Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние адаптивных технологий возделывания озимых культур и основные направления их совершенствования 13
2. Почвенно-климатические условия и их оценка, методика проведения опытов 38
2.1 .Почвенно-климатические условия, биологические ресурсы зоны и их использование 38
2.2. Условия проведения опытов и методика исследований 41
3. Биолого-экологические основы формирования высокопродуктивных агроценозов озимых культур 50
3.1.Прохождение фаз роста и развития озимыми культурами и длительность периода вегетации в зависимости от экологических и агротехнических условий 50
3.2. Полевая всхожесть, перезимовка, сохранность и выживаемость растений озимых культур в зависимости от изучаемых агроприемов. 52
3.3. Особенности фотосинтетической деятельности посевов озимых культур в зависимости от экологических агротехнических условий 64
3.3.1. Динамика формирования листовой поверхности и фотосинтетический потенциал посева 64
3.3.2. Динамика накопления биомассы 83
3.3.3. Динамика чистой продуктивности фотосинтеза 94
3.3.4. Использование ФАР 99
3.3.5. Корреляционно-регрессионная взаимосвязь показателей фотосинтетической деятельности растений и урожайности озимых культур 106
3.4. Динамика запасов продуктивной влаги в почве и водопотребление озимых культур 112
3.5. Особенности формирования продуктивного стеблестоя посевов озимых культур в зависимости от экологических и агротехнических условий 115
3.5.1. Густота продуктивного стеблестоя и элементы структуры посева ее определяющие 115
3.5.2.Корреляционно-регрессионная взаимосвязь между густотой продуктивного стеблестоя и элементами структуры посева ее определяющими 134
3.6. Особенности формирования структуры колоса озимых культур в зависимости от экологических и агротехнических условий 138
3.6.1 Масса зерна колоса и элементы структуры посева, ее определяющие 138
3.6.2.Корреляционно-регрессионная взаимосвязь между массой зерна колоса и элементами структуры посева, ее определяющими 155
3.7. Корреляционно-регрессионная взаимосвязь между урожайностью и основными элементами структуры урожая 160
3.8. Соотношение продуктивной и непродуктивной частей растений озимой пшеницы в зависимости от агротехнических факторов 164
3.9. Использование физических и химических факторов для стимулирования роста и развития растений озимой пшеницы в начальный период их роста и развития 167
3.10. Посевные качества семян озимой пшеницы и их количественная изменчивость в зависимости от некорневых подкормок азотом и микроэлементами в период формирования семян 175
4. Формирование высокопродуктивных агроценозов озимых культур при различных нормах высева и применении ретарданта в сочетании с разными уровнями минерального питания и сроками дробного внесения азотных удобрений 182
4.1. Продуктивность посева озимых культур в зависимости от агротехнических приемов и экологических условий 182
4.2. Содержание в растениях и вынос макроэлементов с урожаем 197
4.3. Окупаемость удобрений зерном озимых культур 202
4.4. Влияние агротехнических и экологических условий на качество зерна озимых культур 207
5. Влияние микроэлементов, физиологически активных веществ и биопрепаратов на продуктивность агроценозов озимой пшеницы на Южном Урале 214
5.1. Продуктивность посева озимой пшеницы при некорневых подкормках микроэлементами 214
5.2. Продуктивность посева озимой пшеницы в зависимости от обработки семян микроэлементами 222
5.3. Влияние обработки семян физиологически активными веществами, биопрепаратами и хелатными формами микроэлементов на продуктивность посева озимой пшеницы 226
5.4. Эффективность некорневого внесения регуляторов роста и гумата натрия на посеве озимой пшеницы при различных экологических условиях 228
5.5. Качество зерна озимой пшеницы в зависимости от агротехнических и экологических условий 232
6. Энергетическая и экономическая оценка возделывания озимых культур 248
Основные выводы 259
Предложения производству 271
Список литературы 272
Приложения 335
- Условия проведения опытов и методика исследований
- Густота продуктивного стеблестоя и элементы структуры посева ее определяющие
- Окупаемость удобрений зерном озимых культур
- Эффективность некорневого внесения регуляторов роста и гумата натрия на посеве озимой пшеницы при различных экологических условиях
Введение к работе
Актуальность проблемы. Важная роль в решении проблемы увеличения производства зерна в условиях степной зоны Южного Урала принадлежит озимым культурам – озимой пшенице и озимой ржи. Их способность, по сравнению с яровыми культурами, продуктивнее использовать зимние и ранневесенние запасы влаги, развивать мощную корневую систему, способную в засуху обеспечивать растение влагой из глубоких слоев, позволяет им выделяться среди полевых культур наиболее высокими и устойчивыми урожаями.
Вместе с тем, в производстве возможности озимых культур реализуются не в полной мере в результате недоиспользования отдельных элементов технологии и природно-климатических условий зоны, что снижает экономическую эффективность производства. Вследствие этого, на современном этапе необходима разработка энергосберегающих малозатратных агроприемов возделывания озимых культур, которые позволили бы усовершенствовать существующие адаптивные технологии и увеличить валовые сборы высококачественного зерна, а также повысить экономическую эффективность возделывания озимых культур.
Особенно актуальным в конкретных почвенно-климатических условиях степной зоны Южного Урала является изучение возможности повышения продуктивности озимых культур путем совершенствования наиболее подвижных элементов технологии: внесения различных доз минеральных удобрений, оптимизации норм высева и азотного питания, применения ретардантов, различных норм и сроков внесения микроэлементов, регуляторов роста, биопрепаратов, гумата натрия.
Цель и задачи исследований. Основной целью наших исследований являлась разработка энергосберегающих малозатратных агроприемов адаптивной технологии возделывания озимых культур, обеспечивающих формирование высокопродуктивных, экономически эффективных посевов, дающих зерно высокого качества.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
-выявить влияние изучаемых агроприемов на полевую всхожесть, перезимовку, сохранность и выживаемость растений озимых культур;
- изучить особенности фотосинтетической деятельности озимых культур при использовании различных фонов питания и норм высева, дробного внесения дозы азотных удобрений, ретарданта, различных сроков и доз внесения микроэлементов и их смесей с азотом, различных сроков внесения регуляторов роста и их смесей с гуматом натрия, обработки семян биопрепаратами, выявить их роль в формировании урожая;
-выявить особенности формирования продуктивного стеблестоя и структуры колоса озимыми культурами в зависимости от агротехнических приемов и установить связь количественной изменчивости элементов структуры посева с урожайностью;
-определить влияние некорневых подкормок азотом и микроэлементами на посевные качества семян, а также возможность использования физических и химических факторов для обработки семян, оценить качественную и количественную изменчивость показателей;
-выявить параметры изменения оптимальной нормы высева при повышении фона минерального питания, увеличении кратности дробного внесения дозы азотных удобрений и применении ретарданта, влияние факторов на продуктивность посева;
-определить содержание в растениях и вынос макроэлементов с урожаем, окупаемость минеральных удобрений зерном озимых культур;
- выявить эффективность таких микроэлементов, как бор, цинк, медь, марганец, селен, йод, молибден, кобальт, алюминий, их смесей, в том числе с азотом, при обработке ими семян озимой пшеницы и различных сроках их некорневого внесения;
- определить эффективность обработки семян озимой пшеницы регуляторами роста и гуматом натрия, а также эффективность различных сроков их некорневого внесения;
- изучить влияние агротехнических факторов на качество зерна озимых культур;
- усовершенствовать технологию возделывания озимых культур на основе изученных приемов, дать их энергетическую и экономическую оценку.
Научная новизна. Впервые, в результате многолетних исследований, изучены:
- особенности формирования фотосинтетического потенциала и его окупаемости зерном озимой пшеницы и озимой ржи в резко-континентальных условиях степной зоны Южного Урала в зависимости от фонов питания, норм высева, дробного внесения дозы азотных удобрений, различных сроков внесения микроэлементов и регуляторов роста.
- формирование биомассы посевами озимых культур, в зависимости от агротехнических факторов, выявлены особенности ее взаимосвязи с урожайностью;
- основные элементы структуры посева, в наибольшей степени определяющие формирование урожая озимых культур в зависимости от изученных агротехнических факторов, что позволяет целенаправленно влиять на их количественную изменчивость;
- в результате многолетних исследований выявлены коэффициенты использования ФАР посевом озимой пшеницы при различных метеорологических и агротехнических условиях.
- выявлено, что величина оптимальной нормы высева меняется с повышением фона питания и увеличением кратности дробного внесения дозы азотных удобрений, определен оптимальный уровень расчетных норм удобрений и кратность дробного внесения дозы азота;
- определена эффективность обработки семян смесями микроэлементов в хелатной форме (ЖУСС и ЖУСС-2) и биопрепаратами (Азотовит и Бактофосфин);
- выявлено влияние различных сроков некорневого внесения бора, цинка, меди, марганца, селена, йода, молибдена, кобальта, их смесей, в том числе с азотом, на комплекс показателей качества зерна озимой пшеницы, включающие силу муки, упругость теста и его растяжимость, время образования теста и его устойчивость к замесу, степень разжижения и показатель качества теста, амилолитическую активность зерна, что позволяет использовать эти агроприемы для получения зерна высокого качества;
- на посеве озимой пшеницы показана эффективность некорневого внесения таких регуляторов роста как Эпин, Циркон, Альбит, их смесей с гуматом натрия и медью, в том числе, в поздние фазы роста и развития, что обеспечивает их непосредственное влияние на формирование и налив зерна.
На основе изученных энергосберегающих, малозатратных агроприемов усовершенствована технология возделывания озимых культур, обеспечивающая формирование высокопродуктивных, экономически эффективных посевов, дающих зерно высокого качества.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Особенности формирования продуктивного стеблестоя озимых культур в зависимости от изученных факторов, роль осеннего и весеннего кущения, условий перезимовки и периода летней вегетации.
2. Фотосинтетическая деятельность озимых культур при использовании различных фонов питания и норм высева, дробного внесения дозы азотных удобрений и ретарданта, микроэлементов, регуляторов роста, гумата натрия, биопрепаратов, роль фотосинтетических показателей в формировании урожая;
3. Количественная изменчивость элементов структуры посева озимых культур в зависимости от изученных агротехнических приемов, их взаимосвязь, роль в формировании урожая.
4. Параметры изменения оптимальной нормы высева при повышении фона минерального питания, увеличении кратности дробного внесения дозы азотных удобрений и применении ретарданта, вынос макроэлементов с урожаем, окупаемость минеральных удобрений зерном озимых культур;
5. Роль микроэлементов, их смесей, в том числе с азотом, хелатных форм, регуляторов роста, гумата натрия и биопрепаратов в формировании урожая и повышении качества зерна озимой пшеницы при обработке ими семян и различных сроках их некорневого внесения.
6. Посевные качества семян озимой пшеницы при некорневых подкормках азотом и микроэлементами, возможность стимулирования ростовых процессов химическими и физическими факторами при обработке семян, качественная и количественная изменчивость показателей;
7. Энергетическая и экономическая эффективность изученных приемов обеспечивающая формирование высокопродуктивных посевов, дающих зерно высокого качества.
Практическая значимость работы. Сельскохозяйственному производству предложены энергосберегающие малозатратные агроприемы адаптивной технологии возделывания, повышающие устойчивость растений озимых культур к неблагоприятным условиям и обеспечивающие формирование их высокопродуктивных, экономически эффективных посевов, дающих зерно высокого качества.
Внедрение в практику данных элементов технологии позволяет увеличить продуктивность районированных сортов озимых культур на 15-25 % при хорошем качестве зерна.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований прошли производственную проверку и внедрены на площади более 11 тыс. га в хозяйствах Северной, Западной и Центральной зон Оренбургской области.
Полученные материалы по влиянию экологических и агротехнических факторов на фотосинтетическую деятельность, на рост и развитие растений, на формирование семян, на устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды, на формирование качества урожая, активно используются в учебном процессе при работе со студентами агрономического факультета ОГАУ.
Апробация работы. Результаты исследований были представлены и обсуждены на научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов: «Интенсификации агропромышленного комплекса – научную основу» (Оренбург, 1988), «Пути увеличения производства и повышения качества сельскохозяйственной продукции» (Оренбург, 1991), «Пути увеличения производства и резервы повышения качества сельскохозяйственной продукции» (Оренбург, 1993); Всесоюзной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Резервы увеличения производства сельскохозяйственной продукции» (Оренбург, 1990); XI межреспубликанской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Резервы увеличения производства и повышения качества сельскохозяйственной продукции» (Оренбург, 1992); региональной конференции молодых ученых Урала и Поволжья (Оренбург, 1994); региональных конференциях молодых ученых и специалистов Оренбуржья (Оренбург, 1995, 1996, 1997, 1998, 2000); научно-практической конференции, посвященной 65-летию Оренбургской ГСХА (Оренбург, 1995); региональной научной конференции «Качество продукции растениеводства и приемы его повышения» (Уфа, 1998); межвузовской научно-практической конференции «Решение проблем стабилизации сельскохозяйственного производства на современном этапе развития» (Оренбург, 1999); 2-й Российской научно-практической конференции «Проблемы устойчивости биоресурсов: теория и практика (Оренбург, 2005); международных научно-практических конференциях: «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (Оренбург, 2002), «Экономико-правовые и экологические проблемы землепользования в условиях рыночной экономики России и стран СНГ (методология, теория и практика хозяйствования)» (Оренбург, 2003), «Повышение устойчивости биоресурсов на адаптивно-ландшафтной основе (Оренбург, 2003), «Эколого-технологическая, правовая и социально-экономическая политика в сельском хозяйстве: история и современность (Оренбург, 2005), «Управление экономическим ростом в АПК: методология, теория и практика хозяйствования» (Оренбург, 2006), «Проблемы устойчивости биоресурсов: теория и практика» (Оренбург, 2007), «Оценка земельных ресурсов и создание адаптивных биоценозов в целях рационального природопользования: история и современность» (Оренбург, 2008), «Вавиловские чтения – 2008» (Саратов, 2008), «Актуальные проблемы экологии, защиты растений и экологического земледелия» (Саратов, 2009), «Инновации сегодня: образование, наука, производство» (Ульяновск, 2009); международном научно-техническом форуме «Реализация государственной программы развития сельского хозяйства и регулирование рынков сельско-хозяйственной продукции, сырья и продовольствия: инновации, проблемы, перспективы» (Омск, 2009); Всероссийских научно-практических конференциях «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур» (Пенза, 2009), «Аграрная наука в ХХI веке: проблемы и перспективы» (Саратов, 2009); «Социально-экономические аспекты современного развития АПК: опыт, проблемы, перспективы» (Саратов, 2009); «Научное обеспечение устойчивого функционирования и развития АПК» (Уфа, 2009 г.); «Аграрная наука в ХХI веке: проблемы и перспективы» (Саратов, 2010).
Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликована 101 печатная работа, в том числе 15 - в изданиях, рекомендованных ВАК. Во Всероссийском научно-техническом информационном центре по теме диссертации депонировано 11 отчетов по НИР: (№02910003980; №02960002443; №02970002206; №02980002057; №02990003076; №02990003077; №02200203965; №02200203966; №02200305153; №02200703524; №02201001880).
Объем и структура диссертации.
Условия проведения опытов и методика исследований
Местом проведения основной части опытов является учебно-опытное хозяйство Оренбургского государственного аграрного университета, расположенное в 12 км восточнее г. Оренбурга. По характеру геолого-геоморфологического строения, климатическим условиям, характеру почвообразующих пород и почвенному покрову территория землепользования учхоза ОГАУ является типичной для степной зоны Южного Урала.
Территория землепользования учебно-опытного поля ОГАУ расположена в подзоне черноземов южных (Блохин Е.В., 1980). Спокойный рельеф древней остепненной террасы реки Урал, сложенной четвертичными желто-бурыми карбонатными отложениями, определяет довольно однородный почвенный покров опытного поля ОГАУ. Почва опытного участка - чернозем южный среднемощный карбонатный тяжелосуглинистый. Почвообразующие породы - делювий пермских отложений с высокой карбонатностью и щелочной реакцией почвенной среды (рН = 7,6 - 7,8). Мощность гумусового слоя составляет 114 — 118 см, при этом пахотный слой (А пах) составляет 28 - 29 см, а А пах + В - 54- 65 см.
По данным кафедры земледелия и ТППР и кафедры агрохимии, защиты растений и экологии ОГАУ содержание в почве физической глины составляет 40 — 60%, преобладающей фракцией является илистая (25 - 30 % массы), что обуславливает высокую влагоемкость и водоудерживающую способность почвы. Агрохимические свойства пахотного слоя (0 - 30 см) следующие: гумус по Тюрину - 4,7 - 4,9 %; рН - 7,9; общий азот по Къельдалю - 0,24 - 0,25 %; общий фосфор - 0,05 - 0,06 %; общий калий - 2,2 %; легкогидролизуемый азот по Тюрину-Кононовой - 5,5 - 6,3 мг/100 г почвы; подвижный фосфор по Мачигину - 1,50 — 2,21 мг/100 г; обменный калий по Протасову - 30,0 - 37,5 мг/100 г почвы. Объемная масса в горизонте 0 - 100 см — 1,3 г/см ; в пахотном — 1,22 г/см ; удельная масса, соответственно, 2,66 и 2,61; общая пористость - 51,7 и 53,3 %; максимальная гигроскопичность - 8,71 и 8,76 % от абсолютно-сухой массы, влажность устойчивого завядания — 11,7 — 12,2 %.
Метеоусловия 1984 - 2008 годов соответствовали климатическим характеристикам степной,зоны Южного Урала. В целом за период вегетации малоблагоприятными по увлажнению были 1984—1985, 1986-1987, 1987— 1988, 1988-1989, 1994-1995, 1997-1998, 1998-1999, 2003-2004, , 2005-2006 годы; средними по увлажнению - 1983-1984, 1985-1986, 1990-1991, 1991-1992, 1995-1996, 1996-1997, 1999-2000, 2001-2002; 2004-2005; 2006-2007 наиболее благоприятными по увлажнению - 1989-1990, 1992-1993, 1993-1994, 2000-2001, 2002-2003, 2007-2008 годы.
Для решения поставленных задач использовали полевые агрономические опыты, составившие основную часть экспериментальной работы и сопровождавшиеся различными наблюдениями, учетами и анализами, а также лабораторные опыты. Исследования проводились в полевых севооборотах кафедры ботаники и физиологии растений и отдела семеноводства Оренбургского ГАУ с сортами районированных в области озимых культур. При подготовке и проведении опытов в качестве методических руководств использовались рекомендации, разработанные ведущими научными учреждениями страны.
В период с 1984 по 2008 год проведены следующие опыты, схемы которых приведены в тексте и приложениях:
1. Продуктивность посева озимой пшеницы в зернопаропропашном севообороте в зависимости от расчетных фонов питания (1984-1990, 1996 2002).
Зависимость продуктивности посева озимой пшеницы от различных расчетных фонов питания изучали в семипольном зернопаропропашном севообороте со следующим чередованием культур: пар, пшеница мягкая озимая, пшеница твердая яровая, кукуруза на силос, пшеница мягкая яровая, ячмень, суданская трава на зеленый корм и сено. Расчет норм удобрений проводился балансовым методом.
2. Формирование урожая и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от норм высева на фоне разных уровней минерального питания (1986-1989 годы).
Изучали формирование урожая и качества зерна озимой пшеницы при четырех нормах высева (3, 4, 5 и 6 млн всхожих зерен на гектар) на варианте без удобрений (I фон - контроль) и трех фонах питания, рассчитанных на урожай в 3,0 (II фон); 3,5 (III фон) и 4,0 (IV фон) т/га зерна.
3. Формирование урожая озимой ржи в зависимости от норм высева на фоне разных уровней минерального питания (1986 - 1989 годы).
Изучали четыре нормы высева (3, 4, 5 и 6 млн всхожих зерен на гектар) на варианте без удобрений (I фон - контроль) и трех фонах питания, рассчитанных на урожай в 3,0 (II фон); 3,5 (III фон) и 4,0 (IV фон) т/га зерна.
4.Формирование урожая и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от норм высева и применения препарата ТУР при разных сроках дробного внесения дозы азотных удобрений (1986-1992 годы).
На фоне дробного внесения азотных удобрений изучали влияние четырех норм высева (3, 4, 5 и 6 млн всхожих зерен на гектар) и препарата ТУР (4 кг действующего вещества на гектар) на формирование урожая и качества зерна озимой пшеницы. Растения опрыскивались ТУРом в конце кущения - начале выхода в трубку. Использовали 5 сроков дробного внесения дозы азотных удобрений: до посева; до посева + весной; до посева + весной + кущение-выход в трубку; до посева + весной + начало колошения; до посева + весной + кущение-выход в трубку + начало колошения. При этом доза азота распределялась, в зависимости от кратности внесения: 20 % -весной, 30 % - в начале выхода в трубку и 30 % - в начале колошения, остальное - до посева. Фон - 85 кг Р2О5 га гектар. Дробное внесение дозы азотных удобрений изучалось на двух сортах озимой пшеницы.
5. Формирование урожая и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от норм и сроков некорневого внесения микроэлементов и их смесей с азотом (1992-2008 годы).
На трех сортах озимой пшеницы изучалось формирование урожая и качество зерна в зависимости от сроков некорневого внесения бора, цинка, меди, марганца, молибдена, кобальта, йода и различных доз селена, а также смесей микроэлементов с азотом.
6. Продуктивность посева озимой пшеницы в зависимости от обработки семян разными нормами микроэлементов (1995-1998 годы)
Изучали продуктивность посева озимой пшеницы в зависимости от обработки семян различными дозами селена, цинка, бора и меди.
7. Формирование урожая и качество зерна озимой пшеницы при обработке семян микроэлементами и их смесями (1997 — 2001 годы).
Изучали формирование урожая и качество зерна озимой пшеницы при обработке семян цинком, бором, алюминием, марганцем, кобальтом и их смесями.
8. Влияние обработки семян регуляторами роста на формирование урожая и качество зерна озимой пшеницы (1995—2000 годы).
Изучали влияние Крезацина, Агата 25, Фумара, Гуми-20 и их смесей на формирование урожая и качество зерна озимой пшеницы.
9. Продуктивность посева и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от обработки семян биопрепаратами, регуляторами роста и хелатными формами микроэлементов (2001 - 2004 годы).
Изучали продуктивность посева и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от обработки семян ЖУСС, ЖУСС-2, а также Чародеем, Бактофосфином, Азотовитом и их смесями.
10. Посевные качества семян и их качественная и количественная изменчивость в зависимости от некорневого внесения азота и микроэлементов в период формирования (2003-2006 годы).
11. Стимулирование роста и развития растений озимой пшеницы в начальный период их роста и развития при использовании физических и химических факторов (1998 - 2002 годы).
Изучали возможность использования обработки семян селеном и электромагнитным излучением СВЧ-диапазона в качестве стимулирующих факторов в начальный период роста и развития озимой пшеницы.
Густота продуктивного стеблестоя и элементы структуры посева ее определяющие
Побегообразовательная деятельность растений в посеве является важной составной частью формирования продуктивного стеблестоя. Исследования показали, что с увеличением нормы высева у растений озимой пшеницы Альбидум 114 увеличивается доля побегов сформированных осенью (табл. 3.5.1.1).
При этом, в общей побегообразовательной деятельности растений озимой пшеницы в степной зоне Южного Урала довольно значительная доля приходится и на период весенней вегетации. По озимой пшенице Альбидум 114, в зависимости от варианта опыта, она составила от 20,4 до 35,3 %.
Доля побегов, сформированных осенью, увеличивалась и при повышении фона питания. Так, в среднем за годы исследований, при 3 млн всхожих зерен на гектар на I, II, III и IV фонах питания она составила 64,7; 76,5; 83,9 и 75,2%. Количество побегов, сформированных за период весенней вегетации, снижалось по мере повышения фона питания и увеличения норм высева. Исключением являлся IV фон питания. Его негативное влияние, проявляющееся в осенний период, нивелировалось весной, поэтому здесь сформировалось больше побегов, чем на других фонах.
В целом, увеличение нормы высева с 3 до 6 млн всхожих зерен на гектар, в среднем за годы исследований, снижало общую кустистость озимой пшеницы на I фоне - на 21,7 %; на II фоне - на 20,8 %; на III фоне - на 25,4 %; на IV фоне - на 18,3 %. Коэффициент вариации по величине общей кустистости к уборке составлял, в зависимости от варианта, от 28,9 до 37,4 %. При этом четкого изменения его по нормам высева не отмечено. Повышение фона питания несколько стимулировало образование побегов, однако увеличение общей кустистости шло только до III фона питания. Так, по отношению к контролю, на II, III, IV фонах при 3 млн всхожих зерен на гектар увеличивалось количество побегов на 20,6; 31,0 и 29,2%.
В среднем за 1986-1989 годы на фоне без удобрений, при всех изученных нормах высева, наибольшее количество приходилось на растения, имеющие к уборке 4 побега. При этом, доля таких растений в посевах возрастала при увеличении нормы высева до 4 млн всхожих зерен на гектар, а затем отмечено снижение ее величины (рис. 3.5.1.1).
При норме высева 3 млн всхожих зерен на гектар кроме растений с 4 побегами (21,4 %) чаще всего встречались растения с 5 (13,6 %) и 6 (14,4 %) побегами. В посевах с нормой высева 4, 5 и 6 млн всхожих зерен на гектар на втором месте по количеству - растения с 3 побегами. При этом снижение доли растений с 4 побегами, при увеличении нормы высева, шло с повышением количества растений с 3 побегами. В целом, количество растений с 3 и 4 побегами при нормах высева 4,5 и б млн составило, соответственно, 48,8; 56,2 и 55,8 %. Растения с одним побегом выявлены только на посеве с нормой высева 6 млн всхожих зерен на гектар (1,4 %).
При норме высева 3 млн всхожих зерен на гектар наибольшая доля растений, в среднем за три года, отмечена: на II фоне — с 5 побегами (18,9 %), на III фоне - с 8 побегами (21,6 %), на IV фоне - с 7 побегами (14,0 %). При остальных нормах высева, как и на варианте без удобрений - с 4 побегами.
Таким образом, повышение фона питания влияло на интенсивность побегообразования и приводило, в процессе конкурентной борьбы, к гибели растений с наименьшим и наибольшим количеством побегов.
При всех нормах высева величина общей кустистости по срокам дробного внесения дозы азотных удобрений была прямо пропорциональна количеству азота, внесенного до посева озимой пшеницы (табл. 3.5.1.2).
Аналогичная зависимость, в среднем за 1989-1992 годы, получена и при дробном внесении дозы азотных удобрений на посеве озимой пшеницы Кинельская 4 (прил. 3.5.1.1).
По срокам дробного внесения дозы азотных удобрений отмечена тенденция увеличения варьирования величины общей кустистости при увеличении количества азота, внесенного в осенний период. Четкая закономерность при изменении нормы высева установлена только при однократном внесении дозы азота - с повышением нормы высева коэффициент вариации общей кустистости снижался.
Величина продуктивной кустистости озимой пшеницы Альбидум 114, в среднем за 1986-1989 годы, в зависимости от варианта колебалась от 1,33 до 2,55 побегов на растение. Это количество продуктивных побегов составило, в зависимости от варианта, всего от 26,6 до 33,4 % от общей кустистости (табл. 3.5.1.1). От количества побегов, сформированных осенью, продуктивные побеги составляли, по вариантам опыта, от 31,0 до 49,9 %. То есть, для формирования продуктивного стеблестоя в степной зоне Южного Урала с избытком достаточно тех побегов, которые формируются в осенний период при рекомендованных оптимальных сроках посева.
При увеличении норм высева доля продуктивных побегов в общем количестве побегов, сформированных осенью, снижается, то есть загущение посева в большей степени влияет на дифференциацию побегов, чем на процесс осеннего кущения. Аналогично влияет и повышение фона питания, приводящего к усилению интенсивности побегообразования, за исключением IV фона.
Отмечено положительное влияние всех фонов питания на продуктивную кустистость при всех изученных нормах высева озимой пшеницы Альбидум 114: чем выше фон питания, тем выше величина продуктивной кустистости (табл. 3.5.1.1). У озимой ржи Саратовская 4 такая закономерность наблюдается только при 6 млн всхожих зерен на гектар. При 3,4 и 5 млн всхожих зерен на гектар увеличение продуктивной кустистости идет только до III фона (табл. 3.5.1.3).
Увеличение нормы высева озимой пшеницы Альбидум 114 и озимой ржи Саратовская 4 приводило к уменьшению продуктивной кустистости растений (табл. 3.5.1.1, 3.5.1.3). Вместе с тем, как и по количеству сохранившихся к уборке растений, изменение величины продуктивной кустистости, при повышении нормы высева с 3 до 6 млн всхожих зерен на га на разных фонах питания, происходит по обеим культурам не одинаково. В среднем за три года, она снижалась по озимой пшенице Альбидум 114 и озимой ржи Саратовская 4, соответственно, на I фоне - с 1,99 до 1, 33 (на 33,2 %) и с 3,22 до 2,28 (на 29,2 %); на II фоне - с 2,23 до 1,56 (на 30,0 %) и с 3,44 до 2,44 (на 29,1 %); на III фоне - с 2,37 до 1,68 (на 29,1 %) и с 3,54 до 2,52 (на 28,8 %); на IV фоне - с 2,55 до 1,73 (на 32,2 %) и с 3,51 до 2,57 (на 26,8 %) побегов на растение. Такие изменения являются следствием увеличения продуктивной кустистости при повышении фона питания.
Закономерное изменение коэффициента вариации показателя продуктивной кустистости отмечено только на варианте без удобрений.
Здесь, в среднем за годы исследований, повышение нормы высева приводило к снижению его величины. За исключением нормы высева в 3 млн. всхожих зерен на гектар, повышение фона питания увеличивало коэффициент вариации, причем, чем выше была норма высева, тем в большей степени это проявлялось. У озимой ржи Саратовская 4 при повышении фона питания отмечено снижение величины коэффициента вариации, а по нормам высева закономерного его изменения не выявлено (табл. 3.5.1.3).
Нормы высева и фоны питания оказали влияние на соотношение растений с различным количеством продуктивных побегов в посеве озимой пшеницы Альбидум 114 и озимой ржи Саратовская 4 (прил. 3.5.1.2, 3.5.1.3).
На варианте без удобрений (I фон) при всех нормах высева озимой пшеницы Альбидум 114 подавляющее количество составляли растения с 1 и 2 продуктивными побегами. Причем, при 3 и 4 млн всхожих зерен на гектар преобладали растения с 2 побегами (соответственно, 40,0 и 45,8 %), а при 4 и 5 млн - с 1 продуктивным побегом (соответственно, 52,5 и 70,9). Повышение фона питания приводило к некоторому увеличению растений с большим количеством продуктивных побегов, но только при низких нормах высева. На посеве озимой ржи Саратовская 4, практически на всех вариантах опыта, преобладали растения с 2 и 3 продуктивными побегами, причем растения с 3 побегами составляли большую долю в посеве при норме высева в 3 и 4 млн, а с 2 побегами - в 5 и 6 млн всхожих зерен на гектар.
Окупаемость удобрений зерном озимых культур
Степень полезного действия удобрений и отзывчивости на них озимых культур можно оценить по количеству полученного зерна на 1 кг внесенного действующего вещества удобрений. Разные авторы приводят различные уровни окупаемости NPK зерном, которые, при этом, во многом зависят от почвенно-климатических условий. Так, в исследованиях Ломако Е.И. (1998) окупаемость NPK зерном озимой пшеницы на серых лесных почвах составила 4,7 кг зерна на 1 кг NPK, в исследованиях Жукова Ю.П. и Коршуновой И.С. (1999) на дерново-подзолистой - от 5,3 до до 7,5 кг в зависимости от уровня питания с колебаниями по годам исследований от 4,4 до 9,2 кг зерна на 1 кг NPK. По озимой ржи на дерново-подзолистой почве отмечена окупаемость 1 кг удобрений зерном от 2,5 до 4,7 кг (Семененко Н.Н. и др., 1996). В исследованиях, проведенных в Пермской ГСХА, наиболее высокая окупаемость 1 кг удобрений на посеве озимой ржи составила 16,7 кг при внесении 45 кг/га азота (Михайлова Л.А., 2008).
Исследования, проведенные в различных зонах страны, показывают, что эффективность азотных удобрений на посеве озимой пшеницы зависит от доз и сроков их внесения, почвенных и метеорологических условий. Так, на дерново-подзолистых почвах опытного поля Марийского госуниверситета окупаемость 1 кг азота прибавкой урожая при внесении его в дозе 30 кг/га составила 8,7 кг, а при внесении 60 кг/га - 12,3 кг (Завалин А.А. и др., 2006). На лесных тяжелосуглинистых почвах республики Татарстан, на фосфорно-калийном фоне, отмечена различная эффективность сроков дробного внесения 200 кг азота. Наибольшая окупаемость азотных удобрений была при их трехкратном дробном внесении (N7o Д посева + NJOO весной + N30 колошение) — 8,2 кг зерна на 1 кг азота. При двухкратном внесении (до посева + весной), трехкратном с некорневой подкормкой в фазу выхода в трубку и четырехкратном внесении (с двумя некорневыми подкормками - в фазу выхода в трубку и колошение) получена практически одинаковая окупаемость — от 5,3 до 5,8 кг зерна на 1 кг азота. Наименьшая окупаемость отмечена при внесении азота в два приема - N7o до посева + N o в фазу выхода в трубку - 4,3 кг зерна (Ломако Е.И., 1998). Кроме того, Шафран С.А. с соавторами (2006) отмечают, что окупаемость азота прибавкой урожая озимой пшеницы существенно варьировала между сортами и во многих случаях превышала 10 кг на 1 кг NPK.
В наших исследованиях были проведены расчеты по окупаемости удобрений культурами зернопропашного севооборота. Окупаемость удобрений урожаем озимой пшеницы, в среднем за ротацию севооборота, составила: на среднем фоне - 2,70; на повышенном - 2,13 кг зерна на 1 кг NP (табл. 4.3.1).
На посеве яровой пшеницы окупаемость составила, соответственно 3,90 и 2,16 , а на ячмене - 3,58 и 4,90 кг зерна на 1 кг NP. Фактическая же оплата минеральных удобрений зеленой массой кукурузы и суданской травы (в к.е. на 1 кг NP) была выше, чем на зерновых. Это связано с тем, что поздние культуры могут эффективно использовать для формирования урожая осадки второй половины лета, к тому же варианты с планируемой урожайностью зеленой массы 15,0-20,0 т с 1 га обеспечивали прибавку урожая даже при внесении только фосфорных удобрений, особенно в начале ротации при низком общем содержании подвижного фосфора в почве.
В годы исследований наибольшая окупаемость зерном 1 кг действующего вещества удобрений была получена нами у озимой ржи Саратовская 4 на II фоне питания и колебалась по годам исследований, в зависимости от нормы высева, от 1,34 до 7,04 кг зерна (табл. 4.3.2).
В среднем за 1986-1989 годы исследований наибольшая окупаемость удобрений зерном озимой ржи была на II фоне питания при норме высева 4 млн. всхожих зерен на гектар. На этом варианте она составила 4,32 кг зерна на 1 кг действующего вещества удобрений. Дальнейшее увеличение фона питания приводило к снижению окупаемости удобрений зерном.
На посеве озимой пшеницы Альбидум 114 наибольшая окупаемость удобрений зерном, при всех изученных нормах высева, оказалась, как и по озимой ржи Саратовская 4, на II фоне питания (табл. 4.3.2). В зависимости от нормы высева она составила от 2,07 до 2,99 кг зерна на 1 кг действующего вещества удобрений. Наибольшая окупаемость удобрений зерном получена при 5 млн. всхожих зерен на гектар. При этом, четко проявилась зависимость показателя от условий увлажнения. По годам исследований, в зависимости от варианта, окупаемость 1 кг действующего вещества удобрений на II фоне колебалась от 0,22 до 6,0 кг зерна.
Опыт с озимой пшеницей Кинельская 4 подтвердил, что эффективность азотных удобрений в условиях степной зоны Южного Урала во многом зависит от сроков их дробного внесения (табл. 4.3.3)
При двухкратном дробном внесении азота (осенью и рано весной) на 1 кг действующего вещества удобрений получено 2,16 кг зерна, при трехкратном дробном внесении с подкормкой в начале выхода в трубку - 3,13 кг, при трехкратном с подкормкой в колошение - 3,17 кг, при четырехкратном - 3,28 кг зерна.
Таким образом, наибольшая окупаемость удобрений зерном получена на II фоне питания (на 3,0 т/га зерна) при 4 млн. всхожих зерен на гектар у озимой ржи Саратовская 4 и при 5 млн всхожих зерен на гектар у озимой пшеницы Альбидум 114. Выделение части азота для дробного внесения его в виде некорневых подкормок способствовало повышению окупаемости удобрений зерном.
Эффективность некорневого внесения регуляторов роста и гумата натрия на посеве озимой пшеницы при различных экологических условиях
В исследованиях, проведенных в 2004-2008 годах, некорневое внесение регуляторов роста и их смесей с медью в конце кущения - начале выхода в трубку оказало положительное влияние на урожайность озимой пшеницы Оренбургская 105 (табл. 5.4.1).
Эффективность препаратов была различна. Наибольшая продуктивность посева, в среднем за годы исследований, отмечена при некорневом внесении Эпина. Прибавка составила здесь 0,23 т с 1 га при урожайности на контрольном варианте в 2,43 т с 1 га. Другие препараты оказали меньшее влияние на продуктивность озимой пшеницы. Прибавка урожайности на варианте с Цирконом достигала 0,20 т с 1 га, Альбитом - 0,17 т с 1 га и Крезацином - 0,04 т с 1 га. Внесение меди повышало урожайность лишь на 0,17 т с 1 га. При этом медь снижала эффект от применения всех изученных регуляторов роста.
Статистический анализ варьирования урожайности озимой пшеницы Оренбургская 105 по годам исследований позволил выявить тенденцию к снижению, относительно контроля, величины стандартного отклонения и коэффициента вариации. В наибольшей степени это проявилось на варианте с Цирконом, где коэффициент вариации составил 12,4 %, при 15,8 % на контроле. Вместе с тем, наибольшая урожайность в опыте получена на варианте, где величина коэффициента вариации была практически на уровне контрольного варианта - при некорневом внесении препарата Эпин.
Положительное влияние на продуктивность посева озимой пшеницы Оренбургская 105 оказало и некорневое внесение в поздние фазы роста и развития растений препарата Гуми-30, а также таких регуляторов роста, как Эпин и Циркон (табл. 5.4.2).
Прибавки урожайности по изученным вариантам колебались по годам исследований, но практически во все годы наибольшая продуктивность посева была характерна для вариантов с внесением смесей Эпина с Гуми-30 и Циркона с Гуми-30 в начале колошения. В среднем за годы исследований, на этих вариантах получена прибавка урожайности, составившая, соответственно, 0,25 и 0,26 т с 1 га, а также отмечено наименьшее варьирование урожайности по годам исследований, что говорит о некотором повышении стрессоустойчивости растений.
Таким образом, при некорневом внесении регуляторов роста в начале выхода в трубку наибольшая продуктивность посева, в среднем за годы исследований, отмечена при внесении Эпина, а при внесении в начале колошения - смеси Циркона с Гуми-30. Прибавка урожайности составила, соответственно, 0,23 и 0,26 т с 1 га. При внесении регуляторов роста и их смесей с Гуми-30 в более поздние фазы роста и развития эффективность препаратов снижается.
