Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Современное состояние вопроса (обзор литературы) 8
1.1 Реакция зерновых культур на предпосевную обработку семян 8
1.2 Реакция зерновых культур на нормы высева семян 15
Глава 2. Объект, методика и условия проведения исследований 20
2.1 Объект исследований 20
2.2 Методика проведения исследования 20
2.3 Условия проведения опытов 23
2.3.1 Почвенно-климатические условия 23
2.3.2 Метеорологические условия 25
2.3.3 Почвенные условия .27
2.4 Технология возделывания овса в опыте .28
Глава 3 Реакция овса яков на абиотические условия 29
3.1 Урожайность и ее структура 29
Глава 4 Реакция овса яков на предпосевную обработку семян и нормы высева 35
4.1 Урожайность и ее структура 35
4.2 Сопутствующие наблюдения и исследования 56
4.2.1 Фотосинтетическая деятельность 56
4.2.2 Засоренность посевов .60
4.2.3 Пораженность растений овса красно-бурой пятнистостью 62
4.2.4 Качество зерна и семян в урожае .63
4.2.5 Биохимический состав зерна и соломы 67
Глава 5 Энергетическая, экономическая оценки, производственные испытания 73
5.1 Энергетическая оценка .73
5.2 Производственные испытания 75
5.3 Экономическая оценка 77
Заключение 80
Рекомендации производству .82
Список использованных источников 83
Приложения .105
- Реакция зерновых культур на предпосевную обработку семян
- Урожайность и ее структура
- Фотосинтетическая деятельность
- Экономическая оценка
Реакция зерновых культур на предпосевную обработку семян
Изучение реакции зерновых культур на предпосевную обработку семян было задачей многих исследователей, так как предпосевная обработка семян относительно наиболее экономически и экологически безопасное мероприятие, обеспечивающее развитие здоровых проростков зерновых культур [Золотарев А. И., 1988; Макарова В. М., 1991, 1995; Фатыхов И. Ш., 1991б, 1993а, 1994, 1998, 2000а, 2000в, 2001а, 2001б, 2006а, 2006в, 2007, 2014; Толканова Л. А., 1999, 2007; Тихонова О. С., 2010; Колесникова В. Г., 2006а, 2013б; Бабайцева Т. А., 2007; Мазунина Н. И., 2007, 2008, 2009; Вафина Э. Ф., 2005а, 2005б, 2008, 2014; Курылева А. Г., 2012; Кадиков Р. К., 2013; Рябова Т. Н., 2013а, 2013в 2014а; Кубашева А. И., 2014]. Семена и подготовка их к посеву являются важ ным фактором управления, регулирования слагаемых и величины урожайности зерновых культур [Гриценко В. В., 1984; Доспехов Б. А., 1987]. Качество семян предопределяет урожайность сельскохозяйственных культур [Дозоров А. В., 2001].
Качеству посевного материала большой ущерб наносят болезни, они снижают посевные качества семян, тем самым уменьшают продуктивность, так как многие вредоносные патогены локализуются непосредственно в семенах [Бугаев П., 2005; Бабаянц О., 2009].
Обработка семян перед посевом важна для профилактики от болезней, которые вызваны грибными и бактериальными инфекциями [Сулимова Н. П., 1994; Абеленцев В. И., 2011; Мальцев В. Т., 2011; Шпаар Д., 2000], семена после обработки освобождаются от головни, уменьшается поражённость корневой гнилью, ржавчиной и другими болезнями, повышается энергия прорастания [Защита …, 1986; Сахибгареев А. А., 2006]. Поэтому протравливание семян – один из эффективных приёмов в технологии возделывания зерновых культур [Фатыхов И. Ш., 1994]. Протравливание семян защищает в ранние стадии развития молодые проростки и растения от семенной, почвенной инфекции, обеспечивает более полные и дружные всходы [Пересыпкин Н. Ф., 1989; Строт Т. А., 2004]. С. Ф. Буга [2006] отмечает, что от складывающихся гидротермических условий периода посев – всходы протравливание позволяет сохранять до 12 % урожая овса, ячменя и озимой пшеницы. Не следует протравливать семена ради протравливания. В первую очередь необходимо иметь результаты фитоанализа семян, то есть знать точно, какими болезнями заражены те или иные партии семян [Поздняков Ю. В., 2001; Фатыхов И. Ш., 2006б], и учитывать структуру патогенного комплекса, присутствующего в почве [Абеленцев В. И., 2011]. Следует иметь в виду, какие виды возбудителей в каждом конкретном случае представляют наибольшую вредоносность и какой протравитель будет использован [Курылев М. В., 2010;]. Применяемый протравитель должен обладать достаточной фунгицидной (бактерицидной) активностью, чтобы реально уничтожить инфекцию, находящуюся на семенах, защитить их в ранний период от патогенов, обитающих в почве и пожнивных остатках, и растения до фазы кущения от аэрогенной инфекции [Абе-ленцев В. И., 2011].
Среди пестицидов важное место занимают фунгициды – протравители семян, они являются неотъемлемой частью современной технологии возделывания зерновых культур при получении качественных, чистых от инфекции семян [Изергин С. Н., 2008]. Действие фунгицида связано с ингибированием развития патогенных микроорганизмов [Roberts E. H., 1972], поэтому рекомендуется использовать препараты системного действия, которые, помимо защитной функции, будут ещё и стимулировать жизненные процессы растений, регулировать их рост [Абеленцев В. И, 2005].
Предпосевная обработка семян ячменя байтан-универсалом обеспечила прибавку урожайности 2,6 ц/га сорта Торос и 3,3 ц/га сорта Дина. Возрастание урожайности у сортов ячменя от протравливания было получено за счет существенного увеличения на 6 – 22 % полевой всхожести семян, выживаемости растений за вегетацию - на 4 – 14 %, густоты стояния продуктивных стеблей – на 35 –99 шт./м2, продуктивности колоса – на 0,05 – 0,28 г и снижения пораженности растений корневыми гнилями на 25 – 47 % [Макарова В.М., 1991]. Л.А. Толкано-ва [2007] установила, что протравливание семян овса Улов фундазолом обеспечивает повышение урожайности на 1,6 ц/га за счет существенного увеличения полевой всхожести, густоты стояния продуктивных растений и стеблей к уборке, массы зерна метелки. Напротив, В. Д. Надыкта [2004] утверждает, что при массовом применении химических средств защиты возникают механизмы невосприимчивости, а также происходит загрязнение окружающей среды. Поэтому среди важнейших направлений, способствующих экологизации земледелия и технологий, являются экологически безопасные препараты [Фатыхов И. Ш., 1998; Шмакова Н. В., 2007; Монастырский О. А., 2010; Узбеков И. С., 2010; Иба-туллина Р. П., 2011; Исмагилов Р. Р., 2011; Коробейникова О. В., 2012]. Основа биопрепаратов – бактерии, которые в процессе жизнедеятельности выделяют вещества, обладающие фунгицидными и стимулирующими свойствами [Тарато-нов Н. А., 2006]. Применение в технологии возделывания биологических препаратов оказывает положительную реакцию на формирование урожайности зерновых культур [Усанова З. И., 2009; Курылева А. Г., 2010]. Но с другой стороны не решена проблема головнёвых заболеваний зерновых культур, биопрепараты могут снижать, но не ликвидируют инфекцию. Поэтому наличие головнёвой инфекции однозначно требует протравливания семян системными препаратами нового поколения, которые позволяют обеззараживать их на 98–100 % [Немченко B. В., 2012].
На основании исследований, проведённых в Среднем Предуралье, была выявлена положительная реакция овса, ячменя, озимой ржи, озимой пшеницы и озимой тритикале формированием урожайности на обработку семян перед посевом экстрактами из зерновых культур [Фатыхов И. Ш., 1998; Толканова Л. А., 2007; Хаертдинова З. М., 2008]. И. Ш. Фатыхов [2002б] установил, что экологически чистый приём обработки семян ячменя перед посевом с применением экстрактов из овса, ячменя и озимой ржи не уступает инкрустации. В исследованиях C. И. Коконова [2003] реакция на обработку семян ячменя Биос 1 перед посевом экстрактами из зерновых культур, ЖУСС и инкрустация была положительной и обеспечила прибавку урожайности 0,08–0,30 т/га зерна. Реакция овса Улов на применение экстракта из зерновых культур, препарата Симбионт 1, инкрустация, экстракта озимой ржи с последующей инкрустацией в предпосевной обработке семян выразилась формированием урожайности зерна 25,9–27,33ц/га, что превышает на 1,3–2,70 ц/га данный показатель в варианте – без обработки [Толка-нова Л. А., 2007].
Исследования проведённые, А. Н. Бондаренко [2012] на ячмене, показали, что изучаемые микробиологические препараты отразились на биологической урожайности, на вариантах с применением флавобактерина и мизорина она была на 6–9 % выше урожайности контрольного варианта (4,89 т/га), или на 0,30–0,45 т/га. В условиях Среднего Предуралья Л. П. Аширова [2000] установила, что реакция овса и ячменя на обработку семян биопрепаратом Ризоплан перед посевом наиболее положительно проявилась в их полевой всхожести, данный показатель был выше у ячменя – на 9,5 %, у овса – на 16,3 % в сравнении с аналогичным показателем в контрольном варианте.
Результаты полевых опытов В. Н. Стародубцева [2012] выявили положительную реакцию растений озимой пшеницы на предпосевную обработку семян биопрепаратами формированием большей площади листовой поверхности. По С. Л. Белопухову [2013], предпосевная обработка семян ячменя биопрепаратами способствует улучшению фотосинтетической деятельности растений, повышая их ассимиляционную поверхность.
Удмуртская Республика относится к биохимической провинции, которая характеризуется пониженным содержанием бора, цинка, кобальта, меди и молибдена [Кузнецов М. Ф., 1994], недостаток данных элементов негативно влияет на урожайность и качество продукции растениеводства [Безносов А. И., 2005]. Ежегодно значительные количества микроэлементов отчуждаются из почвы с урожаем сельскохозяйственных культур и вымываются из корнеобитаемого слоя [Школьник М. Я., 1974; Маркин В. А., 1983; Минеев В. Г., 1983; Верещак М. В., 1988]. Как указывал И. Н. Чумаченко [1989а], внесение микроэлемента, содержащегося в минимуме, повышает эффективность основных питательных веществ – азота, фосфора, калия, поступающих в почву с минеральными удобрениями. Именно предпосевная обработка семян солями микроэлементов стабилизирует динамику подвижных форм микроэлементов в почве, восполняет потери, отчуждаемые с хозяйственной частью урожая, способствует получению запланированной урожайности [Кудашкин М. И., 1989]. Поэтому кафедрой растениеводства Ижевской ГСХА были проведены обширные исследования по изучению реакции полевых культур на микроудобрения формированием урожайности [Ко-репанова Е. В., 2004, 2011; Коконов 2004; Вафина Э. Ф., 2013; Хвошнянская А. О., 2008; Гореева В. Н., 2009; Мазунина Н. И., 2009; Фатыхов И. Ш., 2014]. Была установлена положительная реакция зерновых культур прибавкой урожайности на предпосевную обработку семян и посевов микроудобрениями [Фатыхов И. Ш., 2004; Мазунина Н. И., 2009, 2013; Вафина Э. Ф., 2007, 2014; Рябова Т. Н., 2014б; Кубашева А. И., 2014]. На основании экспериментальных исследований Э. Ф. Вафина [2007] установила, что реакция овса Аргамак на предпосевную обработку семян микроудобрениями проявилась прибавкой урожайности зерна на 11–17 % относительно урожайности в варианте без обработки. Прибавка урожайности обусловлена возрастанием на 14–20 % густоты продуктивного стеблестоя, на 5–6 % продуктивности и на 2–5 % озернённости метёлки. Т. Н. Рябова [2014б] также выявила положительную реакцию применения смеси микроудобрений (B, Cu, Zn) в обработке семян овса Конкур перед посевом, урожайность возросла на 0,09 т/га в сравнении с урожайностью в варианте, где семена не обрабатывали. Н. И. Мазунина [2013] изучила реакцию ячменя Раушан на предпосевную обработку семян микроэлементами, содержащими кобальт и цинк
Урожайность и ее структура
В 2014 г. пахотный слой почвы под опытами характеризовался средним содержанием гумуса (2,82 %), высоким подвижного фосфора (217 мг/кг), очень высоким обменного калия (321 мг/кг), слабокислой рН KCl (5,29). Продолжительность периода посев – уборка овса Яков составила 109 суток при среднесуточной температуре воздуха 16,5 0С и сумме осадков 192 мм (таблица 2).
Относительно высокая среднесуточная температура воздуха и запас продуктивной влаги в почве в период посев - всходы способствовали появлению дружных всходов. Среднесуточная температура воздуха 16,80С и осадки, сумма которых составила 69,4 мм в период выход в трубку – выметывание обеспечили формирование продуктивности соцветий. В период восковая спелость – полная спелость зерна выпадали обильные осадки в сочетании с высокими среднесуточными температурами воздуха, что обусловило появление подгона в посевах и снизило урожайность зерна, которая составила 2,74 т/га, урожайность семян – 2,36 т/га.
В 2015 г. пахотный слой почвы опытного участка содержал гумуса 2,21 % среднее, подвижного фосфора 209 мг/кг высокое, обменного калия 190 мг/кг высокое, рНKCl – 5.18 слабокислая (таблица 3).
Продолжительность вегетации растений овса составила 111 суток при среднесуточной температуре воздуха 16,10С и сумме осадков 264,8 мм. Относительно аналогичных показателей 2014 г. среднесуточная температура воздуха была ниже на 0,40С, а осадков выпало на 72,8 мм больше. Относительно благоприятная среднесуточная температура воздуха в сочетании с большим количеством осадков за весь период вегетации способствовали формированию высокой урожайности 3,41 т/га зерна и 2,93 т/га семян.
В 2016 г. содержание гумуса 1,96 % в пахотном слое низкое, подвижного фосфора 166 мг/кг - высокое, обменного калия 253 мг/кг - очень высокое, рНKCl – 4,95 - среднекислая. В этом году период вегетации составил 88 суток, среднесуточная температура воздуха 16,9 0С и количество осадков 126,1 мм. (таблица 4).
В периодах развития овса кущение – выход в трубку и выход в трубку – выметывание метелки ГТК было меньше 1,0, что не способствовало созданию оптимальной густоты стояния растений и продуктивности соцветий, поэтому в была получена относительно невысокая урожайность 2,13 т/га зерна и 1,80 т/га семян.
Таким образом в условиях 2015 г. когда май и июнь были теплыми и засушливыми, а июль и август прохладными и влажными овес сформировал более высокую продуктивность соцветия 1,32 г. Май 2014 г. был теплым и засушливым, июнь характеризовался как умеренно теплый, сумма осадков – норма, в июле и в августе – температура и осадки в пределах нормы более высокой была густота стояния продуктивных стеблей 493 шт./м2 относительно аналогичных значений 2015 и 2016 гг. (таблица 5).
В среднем за три года исследований урожайность зерна составила 2,76 т/га и урожайность семян 2,36 т/га, вегетационный период (посев – уборка) - 102 сутки, со среднесуточной температурой воздуха 16,60С, суммой положительных температур – 1704 0С, суммой осадков – 189,5 мм (таблица 5). В критические периоды по отношению к влаге в фазах кущение - выход в трубку и выход в трубку – выметывание ГТК составило 0,99 и 1,71 соответственно. В период посев – всходы и всходы – кущение ГТК были меньше единицы.
Анализ структуры урожайности показал, что реакция растений овса Яков на абиотические условия выразилась изменением показателей следующих ее элементов - продуктивная кустистость, густота стояния продуктивных стеблей, высотой растений перед уборкой, длиной соцветия, озерненностью метелки и продуктивностью соцветия (таблица 6).
В 2014 г. урожайность 2,75 т/га была получена при густоте стояния продуктивного стеблестоя 480 шт./м2 и продуктивности соцветия 1,27 г. В абиотических условиях 2015 г. овес Яков сформировал наибольшую урожайность 3,41 т/га при густоте стояния продуктивных стеблей 527 шт./м2 и продуктивности метелки 1,32 г. Наименьшая урожайность 2,13 т/га за годы исследований была получена в 2016 г. при густоте стояния продуктивных стеблей 443 шт./м2 и продуктивности соцветия 1,21 г. Однако, в 2014 г. продуктивность соцветия 1,27 г была ниже на 0,05 г по сравнению с продуктивностью метелки в 2015 г. Засушливым и неблагоприятным для роста и развития растений овса был 2016 г. ГТК в критической фазе развития овса выход в трубку – вымётывание в этом году составил 0,97, поэтому продуктивная кустистость, густота стояния продуктивных стеблей, длина, озерненность и масса зерна соцветия была ниже, чем данные показатели в 2014 и в 2015 гг.
Фотосинтетическая деятельность
В среднем за 2014–2016 гг. площадь листьев у овса Яков в вариантах с предпосевной обработкой семян была выше аналогичных значений в контрольных вариантов на 1,6-3,3 тыс. м2/га в фазе выхода в трубку и на 1,3-3,1 тыс. м2/га в фазе выметывания (таблица 27, приложение Б. 72 – 75). В фазе кущения предпосевная обработка семян не оказала существенного влияния на увеличение площади листьев овса относительно контрольных вариантов. Возрастание норм высева приводила к увеличению площади листьев от 7,5 тыс. м2/га при норме высева 4 млн шт. всхожих семян на 1 га до 9,4 тыс. м2/га при норме высева 8 млн шт. всхожих семян на 1 га. В фазе выхода в трубку в вариантах с предпосевной обработкой семян происходило увеличение площадь листьев на 2,1-3,3 тыс. м2/га относительно контрольного варианта без обработки и на 1,6-2,8 тыс. м2/га относительно варианта обработка водой при НСР05 главных эффектов по фактору А 1,1 тыс. м2/га. Возрастание нормы высева способствовало формированию большей площади листьев. При норме высева 4 млн шт. всхожих семян на 1 га площадь листьев составила 27,4 тыс. м2/га, повышение нормы высева до 6 млн шт. всхожих семян способствовало увеличению на 5,1 тыс. м2/га, а при норме высеве 8 млн шт. всхожих семян на1 га – на 9,8 тыс. м2/га, при НСР05 главных эффектов по фактору В 0,9 тыс. м2/га.
В фазе выметывания метелки предпосевная обработка семян так же способствовала формированию большей площади листьев. Так в варианте без обработки площадь листьев составила 24,6 тыс. м2/га, а в варианте с обработкой водой – 24,3 тыс. м2/га, тогда как варианты с предпосевной обработкой семян формировали площадь листьев 25,9-27,4 тыс. м2/га. Относительно варианта с нормой высева 4 млн шт. всхожих семян на 1 га происходило возрастание площади листьев растений овса с повышением нормы высева за счет большего количества растений на 1 м2. При норме высева 8 млн шт. всхожих семян на 1 га этот показатель равнялся 27,5 тыс. м2/га. В фазе молочного состояния зерна варианты с предпосевной обработкой семян не имели разницы по площади листьев. Аналогично как и в других фазах развития растений овса площадь листьев увеличивалась с возрастанием нормы высева семян. При норме высева 4 млн шт. всхожих семян на 1 га площадь листьев растений составляла 88 % от площади листьев в контрольном варианте 6 млн шт. всхожих семян (9,7 тыс. м2/га), а повышение нормы высева до 8 млн шт. всхожих семян на 1 га способствовало увеличению площади листьев на 10,3 % относительно контрольного варианта.
Таким образом, наибольшую площадь листьев в посевах растения овса Яков сформировали в фазе выхода в трубку. Предпосевная обработка семян оказывала влияла на площадь листьев в фазах выхода в трубку и выметывания метелки. Изменение нормы высева оказывала во все фазы развития одинаковый эффект: с возрастанием нормы высева происходило увеличение площади листовой поверхности растений овса.
Фотосинтетический потенциал (ФП) изменялся по вариантам опыта в зависимости от площади листьев, продолжительности их функционирования в период вегетации. В среднем за 2014-2016 гг. фотосинтетический потенциал посевов овса Яков по всем вариантам опыта составил 1124-1560 тыс.м2 х сутки/га. В контрольных вариантах без обработки и обработка водой фотосинтетический потенциал был ниже относительно аналогичных значений в вариантах с применением препаратов для предпосевной обработки. В вариантах с применением Ламадор и Планриз данный показатель был равен 1346 тыс.м2 х сутки/га, в вариантах с Виал ТрасТ – 1368 тыс.м2 х сутки/га, с применение ЖУСС – 1406 тыс.м2 х сутки/га. Повышение нормы высева приводило к увеличению ФП от 1192 тыс.м2 х сутки/га при норме высева 4 млн шт. всхожих семян на 1 га до 1490 тыс.м2 х сутки/га при норме высева 8 млн шт. всхожих семян на 1 га (таблица 28).
Предпосевная обработка семян способствовала повышению чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ). Так, применение препаратов Ламадор и План-риз обусловило увеличение ЧПФ на 0,50 г/м2 в сутки относительно ЧПФ в варианте без обработки и на 0,54 , г/м2 в сутки – в варианте обработка семян водой. Применение Виал ТрасТ способствовало возрастанию ЧПФ на 0,53 и 0,57 г/м2 в сутки соответственно относительно ЧПФ в варианте без обработки и обработка семян водой, а в варианте с ЖУСС увеличение ЧПФ составило 0,75 и 0,79 г/м2 в сутки. В вариантах с нормами высева наибольшую чистую продуктивность фотосинтеза наблюдали в вариантах с нормами высева 4 млн, 5 млн и 6 млн шт. всхожих семян на 1 га. При увеличение нормы высева до 7 млн и 8 млн шт. всхожих семян на 1 га происходит снижение ЧПФ на 1,07 и 1,64 г/м2 в сутки соответственно относительно ЧПФ в варианте 4 млн шт. всхожих семян на 1 га (таблица 29).
Таким образом, изучаемые препараты для предпосевной обработки семян оказали положительное влияние на чистую продуктивность фотосинтеза. При норме высева 4 млн шт./га всхожих семян обеспечивалось наибольшая чистая продуктивность фотосинтеза.
Экономическая оценка
Применение препаратов Ламадор, Планриз, Виал ТрасТ и ЖУСС для предпосевной обработки семян во всех вариантах обеспечивали большую урожайность относительно урожайности в контрольных вариантах без обработки и обработка водой, в следствии чего увеличивалась стоимость валовой продукции, себестоимость продукции снижалась, возрастал чистый доход и уровень рентабельности был выше аналогичных значений в контрольных вариантах. В свою очередь, применение препарата ЖУСС способствовало получению дополнительного чистого дохода относительно всех других вариантов.
Нормы высева семян 5 млн, 6 млн и 7 млн шт. всхожих семян на 1 га способствовали получению наибольшей урожайности. Но за счет меньших затрат на посевной материал, норма высева 5 млн шт. всхожих семян на 1 га обеспечила больший чистый доход 9438-10814 руб./га. Уровень рентабельности в данном варианте составлял 109-122 %, а себестоимость была самой низкой – 3,15-3,38 руб./кг. Применение препарата ЖУСС и норма высева 5 млн шт. всхожих семян на 1 га обусловила большую урожайность зерна 2,81 т/га, чистый доход 10814 руб./га и уровень рентабельности 122 %, а себестоимость составила 3,21 руб./кг. Нормы высева 7 млн и 8 млн шт. всхожих семян на 1 га не способствовали возрастанию чистого дохода, так как в этих вариантах затраты на производство были выше относительно других вариантов, а урожайность была ниже (таблица 49).
Таким образом, расчеты энергетической и экономической эффективности позволяют наиболее правильно оценить эффективность предпосевной обработки семян овса Яков ЖУСС или Виал ТрасТ и нормы высева 5 млн. шт. всхожих семян на 1га.