Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Формирование урожая и качества зерна озимой пшеницы (обзор литературы) 8
1.1. Особенности роста и развития озимой пшеницы 8
1.2. Фотосинтетическая продуктивность растений озимой пше ницы 11
1.3. Качество зерна озимой пшеницы 17
ГЛАВА 2 Условия, объекты и методы исследований 21
2.1. Почвенно-климатическая характеристика зон проведения исследований 21
2.1.1. Почвы 21
2.1.2. Климатические условия 22
2.2. Общие условия проведения исследований 27
2.2.1. Объекты исследований 27
2.2.2. Схема опыта 28
2.2.3. Технология возделывания озимой пшеницы на опытных участках 29
2.3. Методы проведения исследований 30
ГЛАВА 3 Особенности роста и развития растений озимой пшеницы в зависимости от зоны возделывания 34
3.1. Водный режим посевов 34
3.2. Устойчивость растений озимой пшеницы к низким температурам 36
3.3. Рост и развитие растений озимой пшеницы 40
ГЛАВА 4 Особенности фотосинтетической продуктивности растений озимой пшеницы в зависимости от зоны возделывания 47
4.1. Площадь ассимиляционной поверхности 47
4.2. Содержание хлорофилла 53
4.3. Чистая продуктивность фотосинтеза 59
4.4. Влияние поздних некорневых азотных подкормок на фотосинтетическую продуктивность посевов озимой пшеницы 64
4.5. Особенности использования азота растениями озимой пшеницы для формирования урожая зерна в Западном и Центральном Предкавказье 72
4.6. Поздние некорневые азотные подкормки и реутилизация азота из органов растений озимой пшеницы 80
4.7. Продуктивность посевов озимой пшеницы в условиях Западного и Центрального Предкавказья 85
4.8. Качество зерна озимой пшеницы в условиях Западного и Центрального Предкавказья 99
4.9. Влияние поздних некорневых азотных подкормок на урожай и качество зерна озимой пшеницы 103
4.10. Экономическая эффективность производства зерна озимой пшеницы в условиях Западного и Центрального Предкав-
казья 108
Выводы 113
Рекомендации к производству 115
Литература
- Фотосинтетическая продуктивность растений озимой пше ницы
- Общие условия проведения исследований
- Устойчивость растений озимой пшеницы к низким температурам
- Влияние поздних некорневых азотных подкормок на фотосинтетическую продуктивность посевов озимой пшеницы
Введение к работе
Актуальность темы. Основной зерновой культурой Северного Кавказа является озимая пшеница, продуктивность которой определяется с одной стороны генотипом, а с другой – условиями выращивания (Ковтун В.И., 2002; Гра-бовец А.И., Фоменко М.А., 2007; Chand R., Garg S., Pandey L. 2009). Поэтому, научно-обоснованное совершенствование агротехнических приемов, направленное на повышение урожая зерна, должно учитывать, как генотипические характеристики используемых сортов, так и почвенно-климатические особенности зоны возделывания.
Зерновое производство, как и все сельское хозяйство, находится в большой зависимости от складывающихся погодных условий. Анализ климатических изменений в основных сельскохозяйственных зонах Ставропольского края за последние десятилетия свидетельствует о стабильном росте среднегодовой температуры и влагообеспеченности региона. За период 2000-2005гг. среднегодовая температура воздуха увеличилась на 11,2%, а влагообеспеченность на 15,9% (Годунова Е.И. с соавт., 2011). Однако, существующие технологии возделывания озимой пшеницы, при всех их достоинствах, в меняющихся условиях не в состоянии обеспечивать получение достаточно высоких урожаев зерна, при этом существенно повысить устойчивость и эффективность его производства.
Следовательно, для ускорения адаптивности зернового хозяйства необходимы исследования по выявлению особенностей роста, развития, формирования урожая зерна и его качества растений озимой пшеницы в различных зонах Северного Кавказа. Актуальность таких работ заключается еще и в том, что в связи с улучшением климатических характеристик территории Ставропольского края, сравнительный анализ продукционного процесса этой культуры с данными, полученными в зоне с более благоприятными условиями увлажнения и температуры, позволяет наряду с научным обоснованием совершенствования технологии возделывания, определить пути развития зернового производства, а так же дает возможность использовать полученные результаты в селекционном процессе при создании новых адаптивных и продуктивных сортов, с высокими показателями качества зерна.
Цель исследований: установить влияние почвенно-климатических условий различных зон Северного Кавказа на особенности роста и развития, формирования урожая и качества зерна озимой пшеницы для разработки элементов технологии, позволяющих оптимизировать продукционный процесс этой культуры.
Задачи исследований:
-
Выявить особенности роста и развития растений озимой пшеницы в условиях Западного и Центрального Предкавказья;
-
Изучить влияние почвенно-климатических условий выращивания на фотосинтетическую продуктивность растений озимой пшеницы;
3. Определить особенности накопления и перераспределения азотистых ве
ществ у растений озимой пшеницы в условиях Западного и Центрального
Предкавказья;
4. Установить влияние почвенно-климатических условий на урожай и каче
ство зерна растений озимой пшеницы различных сортов.
Научная новизна результатов исследований. Впервые проведен сравнительный анализ особенностей формирования урожая и качества зерна посевов озимой пшеницы в условиях Западного и Центрального Предкавказья. Установлена взаимосвязь между почвенно-климатическими условиями зоны возделывания и перераспределением азотистых веществ при формировании урожая зерна. Выявлены особенности влияния поздних некорневых азотных подкормок на фотосинтетическую продуктивность растений озимой пшеницы при выращивании их в различных зонах Северного Кавказа. Дана сравнительная оценка экономической эффективности производства зерна озимой пшеницы в условиях Западного и Центрального Предкавказья.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Выращивание растений озимой пшеницы в условиях Западного Предкавказья позволяет формировать посевы с поверхностным фотосинтетическим потенциалом на 38,5%, а хлорофилльным фотосинтетическим потенциалом на 48,9% больше, чем в условия Центрального Предкавказья, что определяет получение более высоких урожаев зерна (в среднем на 9,8 ц/га).
-
В условиях Западного Предкавказья 55,6% азота, накопленного в урожае зерна озимой пшеницы, поступает из почвы в генеративный период, а в условиях Центрального Предкавказья этот показатель составляет всего 32,3%.
-
Экономическая эффективность производства зерна озимой пшеницы в условиях Западного Предкавказья выше, чем в условиях Центрального Предкавказья. Использование поздней некорневой азотной подкормки экономически оправдано, как в условиях Западного, так и в условиях Центрального Предкавказья, при условии, когда запасы продуктивной влаги метрового слоя почвы в фазе колошения составляют не менее 90 мм. Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследований
вносят определенный вклад в общую теорию фотосинтетической продуктивности растений. Особенности роста, развития, формирования урожая и качества зерна озимой пшеницы в условиях Западного и Центрального Предкавказья служат теоретическим обоснованием совершенствования технологии возделывания этой культуры для повышения продуктивности, адаптивности и эффективности производства зерна в меняющихся условиях. Установленные закономерности дают возможность использования полученных результатов при селекции озимой пшеницы.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и получили положительную оценку на заседаниях Ученого совета Ставропольского НИИСХ, международной научно-методической конференции «Методы изуче-4
ния продукционного процесса растений и фитоценозов» (Нальчик, 2009), международной научно-практической конференции, дня поля и ярмарки сортов «Роль генетических ресурсов и селекционных достижений в обеспечении динамического развития сельскохозяйственного производства» (Орел, 2009), Региональной научно-практической конференции «Научное обеспечение агропромышленного комплекса Юга России» (Майкоп, 2013). Данные диссертационного исследования были использованы в «Рекомендациях по научно обоснованному уходу за посевами озимой пшеницы для повышения урожайности зерна и его качества» (Ставрополь, 2014).
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ. Из них 2 в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, предложений к производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 167 страницах печатного текста, включает 26 таблиц и 30 рисунков. Список использованной литературы состоит из 157 источников, в том числе 31 на иностранных языках.
Личное участие автора состоит в разработке программы и методики исследований, определении их цели и задач, закладке полевых опытов в центральной зоне Краснодарского края и в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края (Западное и Центральное Предкавказье), проведении полевых и лабораторных анализов, обработке и обобщении полученных данных, что позволило сформулировать выводы диссертационной работы и предложения производству.
Фотосинтетическая продуктивность растений озимой пше ницы
Установить влияние почвенно-климатических условий на урожай и качество зерна растений озимой пшеницы различных сортов. Научная новизна. Впервые проведен сравнительный анализ осо бенностей формирования урожая и качества зерна посевов озимой пше ницы в условиях Западного и Центрального Предкавказья. Установлена взаимосвязь между почвенно-климатическими условиями зоны возделы вания и перераспределением азотистых веществ при формировании урожая зерна. Выявлены особенности влияния поздних некорневых азотных подкормок на фотосинтетическую продуктивность растений озимой пшеницы при выращивании их в различных зонах Северного Кавказа. Дана сравнительная оценка экономической эффективности производства зерна озимой пшеницы в условиях Западного и Центрального Предкавказья. На защиту выносятся следующие положения:
1. Выращивание растений озимой пшеницы в условиях Западного Предкавказья позволяет формировать посевы с поверхностным фотосинтетическим потенциалом на 38,5%, а хлорофилльным фотосинтетическим потенциалом на 48,9% больше, чем в условия Центрального Предкавказья, что определяет получение более высоких урожаев зерна (в среднем на 9,8 ц/га).
2. В условиях Западного Предкавказья 55,6% азота, накопленного в урожае зерна озимой пшеницы, поступает из почвы в генеративный период, а в условиях Центрального Предкавказья этот показатель составляет всего 32,3%.
3. Экономическая эффективность производства зерна озимой пшеницы в условиях Западного Предкавказья выше, чем в условиях Центрального Предкавказья. Использование поздней некорневой азотной подкормки экономически оправдано, как в условиях Западного, так и в условиях Центрального Предкавказья, при условии, когда запасы продуктивной влаги метрового слоя почвы в фазе колошения составляют не менее 90 мм.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследований вносят определенный вклад в общую теорию фотосинтетической продуктивности растений. Особенности роста, развития, формирования урожая и качества зерна озимой пшеницы в условиях Западного и Центрального Предкавказья служат теоретическим обоснованием совершенствования технологии возделывания этой культуры для повышения продуктивности, адаптивности и эффективности производства зерна в меняющихся условиях. Установленные закономерности дают возможность использования полученных результатов при селекции озимой пшеницы. Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и получили положительную оценку на заседаниях Ученого совета Ставропольского НИИСХ, международной научно-методической конференции «Методы изучения продукционного процесса растений и фитоцено-зов» (Нальчик, 2009), международной научно-практической конференции, дня поля и ярмарки сортов «Роль генетических ресурсов и селекционных достижений в обеспечении динамического развития сельскохозяйственного производства» (Орел, 2009), Региональной научно-практической конференции «Научное обеспечение агропромышленного комплекса Юго России» (Майкоп, 2013). Данные диссертационного исследования были использованы в «Рекомендациях по научно обоснованному уходу за посевами озимой пшеницы для повышения урожайности зерна и его качества» (Ставрополь, 2014).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ. Из них 2 в изданиях, рекомендованных ВАК. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, предложений по практическому использованию результатов исследований, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 167 страницах печатного текста, включает 26 таблиц и 30 рисунков. Список использованной литературы состоит из 157 источников, в том числе 31 на иностранном языке.
Исследования проводили в соответствии с планом НИР в составе задания 04.05.06 Программы фундаментальных, приоритетных и прикладных направлений по научному обеспечению развития АПК РФ. Номер госрегистрации во ВНТИЦ
Рост и развитие растений определяется его физиологическим состоянием, поэтому знание закономерностей этого процесса является необходимой составляющей при совершенствовании старых, и разработки новых технологических приемов возделывания сельскохозяйственных культур (Шпек Н.П., 1991, Гатаулина Г.Г. и др., 2011). Эффективность применения элементов технологии зависит от времени их проведения. Необходимо, чтобы оно как можно точно совпадало с периодом роста и развития растений, требующего использование этих приемов возделывания. В работе Людмилы Николаевны Петровой с соавторами (1999) приведены данные (рисунок 1) по этапам органогенеза зимой пшеницы и основным элементам технологии выращивания этой культуры в Ставропольском крае. Из рисунка видно, что применение того или иного технологического приема тесно привязано к фазе роста растений. Следует отметить, что необходимость применения элементов технологии зависит не только от степени развития, но и от потребности в них растений (Костин В.И., Исайчев В.А., 2003; Климова Е.В., 2007; Разина А.А.,Корзинников Ю.С., 2008; Глинушкин А.П., 2009; Печенина Т.С., 2013;). Например, при возделывании озимой пшеницы применение азотных подкормок и их дозы определяются с использованием растительной и листовой диагностики, соответственно на IV этапе органогенеза – весеннее кущение, и на VIII этапе органогенеза – колошение (Годунова Е.И. и др. 2013). При этом необходимо учитывать как содержание элементов минерального питания в органах растений, так и их физиологическое состояние, а так же содержание в почве продуктивной влаги.
Общие условия проведения исследований
Важными показателями физиологического состояния и степени развитости посевов озимой пшеницы, особенно в начальный период их роста, являются кустистость и глубина залегания узла кущения (Hauggaard-NielsenH., 1998; ГромовА.А., Щукин В.Б., 2004; Ряховский А.В. и др., 2005; Нурпеисов И.А., 2006; Э.Ф.Тюпаков, 2007; Кривобо-чекВ.Г., КосенкоС.В., 2012;Тибирьков. А.П., 2012). В узле кущения размещаются все части будущего растения, поэтому его повреждение из-за неблагоприятных условий, приводит к полной гибели растения. Если молодое растение теряет листья и даже корни, а узел остается живым, пшеница дает нормальное растение. Большая гибель озимой пшеницы наблюдается, когда узел кущения образовался близко к поверхности почвы (менее 2 см). Слаборазвитые растения даже с глубокой заделкой семян (свыше 8 см) с трудом поправляются после зимнего периода, и их гибель бывает высокой. С другой стороны, при сильном развитии надземных органов растений все физиологические процессы, и особенно дыхание, проходят интенсивнее, что снижает их морозостойкость, и они часто вымерзают даже при сравнительно небольших отрицательных температурах. Анализ данных наблюдений по группам сортов озимой пшеницы с различной зимостойкостью показал, что оптимальной кустистостью перед уходом в зиму является 3-4 побега на растение.
Многочисленные исследования указывают на то, что коэффициент кущения и глубина залегания узла кущения растений озимой пшеницы перед уходом в зиму– это важные показатели, определяющие зимостойкость растений и их способность к перезимовке (FedoulovY.P., 1998;QuarrieS.A.et. al., 1999; KomarovaE.N.et. al., 2000; БалашовВ.В., ЛевкинВ.Н., 2007;Перемечева И.В. и др., 2007; ЕрмаковаН.В., Козлоба-евВ.Н., 2008; КозлобаевВ.В., ЕрмаковаН.В., 2009; Фатуллаев П.У.О., 2009; ПавлюкН.Т., ВоронковН.Н., 2013,).
На степень морозоустойчивости большое влияние оказывают углеводы, образующиеся в узлах кущения растений озимой пшеницы (Карманенко Н.М. и др., 2003; Перемечева И.В. и др., 2007; Воронкова Т.В. и др., 2009;Поморцев А.В. и др., 2012).Влияние сахаров на морозоустойчивость растений многосторонне. Они препятствуют замерзанию внутриклеточной воды, уменьшают количество образующегося льда, защищают белковые соединения от коагуляции. Углеводы образуют гидрофильные связи с белками цитоплазмы, предохраняя их от денатурации, повышают осмотическое давление и снижают температуру замерзания цитозоля. В результате накопления сахаров содержание проч-носвязанной воды увеличивается, а свободной уменьшается. Особое значение имеет защитное влияние сахаров на белки, сосредоточенные в поверхностных мембранах клетки. Сахара увеличивают водоудержива-ющую способность коллоидов протоплазмы клеток.
Таким образом, рост и развитие растений определяют необходимость и время проведения технологических приемов возделывания, физиологическое состояние посевов и их устойчивость к неблагоприятным внешним факторам. К сожалению, в литературе недостаточно данных по изучению влияние почвенно-климатических характеристик на особенности онтогенеза озимой пшеницы, которые позволили бы дать теоретическую основу совершенствования технологии возделывания этой культуры в меняющихся условиях окружающей среды.
Оценка продуктивности растений важна не только как способ прогнозирования урожаев, но и как теоретическая основа совершенствования методов выращивания, а так же выбора пути селекционного процесса при создании васокопродуктивных форм сельскохозяйственных культур. Существует множество способов такой оценки. Наиболее распространенные, в силу своей фундаментальности, изученности и адекватности, связаны с фотосинтезом. Фотосинтетические показатели растений можно разделить на две группы. К первой относятся показатели, которые характеризуют размеры ассимиляционного аппарата на различных уровнях его организации (площадь фотосинтезирующей поверхности, содержание хлорофилла, количество хлоропластов, размеры светособирающего комплекса, количество реакционных центров и т.д.), а ко второй – описывающие скорости фотосинтетических процессов (чистая продуктивность фотосинтеза, интенсивность фотосинтеза, скорость транспорта электронов между фотосистемами, активность сопрягающего фактора, и т.д.).
Схема взаимосвязи основных фотосинтетических показателей, используемых при описании продукционного процесса посевов озимой пшеницы представлена на рисунке 2 (Ерошенко Ф.В., Петрова Л.Н., 2010).
Площадь ассимиляционной поверхностиимеет большое значение для характеристики фотосинтетического аппарата и растения, и посева в целом. В литературе отмечается положительная связь этого показателя с продуктивностью растений различных сельскохозяйственных культур (SilvaE.I.L.et. al., 2002; VanWijkM.T. et. al., 2005; Величка Р. И др., 2007; Куст Г.С. и др., 2008; Мальчиков П.Н., 2009; Смирнова Э.А. и др., 2011; Рахимов М.М., Ниязмухамедова М.Б., 2011). Как величина, так и динамика этого фотосинтетического показателя находится в тесной зависимости от условий выращивания: минерального питания, влагообеспе-ченности, температурного режима, почвенного плодородия и т.д.
Время активного функционирования фотосинтетического аппарата зависит от влияния внешних факторов, поэтому наряду с размерами ассимиляционной поверхности используют поверхностный фотосинтетический потенциал (ПФСП).
Устойчивость растений озимой пшеницы к низким температурам
В фазах трубкование, колошение, налив зерна и полную спелость в листьях озимой пшеницы, выращенной в ЗНУСК, азота было в среднем соответственно на 9,5, 16,4, 19,6 и 42,7% больше, чем в ЦЗКК.
Большее количество общего азота нами отмечено в стеблях растений озимой пшеницы в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края, превышение составляло 24,2-30,0% в зависимости от фазы развития. Для этих почвенно-климатических условий характерно меньшее содержание азота в элементах колоса на VIII и XI этапах органогенеза (на 13,6 и 2,5% соответственно).
В зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края к уборке урожая в зерне растений озимой пшеницы в среднем по сортам накапливается 1,84% азота, а в центральной зоне Краснодарского края – 1,69%, или на 8,6 относительных процентов больше.
Таким образом, в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края в листьях и стеблях растений озимой пшеницы в период вегетации содержится большее количество азота, чем в центральной зоне Краснодарского края, в среднем на 12,9 и 27,6% соответственно. К фазе полной спелости в зерне этих же растений накапливается на 8,6% больше азотистых веществ.
Содержание азота в органах растений озимой пшеницы в период вегетации, является важным фактором, определяющим величину и качество будущего урожая. Азотистые вещества, накопленные в общей биомассе, повторно используются растением (реутилизация) для синтеза запасных белков в зерновках. Наши исследования показали (таблица 16 и 17), что как в центральной зоне Краснодарского края, так и в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края, в среднем по сортам максимальное количество азотистых соединений повторно используется из листьев – 88,1 и 87,0% соответственно. Для нелистовых органов наблюдается различные закономерности. Так, если для центральной зоны Краснодарского края характерно большее значение реутилизации азота из элементов колоса (63,1%), чем из стеблей (43,7%), то для зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края наблюдается обратная зависимость (44,7 и 55,0% из элементов колоса и стеблей соответственно). В центральной зоне Краснодарского края, равно как и в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края, максимальное количество азотистых веществ из листьев повторно используется растением сорта Дея – 90,8 и 90,4% соответственно.
Минимальное значение реутилизации азота из этого органа в ЦЗКК отмечено у сорта Краснодарская 99 (85,4%), а в ЗНУСК у сорта Дон 95 (83,2%). Аналогичные сортовые различия в центральной зоне Краснодарского края нами наблюдались для нелистовых органов. В зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края максимальное количество азота стеблей повторно используется растением сорта Донская юбилейная (59,0%), а элементов колоса – Дон 95 (52,6%).
Наши расчеты свидетельствуют о том, что в Центральной зоне Краснодарского края и в зоне неустойчивого увлажнения Ставрополь 78 ского края реутилизация азота из всего растения в среднем по сортам определяется практически равными величинами – 60,8% и 63,7% соответственно. Количество же азотистых веществ на побег, накопленных растениями к фазе колошения в ЗНУСК на 49,3% больше, чем в ЦЗКК. Одной из причин таких различий может служить, так называемое «ростовое разбавление», так как биомасса, формируемая растениями озимой пшеницы в центральной зоне Краснодарского края гораздо больше, чем в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края. Тем не менее, количество оставшегося азота в вегетативных органах растений к уборке урожая в ЗНУСК на 37,2% больше, чем в ЦЗКК.
Полученные нами результаты, на наш взгляд, раскрывают некоторые возможные технологические пути повышения урожая и качества зерна озимой пшеницы. Так в центральной зоне Краснодарского края необходимо применять азотные подкормки в более высоких дозах для повышения содержания этого элемента минерального питания в растениях перед репродуктивным периодом. В зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края следует повысить количество реутилизиро-ванного азота из вегетативных органов, например, используя на поздних этапах обработку посевов физиологически активными веществами стероидной природы.
Таким образом, как в центральной зоне Краснодарского края, так и в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края, практически весь азот листьев растениями озимой пшеницы используется повторно – 88,1 и 87,0% в среднем по сортам. Реутилизация азота стеблей в ЦЗКК составляет 32,3-48,7%, а в ЗНУСК – 46,6-59,0%, в зависимости от сорта. Для колосьев эти показатели соответствуют значениям 71,7-56,0% и 39,1-52,6%.
Большой интерес представляют данные по оценке источников азотистых веществ в репродуктивный период растений озимой пшеницы (рисунок 23). Рисунок 23 –Источники азота для формирования урожая зерна растений озимой пшеницы, в среднем за 2006-2009гг.,%
Наши исследования показали, что в центральной зоне Краснодарского края в среднем по сортам 55,6% азота зерна поступило из почвы в генеративный период. Для зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края этот показатель составляет всего 32,3%. В обеих зонах возделывания наименьшее количество азота почвы в зерне отмечено у сорта Дея. Максимальная величина этого показателя в ЦЗКК наблюдалась у сорта Донская юбилейная (59,3%), а в ЗНУСК – Дон 95 (38,0%).
Значительная доля азотистых соединений зерна в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края была реутилизированна из листьев – 29,5%, в то время как в центральной зоне Краснодарского края – всего 17,1%. Азот зерна растений озимой пшеницы, выращенных в ЗНУСК, в среднем на 32,3% состоит из повторно использованного азота стеблей, а в ЦЗКК – более чем в два раза меньше (13,7%).
В наших опытах разница между значениями доли азота элементов колоса в азоте зерна по зонам возделывания была не так значительна как листьев и стеблей. В среднем по сортам она составила 6,6% в пользу центральной зоны Краснодарского края.
Таким образом, наши исследования показали, что в центральной зоне Краснодарского края 55,6% азота, накопленного в урожае зерна поглощен растениями озимой пшеницы из почвы в репродуктивный период. В зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края доля почвенного азота в азоте зерна составляет 32,3%.
Поздние некорневые азотные подкормки и реутилизация азота из органов растений озимой пшеницы Использование поздних некорневых азотных подкормок посевов озимой пшеницы в технологии выращивания позволяет улучшить режим азотного питания на последних этапах роста и развития растений.
Наши исследования показали, что этот технологический прием оказывает большое влияние на процессы реутилизации (рисунок 24). Так если на контрольных вариантах у посевов озимой пшеницы изученных сортов в среднем из листьев растений повторно использовалось 88,1-87,0% азота в зависимости от зоны возделывания, то использование N30на VIII этапе органогенеза снижало этот показатель в не зависимости от почвенно-климатических условий роста и развития. Реутилизация азота из листьев растений в центральной зоне Краснодарского края в наших опытах снизилась на 39,6 относительных %, а в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края – на 19,2%.
Влияние поздних некорневых азотных подкормок на фотосинтетическую продуктивность посевов озимой пшеницы
Таким образом, применение поздних некорневых азотных подкормок способствует увеличению как урожая зерна (на 2,6 и 3,1 ц/га в центральной зоне Краснодарского края и в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края соответственно), так и улучшению его качества (увеличение сырой клейковины в зерне на 1,4 и 2,5 % в ЦЗКК и ЗНУСК соответственно). Применение азотных удобрений в колошение следует проводить при запасах продуктивной влаги метрового слоя почвы в этот период не менее 90 мм.
Экономическая эффективность производства зерна озимой пшеницы в зонах западного и центрального Предкавказья
Расчеты экономической эффективности производства зерна озимой пшеницы производились с использованием программного продукта ARMaBettaD02-11-10, разработанного в отделе информационных технологий Ставропольского НИИСХ.
Преимущество ЦЗКК по рентабельности составляет 24,5% по сравнению с ЗНУСК. Хотя величина общих затрат на 1 га в центральной зоне Краснодарского края несколько больше, чем в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края, что в основном связано с более высоким урожаем зерна, чистый доход с 1 га посевов в этой зоне на 48,8% выше. Для зерноградских сортов характерна максимальная (37,2%) разница рентабельности по зонам. Наибольшую экономическую эффективность в наших опытах показали сорта Северо-Донецкой сельскохозяйственной опытной станции, среди которых выделился сорт Росинка та-расовская, рентабельность которого в центральной зоне Краснодарского края составила 97,7%, а в зоне неустойчивого увлажнения – 78,7%.
Следует отметить, что как в центральной зоне Краснодарского края, так и в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края наибольшую рентабельность показали сорта Северо-Донецкой сельскохозяйственной опытной станции и совместно выведенные сорта Ставропольского НИИСХ и Одесского селекционно-генетического института. Высокая экономическая эффективность производства зерна в ЦЗКК отмечена и у сортов Краснодарского НИИСХ им П.П. Лукьянеко: рентабельность – 74,4%, чистый доход с 1 га – 12417,28 рублей.
В опытах по изучению влияния условий почвенно-климатических зон возделывания на формирование урожая и качества зерна озимой пшеницы различных сортов было получено зерно 2 и 3 класса, но так как рыночная стоимость этих классов составляет одинаковую величину, то при расчете экономической эффективности не были учтены составляющие классности зерна.
Такая же ситуация сложилась и в опытах по изучению эффективности поздних внекорневых азотных подкормок на посевах озимой пшеницы. Применение поздних некорневых азотных подкормок в обеих почвенно-климатических зонах ведет к увеличению общих затрат на производство зерна (таблица 27).
В то же время, прибавка урожая от этого технологического приема позволяет перекрыть своей стоимостью возникшие дополнительные затраты. В конечном итоге, в наших опытах в среднем по сортам наблюдалось некоторое увеличение рентабельности на вариантах с применением поздних некорневых азотных подкормок, по сравнению с контрольными вариантами, при этом чистый доход с 1 гектара в центральной зоне Краснодарского края увеличилась на 6,1%, а в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края на 4,7%.
В центральной зоне Краснодарского края наиболее экономически выгодно использование азотных подкормок в колошение на посевах сорта Краснодарская 99 (увеличение рентабельности составляет 6,1%), а неустойчивого увлажнения Ставропольского края – на посевах сорта Дея (увеличение рентабельности составляет 2,9%). Следует отметить, что применение поздних некорневых азотных подкормок в ЗНУСК на посевах сорта Краснодарская 99 экономически не оправдано.
Таким образом, экономическая эффективность производства зерна озимой пшеницы в Центральной зоне Краснодарского края выше, чем в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края (преимущество по рентабельности составляет 24,5%). В изученных зонах наибольшую рентабельность показали сорта Северо-Донецкой сельскохозяйственной опытной станции и Ставропольского НИИСХ-Одесского СГИ. Использование поздних некорневых азотных подкормок в технологии возделывания озимой пшеницы экономически оправдано как в центральной зоне Краснодарского края, так и в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края.
1. Почвенно-климатические условия Западного Предкавказья позволяют формировать более развитые, с лучшей влагобеспеченностью, но с меньшей общей зимостойкостью, посевы озимой пшеницы, чем Центрального Предкавказья. Вегетативный период в Западном Предкавказье длится на 21 день дольше, чем в Центральном, при этом наблюдается некоторое сокращение генеративного периода (на 1,3 дня). Реакция растений на изменения внешних факторов определяется сортовыми особенностями.
2. Выращивание растений озимой пшеницы в Западном Предкавказье позволяет посевам формировать общую площадь ассимиляционной поверхности в среднем на 21,8%, а поверхностный фотосинтетический потенциал на 38,5% больше, чем в Центральном. При улучшении условий возделывания увеличивается доля стеблей в общем поверхностном фотопотенциале, листьев снижается, а колосьев остается неизменной.
3. В период налива зерна концентрация зеленых пигментов в органах растений озимой пшеницы в Центральном Предкавказье значительно выше, чем в Западном (в листьях на 40,2%, в стеблях – на 22,0%, в колосьях – на 41,4%).В то же время величина хлорофилльного фотосинтетического потенциала посевов озимой пшеницы в Западном Предкавказье в среднем по сортам на 48,9% больше, чем в Центральном.
4. Чистая продуктивность фотосинтеза ассимиляционной поверхности посевов озимой пшеницы различных сортов, в среднем за вегетацию в Западном Предкавказье на 21,1% выше, чем в Центральном. Эффективность работы хлорофилла (чистая продуктивность фотосинтеза в расчете на единицу хлорофилла) по накоплению биомассы посе 114
вом за вегетацию в Центральном Предкавказье в среднем на 14,7% выше, чем в Западном.
5. Растениями озимой пшеницы повторно используется практически весь азот листьев (в среднем по сортам 88,1-87,0%) не зависимо от зоны возделывания. В Западном Предкавказье реутилизация азота из стеблей составляет 32,3-48,7%, а в Центральном – 46,6-59,0%, в зависимости от сорта. Для колосьев эти показатели составляют 71,7-56,0% и 39,1-52,6% соответственно. В Западном Предкавказье 56,3% азота, накопленного в урожае зерна в генеративный период поступает из почвы, а в Центральном – 32,8%.
6. Выращивание озимой пшеницы в Западном Предкавказье позволяет получать урожай общей биомассы на 24,8%, а зерна на 17,0% больше, чем в Центральном, при этом коэффициент хозяйственной эффективности посевов снижается на 6,5%. Почвенно-климатические условия Центрального Предкавказья способствуют формированию зерна с более высокими показателями качества, чем условия Западного Предкавказья. Преимущество по содержанию белка и количеству сырой клейковины составляет 4,1 и 14,2% соответственно.
7. Применение поздних некорневых азотных подкормок способствует увеличению урожая зерна (на 2,6 и 3,1 ц/га в Западном и Центральном Предкавказье соответственно), и улучшает его качество (увеличение сырой клейковины в зерне на 1,4 и 2,5% соответственно). Этот технологический прием следует проводить при запасах продуктивной влаги метрового слоя почвы в колошение не менее 90 мм.
8. Экономическая эффективность производства зерна озимой пшеницы в Западном Предкавказье выше, чем в Центральном (преимущество по рентабельности составляет 24,5%). Использование поздних некорневых азотных подкормок в технологии возделывания озимой пшеницы экономически оправдано, не зависимо от зоны возделывания.
