Содержание к диссертации
Введение
1 Формирование урожая и качества зерна озимого ячменя в зависимости от технологий выращивания (обзор литературы) 9
1.1 Отзывчивость озимого ячменя на удобрения 9
1.2 Взаимосвязь обработки почвы и продуктивности озимого ячменя 18
1.3 Зависимость продуктивности и фитосанитарного состояния озимого ячменя от средств защиты растений 25
2 Условия и методика проведения исследований 34
2.1 Почвенно-климатические условия 34
2.2 Схема и методика исследований 36
2.3 Агротехника в опыте 39
2.4 Метеорологические условия в годы исследований 42
3 Влияние технологий выращивания на рост и развитие озимого ячменя (результаты исследований) 47
3.1 Фенологические наблюдения и продолжительность межфазных периодов 47
3.2 Изменение густоты стояния, высоты и кустистости растений озимого ячменя в зависимости от технологии выращивания 52
3.3 Формирование ассимиляционной поверхности озимого ячменя 65
3.4 Накопление сухого вещества растениями озимого ячменя 69
4 Фитосанитарное состояние посевов 73
4.1 Засоренность посевов озимого ячменя 73
4.2 Влияние технологий возделывания на поражения болезнями озимого ячменя 77
4.3 Влияние технологии возделывания на заселённость вредителями озимого ячменя 85
5 Продуктивность и качество зерна озимого ячменя в зависимости от технологии выращивания 89
5.1 Урожайность растений озимого ячменя 89
5.2 Структура урожая 93
5.3 Качество зерна 98
6 Эффективность применения изучаемых факторов 102
6.1 Энергетическая оценка 102
6.2Экономическая эффективность 105
Заключение 108
Рекомендации производству 111
Список литературы 112
Приложения 113
- Взаимосвязь обработки почвы и продуктивности озимого ячменя
- Фенологические наблюдения и продолжительность межфазных периодов
- Влияние технологий возделывания на поражения болезнями озимого ячменя
- Структура урожая
Введение к работе
Актуальность темы. Озимый ячмень – ценная зернофуражная
культура. На Северном Кавказе он является одной из продуктивных зерновых культур (Репко Н. В.,2013, Шевцов В. М, 2010, Кузнецова Т. Е., Серкин Н. В.,2006). Сложная экономическая ситуация, сложившаяся в сельскохозяйственном производстве, диктует поиск путей снижения затрат и более эффективного использования имеющихся ресурсов. Одним из направлений в решении этой задачи является адаптация существующих технологий к конкретным условиям производства с учетом особенностей роста и развития растений в каждой почвенно-климатической зоне и введением в производство новых сортов.
Цель и задачи исследований. Исследования были проведены с целью определения прогрессивных технологий выращивания озимого ячменя с наиболее рациональным сочетанием элементов (удобрений, средств защиты растений, обработки почвы) для увеличения продуктивности и качества зерна озимого ячменя нового сорта Гордей в условиях Западного Предкавказья.
В задачу исследований входило:
выявить зависимость между прогрессивными элементами технологий выращивания и ростовыми процессами растений озимого ячменя сорта Гордей;
изучить степень влияния изучаемых в опыте технологий на засорённость посевов сорными растениями и поражаемость болезнями и вредителями озимого ячменя;
определить взаимосвязь между влиянием уровня плодородия почвы, норм удобрений, средств защиты растений, системой обработки почвы и урожайностью, содержанием протеина в зерне озимого ячменя;
провести оценку эффективности с точки зрения экономики и биоэнергетики приведённых в опыте технологий выращивания нового сорта озимого ячменя Гордей.
Научная новизна исследований заключается в том, что в
многофакторном мониторинговом опыте на выщелоченном черноземе Западного Предкавказья изучено комплексное влияние системы удобрения, различных средств защиты растений от сорняков, вредителей и болезней на рост, развитие, продуктивность и качество зерна нового сорта озимого ячменя Гордей при применении разных систем обработки почвы.
Теоретическая и практическая значимость работы. Проведенные
нами исследования дают возможность предложить хозяйствам, расположенным
в равнинном агроландшафте центральной зоны Краснодарского края, разные
варианты чередования основных элементов технологий выращивания озимого
ячменя, которые будут способствовать получению экологически и
экономически оправданного уровня урожайности озимого ячменя сорта
Гордей, выращиваемого по предшествующей культуре – озимая пшеница.
Выводы, полученные из результатов исследований, включены в рекомендации
по выращиванию этой культуры и могут послужить научной основой для
поддержания экологической стабильности агроландшафта, сохранения
почвенного плодородия на производстве, получения экономически
обоснованного и биологически полноценного урожая озимого ячменя.
Степень достоверности и апробация результатов исследований.
Достоверность полученных результатов подтверждается определённым
количеством наблюдений, анализов и учетов в полевом стационарном опыте, а
также критериями статистической оценки и экономической эффективности
оценки экспериментальных данных. Данные первичной документации
отвечают требованиям, предъявляемым к регистрации научных результатов и
соответствуют представленной научной работе. Основные положения
диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение
специалистов на заседаниях кафедры растениеводства Кубанского
государственного агарного университета (2013–2015гг.); научных
конференциях агрономического факультета Кубанского государственного
аграрного университета в 2013–2016 гг., VII Международной научно-
практической конференции (Невинномысск 2014 г.), Международной
конференции, посвященной 50-летию факультета агрохимии и почвоведения
КубГАУ (Краснодар, 2014 г.), IX Всероссийской конференции молодых
ученых, посвященной 75-летию В.М.Шевцова (Краснодар, 2015 г), Х
Международной научно-практической конференции (Чебоксары 2016 г.)
Методология и методы исследований. При разработке, планировании и проведении исследований использовались различные источники информации, такие, как научные статьи, монографии, книги производственной тематики и другие материалы под редакцией российских и зарубежных исследователей. В процессе проведения исследований применялся системный подход. Методы планирования и проведения опытов, лабораторные исследования вошли в теоретико-методологическую основу исследований.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
степень зависимости роста, развития и продуктивности озимого ячменя сорта Гордей от технологий выращивания;
засорённость посевов и поражение болезнями в зависимости от технологии выращивания;
— экономическая и биоэнергетическая оценка эффективности
выращивания озимого ячменя в зависимости от применяемых технологий
возделывания.
Публикации. Основные результаты и положения диссертационной
работы опубликованы в 12 научных статьях, в том числе 3 статьи – в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ.
Личный вклад соискателя. Разработка плана научных исследований, закладка полевых опытов, учеты и наблюдения, статистическая и экономическая оценка данных, их анализ, описание, публикация результатов исследований, оформление заключения и рекомендаций производству проводились лично соискателем.
Структура и объем диссертации. Диссертация выполнена на 182 страницах машинописного текста и включает в себя введение, 6 глав, заключение, рекомендации производству, список литературы, который включает в себя 175 источников, в том числе 37– иностранных авторов, содержит 12 рисунков, 21 таблицу в тексте и 45 – в приложениях.
Автор выражает большую благодарность докторам с.-х. наук,
профессорам Н. Г. Малюге, Н. Н. Нещадиму, преподавателям и научным сотрудникам кафедры растениеводства за помощь в разработке темы, закладке опыта, ценные советы и замечания.
Взаимосвязь обработки почвы и продуктивности озимого ячменя
Способы улучшения систем основной обработки почвы, проблемы уменьшения энергетических затрат, степень приспособленности разных способов обработки почвы к условиям конкретной среды, накопление и сохранение продуктивной влаги, оптимизации фитосанитарного состояния посевов и уменьшение засорённости, агрофизических и агрохимических показателей почвы остаются одними из актуальных задач в области земледелия [32].
Вспашка почвы - это основная обработка, которая является одним из самых энергоёмких и длительных по срокам исполнения приёмов в технологии выращивания, и в неполной мере соответствует требованиям максимального накопления влаги, сохранения влаги, сбережения энергии, а также отвечает требованиям наиболее безвредного воздействия на окружающую среду и почву [21].
Применение оптимальной комбинации глубоких, классических и поверхностных обработок, способы улучшения систем основной обработки почвы, проблем в ротации это одна из главных энергосберегающих мер [98,117].
На сегодняшний день множество сельскохозяйственных культур выращиваются по технологии Noill на площади более чем 100 млн. га в самых разных условиях климата и почвы [20,155].
Технология Noill приобретает все большую востребованность по причине того, что основана на принципе сбережения ресурсов – почвенно-климатических, материальных, энергетических и трудовых. Главная суть данной технологии – полное отсутствие обработки почвы и создание мульчирующего слоя из растительных остатков на ее поверхности, что защищает от эрозии почвы, предотвращает ее от перегрева в период засухи и от переохлаждения в экстремальных зимних условиях, способствует уменьшению испарения влаги, восстанавливает плодородный слой. Переход к Noill технологиии невозможно осуществить по шаблону, он не прост и реализуется в течение длительного времени [19,139, 149,173].
Опытами, проведёнными Чувашской ГСХА, учёты продуктивности зерна озимой пшеницы выявлено, что в севообороте (зернопаропропашном) смена традиционной системы обработки почвы на смешанные не способствовала снижению продуктивности данной культуры. Минимальная система обработки почвы уменьшила продуктивность зерна на 0,32 т/ га. В зерносидерально-пропашном севообороте максимальная продуктивность озимой пшеницы была получена при традиционной системе обработки – 4,92 т/ га. При минимальной системе обработки урожай зерна с 1 га уменьшился при сравнивании с классической на 0,33 т/ га. В общем, смена отвальной вспашки на минимальную обработку и комбинированные системы с применением безотвальных приёмов не способствовали уменьшению получения зерна с 1 га [21].
В основе любой технологии лежит система взаимодействия элементов земледелия с факторами внешней среды. Рациональное решение задач производства, подразумевает определённые технологические решения, которые направлены на сбережение энергии и ресурсов. В настоящее время многие технологии включают минимализацию основной обработки почвы, обеспечивающую оптимальные агрофизические свойства почвы для вегетации растений, эффективную аккумуляцию осадков, увеличение продуктивного использования влаги в зонах недостаточного и неустойчивого увлажнения[50,51,74,103,113,137].
По данным опыта КНИИСХ в 2007-2010 гг., применение в севообороте под пропашные культуры чизельной мульчирующей и смешанной системы обработки почвы привело к получению урожайности культур, возделываемых в опыте, при применении вспашки (озимый ячмень 6,0 т/га, озимая пшеница 5,9 т/га, подсолнечника 2,9 т/га, кукуруза на зерно 4,8-5,0 т/га, сои 2,1-2,2 т/га). Применение мелкой мульчирующей обработки снизило продуктивность озимых культур на 0,3-0,5 т/га, а минимальной мульчирующей возделываемых культур в опыте на 0,2-0,7 т/га[49].
Из исследований, проведённых на базе КНИИСХ следует, что самый доступный и малозатратный способ увеличения плодородия почвы – постепенный переход на систему мульчирующей минимальной и нулевой обработки при использовании биологических природных факторов (промежуточных фитомелиоративных культур) [18,86].
Результаты исследований ВНИИЗиЗПЭ показали, что использование систематической нулевой обработки почвы с минеральными удобрениями в первой ротации 5-польного севооборота обеспечило почти одинаковую продуктивность севооборота, как и отвальная разноглубинная обработка. Но это равенство сохранилось только в первой ротации. Уже во второй недобор урожая по нулевой обработке составлял 43 ц/га зерн.ед.
Подобные данные, позволяющие судить о достоверном снижении урожайности при нулевых и поверхностных обработках под зерновые, зернобобовые и крупяные культуры, отмечаются также в научных публикациях В.М. Кильдюшкина (2010), В.А. Фёдорова (1995) и многих других учёных [125,126].
При использовании минимальных и нулевых обработок важное место приобретает структурное состояние почвы, которое зависит от поступления в неё стабильного органического вещества в виде соломы, сидератов. Академик В.И.Кирюшин считает, что высокую эффективность нулевой технологии можно получить при внесении в почву от 4-6 до 10 т/га растительных остатков [23,53].
В последнее время ресурсосберегающее земледелие в мире получило широкое распространение. При использовании минимальных и нулевых обработок важное место приобретает структурное состояние почвы, которое зависит от поступления в неё стабильного органического вещества в виде соломы, сидератов и так же по системе No-Тill[7].
Площадь, занятая под прямой посев в мире составляет 95 млн.га. основные страны использования прямого посева – Южная Америка (47% сельхозугодий), США и Канада (39,6%), Австралия (9,4%)[11].
В исследованиях, проведённых Nyborg и Malhi, в системе NT нитрат аммония внесли поверхностно, а в системе традиционной обработки тоже поверхностно, но с последующей заделкой в почву. При оставлении пожнивных остатков в обоих вариантах урожайность зерна ячменя была выше при традиционной обработке[144,153].
Этими авторами в 4-х летнем опыте изучалось влияние мочевины, которая была внесена ленточным способом, на урожайность ячменя при использовании различных обработок. Исходя из исследований, внесение низких доз удобрений обеспечило получение меньше урожая и коэффициента использования азота растениями ячменя при нулевой обработке, чем при традиционной обработке, при высоких дозах продуктивность ячменя в системе Noill была выше или такой же, как при традиционной обработке. Применение низких доз азота (до 33 кг/га) в системе Noill с оставлением соломы способствовало низкому усвоению элемента ячменём и низкой урожайности культуры, чем на варианте без соломы[12,130].
Главная проблема при внедрении Noill – засорённость посевов, также из-за изменения видового состава сорной растительности, адаптации сорняков к новым условиям[162]. Исследования показали, что без применения гербицидов увеличение засорённости по Noill идёт быстрее, чем по технологии с механическими обработками почвы. В начале освоения технологий доля сорных растений в общей надземной массе (культура +сорняки) в первом случае достигала 48% в основном за счёт двудольных многолетников, во втором – только 6-7%, но за счёт просовидных сорняков. Высокая доля сорных растений в посевах при технологии Noill говорит о том, что без химического контроля её освоение невозможно в принципе. Следует отметить, что и при технологии возделывания зерновых на основе вспашки и при плоскорезных обработках даже в зернопаровых севооборотах без применения удобрений и гербицидов получить стабильно высокие урожаи тоже проблематично. В опыте благодаря использованию гербицидов, спектр действия которых соответствовал ботаническому составу сорняков в посевах, их доля в общей надземной массе фитоценоза при обеих технологиях существенно сокращалась - до 3-5 % при пороге вредоносности 10%[19].
Фенологические наблюдения и продолжительность межфазных периодов
Основной признак адаптации озимого ячменя это продолжительность периода вегетации, благодаря которому можно определить возможность возделывания конкретного сорта в том или ином регионе. Для каждой почвенно-климатической зоны имеется своя определённая длина вегетационного периода сельскохозяйственных культур [119].
Длительность вегетационного периода озимого ячменя имеет влияние, как на урожайность зерна, так и на его качество. Озимый ячмень - одна из самых раннеспелых из всех зернофуражных культур, что даёт ему возможность избежать неблагоприятного воздействия засух и суховеев. На продолжительность периода вегетации в значительной степени оказывают влияние внешние факторы[148]. Условия засухи, особенно длительной, приводят к снижению числа колосков и зерен в колосе, массы 1000 зерен и приводят к формированию щуплого зерна, что в значительной степени способствует снижению продуктивности [6,56]. По мнению В.В. Глуховцева (2001,2003) по фазе колошения можно точно определить уровень спелости сортов озимого ячменя[24,25].
В среднем за три года исследований, проводимых в опыте, вегетационный период длился 245-247 дней, а без зимнего покоя 151-154 дня. На варианте с экологически допустимой технологией на вспашке вегетационный период затянулся на 1 день, это аналогично на варианте с интенсивной технологией (приложение 9, рисунок 3).
Следовательно, из всего изложенного можно сделать вывод, что длительность межфазных периодов оставалась близкой к оптимальной для данного сорта и условий произрастания.
Вода и тепло – важные условия для прорастания семян озимого ячменя. У озимого ячменя появление всходов зависит от влажности почвы осеннего периода, потому что температурный режим в это время благоприятен для прорастания семян. По причине сухости почвы, при посеве по непаровым предшественникам, длительность этой фазы может изменяться от 10 до 35 дней и больше [119].
Период вегетации озимого ячменя в 2012-2013 с.-х. годах 242-249 дней, а без зимнего покоя 153-155 дней. Посев озимого ячменя в 2012 году проводился 3 октября, а всходы появились через 9-13 дней после посева, при чем несколько большей эта продолжительность была на вариантах при прямом посеве (13 дней). Условия для посева складывались благоприятные, поскольку в сумме за месяц осадков выпало 44мм, что незначительно меньше нормы на 5 мм или 11 %, а средняя за месяц температура воздуха составила 16,90С, что больше нормы на 5,30С или 46 %. Длительность периода от появления всходов до фазы осеннего кущения была по всем вариантам опыта 13 дней, а от кущения до конца осенней вегетации – 20 дней.
Вегетационный период озимого ячменя в 2013-2014 годe по вариантам опыта изменялся в пределах 237-246 дней, а без зимнего покоя – 142-151 дней. Посев озимого ячменя в 2013 году проводился 11 октября, а всходы появились через 10-14 дней после посева, при чем на 4 дня длительней фаза всходов была на вариантах нулевой обработки почвы. Условия для посева складывались благоприятные, поскольку в сумме за месяц осадков выпало 50мм, что больше нормы на 1 мм, а средняя за месяц температура воздуха составила 11,30С, что больше нормы на 0,30С.Продолжительность периода от появления всходов до фазы осеннего кущения составила по всем вариантам опыта 20 дней, а от кущения до конца осенней вегетации – 10 дней.
Вегетационный период озимого ячменя в 2014-2015 с.-х.годе составил 251-252 дня, а без состояния зимнего покоя 157-158 дней. Посев озимого ячменя в 2014 году проводился 2 октября, а всходы появились через 18-21 дней после посева, при чем несколько (на 3 дня) большей эта продолжительность была на вариантах нулевой обработки почвы. Условия для посева складывались удовлетворительные. Так, в первой декаде октября температура воздуха составила 12,50С, что больше нормы на 1,60С, а вот осадков было недостаточно, так как их выпало в третьей декаде сентября 5 мм, а в первой декаде октября их не было, а далее во второй декаде октября количество их составило 51 мм. Продолжительность периода от появления всходов до фазы осеннего кущения составила по всем вариантам опыта на вспашке 15 дней, при нулевой обработке почвы – 16 дней, а от кущения до конца осенней вегетации при обоих способах обработки почвы – 14 дней.
Для озимого ячменя фаза «кущение» - это самая ответственная, так как от этого зависит благополучная зимовка. В фазе кущения образуются колосковые бугорки, из которых формируются колоски. Во время формирования зачаточного колоса все питательные вещества и влага направлены на образование элементов цветка. Последующие условия даже самые благоприятные при высокой агротехнике уже не будут способствовать увеличению количества зёрен в колосе [108].
Развитие озимого ячменя в период осенней вегетации 2012 года напрямую имело зависимость от погодных условий. Количество выпавших осадков в ноябре месяце было на 20 мм (53 %) меньше среднемноголетних показателей, а средняя температура воздуха за месяц была выше среднемноголетней на 3,20С (63 %) и растения озимого ячменя закончили осеннюю вегетацию 15-20 ноября. Количество выпавших осадков в ноябре 2013 года было на 22 мм (61 %) меньше среднемноголетних показателей, а среднемесячная температура воздуха была выше среднемноголетней на 3,90С (76 %), что позволило растениям удовлетворительно раскуститься, образуя в среднем по вариантам опыта от 2,8 до 4,2 побегов на одно растение, что привело к окончанию осенней вегетации 21-25 ноября. Количество осадков, выпавших в ноябре месяце 2014, было на 51 мм (в 4 раза) меньше среднемноголетних показателей, а среднемесячная температура воздуха была ниже среднемноголетней на 1,30С и растения озимого ячменя завершили осеннюю вегетацию 18-22 ноября.
Период зимнего покоя в 2012-2013 гг. длился по вариантам опыта 89-94 дня, причем быстрее всего он прошел на вариантах прямого посева (89 дней), в 2013-2014 гг. длился по вариантам опыта 95 дней независимо от вариантов опыта, в 2014-2015 гг. длился по вариантам опыта 94 дня независимо от вариантов опыта.
Продолжительность межфазного периода кущение-выход в трубку 2013 составила 43-47 дней, а выход в трубку-колошение равнялся 23-24 дня. Период колошение-молочная спелость в 2013 году составлял по опыту 21 день. Среднесуточная температура воздуха была выше среднемноголетней, а осадков в этот период практически не было. Период молочная-восковая спелость прошел за 11-12 дней, температура воздуха в третьей декаде мая была 23,10С, что больше нормы на 4,90С (29 %), а осадков выпало всего лишь 2 мм. Длительность периода восковая-полная спелость составляла 7-9 дней. Среднесуточная температура воздуха в первой декаде июня была на уровне среднемноголетней (20,70С против 20,40С по норме), а вот осадков выпало много (48 мм), что явилось причиной поздней уборки.
Период колошение-молочная спелость в 2014 году составлял по опыту 24-26 дней. Среднесуточная температура воздуха была выше среднемноголетней на 3,3 0С, а осадков в этот период выпало 45 мм при норме 60 мм. Период молочная-восковая спелость прошел за 10 дней. При этом, температура воздуха в третьей декаде мая-первой декаде июня была 22,50С, а осадков выпало 37 мм. Продолжительность периода восковая-полная спелость составляла 5-6 дней. При этом, среднесуточная температура воздуха в этот период была на уровне среднемноголетней 21,40С, а вот осадков выпало 58 мм, что привело к полеганию посевов и затрудняло уборку.
В период колошение-молочная спелость в 2015 году составлял по опыту 23-25 дня. Среднесуточная температура воздуха была выше среднемноголетней на 1,1 0С, а осадков в этот период выпало 68 мм при норме 69 мм. Период молочная-восковая спелость прошел за 10 дней. При этом, температура воздуха в третьей декаде мая-первой декаде июня была 22,20С, а осадков выпало 52 мм. Продолжительность периода восковая-полная спелость составляла 5 дней, в этот период осадков выпало 57 мм, что привело к полеганию посевов и к поздней уборке.
Следует отметить, что особое влияние на длительность межфазных периодов оказали погодные условия в годы проведения исследований, улучшение технологий выращивания практически не изменило длительность межфазных периодов.
Влияние технологий возделывания на поражения болезнями озимого ячменя
Потери урожая из-за вредоносных патогенов составляют 10–15 %, при эфипитотиях до 50 %[65,66,82,119]. По данным статистики потери урожайности озимого ячменя от болезней во всем мире составляют 7,8 %[89,111,112,119]. В нашей стране каждый год потери зерна по причине поражения болезнями составляют от 8,5 до 29,1 млн. тонн зерна[105,119,]. Итого зафиксировано сверх 30 инфекционных заболеваний ячменя, порог вредоносности которых имеет различную степень и зависит от ареала распространения, климатических, сортовых и технологических особенностей выращивания культуры.
За 2013-2015 годы исследований, в итоге фитопатологического обследования был определён состав видов патогенного комплекса микозов озимого ячменя. Возбудителями корневых гнилей явились грибы Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem. и виды рода Fusarium, листовых болезней -Drechslera teres (Saccardo) Shoemaker, Blumeria graminis DC. И Puccinia hordei G.H. Otth.
В течение фазы кущения озимый ячмень в различной степени был поражён корневыми гнилями. В условиях 2013 г. на распространение корневых гнилей озимого ячменя имели влияние, помимо изучаемых факторов и приемов возделывания, погодные условия, которые сложились в зимний и ранний весенний периоды (по причине низких температур на фоне изобилия влаги в почве способствовали возникновению ледяной корки на поверхности почвы), что содействовало более максимальному распространению корневых гнилей в посевах (таблица 10).
Частота встречаемости грибов рода Fusarium достигала 95-96 %, в остальных случаях изолировался гриб B. Sorokiniana. Максимальное распространение корневых гнилей было отмечено на вариантах с экстенсивной технологией (000) в 2013 составило 31%,в 2014–16,0% , в 2015–10,9% в среднем за 2013–2015 годы – 19%.
В вариантах, где применялась интенсивная технология (333), поражение растений корневыми гнилями в среднем за годы исследований было в 1,9 раз меньше, чем с экстенсивной технологией. Внесение одних только минеральных удобрений в вариантах с поверхностной вспашкой (020) в среднем на 34 % снижало распространение корневых гнилей. Не прослежено сдерживающего влияния навоза (200) на поражение озимого ячменя корневыми гнилями. В комплексе плодородие и минеральное питание (220, 222) уменьшили распространение корневых гнилей на 40 % по сравнению с экстенсивной технологией (000). Следует отметить, что прослежена обратная связь между интенсификацией приёмов возделывания и механическими повреждениями в результате действия мороза – у более развитых растений повреждения оказались сильнее.
В вариантах с нулевой обработкой почвы растения озимого ячменя сразу после зимнего периода были менее развитыми, чем на вариантах со вспашкой (таблица 11).
Проведённые учёты на распространение корневых гнилей, выявили что значительное поражение растений корневыми гнилями отмечено в варианте без применения удобрений (000), распространение составило 41%.
Применение минеральных удобрений способствовало уменьшению распространения корневых гнилей озимого ячменя во всех вариантах. При этом минимальное распространение отмечено в вариантах с применением высоких доз удобрений (033) и составило 12 %.
Мучнистая роса – одна из наиболее вредоносных болезней озимого ячменя, при сильном развитии которой могут быть поражены стебли, колосовые чешуйки, ости, листья и листовые влагалища. Данное заболевание больше всего вредоносно на ранних стадиях развития, возбудитель при помощи гаусторий высасывает питательные вещества листа и вызывает преждевременное их отмирание. При среднем поражении растений урожай зерна уменьшается на 30–35 % [64,66,115,119].
Мучнистая роса (возбудитель – Erisiphe graminis D.C.) значительный вред наносит в регионах с избыточным увлажнением, так как она развивается в широких пределах влажности – от 10 до 100 %, наиболее оптимальной для ее проявления является 96–99 % [64,66,67,119,142,151].
Карликовая ржавчина ячменя, которая вызывается грибом Puccinia hordei Otth.- это является облигатный паразит, который характерен узкой филогенетической специализацией и привязанностью к определенной культуре. Этим грибом поражаются все надземные части растений: листья, листовые влагалища, стебли, ости, чешуйки, которые покрываются ржаво бурыми или черными уединиями или телиопустулами и предстваляют скопление спор, прикрытых эпидермисом или выходящих через его разрывы [27,88,89]. Карликовая ржавчина является одним из важных листовых болезней во множестве регионов выращивания ячменя, и так же в Европе [27,150,165], Северной Америке [27,158,170], странах Ближнего Востока [27,141], Новой Зеландии [27,161], Австралии [27,167,168] и Северной Африке [27,169,175]. В Центральной Европе карликовая ржавчина занимает 2 место после мучнистой росы среди наиболее часто встречаемых болезней ячменя [27,152,156,157]. Потери зерна озимого ячменя могут составлять 30 % и более на восприимчивых сортах [27,158,174], в среднем, они обычно колеблятся от 10 до 25 % [27,156,157,163].
Возбудитель карликовой ржавчины Puccinia hordei Otth на ячмене распространен в большинстве регионов России [26,119]. Заражение ячменя имеет возможность развиваться в достаточно широком температурном интервале от 10 до 25 0С. При высоких температурах и низкой влажности почвы патоген очень быстро теряет свою жизнеспособность [66,119]. Из года в год от ржавчины теряется 15–25%, а у восприимчивых сортов до 50% урожая [119,164].
В 2012-2013 вегетационном периоде признаки мучнистой росы были отмечены еще в осенний период, который оказался тёплым и затяжным, среднесуточная температура октября и ноября месяцев соответственно составила 16,4 и 8,1С, что на 4,9 и 2,3 С выше многолетних показателей. Первая декада декабря также оказалась аномально тёплой, среднесуточная температура составила 8,7С, этот показатель на 3,0 С выше нормы. Первые заморозки начались только во второй декаде декабря. Таким образом, сложившиеся погодные условия осеннего периода способствовали не только активной вегетации озимого ячменя, но и заражению его возбудителями болезней. В результате в зимовку растения ушли инфицированные возбудителями мучнистой росы. После обильных осадков в марте месяце, их выпало около 190 % от нормы, апрель и май месяцы оказались тёплыми, но очень засушливыми, осадков в эти месяцы соответственно выпало 24 и 52 % от нормы. В мае месяце в дневное время температуры воздуха стали подниматься выше 32С, а у гриба B. Graminis верхним температурным пределом развития является 30 С. Высокие температуры мая месяца стали сдерживающим фактором для развития мучнистой росы, заболевание не получило сильного развития. Карликовая ржавчина, возбудителем которой является микромицет P. Hordei, в условиях 2013 г. появилась в третьей декаде мая.
Структура урожая
Продуктивность конкретного сорта имеет зависимость от области выращивания и условий внешней среды и формируется при наиболее благоприятных условиях возделывания, а также при оптимальных показателях элементов структуры урожая[99].
Продуктивность растения озимого ячменя включает произведение количества продуктивных стеблей, среднего числа зерен в 1 колосе и массы 1 зерна. Продуктивная кустистость включает количество вторичных продуктивных развитых побегов[34,99].
Основными элементами, которые определяют урожай, являются уборочная густота стояния растений и продуктивная кустистость, определяющую густоту продуктивного стеблестоя[72,79].
В основу высоких урожаев озимого ячменя включают два важных показателя – оптимальное число растений на единице площади, превышение которой ведёт к уменьшению продуктивности и хорошее развитие продуктивных стеблей каждого растения [73,79].
Продуктивная кустистость имеет большую зависимость от конкретных погодных условий года и от сортовых особенностей. Низкая густота продуктивного стеблестоя не компенсируется исходя от максимальной продуктивности каждого колоса. Главным условием достижения высокого урожая является получения оптимального стеблестоя [99,101].
Анализируя полученные данные, за 2013–2015 гг., можно сказать, что максимальный показатель количества продуктивных стеблей был отмечен на варианте с использованием интенсивной технологии на вспашке и составлял 539 шт./м2 , что на 132 шт./м2 (32%) больше, чем на контроле(000). Разница между беспестицидной(111) и экологически допустимой технологиями(222) и контролем составила 80 шт./м2(20%) и 122 шт./м2(30%).
Анализируя количество продуктивных стеблей на вариантах с чередованием среднего показателя плодородия почвы, системы удобрений и химической защиты от сорных растений можно сделать заключение, что минимальный показатель был отмечен на варианте 002 и составлял 435 шт./м2, что больше на 7% по сравнению с контролем, на вариантах 020, 022,200, и 202 этот показатель был больше контроля на 24%,26%,18% и 21%. Максимальное число продуктивных стеблей составляло 520 шт./м2 на варианте 220.На вариантах без обработки почвы с экстенсивной технологией количество продуктивных стеблей составило 338 шт./м2, что на 69 шт./м2 (20%) меньше, чем на вспашке. По мере совершенствования технологии этот показатель увеличивался, достигая максимума на варианте 033– 535 шт./м2 .
Продуктивность озимых культур зависит от количества зерен в колосе. Основное влияние на озернённость колоса имеют биологические особенности сорта, площадь питания, обеспеченность влагой, уровень агротехники, светообеспеченность [55,99].
Количество зёрен в колосе, по вариантам опыта менялось от 44 шт. на варианте 000 до 53 шт. на варианте 333 со вспашкой. Такое число зёрен способствовало получению оптимальной урожайности озимого ячменя сорта Гордей.
На вариантах без обработки почвы число зёрен было минимальным на варианте контроля (000) – 25 шт., совершенствование технологий возделывания способствовало увеличению данного показателя на вариантах 011 на 11шт.(44%), 022 на 19 шт.(76%), 033 на 22 шт.(88%).
Масса 1000 зерен – важнейший показатель продуктивности, отражающий количество вещества, которое содержится в зерне, его крупность и считается индикатором качества семенного материала, который учитывается при расчёте нормы высева, в значительной мере определяет всхожесть и жизнеспособность[99].
В целом данный показатель варьировал по вариантам от 35,4 г до 39 г. Так же можно сказать, что совершенствование технологий способствовало увеличению данного показателя. Минимальные значения были отмечены на варианте контроля(000) как на вспашке(36,2г), так и без обработки почвы(35,4г).
Масса зерна с колоса так же варьировала согласно улучшениям технологий возделывания. На варианте контроля(000) без обработки почвы составил 0,73 г, что 80% меньше по сравнению с аналогичным вариантом на поверхностной вспашке. Максимальное значение на варианте 033 было 1,28 г, что на 19% меньше, по сравнению со вспашкой. На вариантах с чередованием плодородия почвы, систем удобрений и защиты растений, данный показатель менялся от 1,37(002), что близко к значению контроля до 1,46 (022).
Что касается биологической урожайности, то этот показатель также менялся согласно изменению плодородия почвы, системы удобрений, защиты растений. На варианте с экстенсивной технологией на вспашке этот показатель составил 551,1 г/м2, далее с улучшением технологии возделывания биологическая урожайность увеличилась до 826 г/м2 на варианте с интенсивной технологией(333). Биологическая урожайность на вариантах без обработки почвы на контроле составила 246,5 г/м2, что на 304,5 г(123%) меньше чем на вспашке. Разница контроля с вариантами 011,022 и 033 составила 48%,150% и 278%(таблица 18).
Различие между вариантами на вспашке и нулевой обработке составила: между 111 и 011- 81%, 222 и 022 – 25%, 333 и 033 – 20%, следовательно, можно так же сделать заключение, что применение обработки почвы способствует увеличению продуктивности озимого ячменя сорта Гордей.
Опираясь на полученные данные из математической обработки данных, можно сказать, что на количество продуктивных стеблей имели особое влияние система удобрения(35,8%) и обработка почвы (27%); на величину колоса имела сильное влияние система удобрения(44,6%), но как показывает коэффициент корреляции(0,75), величина колоса не находилась в тесной зависимости от технологии возделывания. Число зёрен в колосе находилось в зависимости от системы удобрения(доля влияния 28%) и системы основной обработки почвы(доля влияния – 32,8%)(приложение 40).
На массу 1000семян имела влияние система удобрения(45,4%), коэффициент регрессии имеет отрицательное значение, это можно объяснить тем, что система обработки почвы не имела значительного влияния на данный показатель, а скорее способствовало его уменьшению. Система удобрения и система обработки почвы имела влияние на массу зерна с колоса(22% и 47%) и биологическую урожайность(32,9% и 41,5%), система обработки почвы наиболее интенсивно влияла на биологическую урожайность озимого ячменя.
Наличие тесной зависимости от технологий возделывания показывает коэффициент корреляции, который варьировал от 0,88 до 0,93.
Сравнивая элементы структуры урожая по годам, можно отметить, что максимальные показатели были получены в 2014-2015 сельскохозяйственном годе. Так на варианте контроля на вспашке биологическая урожайность составила в 2014-2015 году 610,5 г, что 7% больше, чем в 2012-2013 году и на 30%, чем в 2013-2014 году. Аналогичная тенденция просматривается на всех показателях и по всем вариантам. Следовательно, условия 2014-2015 года оказали благоприятное влияния на величину элементов структуры урожая (приложение 39).
Из приведённых исследований можно заключить, что на формирование структуры урожая наиболее сильно влияли система удобрений и система обработки почвы. Погодные условия также имели немаловажное значение.
Совершенствование технологий возделывания увеличило значения показателей элементов структуры урожая, что в последствие привело к получению высокого урожая озимого ячменя сорта Гордей.