Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Урожайность и качество зерна однолетних бобово-злаковых смесей в зависимости от способа внесения, дозы азотного удобрения и соотношения компонентов 9
1.1 Значение бобово-злаковых смесей в земледелии. 9
1.2 Влияние нормы высева на урожайность и качество зерна горохо-ячменных смесей . 17
1.3 Влияние дозы азотного удобрения на урожайность и качество зерна бобово-злаковых смесей 23
1.4 Влияние способа внесения удобрений на урожайность и качество зерна бобово-злаковых смесей 30
ГЛАВА 2 Методика и условия проведения исследований 34
2.1 Объект исследований 34
2.2 Место, схема и методика закладки опыта 34
2.3 Почвенные и агротехнические условия проведения опыта 39
2.4 Агроклиматические условия 41
ГЛАВА 3 Влияние нормы высева, способа внесения и дозы азотного удобрения на урожайность зерна горохо-ячмённой смеси и её обоснование 49
3.1 Урожайность 49
3.2 Структура урожайности 56
3.3 Фотосинтетическая деятельность 82
3.4 Симбиотическая деятельность гороха 90
3.5 Рост и развитие растений 93
3.6 Содержание азота в листьях 97
3.7 Устойчивость к полеганию 99
ГЛАВА 4 Влияние нормы высева, способа внесения и дозы азотного удобрения на качество зерна, энергетическую и протеиновую продуктивность посева 101
4.1 Биохимический состав зерна и соломы 101
4.2 Энергетическая и протеиновая питательность зерна 105
4.3 Энергетическая и протеиновая продуктивность посева 109
ГЛАВА 5 Экономическая, агроэнергетическая и производственная оценка
5.1 Экономическая оценка 112
5.2 Агроэнергетическая оценка 114
5.3 Производственная проверка 116
Выводы 118
Рекомендации производству 120
Список литературы
- Влияние нормы высева на урожайность и качество зерна горохо-ячменных смесей
- Почвенные и агротехнические условия проведения опыта
- Симбиотическая деятельность гороха
- Энергетическая и протеиновая продуктивность посева
Введение к работе
Актуальность. Повышение продуктивности сельскохозяйственных животных в значительной степени зависит от сбалансированности рациона их кормления и питательности кормов. Исследования показывают, что для ликвидации недостатка переваримого протеина и доведения его содержания в кормовом зерне до необходимой нормы 105-110 г/к.ед., требуется увеличить его производство на 25-30% (Алтухов А.И., Пролыгина Н.А., 1997).
Важным направлением решения данной проблемы, наряду с расширением посевов зернобобовых культур, является возделывание их в смешанных посевах с зерновыми, что позволяет получать высокие и устойчивые урожаи, сбалансированного корма на корню (Антоний А.К., 1979; Шпаков А.С, Воловик В.Т., 2012). Большое значение имеет применение азотного удобрения (Витриховский П.И., 1976; Пискунов А.С, 2003). В Среднем Предуралье разработана технология возделывания горохо-ячменной смеси, обеспечивающая получение 3-3,5т/га кормового зерна нормативного протеинового качества. Однако задача получения более высокой ее урожайности при сохранении высокого качества продукции остается актуальной. Разработка адаптивной технологии возделывания горохо-ячменной смеси на основе комплексных исследований и внедрение в производство внесет существенный вклад в укрепление кормовой базы сельскохозяйственных предприятий Среднего Предуралья и экономики страны.
Степень разработанности. Исследованиями, проведёнными В. А. Терентьевым (2006) и А.Н. Захаровой А.Н. (2007) в Среднем Предуралье установлено, что на среднекислых среднеобеспеченных фосфором и калием дерново-подзолистых почвах горохо-ячмённые смеси по урожайности зерна превосходят горохо-овсяные. В нормальных условиях увлажнения урожайность зерна горохо-ячменной смеси может достигать 3,0-3,5 т/га, при обеспеченности его переваримым протеином не менее 105 г/к.ед. Технология предусматривает использование соотношения компонентов при посеве 25+75% от нормы их высева в чистом посеве и внесение 45 кг/га азота на фоне полного возмещения выноса РК урожаем. Однако задача получения урожайности зерна горохо-ячменной смеси не ниже 4 т/га обеспеченного переваримым протеином на уровне зоотехнической нормы, остаётся для региона весьма актуальной. В её решении важное значение имеет уточнение дозы азота в зависимости от способа его внесения и нормы высева.
Научная тема разрабатывалась в соответствии с тематическим планом научно-исследовательской работы ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА и является разделом комплексной темы «Разработка экологически безопасных, ресурсосберегающих технологий производства продукции растениеводства и растительного сырья в Предуралье» (номер государственной регистрации 01201151671).
Цель и задачи исследований. Цель исследований - оптимизация нормы высева семян, дозы, способа внесения азотного удобрения для получения урожайности зерна горохо-ячмённой смеси на уровне 4 т/га, с содержанием ОЭ не менее 11 МДж/кг и обеспеченности кормовой единицы переваримым протеином не ниже 105 г.
Для достижения данной цели были определены следующие задачи:
-
Выявить особенности формирования урожайности зерна горохо-ячмённой смеси и ее компонентов в зависимости от их соотношения при посеве, дозы и способа внесения азотного удобрения.
-
Определить показатели структуры урожайности гороха и ячменя, фотосинтетической деятельности посева в зависимости от изучаемых приемов.
-
Определить содержание общего азота в листьях ячменя и оценить его связь с качеством зерна.
-
Определить биохимический состав зерна гороха и ячменя и рассчитать питательность зерновой смеси в зависимости от изучаемых приемов.
-
Провести агроэнергетическую, экономическую и производственную оценки изучаемых приёмов и дать рекомендации производству. Научная новизна. В Среднем Предуралье выявлены особенности
формирования урожайности зерна горохо-ячмённой смеси и ее компонентов в зависимости от нормы высева семян, дозы и способа внесения азотного удобрения. Показателями структуры урожайности и фотосинтеза обосновано оптимальное сочетание агроприемов, а также необходимость дифференциации дозы азота в зависимости от нормы высева ячменя и способа внесения азота в зависимости от его дозы. Определен биохимический состав зерна гороха и ячменя и рассчитана питательность зерновой смеси в зависимости от изучаемых приемов. Установлена тесная прямая зависимость между содержанием общего азота в листьях и зерне ячменя. Проведена экономическая и агроэнергетическая оценка технологии возделывания горохо-ячмённой смеси с учетом ее оптимизации.
Теоретическая и практическая значимость. Выявленные зависимости изменения показателей структуры урожайности, фотосинтетической деятельности посева, биохимического состава растений являются вкладом в решение проблем формирования урожайности высокого уровня и повышения качества продукции однолетних бобово-злаковых смесей.
В Среднем Предуралье на среднеокультуренных дерново-подзолистых высокообеспеченных фосфором и калием почвах производству рекомендовано для получения урожайности кормового зерна 4 т/га и более, обеспеченного переваримым протеином на уровне 105 г/к.ед., применять смесь гороха и ячменя с нормами высева соответственно 12,5 и 87,5% от нормы высева в чистом виде, или чистые посевы ячменя и вносить азотные удобрения в дозе 60 кг/га под предпосевную культивацию. При норме высева смеси 25+75% дозу азотного удобрения под предпосевную культивацию следует снижать до 45
кг/га. При дозах азотного удобрения 30 кг/га и менее наряду с предпосевным его внесением можно использовать некорневую подкормку в фазе кущения ячменя.
В ходе производственного испытания в СПК «Колхоз имени Ленина» Октябрьского района Пермского края получен экономический эффект от применения азотных удобрений под предпосевную культивацию в дозе 60 кг/га по сравнению с дозой 45 кг/га в размере 252 руб./га.
Методология и методы исследований. Методология исследования заключается в анализе предыдущих научных публикаций, оценке метеорологических и почвенных условий, формулировке научной гипотезы, цели, задач, постановке и проведении полевого эксперимента, наблюдений и лабораторных анализов. При проведении лабораторных и полевых исследований использованы общепринятые методики и ГОСТы.
Положения, выносимые на защиту
максимальная урожайность горохо-ячмённой смеси и ячменя формируется при норме высева ее компонентов 12,5+87,5% от нормы высева в чистом виде и внесении азотного удобрения в дозе 60 кг/га под предпосевную культивацию, что подтверждается показателями структуры урожайности и фотосинтеза;
в неблагоприятных условиях для роста и развития бобового компонента при возделывании горохо-ячмённой смеси на зерно с нормой высева гороха 25% и менее от нормы высева в чистом виде его доля в урожае не превышает 4,5%;
- на среднеокультуренных дерново-подзолистых почвах при высоком уровне
фосфорно-калийного питания дозу азота следует дифференцировать в зависимости
от нормы высева ячменя;
азотные удобрения в дозе 45-60 кг/га следует вносить только под предпосевную культивацию, а в дозе 30 кг/га и ниже также и в некорневую подкормку;
внесение азотного удобрения под предпосевную культивацию в дозе 60 кг/га обеспечивает оптимальное содержание общего азота в листьях ячменя, высокий уровень его содержания в зерне и позволяет получить корм с обеспеченностью переваримым протеином 105 г/к.ед;
- оптимизация нормы высева, дозы и способа внесения азотного удобрения
повышает экономическую и энергетическую эффективность технологии
возделывания горохо-ячмённой смеси.
Степень достоверности и апробация работы. Выводы научно обоснованы достаточным объёмом полевых наблюдений и лабораторных исследований. Данные обработаны с использованием методов статистического анализа. Проведена экономическая, агроэнергетическая оценка и производственная проверка изучаемых приёмов. Методику закладки и проведение полевых опытов ежегодно оценивала научно-методическая комиссия по приёмке опытов при ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, а отчеты были заслушаны на заседании кафедры растениеводства.
Материалы работы были доложены на Всероссийских научно-практических конференциях, проводимых в ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА
(2012, 2014 гг.), ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА (2015 г.), на Международных научно-практических конференциях в ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА (2013 г.), ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА (2014 г.).
Публикация результатов исследований. По материалам исследований опубликовано 8 научных статей, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 268 страницах, состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству, списка литературы, включающего 205 наименований, в том числе 26 иностранных авторов, содержит 42 таблицы, 8 рисунков и 43 приложения.
Влияние нормы высева на урожайность и качество зерна горохо-ячменных смесей
Зерновые и зернобобовые культуры отличаются высокой ценностью и разнообразным использованием, что определяет их большое значение для человечества. Увеличение производства зерна позволяет решать проблемы обеспечения населения разнообразными продуктами питания, повышать продуктивность животноводства, создавать необходимый государственный резерв зерна и тем самым укреплять продовольственную независимость страны [101; 102; 103; 93].
Одним из направлений решения данной задачи в кормопроизводстве может быть использование смешанных посевов бобовых и злаковых культур, что позволит: во - первых, повысить устойчивость производства продукции по годам, во - вторых, повысить плодородие почвы, а в - третьих, увеличить протеиновую и энергетическую питательность рационов животных. Наметившаяся в последние годы тенденция снижения качества кормов и как следствие снижение продуктивности сельскохозяйственных животных, связана не только со сложившейся экономической ситуацией в агропромышленном комплексе РФ и Пермского края, но и с недостаточным их производством и снижением содержания протеина во всех видах кормов. В этой связи вместо требуемых в целом по Российской Федерации 20 млн. т. кормового белка, скармливается всего 18-19 млн. т., то есть фактическое содержание переваримого протеина в расчете на кормовую единицу составляет - 70-85 г [33; 5; 173].
Необходимо создать условия, чтобы уже в поле получаемая кормосмесь содержала не менее 105 г переваримого протеина на кормовую единицу. Важным резервом увеличения сбора кормового белка служит оптимизация структуры посевных площадей путём расширения посевов под культурами, дающими наибольший его выход [188; 28]. Возделывание бобово-злаковых смесей позволяет в определённых случаях, довести содержание переваримого протеина в кормах до зоотехнической нормы [195; 4; 158; 78; 66; 67; 100; 131; 176; 119].
Под понятием «смешанные посевы» авторами при проведении научных исследований понимается возделывание разных видов сельскохозяйственных растений на одном поле в течение одного вегетационного периода.
Многие вопросы, связанные с возделыванием смешанных посевов (агроценозов) были подробно рассмотрены в работах В.П. Сукчёва [156]. В своих работах он чётко высказывался о критериях отнесения культурных посевов к фитоценозам. Главным признаком фитоценоза он считал определённые взаимовлияния растений в посеве и различал чистые посевы и смеси.
При этом большое значение В.П. Сукачёвым отводилось совместному выращиванию однолетних культур на корм. По его мнению подбор разных видов позволяет в силу достаточно короткого периода их вегетации, различных биологических особенностей получать фитоценозы, которые обеспечивали бы получение максимальной урожайности в различных зонах их выращивания вне зависимости от почвенно-климатических условий.
Ещё до н.э. о возделывании однолетних смесей писали философы Катон, Варрон, Колумелла и Плиний Старший [68]. В руководствах по аграрному производству они отмечают, что римские земледельцы использовали выращивание культур в смеси, имея убеждения не только об их преимуществах, по сравнению с одновидовыми посевами, но и о том, как изменяется их урожайность при использовании различных соотношений компонентов.
Высокую урожайность смесей отмечал Charles Darwin [186]. Рассматривая вопрос о борьбе за существование, он указывал на то, что «... в отдельном пространстве может ужиться тем более существ, чем меньше они между собой сходные...» и далее «... в чистом посеве между особями одного и того же вида неизбежно происходит обострённая внутривидовая борьба, которая ведёт к дифференциации растений на более приспособленные и менее приспособленные, а в результате этого часть растений, за счёт подавления гибели слабых, выживает».
Известный агроном И.Н. Клинген считал, что практическое значение имеют смеси злаковых и бобовых культур, которые одновременно истощают почву, и наоборот, обогащают её [74].
В статье Н.С. Камышева [92] «Пашенные сочетания как фитоценозы», отмечается, что разные сочетания растений характеризуются различными условиями температурного и водного режима в приземном слое воздуха и почве, а также освещенности нижнего яруса, т.е. своим фитоклиматом.
Важную роль совместному выращиванию бобовых и злаковых культур отводил В.Р. Вильяме [35], по мнению которого такие смеси, не только повышают урожайность, но и улучшают кормовую ценность зерна и зелёной массы.
Н.И. Вавилов [25; 26] приводил сведения о распространении смесей в современном Афганистане, Иране и других странах.
Отечественные и зарубежные учёные в XX-XXI веках провели многочисленные разнообразные исследования агротехники смешанных посевов [15; 185; 181; 196; 203; 199; 204; 169; 105; 59; 128; 71; 30; 158; 78; 66; 67; 160; 176; 136; 17; 132 и др.]. Эти опыты и сельскохозяйственная практика показали, что оптимально подобранный смешанный посев более приспособлен к изменениям внешних условий, чем каждая из его составляющих культур в отдельности. Смеси более устойчивы к неблагоприятным метеорологическим условиям [22; 194; 103 и ДРІ
Почвенные и агротехнические условия проведения опыта
Таким образом, наибольшее количество продуктивных растений ячменя к уборке в среднем за три года исследований наблюдали при соотношении 12,5+87,5%, внесении азота в дозе 60 кг/га.
Наиболее высокий коэффициент продуктивного кущения растений ячменя 1,82 в среднем за три года исследований наблюдали при соотношении 25+75%, что существенно на 0,02 выше, чем при соотношении 12,5+87,5% (таблица 9) (НСРо5=0,02). Отсутствие большого увеличения коэффициента можно объяснить тем, что при соотношении 12,5+87,5% уже при коэффициенте кущения ячменя 1,80 формируется более 500-550 продуктивных стеблей, что является биологическим оптимумом для этой культуры и дальнейшее их увеличение привело бы к увеличению конкуренции растений за жизненно важные факторы и как следствие к снижению их продуктивности.
Во все годы исследований коэффициент продуктивного кущения ячменя был высоким, и изменялся от 1,52 до 2,14 (приложение 14). Это является показателем того, что культура отличалась высоким уровнем конкурентоспособности и свидетельством благоприятности условий влагообеспеченности для её роста и развития в фазах кущения и выхода в трубку.
Способы внесения азота не оказали существенного влияния на коэффициент продуктивного кущения растений ячменя. В среднем за три года исследований отмечена тенденция его увеличения на 0,04-0,05 при предпосевном внесении, но это результат влияния 2011 года. Отмечено, что при дозах азота от 30 до 60 кг/га прослеживается чёткая тенденция увеличения коэффициента продуктивного кущения растений ячменя при предпосевном внесении азота. При некорневом и прикорневом внесении отмечена тенденция снижения коэффициента продуктивного кущения растений ячменя. Таблица 9 - Коэффициент продуктивного кущения растений ячменя в зависимости от соотношения компонентов при посеве, способа внесения и дозы азотного удобрения, (среднее за 2011 - 2013 г.г.) Соотношение компонентов
Наибольший коэффициент продуктивного кущения растений ячменя при соотношении 25+75% наблюдали при дозах азота 45 и 60 кг/га в среднем 1,83 и 1,84, что существенно больше на 0,03-0,06, чем при остальных изучаемых дозах внесения азота. При соотношении 12,5+87,5% наибольший коэффициент продуктивного кущения растений ячменя отмечен при дозе 60 кг/га - 1,82, что существенно на 0,03 больше, чем при дозе азота 45 кг/га (НСР05=0,02).
Таким образом, наибольший коэффициент кущения растений ячменя наблюдали при соотношении 25+75% при внесении азота в дозе 45-60кг/га -1,82-1,93. Однако, эта компенсация не позволила ячменю сформировать в данных вариантах количество продуктивных стеблей равное с вариантом при соотношением 12,5+87,5% (см. таблица 8). Наиболее высокую выживаемость растений ячменя за вегетацию наблюдали при соотношении 25+75%, которая составила в среднем 89%, что существенно на 2% больше, чем при соотношении 12,5+87,5% (таблица 10) (НСР05=1). Это можно объяснить более низкой нормой высева ячменя и снижением внутривидовой конкуренции, а также низкой конкурентоспособностью гороха. Данную закономерность наблюдали в 2011 и 2012 г.г., в 2013 существенной разницы в выживаемости растений ячменя за вегетацию между изучаемыми соотношениями компонентов при посеве не наблюдали. При обеих нормах высева она составила 87% (приложение 15).
Среди изучаемых способов внесения азота наибольшую выживаемость растений ячменя за вегетацию наблюдали при внесении азота под предпосевную культивацию и при некорневом внесении в среднем 89%, что существенно на 2% больше, чем при прикорневом внесении, что мы связываем с травмированием растений ячменя при проведении подкормки путём врезания удобрений сеялкой. Отмечено, что при дозах азота 15 и 30 кг/га выживаемость растений ячменя за вегетацию была одинаковой при предпосевном и некорневом его внесении и составила в среднем 86 и 89-90%. При прикорневом внесении тенденция снижения выживаемости отмечена по сравнению с другими способами внесения при всех изучаемых дозах азота. Данную закономерность наблюдали в 2011 году. В 2013 году наибольшая выживаемость 88% отмечена при предпосевном внесении азота. В 2012 году существенной разницы между изучаемыми способами внесения азота в выживаемости растений ячменя за вегетацию выявлено не было.
Таким образом, основной причиной изреживания посевов при прикорневом внесении можно считать снижение выживаемости растений за вегетацию, которое не компенсируется продуктивным кущением (см. таблица 9)
Наибольшую выживаемость растений ячменя за вегетацию наблюдали при внесении азота в дозе 60 кг/га, что существенно на 3-13% больше, чем при других дозах его внесения. Данная закономерность прослеживалась во все годы исследований. В сочетании с более интенсивным продуктивным кущением это способствует формированию наибольшей густоты стеблестоя (см. таблица 7). Анализ взаимодействия факторов показывает, что тенденция увеличения выживаемости растений ячменя за вегетацию при внесении азота под предпосевную культивацию и при некорневом внесении по сравнению с его прикорневым внесением прослеживается при обоих соотношениях и при всех дозах азота. Увеличение выживаемости при повышении дозы азота отмечается при обоих соотношениях и всех способах его внесения. Таким образом, наибольшую выживаемость растений ячменя за вегетацию в среднем за три года исследований наблюдали при соотношении 25+75% с предпосевным и некорневым внесением азота в дозе 60 кг/га в среднем 96%, что существенно на 3% выше, чем при соотношении 12,5+87,5% и на 2% по сравнению с прикорневом его внесении. Полевая всхожесть семян в годы исследований была невысокой и изменялась от 62 до 65% (см. приложение 15).
Наибольшую полевую всхожесть в среднем за три года исследований наблюдали при соотношении 12,5+87,5% - 65%, что существенно на 1% больше, чем при соотношении 25+75% (таблица 11) (НСР05=1). Данная закономерность прослеживалась в 2011 году, в 2012 и 2013 г. г. существенной разницы в полевой всхожести семян ячменя между изучаемыми соотношениями выявлено не было (приложение 15).
Изучаемые способы внесения азота и доза их внесения не оказали существенного влияние на полевую всхожесть семян ячменя.
Продуктивность соцветия призвана компенсировать потерю продуктивности посева ячменя от снижения густоты стеблестоя. Однако, в наших исследованиях без усиления азотного питания это не происходило. Также выявлена тесная прямая связь этого показателя с урожайностью (г=0,80±0,11).
Симбиотическая деятельность гороха
Максимальный фотосинтетический потенциал горохо-ячмённой смеси наблюдали независимо от изучаемых соотношений компонентов при внесении азота в дозе 60 кг/га и составил в среднем 1610,7 тыс. м хсутки/га, что на 66,3 тыс. м хсутки/га больше, чем при дозе 45 кг/га, 225 тыс. м хсутки/га по сравнению с безазотным фоном.
При анализе накопления сухого вещества горохо-ячмённой смеси выявлено, что в среднем за три года исследований к фазе молочного состояния его накапливается 430,4-471,1 г/м (таблица 26). При этом на долю гороха приходится всего 4,1-14,9 г/м или 0,01-3,5% (приложение 24). Соотношение компонентов смеси при посеве не оказывает существенного влияния на накопление сухого вещества смеси.
Среди изучаемых способов внесения азота выявлено, что максимальное количество сухого вещества горохо-ячмённой смеси наблюдали при внесении азота под предпосевную культивацию 496,7 г/м , что существенно на 23,8 г/м больше, чем при некорневом внесении азота и на 32,6 г/м2 больше, чем при прикорневом его внесении (НСРо5=13,2). При внесении азота под предпосевную культивацию при всех изучаемых дозах просматривалась тенденция увеличения накопления сухого вещества, по сравнению с прикорневым и некорневым его внесением. Данная тенденция проявилась во все годы исследований.
В зависимости от дозы внесения максимальное количество сухого вещества горохо-ячмённой смеси наблюдали при внесении азота в дозе 60 кг/га
Повышение дозы внесения азотных удобрений способствуют увеличению накопления сухого вещества у ячменя на протяжении всей вегетации (рисунок 5), а у гороха с фазы бутонизации отмечается его снижение, что связано со снижением выживаемости за вегетацию растений гороха в силу меньшей конкурентоспособности его в посеве, особенно в условиях недостаточного увлажнения при хорошем развитии ячменя (рисунок 6).
Таким образом, максимальное количество сухого вещества горохо-ячмённой смеси накапливался при соотношении компонентов при посеве 12,5+87,5% при внесении азота под предпосевную культивацию в дозе 60 кг/га.
Чистая продуктивность фотосинтеза горохо-ячмённой смеси в среднем за три года исследований не зависела ни от соотношения компонентов при посеве, ни от способа внесения азота (таблица 26, приложение 21). В среднем по изучаемым соотношениям компонентов показатель чистой продуктивности фотосинтеза находился на уровне 2,8-3,0 г/м в сутки, а при всех изучаемых способах внесения азота составил в среднем 2,9 г/м2 в сутки.
Накопление массы сухого вещества гороха в зависимости от дозы азота (12,5+87,5%, внесение азота под предпосевную культивацию), г/м2 Максимально высокую чистую продуктивность фотосинтеза наблюдали при внесении азота в дозе 60 кг/га в среднем 3,1 г/м в сутки, что существенно на 0,1-0,5 г/м в сутки больше, чем при других изучаемых дозах, что подтверждает высокую урожайность смеси.
Таблица 26 - Чистая продуктивность фотосинтеза горохо-ячмённой смеси за период всходы - молочное состояние в зависимости от соотношения компонентов при посеве, способа внесения и дозы азотного удобрения, г/м в сутки (среднее за 2011 - 2013 г.г.) Соотношение компонентов, %(А) Доза азота, кг/га (С)
Анализ взаимодействия факторов показывает, что при предпосевном внесении азота при соотношении 25+75% наибольшая чистая продуктивность фотосинтеза отмечается при дозах от 30 кг/га, при прикорневом внесении - 60 кг/га, а при некорневом от 45 кг/га. При соотношении 12,5+87,5% при внесении азота под предпосевную культивацию и при некорневом его внесении от 15 кг/га, при прикорневом от 45 кг/га. Чистая продуктивность фотосинтеза гороха в годы исследований была очень низкой менее 1 г/м в сутки в последние периоды развития на фонах азота 45 и 60 кг/га особенно при соотношении 12,5+87,5% отмечается нулевые или отрицательные величины показателя. Что обусловлено потерей сухого вещества от изреживания бобового компонента.
Таким образом, тенденция увеличения урожайности смеси при внесении азота в предпосевную культивацию подтверждается формированием более высокого фотосинтетического потенциала, который достигает в среднем 1533,8 тыс. м хсутки/га, что на 57,8-58,4 тыс.м хсутки/га, больше, чем при других способах внесения. Это способствует накоплению большего количества биомассы на единице площади. Формирование наибольшей урожайности горохо-ячмённой смеси при дозе 60 кг/га обусловлено максимальными показателями развития фотосинтетического аппарата при сравнительно высоких показателях чистой продуктивности смеси. Фотосинтетический потенциал достигает в среднем 1610,7 тыс.м хсутки/га, что на 225 тыс.м хсутки/га больше, чем при безазотном фоне.
Низкая урожайность гороха во все годы исследований обусловлена недостаточной интенсивностью накопления сухого вещества. Доля бобового компонента в общей биомассе к фазе молочного состояния не превышала 3,5%. При увеличении дозы азота накопление сухого вещества ячменя увеличивается за счёт роста фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза, у гороха снижается за счёт ухудшения обоих показателей.
Создание благоприятных условий для симбиотической деятельности клубеньковых бактерий важный фактор повышения урожайности зерна бобовых культур. Изменение состояния симбиотического аппарата и продолжительность его работы может свидетельствовать об уровне благоприятности условий для развития гороха [147; 140]. Наблюдения показывают, что ни соотношение компонентов, ни способы внесения азота не оказывают существенного влияния на количество клубеньков на растении гороха (таблица 27). Их количество было очень небольшим. Даже на фоне без азота только 18 штук на растении. В среднем за три года и во все годы исследований наблюдали существенное снижение количества клубеньков на растении гороха на всех азотных фонах по сравнению с без азотным в среднем на 3-8 шт. (приложение 26).
Данная тенденция прослеживалась в 2011 и 2012 г.г. В 2013 году существенной разницы между изучаемыми фактора выявлено не было. Однако прослеживалась тенденция уменьшения количества клубеньков на растении с увеличением дозы азота.
Энергетическая и протеиновая продуктивность посева
Способ внесения азота не оказал существенного влияния на рентабельность производства, которая составила 29-37%. При внесении азота под предпосевную культивацию и некорневую подкормку прослеживалась чёткая тенденция увеличения рентабельности производства при всех изучаемых дозах внесения азота. При внесении азота в прикорневую подкормку наблюдали меньшую рентабельность производства по сравнению с остальными изучаемыми способами внесения азота в среднем на 2-14%. С увеличением дозы внесения азота наблюдали увеличение рентабельности производства в среднем на 24%. Наибольшую рентабельность при соотношении 25+75% наблюдали при внесении азота в дозах 45 и 60 кг/га 36-38%, что существенно на 6-22% больше, чем при меньших дозах его внесения (НСР05=4). При соотношении 12,5+87,5% наибольшая рентабельность отмечена при дозе 60 кг/га в среднем 53%, что на 8-26% больше, чем в других вариантах.
Расчет агроэнергетической оценки технологии показал, что наибольший коэффициент биоэнергетической эффективности наблюдали при соотношении 12,5+87,5% - 1,6, что существенно на 0,1 больше, чем при соотношении 25+75% (НСР05=0,1) (таблица 38, приложение 42).
Способ и доза внесения азота не оказал существенного влияния на коэффициент биоэнергетической эффективности, который в зависимости от способа изменялся в пределах от 1,5 до 1,6, а в зависимости от его дозы наблюдали биоэнергетический коэффициент на уровне 1,5. Таблица 38 - Биоэнергетический коэффициент эффективности технологии выращивания основной продукции горохо-ячмённой смеси в зависимости от соотношения компонентов при посеве, способа внесения и дозы азотного удобрения (среднее за 2011 - 2013 г.г.) Соотношение компонентов, %(А)
По результатам агроэнергетической оценки наиболее эффективным приемом из изучаемых оказался посев горохо-ячмённой смеси с соотношением 12,5+87,5% с внесением азота под предпосевную культивацию при всех изучаемых его дозах и некорневое внесение азота в дозах до 45 кг/га, где наблюдали максимальный коэффициент биоэнергетичекой эффективности 1,6 соответственно.
Таким образом, технология возделывания горохо-ячмённой смеси наиболее энергетически эффективна при использовании соотношения 12,5+87,5%.
Результаты исследований были проверены в производственных условиях в СПК «Колхоз имени Ленина» Октябрьского района Пермского края в 2013 году (приложение 43). Производственный опыт был проведен со смесью гороха сорта Губернатор и ячменя сорта Сонет при соотношениях компонентов при посеве 12,5+87,5%. Изучали две дозы 45 и 60 кг/га азота при внесении под предпосевную культивацию.
Результаты производственной проверки показали, что наибольшую урожайность горохо-ячмённой смеси получили при внесении азота в дозе 60 кг/га - 2,89 т/га, что на 0,14 т/га больше, чем при дозе азота 45 кг/га. Урожайность горохо-ячмённой смеси в основном формировалась за счёт злакового компонента, доля гороха в урожае составила 0,4 - 0,5 % и величина её урожайности не превысила - 0,01 т/га (таблица 39).
Анализ структуры урожайности ячменя в производственном опыте показал, что повышение дозы азота с 45 до 60 кг/га приводило к увеличению всех элементов структуры его урожайности (таблица 40). Количество продуктивных стеблей увеличивалось на 12 шт./м , количество зёрен в колосе на 1,1 шт., масса 1000 зёрен на 0,2 г и как следствие продуктивность соцветия на 0,05 г.
Структура урожайности гороха при соотношении 12,5+87,5% при внесении азотного удобрения под предпосевную культивацию Доза азота, кг/га Количествопродуктивныхрастений,шт./м2 Количествобобов нарастении,шт. Количествосемян вбобе, шт. Масса1000зёрен, г Биологическая урожайность, т/га
Проведенный расчет экономической эффективности при производственной проверке показал, что наибольший условный чистый доход 642 руб./га получен при использовании азотных удобрений в дозе 60 кг/га при рентабельности производства составила 3% (таблица 42). В целом экономический эффект от внедряемого варианта составил 252 руб./га. увеличения густоты продуктивного стеблестоя на 47 шт./м . При внесении азота в дозе 60 кг/га урожайность зерна горохо-ячмённой смеси и ячменя повышается по сравнению с фоном без азота на 1,22-1,32 т/га. Рост урожайности обусловлен увеличением выживаемости растений ячменя на 13%, максимальной площади листьев посева на 5,6 тыс. м /га, фотосинтетического потенциала на 225 тыс. м в сутки/га, чистой продуктивности фотосинтеза на
В условиях интенсивного роста и формирования высокой урожайности ячменя и неблагоприятных метеорологических условиях для бобового компонента при норме высева гороха не более 25% от нормы высева в чистом виде доля его в урожае смеси не превышает 4,5%, а выживаемость за летнюю вегетацию - 51%. Снижение нормы высева гороха до 12,5% на фоне внесения азота в дозе 60 кг/га приводит к дальнейшему снижению его выживаемости до 24%, ухудшению всех показателей фотосинтетической деятельности, уменьшению количества активных клубеньков на корнях в 1,8 раза, а продолжительности их работы на 6 дней, высоты растений на 9 см, продуктивности растения в 4,7 раза. Доля гороха в урожае смеси при этом снижается до нуля.