весеннее боронование и предпосевную культивацию в 1-2 следа.
Особенности обработки почвы под кормовые бобы в сравнении с мятли-ковыми состоят в следующем:
при основной обработке почвы следует обеспечить разрыхление слоя почвы на большую глубину с тем, чтобы стержневая корневая система получила мощное развитие;
предпосевная обработка почвы выполняется также на большую глубину, так как семена кормовых бобов более крупные и требуют глубокой заделки (7-8 см на легких почвах и 4-6 см на тяжелых) (Посыпанов, Долгодворов, Жеруков и др., 2006);
необходимо тщательное выравнивание поверхности поля с целью обеспечения качественной уборки на низком срезе вследствие ярусного прикрепления бобов;
система обработки почвы (основная и предпосевная) должна быть направлена на максимальное уничтожение сорняков.
Сорный компонент агрофитоценоза в зависимости от технологии возделывания
По обобщенным данным в России посевов сельскохозяйственных культур, свободных от сорняков, практически нет. Степень засорения большей части полей средняя и сильная (Груздев, 1988; Захаренко, 2007; Казаков, 2007).
Ущерб, причиняемый сорняками культурным растениям, зависит от агротехники возделывания и уровня их засорения, так как культурные растения не одинаково устойчивы к сорнякам. Например, при среднем уровне засоренности потери урожая озимой пшеницы составляют 20%, озимой ржи - 10, ярового ячменя - 25, кукурузы - 30, сахарной свеклы -15, картофеля -10 и многолетних трав - 30% (Захаренко, Мартыненко, 1984).
В последние годы, вследствие заметного снижения обеспеченности сельских товаропроизводителей пестицидами и другими материально - техническими средствами интенсификации земледелия, наблюдается тенденция к ухудшению общего фитосанитарного состояния агроландшафтов (Москаленко, 2002).
В условиях приоритетного развития биологизации земледелия особое значение придают механической обработке почвы как важнейшему звену системы агротехнических мероприятий (Пупонин, Захаренко, 1998).
Увеличение засоренности посевов сельскохозяйственных культур при применении плоскорезной обработки отмечали А.Г. Таскаева, Г.Ф. Тараторина (1982); В.Е. Стотченко, А.Н. Краевский, И.А. Гриценко (1985); Г.Ф. Тараторина, А.С. Тараторин (1987), И.А. Пабат, А.И. Горбатенко, В.Г. Нестерец (1987) и Н.Х. Грабак, А.А. Бей, Н.Ф. Дзюбинский (1987) и многие другие исследователи в различных зонах страны.
П.И. Картамышев, Н.Ф. Гончаров, И.М. Ремезюк (1986) в своих исследованиях не находили различий по уровню засоренности между вспашкой и почвозащитными приемами обработки почвы. П.М. Кузнецов (1981) отмечал снижение засоренности посевов зерновых на фоне плоскорезной обработки по сравнению с отвальной вспашкой.
Замена вспашки систематической мелкой и безотвальными обработками ведет к увеличению многолетних сорняков (Гулидова, 1999). Масса сорняков в вариантах с отвальной обработкой почвы была в 1,5-2 раза меньше, чем в вариантах с безотвальной (двукратное дискование) (Драганская, Куриленко., 1998). За период ротации севооборота наименьшая засоренность в некоторых опытах отмечена при отвальной обработке, а применение безотвальной обработки и дискования способствовало повышению засоренности посевов (Воронова, 1990; Матюшин , Таланов, 1993). Системы нулевой и поверхностной обработки почвы приводят к увеличению доли корневищных и корнеотпрысковых сорняков. При минимализации обработки почвы одной из причин увеличения доли корнеотпрысковых сорняков является интенсивное отрастание их побегов в послеуборочный период, что позволяет им сформировать дополнительный запас вегетативных зачатков в пахотном слое почвы (Пупонин, Захаренко, Карабаев, 1999).
Большинство исследователей приходит к выводу, что при замене отвальной обработки поверхностной увеличивается засоренность посевов (Спиридонов, 1963; Ермаков, 1982; Ефимова, 1982; Старовойтов, Полеченкова, 1984; Фа-стюков, 1986; Кузнецов, Морозов, 1985; Салама, 1990; Кафарена, Пронько, Соснин, 1998; Перфильев, 1998).
Опыты, проведенные за последние годы показывают, что наибольший эффект в борьбе с сорной растительностью дает рациональное использование отвальной, безотвальной и минимальной обработки почвы (Воронин, Майстренко , Еремина, Майстренко, 1992; Шпаков, Ахметов, 1997; Гулидова, 1998; Пупопин, Захаренко, 1998; Сдобников, Шеацоп , Ерошенко, 1998; Ивкина, 2001; Максютов, Кре-мер, 2001). Применение только одного способа основной обработки почвы в севообороте приводит к увеличению сорняков.
При повышении доз минеральных удобрений масса сорняков увеличивается в 2-3 раза. По данным МСХА в культурах сплошного сева (многолетние травы, озимые, яровые, однолетние травы) при повышенных дозах удобрений (Баздырев, 1990) снижение урожая от сорняков наблюдалось на уровне до 30-50%, на пропашных культурах - от 25 до 75%. Для уничтожения сорняков здесь требуется систематическое применение гербицидов, что небезопасно с экологической точки зрения.
По данным РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева, при общем выносе питательных элементов многолетними однодольными сорняками 350-500 кг/га NPK на долю выноса корневищными сорными растениями приходится 250-300 кг/га (Симонов, Трушин, Елышн, 1987).
Анализ научной литературы показывает как отрицательное, так и положительное действие на сорные растения минеральных удобрений.
По данным Г.И. Баздырева (1993) применение удобрений увеличивало засоренность посевов на 25-30%, а сухую массу сорняков на 50-75 % в сравнении с контролем.
В опытах Э.И. Буряковой и Л.В. Ильиной (1992); Е.М. Ивкиной (2001); В.И. Смирновой, М.А. Кащеева, Е.В. Чебыкиной (2001); P.M. Гафурова (2002) применение удобрений также способствовало увеличению численности и массы сорных растений, особенно малолетних.
С другой стороны, как свидетельствуют данные других авторов удобрения являются эффективным средством регулирования питательного режима почвы, усиления конкурентоспособности культур, и, как следствие, они способствуют подавлению сорняков (Туликов, Сугробов, 1988).
Из зерновых культур лучше подавляет сорняки озимая рожь. Яровые зерновые имеют разную конкурентную способность подавлять сорняки. В условиях Кировской области лучшей конкурентной способностью отличается овес. По данным Б.П. Мальцева (1970-1971 гг.) под овсом сорняков было в 1,5 раза меньше, чем под яровой пшеницей. Однако в засушливое лето 1972 года влаголюбивый овес был сильно засорен (333-506 шт./м2 сорняков), т.к. находился в угнетенном состоянии. Поэтому в такие годы при минимальной обработке почвы целесообразно периодическое применение гербицидов для уничтожения сорняков. В опытах НПО «Подмосковье» в 1988-1994 гг. отмечено повышение засоренности посевов при минимальных обработках почвы. В 1993-1994 годах в варианте с нулевой обработкой в посевах овса количество сорняков составило 48-176 шт./м2. Через 3 недели после обработки глифосатом погибло 96-98% многолетних сорняков. Сделан вывод о том, что в условиях Нечерноземной зоны применение прямого посева следует ограничивать несколькими годами, после чего целесообразно провести вспашку с заделкой минеральных удобрений (Шептухов, Галкина, Нестерова, 1995).
Нами были проведены исследования засоренности на контрастных фонах химизации (интенсивная технология 1 и биологическая технология) на фоне вспашки. Результаты представлены в таблицах 26-28.
Наиболее засоренной культурой в интенсивных технологиях за исследуемые годы перед обработкой гербицидом были кормовые бобы (229 шт./м2). Однако у кормовых бобов отмечается иная реакция на биологическую технологию, нежели у других яровых культур. У них перед обработкой гербицидом отмечалось меньшее количество сорняков в биологической технологии по сравнению с интенсивной 1 (206 шт. против 229 шт./м2). Сырая и сухая масса были сопоставимы по культурам и определялись в большей мере количеством сорняков.
На посевах кормовых бобов количество сорняков через месяц после обработки не определялось. По остальным изучаемым культурам информация представлена в таблице 27.
Урожайность и адаптивность сортов ячменя и овса
Сорт Гонар (сорт-стандарт в этот период исследований) проявил не большую, а в ряде случаев меньшую урожайность в условиях Брянского ГСУ в 2003 году, а по сравнению с некоторыми сортами (Данута, Турингия, Филадельфия, Эльф, Атаман) и в 2002 году. В остальные же годы сорт Гонар был высокоурожайным. Особенно большие отклонения наблюдались в 2001 году по всем сортам, выращиваемых в этот период. По сортам Московский 2 и Hyp отмечалось значительное превышение над урожайностью сорта Гонар в 2004 году (-10,9 и -11,7 ц/га соответственно). В среднем за 6 лет исследований наиболее урожайными сортами ячменя, выращиваемых на Брянском ГСУ были Гонар (42,2 ц/га), Данута (46,6 ц/га); самыми низкоурожайными были сорта Визит (37,8 ц/га) и Московский 3 (36,9 ц/га).
В 2005 году урожайность сортов ячменя, выращиваемых на Выгоничском ГСУ (рис. 42), достоверно отличалась от стандартного сорта Атаман: Hyp (+3,8 ц/га), Раушан (+2,9 ц/га), Эльф (+4,9 ц/га), Владимир (-3,6 ц/га), Гонар (+1,8 ц/га). В 2006 году достоверные отличия зафиксированы по сортам: Московский 3 (+6,5 ц/га), Эльф (+7,2 ц/га), Беатрис (+9,5 ц/га), Владимир (-5,8 ц/га), Малз (+6,0 ц/га), Мауриция (+9,2 ц/га). В 2007 году существенные различия по сравнению со стандартным сортом имели сорта: Hyp (-5,7 ц/га), Эбсон (-4,9 ц/га), Прима Белоруссии (-5,2 ц/га), Белана (+6,9 ц/га), Джейби Мальтазия (+3,9 ц/га). В 2008 году выращивалось наибольшее количество сортов ячменя, но существенные отличия были зафиксированы лишь по некоторым сортам: Hyp (-11,8 ц/га), Эбсон (-7,6 ц/га), Гонар (-8,0 ц/га), Данута (-6,8 ц/га), Мауриция (-5,4 ц/га), Класс (-7,9 ц/га). Таким образом, наиболее урожайными сортами ячменя, выращиваемыми в 2005-2008 гг. на Выгоничском ГСУ были сорта Беатрис (46,3 ц/га в среднем за 4 года), Раушан (41,9 ц/га), Эльф (41,8 ц/га). Самую низкую урожайность за 4 года исследований имели сорта Hyp (37,0 ц/га), Владимир (37,0 ц/га), Данута (35,4 ц/га), Прима Белоруссии (36,3 ц/га).
Урожайность сорта Гонар была по отношению к другим сортам ячменя, участвующим в испытании сортов в этот период, разнонаправленной (рис. 43). Наивысшей урожайностью в этот период на Дуброском ГСУ характеризовались сорта Московский 3 (47,2 ц/га, 2003 год), Раушан (44,6 ц/га, 2003 год). В среднем за пять лет исследований наибольшую урожайность показали эти же сорта -Раушан (36,7 ц/га), Московский 3 — 34,9 ц/га, наименьшей урожайностью характеризовались сорта Визит (30,9 ц/га) и Прима Белоруссии (29,3 ц/га).
Урожайность стандартного сорта Атаман во второй период исследований (2004-2008 гг.) была в основном выше по сравнению с другими сортами ячменя, выращиваемыми на Дубровском ГСУ, лишь в 2008 году по сравнению с сортами Эбсон, Прима Белоруссии, Малз, Джейби Мальтазия, Белана отмечалось уменьшение урожайности стандартного сорта (рис. 44). Наибольшую урожайность в исследуемый период имели сорта Атаман (36,1 ц/га), Раушан (35,0 ц/га), наименьшей урожайностью характеризовались сорта Hyp (31,4 ц/га) и Прометей (31,2 ц/га).
Данные по урожайности сортов ячменя в соответствующие периоды на Стародубском ГСУ приведены на рисунках 45-46.
Пониженную урожайность по сравнению с сортом Гонар имели сорта Зазерский 85, Московский 2, Московский 3, очень сильное снижение урожайности отмечалось по сортам Прима Белоруссии (-26,8 ц/га) и Раушан (-26,7 ц/га) в 2004 году, однако в 2003 году все сорта имели не меньшую, а сорта Данута, Hyp, Прима Белоруссии, Раушан, Эльф — большую урожайность по сравнению с сортом Гонар (рис. 45). За 1999-2003 гг. наибольшую урожайность имели сорта Эльф (45,2 ц/га), Гонар (43,2 ц/га), Московский 2 (42,4 ц/га); наименьшая средняя урожайность была получена по сорту Московский 3 (36,0 ц/га).
На Стародубском ГСУ сорт Атаман преимущественно имел наибольшую урожайность среди сравниваемых сортов (рис. 46). В 2007-2008 гг. только сорта Белана и Джейби Мальтазия имели большую урожайность (на 2,5-5,9 и 3,9-11,2 ц/га соответственно). В этот период самым урожайным сортом был сорт Атаман (36,2 ц/га); наименьшая урожайность за 5 лет наблюдалась у сортов Прометей (31,9 ц/га), Прима Белоруссии (31,4 ц/га).
На опытном поле Брянской ГСХА в исследуемых севооборотах выращивался один сорт ячменя — Эльф. Сравним урожайность этого сорта с урожайностыо других сортов, возделываемых на госсортоучастках Брянской области (табл. 70).
В разные годы исследуемые сорта имели как существенные, так и несущественные различия по сравнению с сортом Эльф. Так, в 1999 году была достоверно ниже урожайность по сравнению с сортом Эльф была у сортов Московский 3 (-2,5 ц/га) и Прима Белоруссии (-3,5 ц/га), а достоверно выше — у сорта Раушан (+2,9 ц/га). В 2000 и 2001 гг. достоверную прибавку урожайности по сравнению с сортом Эльф демонстрировал сорт Гонар (+7,8 и +6,1 ц/га соответственно). В 2001 году также достоверно отличалась урожайность сорта Визит (-4,6 ц/га) и Hyp (+4,8 ц/га). Наибольшее количество отклонений было зафиксировано в 2002 году. Практически все сорта, кроме Дануты, Турингии и Филадельфии отличались по урожайности от сорта Эльф, причем сорт Эльф в этом году превосходил по урожайности все остальные испытываемые сорта. В 2003 году наблюдалась прямо противоположная картина — у всех сортов, обеспечивающих достоверное изменение урожайности, отмечалась прибавка урожайности по сравнению с сортом Эльф; недостоверными отличия в этом году по урожайности по сравнению с сортом Эльф имели сорта Гонар, Зазерский 85, Московский 3, Турингия и Филадельфия.
В 2004 году на Брянском ГСУ только сорта Московский 3 и Hyp имели достоверные отличия по сравнению с сортом Эльф; сорт Эльф превосходил их по урожайности на 8,9 и 9,7 ц/га соответственно. В среднем же за 6 лет исследований наиболее значительные изменения урожайности по сравнению с сортом Эльф имели сорта Московский 3(-3,1 ц/га) и Филадельфия (+4,5 ц/га); также значительно превышал по урожайности сорт Эльф сорт Данута, испытываемый в течение 4 лет (+6,7 ц/га).
Критерий оценки по Дубровскому ГСУ (табл. 71) ниже, чем по Брянскому (табл. 70), поэтому здесь сорта имели в основном достоверные различия по сравнению с сортом Эльф. Несущественными были различия по сортам Гонар и Раушан в 1999 году, Зазерский 85, Московский 2, Прима Белоруссии в 2001 году, Данута в 2002 и 2003 годах. В 2003 году также несущественные различия имел сорт Прима Белоруссии. В среднем же за пять лет исследований наиболее существенные отклонения в урожайности сортов по сравнению с сортом Эльф прослеживались по сортам Аннабель (+5,2 ц/га), Hyp (+4,8 ц/га), Турингия (+6,1 ц/га), Филадельфия (+3,9 ц/га) и Прима Белоруссии (-4,4 ц/га).
Урожайность ячменя, возделываемого на Стародубском ГСУ, в основном в значительной степени отличалась от урожайности сорта Эльф (табл. 72), возделываемого там же. Несущественными были различия по сортам Зазерский в 1999 и 2000 годах, Московский 3 в 1999 г., Гонар в 2000 и 2001 годах, Раушан в 2000, 2001 и 2003 годах, Данута в 2001-2003 гг., Московский 2 в 2001 году, Hyp в 2001 и в 2003 году. В среднем за 5 лет исследований наибольшие отклонения имели сорта Зазерский 85 (-5,2 ц/га), Московский 3 (-9,2 ц/га), Прима Белоруссии (-6,5 ц/га), Раушан (-5,4 ц/га).
Яровая пшеница
Наши исследования по содержанию макроэлементов в зерне различных сортов яровой пшеницы отражены в таблице 139 и на рисунке 65. Нами сравнивались сорта Ирень, Иволга, Дарья и Бонпен. Все сорта сравнивались с сортом Ирень, содержание элементов питания в котором было принято за 100%.
Зерно сорта Ирень имело достоверно больше фосфора по сравнению с сортами Иволга и Дарья (на 13,8 и 17,2%). По содержанию кальция сорт Ирень обеденен; наибольшее содержание этого элемента отмечалось в зерне сорта Бонпен (сорт Ирень содержал на 33,3% меньше, чем сорт Бонпен) и Иволга (на 29,6%). Сорт Бонпен был наиболее богат магнием (в зерне сорта Ирень на 11,1% этого элемента меньше). Содержание натрия в сортах Иволга и Дарья по сравнению с сортом Ирень было достоверно выше (16 мг/кг — сорт Ирень, 19-20 мг/кг — Иволга и Дарья). Сорт Ирень больше других аккумулирует серу, наименьшее ее количество накапливается в сорте Дарья (сорт Ирень содержит на 25,3% больше серы), а содержание железа в сорте Ирень было наименьшим. Гораздо больше его содержалось в зерне сортов Бонпен (содержание в зерне сорта Ирень было на 48,7% ниже) и Дарья (на 84,6%). При этом необходимо отметить, что в сортах Дарья и Бонпен содержание железа было выше ПДК (Временные гигиенические нормативы.., 1982), хотя по классификации D.C. Adriano (1986) было в пределах нормативных параметров.
Результаты исследований по микроэлементарному составу сортов яровой пшеницы приведены в таблице 140 и рисунке 66.
Не все микроэлементы на основании предоставленных данных АСИЦ ВНИИ минерального сырья можно достоверно проанализировать. Например, содержание хрома 2 мг/кг, но насколько меньше — неизвестно. Такая же картина складывается по бору, ванадию, селену, германию. Содержание микроэлементов в сильной мере зависело от сорта яровой пшеницы. Сорт Иволга содержал достоверно меньше других сортов молибден; больше всего этого элемента содержали сорта Дарья (1 мг/кг) и Бонпен (1,3 мг/кг). Содержание меди изменялось не так линейно. Сорт Ирень содержал на 22,6% больше меди в зерне по сравнению с сортом Иволга, но меньше по сравнению с сортом Дарья (на 29,0%) и Бонпен (на 87,1%). Зерно сорта Бонпен в целом характеризовалось большим накоплением микроэлементов.
В нем были отмечены наибольшие концентрации молибдена, кобальта, цинка, лития и марганца и повышенная по сравнению с сортом Ирень — никеля. Значительно больше содержание цинка отмечалось в зерне сорта Иволга по сравнению с сортом Ирень (14 и 19 мг/л соответственно). Наибольшее содержание никеля было обнаружено в зерне сорта Иволга (0,7 мг/кг), что превышало ПДК этого элемента в зерне (0,5 мг/кг). Содержание кремния в сорте Ирень было наименьшим, а содержание марганца — наибольшим, исключая сорт Бонпен; меньше всего марганца содержалось в сорте Иволга (сорт Ирень содержал на 33,3% больше).
Результаты определения содержания токсичных элементов в зерне яровой пшеницы приведены в таблице 141 и рисунке 67.
Наибольшее содержание алюминия (78 мг/кг) наблюдалось в сорте Дарья. Согласно Временных гигиенических нормативов (1982) оно значительно превышало ПДК для зерна. Больше всего кадмия концентрировалось в зерне сорта Иволга (в сорте Лада на 95% меньше этого элемента), также большое содержание этого элемента отмечалось в сортах Ирень и Бонпен. Во всех сортах наблюдается превышение ПДК по этому элементу. Мышьяк и ртуть не имеют точных абсолютных значений, поэтому их содержание можно оценить лишь как непревышающее ПДК. Наименьшее содержание свинца отмечалось в зерне сорта Ирень, но насколько оно ниже по сравнению с другими сортами — неизвестно; наибольшая же его концентрация отмечается в сорте Дарья (0,05 мг/кг), что, однако, не превышает ПДК.
Таким образом, сорт Ирень характеризовался наибольшим содержанием фосфора и серы, сорт Иволга — большим содержанием кальция, натрия и железа, сорт Дарья — наибольшим содержанием натрия и железа, сорт Бонпен — наибольшим содержанием кальция и большим содержанием железа. Концентратором алюминия является сорт Дарья (его содержание превышает ПДК), кадмия — Иволга, Ирень, Бониен, Дарья (в порядке снижения) (также по этим сортам отмечается превышение ПДК по кадмию).
Похожие диссертации на Экспериментально-теоретическое обоснование технологий возделывания яровых зерновых культур и кормовых бобов в юго-западной части Центрального региона России при биологизации земледелия
-
-
-
