Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Научно - теоретическое обоснование формирования систем обработки почвы (обзор литературы) 10
1.1. Современное состояние развития систем обработки почвы 10
1.2. Научные основы систем основной обработки почвы 19
1.3. Критерии оценки агрофизических параметров пахотного слоя почвы 25
1.3.1. Основная обработка и ее влияние на структурно-агрегатный состав пахотного слоя почвы 28
1.3.2. Влияние систем и приемов обработки на водный режим почвы 29
1.3.3. Влияние систем и приемов обработки на плотность сложения почвы 33
1.4. Влияние приемов обработки на дефляцию и эрозию почвы 35
1.5. Минимализация систем обработки почвы 37
Глава 2. Общая характеристика и агроэкологическая оценка земель Республики Дагестан 41
2.1. Климатические и погодные условия 41
2.1.1. Агроэкологическое районирование территории Дагестана 43
2.2. Краткая характеристика почв Дагестана 47
Глава 3. Теоретические основы выбора ресурсосберегающих технологий и приемов обработки почвы 53
3.1. Исследование энергозатрат на возделывание сельскохозяйственной культуры 53
3.2. Теоретические предпосылки разработки влагосберегающих технологий обработки почвы 57
3.3. Энергосберегающие и почвовлагосберегающие приемы и технологии обработки почвы 59
3.4. Исследование уплотнения почвы тракторами, сельскохозяйственными машинами и транспортными средствами 68
Глава 4. Условия, программа и методика исследований 71
4.1. Климатические и почвенные условия территорий проведения исследований 71
4.1.1.Краткая характеристика климата по годам исследований 75
4.1.2. Почвы опытных участков 79
4.2. Программа и методика проведения исследований 82
4.3. Методика исследований 86
4.4. Почвообрабатывающие машины и агрегаты, использованные при постановке опытов 88
Глава 5. Влияние разноглубинной обработки почвы на показатели плодородия, урожай и качество зерна озимой пшеницы в различных природных зонах Дагестана 91
5.1. Влияние разноглубинной обработки на показатели водного режима почвы после разных предшественников 93
5.1.1. Влияние разноглубинной обработки почвы после стерневого и пропашного предшественника на динамику влажности 93
5.1.2. Влияние разноглубинной обработки на агрегатный состав почвы под озимой пшеницей 98
5.1.3. Влияние разноглубинной обработки на плотность и пористость пахотного слоя почвы 100
5.1.4. Влияние различных приемов обработки на динамику содержания питательных веществ в почве 103
5.1.5. Засоренность посевов озимой пшеницы после стерневого предшественника в связи с применяемыми приемами обработки почвы 109
5.1.6. Влияние различных приемов обработки на полевую всхожесть семян 112
5.1.7. Урожайность озимой пшеницы при различных приемах обработки почвы после стерневого и пропашного предшественника 114
5.1.8. Качество зерна озимой пшеницы в зависимости от применяемых приемов обработки почвы после стерневого предшественника 117
Глава 6. Оптимизация приемов основной обработки почвы под озимую пшеницу в различных зонах 119
6.1.Влияние приемов основной обработки почвы на агрофизические показатели 122
6.1.1. Водопроницаемость почвы 123
6.1.2. Содержания водопрочных агрегатов 125
6.1.3. Плотность почвы 128
6.2. Эрозионная устойчивость почвы перед посевом 130
6.3. Продуктивный запас влаги 133
6.4. Изменение показателей плодородия почвы 135
6.4.1. Гумусовое состояние почвы 135
6.4.2. Динамика подвижного фосфора и обменного калия 136
6.5. Качественные показатели обработки почвы 137
6.6. Засоренность посевов 138
6.7. Рост и развитие растений 141
6.8. Фотосинтетическая деятельность посевов 142
6.9. Урожайность озимой пшеницы 147
Глава 7. Минимальная обработки почвы под озимую пшеницу 152
7.1. Агротехническая оценка почвообрабатывающих машин и приемов основной обработки почвы 152
7.2. Плотность почвы 155
7.3. Засоренность посевов 156
7.4. Всхожесть семян, выживаемость растений и урожайность 158
Глава 8. Влияние предшественников на рост, развитие и урожайность различных сортов озимой пшеницы при многослойной обработке почвы 162
8.1. Предшественники озимой пшеницы в различных природно-климатических условиях Дагестана 162
8.2. Влияние многослойной обработки почвы на всхожесть семян различных сортов озимой пшеницы по предшественникам 164
8.3. Влияние предшественников на фотосинтетическую деятельность озимой пшеницы 166
8.4. Влияние предшественников на засоренность посевов и степень поражения растений болезнями 172
8.5. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от предшественников 173
Глава 9. Влияние расчетных доз удобрений на фотосинтетическую деятельность, урожай и качество зерна озимой пшеницы при различных приемах обработки почвы 179
9.1. Влияние расчетных норм удобрений на полевую всхожесть семян выживаемость растений при различных приемах обработки почвы 179
9.2. Влияние минеральных удобрений на фотосинтетическую деятельность растений 181
9.3. Влияние разных доз удобрений на урожай и качество зерна озимой пшеницы 186
9.4. Влияние удобрений на использование солнечной энергии посевами озимой пшеницы 189
Глава 10. Экономическая и энергетическая эффективность возделывания озимой пшеницы 198
10.1. Экономическая эффективность приемов обработки почвы под озимую пшеницу в различных природно-экологических зонах Дагестана 198
10.2. Энергетическая эффективность приемов обработки почвы и доз вносимых удобрений при возделывании озимой пшеницы 210
10.2.1. Энергетическая эффективность возделывания озимой пшеницы в равнинной зоне 210
10.2.2. Энергетическая эффективность возделывания озимой пшеницы в предгорной зоне сортов озимой пшеницы в предгорной зоне 214
Заключение 222
Предложения производству 230
Список использованной литературы 231
Приложения 264
- Научные основы систем основной обработки почвы
- Влияние разноглубинной обработки почвы после стерневого и пропашного предшественника на динамику влажности
- Влияние предшественников на фотосинтетическую деятельность озимой пшеницы
- Энергетическая эффективность возделывания озимой пшеницы в предгорной зоне сортов озимой пшеницы в предгорной зоне
Введение к работе
Актуальность темы. Озимая пшеница является стратегически важной
культурой для аграрного производства страны. Правительством РФ поставлена
задача – довести в ближайшие годы валовой сбор зерна до 150 млн. тонн в год.
Для решения этой задачи в Дагестане необходимо внедрение научно-
обоснованных почво-, влаго и энергосберегающих технологий ее возделывания,
учитывающих климатические, почвенные и агроландшафтные условия всех
природных зон.
Используемые технологии зачастую основаны на применении морально
устаревших машин, что приводит ко многим негативным явлениям. Постоянная
механическая обработка, многократные проходы тяжелых
почвообрабатывающих агрегатов ведут к уплотнению почвы, ухудшению ее
физических свойств, увеличению смыва, размыва и выдуванию почвенных
частиц. Поэтому поиск путей рационального использования
сельскохозяйственной техники, направленной на сохранение и накопление продуктивной влаги в почве в послеуборочный период, разработка приемов качественной предпосевной подготовки почвы является актуальной задачей науки и производства.
Степень разработанности. Разработке и совершенствованию технологии
возделывания озимой пшеницы посвящены исследования многих ученых
(Гасанов, 1983; Магомедов, 1993; Аджиев, Баламирзоев, Мирзоев, 1998; Дорожко, 2001; Адиньяев,1999, 2001, 2002, 2006; Пенчуков, 2005; Айтемиров, 2009, 2010; Алабушев, 2009; Кузыченко, 2010; Баздырев, 1991, 2000, 2004; Власова, 2009; Дридигер, 2015; Вольтерс, 2005; Медведев,1988, 1993; Спирин, 2005; Трухачев, Пенчуков, 2007; Жук , 2012 и др.).
Однако с появлением комбинированных машин и внедрением в
производство новых сортов озимой пшеницы, требующих иного взгляда на
технологические приемы возделывания культуры, возникла необходимость в
системном подходе к разработке оптимизированных энерго-
ресурсосберегающих технологий возделывания с учетом различных почвенно -климатических и агроландшафтных условий.
Цель работы – научное обоснование технологии возделывания перспективных сортов озимой пшеницы на различных типах почв равнинной и предгорной зон Дагестана путем оптимизации агротехнических приемов основной и предпосевной обработки почвы, внесения удобрений, выбора предшественников.
Задачи исследований:
- изучить влияние перспективных приемов основной обработки почвы на
показатели плодородия, фитосанитарное состояние посевов и урожайность
озимой пшеницы;
- установить влияние послойной обработки почвы на агрофизические,
воднофизические и агрохимические свойства почвы;
- дать научное обоснование применению минимальной системы основной
обработки почвы под озимую пшеницу в условиях равнинной и предгорной зон
республики;
выявить влияние предшественников на рост, развитие, и урожайность озимой пшеницы в различных природно-климатических зонах Дагестана;
выявить влияние различных доз минеральных удобрений на продуктивность перспективных сортов озимой пшеницы на равнинной и предгорной зонах Дагестана;
- предложить методику выбора приемов и машин для основной обработки
почвы в различных природно-климатических зонах Дагестана;
- провести оценку энергетических затрат при возделывании озимой пшеницы в
различных природно-климатических зонах Дагестана;
- установить экономическую и энергетическую эффективность приемов
основной обработки почвы различными почвообрабатывающими орудиями при
возделывании озимой пшеницы.
Научная новизна состоит в том, что впервые в различных экологических условиях Дагестана:
- теоретически обосновано и экспериментально подтверждено влияние
разноглубинной обработки почвы на показатели агрофизических, водно-
физических и агрохимических показателей плодородия почвы;
- исследованы приемы оптимизации водного и пищевого режимов почв в
различных природных зонах Республики;
- доказана возможность использования методики выбора приемов и машин для
основной обработки почвы в различных природных условиях;
- дано экспериментальное обоснование применению минимальной системы
основной обработки почвы по озимую пшеницу;
- предложены приемы оптимизации доз удобрений, обеспечивающие в
равнинной и предгорных зонах получение рекордных урожаев зерна с хорошими качественными показателями;
- установлены наиболее приемлемые предшественники для озимой пшеницы в
различных природных зонах республики;
- рассчитана и предложена экономическая и энергетическая эффективность
приемов основной обработки почвы, применения удобрений, выбора
предшественников.
Теоретическая и практическая значимость работы. Разработаны и
рекомендованы производству перспективные приемы разноглубинной
обработки почвы, комбинированные агрегаты нового типа для их
осуществления и обоснована возможность минимализации в системе основной
обработки почвы под озимую пшеницу; установлено влияние послойной
обработки почвы на агрофизические, воднофизические и агрохимические
свойства почвы; предложены приемы получения высоких урожаев хорошего
качества за счет оптимизации доз удобрений в равнинной и предгорных зонах;
разработан метод оценки энергетических затрат при возделывании озимой
пшеницы в различных природно-климатических зонах Дагестана и на ее
основе предложена методика выбора приемов и машин для основной
обработки почвы; выполнена экономическая и биоэнергетическая оценка разработанных приемов обработки почвы под озимую пшеницу для разных типов почв равниной и предгорной зон Дагестана.
Методология и методы исследований основаны на изучении и анализе информации, полученной из научных работ, отчетов, патентной литературы, монографий, учебной литературы, производственных, лабораторных и полевых опытов с учетом общенаучных методов и законов земледелия.
Методы исследований основаны на ГОСТах по определению параметров плодородия почвы, ее структурно-агрегатного состояния и других признанных классических методиках и рекомендациях, разработанных в ведущих научно-исследовательских учреждениях с использованием современных приборов и оборудования. Статистическая обработка результатов исследований основана на методах математической статистики.
Основные положения, выносимые на защиту:
– обоснование научных подходов к совершенствованию системы основной обработки почвы, способствующей снижению техногенного воздействия на почву, повышению ее плодородия путем сохранения и накопления влаги, а также улучшения качества предпосевной обработки;
– результативность технологических приемов получения высоких урожаев качественного зерна озимой пшеницы в условиях равнинной и предгорной зон Дагестана путем оптимизации водного и пищевого режимов питания растений; – экономическая и энергетическая эффективность усовершенствованных приемов комбинированной основной обработки почвы и посева.
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность
полученных результатов подтверждена результатами многолетних опытов, проведенных общепринятыми методами, математической обработкой и производственной проверкой их на полях равнинной и предгорной зон Дагестана. Основные положения работы доложены на научно-практических
конференциях (Дагестанский НИИСХ в 1985-2016гг.; Дагестанском ГАУ в
1994, - 2015 гг.; ВНИИПТИМЭСХ, 2007 г., ГНУ ВИМ Россельхозакадемии в
1989-1992г.). Разработанные технические средства выставлялись на различных
выставках и награждены «Золотой медалью» 13-й Российской
агропромышленной выставки «Золотая осень»; дипломами «Дагпродэкспо-
2010»; «Дагпродэкспо-2013» - за разработку проекта «Комбинированная
почвообрабатывающая машина», «Машина для щелевания почвы»,
«Усовершенствованные корпуса плугов»; «Дагпродэкспо-2014» - «Устройство
для противоэрозионной обработки почвы». Результаты исследований одобрены
научно-техническим советом МСХиП Республики Дагестан, получено 3
авторских свидетельства и 1 патент РФ на изобретение. Опубликованы
монографии «Механизация обработки почвы» (2010), «Предпосевная
обработка почвы под озимую пшеницу в условиях богарного земледелия
Республики Дагестан» (2015). Результаты исследований прошли
производственную проверку и внедрены в хозяйствах Кизилюртовского, Бабаюртовского, Кумторкалинского, Гунибского и Сергокалинского и других районов Республики Дагестан на площади 19,6 тыс.га.
Публикации. Всего опубликовано 215 работ, в том числе 101 по теме диссертации, из них 26 в ведущих рецензируемых научных изданиях, определенных ВАК . Автором получены 3 авторских свидетельства и 1 патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 318 страницах компьютерного текста. Включает 86 таблиц, 30 графиков и рисунков; состоит из введения, обзора литературы, 8 глав собственных исследований, заключения, предложений производству, списка использованной литературы из 394 наименований, в том числе 12 иностранных авторов и 32 приложений.
Перспективы дальнейших исследований. В дальнейшем
предполагается продолжить исследования по разработке новых приемов обработки почвы на основных зерновых культурах и во всех подпровинциях Дагестана.
Научные основы систем основной обработки почвы
Благодаря обработке почвы изменяется е строение, влагомкость и скорость поступления воды в зону корневой системы растений. В увеличении и сохранении плодородия почвы важную роль играет рациональная, адаптированная система обработки. Спорным остается вопрос о влиянии глубины и способов основной обработки на показатели плодородие почвы (агрофизические, агрохимические, биологические и водно-физические свойства) и их изменения. По этому вопросу существуют не всегда совпадающие, а иногда и противоречивые взгляды.
Стебут, в своем труде «Основы полевой культуры и меры к е улучшению в России» (1882), подчеркивал, что в полевой культуре человек владеет средствами изменения почвы.
Вопросам обработки почвы посвящены многие работы Докучаева, Костычева, Тулайкова, Вильямса, Мосолова и др. выдающихся ученых. При этом большинство исследователей подчеркивают необходимость применения регионально - дифференцированных систем подготовки почвы.
Академик Жученко (2011) в монографии «Системы земледелия Ставрополья» подчеркивает, что при разработке региональных систем обработки почвы, прежде всего, должны учитываться особенности геоморфологических, почвенных и метеорологических условий, а также специфика адаптивного и средообразующего потенциала культивируемых видов и сортов растений. Особое значение при этом имеет адаптивно-дифференцированный подход к обработке почвы в условиях склонового земледелия (где вследствие развитости эрозионных процессов), а также при освоении солонцовых и засоленных почв.
Идея поверхностной обработки почвы как альтернативы постоянной глубокой вспашки с оборотом пласта возникла в России ещ вначале XX в. (Модестов, 1914 и др.). В США и Канаде этот способ получил широкое распространение в 1930-х гг. в связи с резко возрастающими масштабами эрозии почвы.
Критика теории и идеи мелкой обработки дана в трудах академика Вильямса (1940). Он пропагандировал и внедрял глубокую обработку, как основной прием, повышающий плодородие почвы. Ежегодная отвальная вспашка, по его мнению, способствует тому, что верхний слой почвы (0-10 см), утративший структуру, сбрасывается на дно борозды, а нижний плодородный поднимается наверх. Барсуков (1937) пришел к выводу, что верхний слой является плодородным и биологически активным. В литературе встречаются весьма противоречивые сведения по вопросу о влиянии глубины обработки, способов его осуществления на агрофизические, агрохимические и другие свойства почвы.
По мнению Тарасенко (1960, 1969) вспашка - главный элемент системы обработки почвы. Между тем, согласно обобщнным данным (Baeumer ,1981), при «нулевой» обработке почвы по сравнению с обычной: увеличивается содержание органических веществ в верхнем слое; снижается аэрация и температура почвы; возрастают потери азота вследствие выщелачивания нитратов; уменьшается количество доступного для растений азота; уменьшается общая масса корней с поверхностным залеганием. Кроме этого всхожесть семян нередко составляет 60-80 %; растительные остатки (включая солому злаковых) могут содержать растворимые в воде фитотоксические вещества; усиливается негативное действие остаточных количеств стойких гербицидов и опасность потери урожая в экстремальных погодных условиях (Жученко, 2011).
В условиях Ростовской области Храмцов (1996) на тяжелосуглинистых черноземах пришел к выводу, что увеличение глубины основной обработки позволяет накопить больше влаги.
Васильев (1989), по результатам, проведенных исследований на карбонатных почвах Молдовы пришел к выводу, что глубокое рыхление и вспашка способствуют увеличению влажности, но плотность сложения почвы при этом снижается.
В условиях Нечерноземья Чернышов (1971), при сравнении мелкой обработки и вспашки установил, что плотность в слое 0-0,10м выравнивается и не отличается от слоя 0,10-0,20 м.
Многолетние исследования, проведенные в разных регионах России и за рубежом, указывают, что глубину основной обработки, можно сократить, а вспашку можно заменить поверхностной обработкой, либо плоскорезной. В Самарской области в полевых севооборотах, где применялись минимальные обработки с заделыванием соломы, создавались условия создания бездефицитности баланса гумуса (Корчагин (2008) в которых рекомендуются почвозащитные и ресурсо - энергосберегающие технологии с использованием комбинированных машин (ОПО-4,25, ОПО-8,5) и посевных агрегатов (АУП-18,05).
Применение минимальных и поверхностных обработок позволяет сохранить оптимальную плотность в значительной части верхнего слоя чернозмов, т. е. создает более благоприятные условия для роста и развития растений (Анохина, 1975; Атаманюк,1977; Бондарев,1977; Спирин и др., 1978).
В Центральном районе Нечернозмной зоны наиболее высокий агротехнический и экономический эффект минимизации основной обработки достигался при ежегодном чередовании вспашки на 0, 28-0,30м и дисковании на 0,08-0,10м (Пупонин, Хохлов,1983).
Особую роль перехода к минимальной обработке почвы в условиях склонового земледелия приобретает сочетание с другими агротехническими примами, способствующие повышению эрозионной устойчивости сельскохозяйственных земель (Константинов, 1978; Петров, 1980). Черкасовым (2010) установлено, что при минимализации обработки почвы наблюдается уплотнение и дифференциация плодородия всего пахотного слоя. «Прямой посев», а так же поверхностная обработка приводят к увеличению процентного содержания обменного калия и подвижного фосфора в слое 0- 0,10м в то время, как в слое 0,10-0,20м наблюдается их снижение.
Чуданов (2006) утверждает, что минимальная обработка, как и «прямой посев», способствуют гумусообразованию и повышению элементов плодородия - подвижного фосфора, калия, а также ослабляют интенсивность минерализации гумуса. Важнейшее направление в аграрной сфере России – энерго -ресурсосбережение. Рост энергетических затрат и его доля в себестоимости продукции диктует необходимость движения по этому пути.
Проведнные в нашей стране опыты показали, что минимальная обработка почвы без ущерба для урожая обеспечивает экономию энергетических ресурсов и трудовых затрат соответственно на 45 и 25 % (Рожков,1977; Попугаев, 1978, Жук,1996, 2008).
Переход на беспахотную технологию требует большую культуру в земледелии, включая защиту агроценозов от вредителей и сорняков, предотвращения водной и ветровой эрозии. Так, для адресного повышения адаптации примов и способов обработки почвы, по мнению Шибаева, Прянишникова и др. (2007) следует дифференцировать экологические условия и выделить характерные для природных зон и микрозон основные типы агроландшафтов. Дифференцированное применение систем обработки почвы по природным зонам и микрозонам повышает производительность работ при подъме зяби в 1,5 раза, уменьшает дефляцию почв в 2-4 раза, увеличивает урожай зерновых культур на 1,7-2,1 ц/га, предотвращает потери гумуса от эрозии (Шабаев, Азизов, 2005, Азаров, 2014).
В условиях Дагестана «нулевая» обработка, не предусматривающая обработку почвы и «прямой посев», для борьбы с сорняками предпологает применение гербицидов. Для сохранения влаги необходимо периодическое мелкое и поверхностное рыхление почвы. При этом воздействие на пахотный слой исключено, в чем и заключается противоречие (Магомедов, 2006).
По многолетним данным в равнинной зоне Республики Дагестан степень увлажнения полей занятых под озимыми составляет от 45 % до 50% от НПВ (наименьшей полевой влагоемкости). К концу осени этот показатель увеличивается до 55-60 %. В предгорной зоне увлажнение на каштановых почвах составляет соответственно 6З-70% от НПВ перед уборкой и 80-81% от НПВ - на конец осени (Курбанов 2002). Для рационального использования имеющихся природно-климатических условий и их агроландшафтных ресурсов, многие исследователи рекомендуют перейти к адаптивно-ландшафтным системам земледелия (Гасанов, 2002; Абалдов, Желнакова, 2005; Магомедов, 2007; Айтемиров, Гасанов, Магомедов, 2010; Новиков, Нечаев, 2010).
Влияние разноглубинной обработки почвы после стерневого и пропашного предшественника на динамику влажности
Исследования проводились в равнинной зоне на орошаемых полях агофирмы «Согратль», а в предгорной зоне в ГУП «им. Ханум Магомедовой». Оптимальными сроками посева озимой пшеницы в условиях равнинной зоны Дагестана являются - с 15 сентября по 15 октября с достижением качественной разделки почвы для получения дружных всходов пшеницы. Решение этой задачи в основном зависит от количества влаги в почве к периоду посева. Перед посевом озимой пшеницы влажность почвы в 1м слое в равнинной зоне, в среднем за все годы исследований колебалась в пределах 65,3 - 72,3% НВ (табл.5.1). Проведенный в мае полив способствовал повышению влажности до 92,5% НВ. Полив, проведенный 10 июня, обеспечил поддержание влажности почвы на уровне - 92,0 - 93,6% НВ и до уборки она поддерживалась не ниже 76,6 - 80,1% НВ (табл.5.1).
Приведенные данные показывают, что влажность почвы практически не зависила от приема обработки. На контрольном варианте она снижалась в среднем от 1,2% до 5% в разные периоды наблюдений.
Аналогичные данные после пропашного предшественника приведены в табл.5.2, котрые показали, что накопление и сохранение влаги здесь складывалось несколько хуже, чем по стерневым предшественникам. Разница по приемам обработки почвы в среднем составили от 1,3 до 5,5% по сравнению с контролем. Лучшим оказался прием с трехслойной обработкой почвы с рыхлением.
В предгорной зоне большинство земель, отводимые под озимую пшеницу - богарные неполивные. Основное накопление влаги здесь происходит в осенне - весенний и весенне - летний периоды (табл.5.3). Так, в начале апреля влажность почвы была максимальной по всем вариантам обработки почвы: от 86,3% на контроле до 89,4% от НВ - при трехслойной обработке.
Дальнейшие наблюдения показали, что влажность почвы постепенно снижалась и в начале мая она опустилась до 70,3% на контроле, 79,1% при двухслойной и 82,3% - при трехслойной обработке с сохранеием мульчи и 79,5% - 81,1% - с рыхлением подпахотного слоя до 27 - 35 см. В среднем за периоды наблюдений влажность почвы в вариантах с двухслойной и трехслойной обработками была выше, чем на контроле: (4.07) - на 7,1 и 9,8%, при двуслойной и трехслойной с сохранением стерни и на 4,4 и 9,0% - при двуслойной и трехслойной с рыхлением подпахотного слоя (25.06).
Аналогичные данные после пропашного предшественника (кукуруза на силос) приведены в табл. 5.4, в котором отмечено незначительное снижение этого показателя по всем вариантам обработки почвы. Здесь также лучшие показатели по накоплению влаги отмечены - при двухслойной и трехслойной обработке почвы, когда влажность почвы была выше, чем на контроле: (25.06) на 7% и 8,3% с сохранением стерни и на 6,8 и 8,2% - с рыхлением подпахотного слоя почвы. Аналогичные результаты получены по всем годам исследований.
Установлено, что на долю оросительной воды приходилось от 50,0 до 55,3% от СВ (табл. 5.6), средняя величина которой на контролях составила 5558 и 5648 м3/га в зависимости от предшественника. При поверхностной двухслойной обработке оно составило - 5058 и 5098 м3/га (или на 8,9 и 9,7% меньше), а при трехслойной обработке - 4968 и 5048 м3/га (или на 10,6 и 10,7% меньше). За период от посев - уборка урожая (в ср. за 2001-2005гг) выпало 242 мм осадков или 44.7% от СВ. На долю почвенных запасов влаги приходилось менее 1 % влаги от суммарного водопотребления, которая незначительно возрастала при трехслойной обработке почве. Эти результаты доказывают, что наиболее эффективными приемами обработки почвы в звене севооборота «пожнивные – озимая пшеница» с позиции использования воды, является трехслойная обработка, как после стерневого, так и после пропашного предшественника.
Трехслойная обработка почвы независимо от приема под промежуточную культуру, приводила к снижению коэффициента водопотребления (КВ) озимой пшеницы по сравнению с контролем. Так, при отвальной вспашке в равнинной зоне КВ озимой пшеницы составил после стерневых предшественников - 1382 м3/т, а пропашных - 1426 м3/т, а при трехслойной обработке соответственно - 1030 и 1112 м3/т (табл.5.7). При двухслойной обработке КВ был выше, чем при трехслойной на 130 – 79 м3/т. Это объясняются тем, что при двухслойной и трехслойной обработках почвы создаются лучшие условия для сохранения влаги, за счет уменьшения площади испарения, ровной поверхности поля и меньшей глыбистости.
Влияние предшественников на фотосинтетическую деятельность озимой пшеницы
Посевы, имеющие оптимальную структуру, которые наиболее полно поглощают и используют и поглащают солнечную энергию обеспечивают получение наиболее высоких урожаев. Главными органами, осуществляющими поглощение и усвоение солнечного излучения являются листья. Отсюда необходимость создания посевов с сфорированием оптимальной суммарной площади листьев. При формировании недостаточной либо излишне развитой суммарной площади листьев, как известно, снижаются показатели использования поступающей солнечной энергии.
Неттевич (1974) доказал, что возрастание суммарной площади листьев от 45 до 47 тыс.м2/га всегда связано с значительным ростом и повышением величины коэффициента поглощения поступающей солнечной радиации. При дальнейшем увеличении суммарной листовой площади на 1га усвоение и аккумулирование солнечной энергии несколько ослабевает. Это привело к выводу, о том что оптимальную структу имеют посевы, площади листьев в которых интенсивно растают до пределов в 40 - 45 тыс.м2 /га, и которые достаточно долго сохраняют ее на данном уровне и в активном состоянии.
Результатами исследований показано, что за весь период наибольшего формирования суммарной листовой поверхности (т. е. в фазе колошения) большие и высокие показатели были получены на исследуемых вариантах, при которых формировалось большее число продуктивных стеблей, а это наблюдалось при варианте размещения озимой пшеницы после картофеля.
По исследуемым остальным предшественникам площадь листьев определялась от 40,2 до 42,8 тыс. м2/га после кукурузы на корм и силос, площадь листьев от 42,5 до 43,6тыс.м2/га – после пшеницы.
Гасанов (1983) отмечает, что площадь суммарной листовой поверхности при оптимальных обработках под посевы озимой пшеницы на делянках была около 62,5 тыс.м2/га, но а показатель чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) отмечена - 6,2 г/м2сутки.
Листопада (1980) считает- для получения зерна в ределах 5,0- 6,0 т/га, необходимо формирование от 600 и более продуктивных стеблей в расчете на 1м2 при сухой массе 150-200 ц/га и индексе листовой поверхности равной 6 - 7. При этом предполагается формирование фотосинтетического потенциала в пределах 4,1 млн. м2/гадней и показателем чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) в пределах- 4,64 - 6,27 г/м2сутки. Так по результатам опытов и наших исследований установлено, что в фазе колошения наблюдались наиболее высокие значения показателей по площади листьев 45,3 - 47,5 формировалось при размещении озимой пшеницы по картофелю, затем – по озимой пшенице - 42,5 – 43,6 и кукурузе на силос – 40,2 – 42,8 тыс. м2/га (табл.8.2).
Эта тенденция сохранялась и в другие периоды роста и развития озимой пшеницы. В целом за период вегетации листовая площадь растений по картофелю составила по сортам от 33,2 до 36,6, а после озимой пшенице от 31,6 до 33,2, а при кукурузе на силос от 29,2 до 32,7 тыс. м2/га. Наиболее высокими показателями листовой площади выделялся сорт Гром.
Комплексная оценка фотосинтетической деятельности возможна по значению фотосинтетического потенциала (ФП) посевов, объединяющие показатели площади листьев с продолжительностью их работы. Наши исследования вопроса показали: наиболее весомым ФП и его показателем обладали посевы озимой пшеницы в периоды от колошения до молочной спелости. На него приходилось 60% и более от суммарного показателя. Период от возобновления весенней вегетации до колошения определяемая величина ФП составила 54,7%, а с периода молочной спелости до полного созревания зерна всего лишь 8,5% (табл.8.3).
Из таблицы 8.3. видно, что фотосинтетическая деятельность посевов озимой пшеницы перспективного сорта Гром после картофеля больше фотосинтетической деятельности других сортов- Престиж и Ростовчанка. ФП по данному сорту Гром составил около 2,73 млн.м2дней/га. У сортов Престиж и Ростовчанка ФП находился около 2,47 и 2,57 млн.м2 хдней/га соответственно.
Сорт Гром, возделываемый по кукурузе на силос и повторно по озимой пшенице по показателю ФП имел преимущество перед другими сортами -Ростовчанка и Престиж на 0,35 и 0,27 млн. м2 /га дней.
Установлено, что ФП всех посевов и ЧПФ - продуктивность фотосинтеза зависимы и от общего их количества на 1м2, но и от интенсивности развития отдельного растения. Лазаускас (1978) указывает, что продуктивность всех посевов, как сообщества, выражается общей массой всех культурных и массой сорных растений с единицы площади, что она относительно постоянная величина. Значит увеличение количества культурных растений обусловливает уменьшение сорняков либо наоборот. Это объясняет частично то, что при большем количестве растений, это после картофеля, был выше определяемый показатель удельных суточных приростов всей сухой биомассы.
Известно - одним из характерных признаков зерновых культур -интенсивное накопление сухого веществка в фазе молочной спелости зерна и в другие периоды вегетативного роста. В период репродуктивного развития общая интенсивность накопления сухого вещества к концу периода созревания зерна снижается. А в ряде случаев к периоду полной спелости масса сухих веществ уменьшается по величине чем в фазе молочной спелости с с максимальным ее накоплением.
Это объясняется биохимическими процессами, происходящими в периоде созревания зерна снижением общего содержания углеводов, которые расходуются на дыхательный процесс. Известно - чем выше значение температуры и влажности воздуха, энергичнее расходуется и сухое вещество. В то же время потери сухого вещества также могут быть вызваны и вымыванием зольных а также органических веществ дождевыми осадками в результате проявления стекания зерна. Главными компонентами из состава сухих веществ в зерне являются крахмал от 55 до 75% и белок в пределах от10 до 15 и более процентов.
Так как интенсивность и продолжительность процесса накопления биомассы определяющее влияют на формирование урожая то оно имеет закономерность, характеризующаяся тем, что в период фазы кущения общий прирост всего сухого вещества отмечается как незначительный, а в дальнейшем накопление увеличивается, достигая своего наибольшего значения в фазе выхода в трубку, продолжаясь до колошения. Сравнивая общую динамику накопления всего сухого вещества при разных предшественниках и по сортам Ростовчанка, Гром, Престиж установлено, что его максимальное накопление зафиксировано по предшественнику-картофель. Оно было у сортов Гром и Престиж соответственно 2,48 и 2,41 ц/га в сутки, по анализируемым другим предшественникам определяемые показатели накопления всех сухих веществ ниже на 0,31 ц/га и 0,27 ц/га (табл. 8.4).
На величину накопления биомассы растениями влияют кроме показателей густоты стояния, площади листьев, величины ФП также существенное влияние всегда оказывает продуктивная работа и каждого из листьев, важно и влияние интенсивности дыхания растений (Ничипорович, 1967). Шатилов, Шаров (1978), отмечают - ассимиляция всех пластических веществ, идет в листьях и стеблях, а также соломине и самом колосе. Этими причинами в основном объясняется невысокие показатели коррелятивной связи между этими рассматриваемыми параметрами фотосинтетической деятельности органов растений, изучаемых сортов озимой пшеницы.
Энергетическая эффективность возделывания озимой пшеницы в предгорной зоне сортов озимой пшеницы в предгорной зоне
В предгорной зоне энергетические затраты на производство зерна озимой пшеницы по приемам обработки почвы и возделываемым сортам находились в пределах от 20,6 - при отвальной вспашке до 64,3 ГДж/га – при комбинированной трехслойной обработке (табл. 10.4.).
Анализируя полученные экспериментальные данные по энергетическим затратам в эависимости от приемов обработки почвы и возделываемых сорто выявлено, что наименьшие эатраты (20,5 – 22 ГДж/га), были установлены при отвальной вспашке. Двухслойная обработка повышала энергетические затраты на неудобренном контроле на 2,2 (Престиж), 3,4 (Роставчанка) и 3,8 (Гром) ГДж/га., а трехслойная обработка соответственно на:4,0; 5,0 и 5,9 ГДж/га.
Количество аккумулированной энергии в урожае при отвальной вспашке (без удобрений) по сорту Роставчанка составило - 32,8, двуслойной обработке -38,2 и трехслойной обработке – 41,2 ГДж/га или повысилась на 5,3 и 8,4 ГДж/га. По сорту Гром это превышение составило – 7,1 и 12,5 ГДж/га, а по сорту Престиж – 5,1 и 9,9 ГДж/га. Коэффициент энергетической эффективности повышался на 0,1ед., только при трехслойной обработке. Это свидетельствуют о преимуществе обоих комбинированных приемов обработки почвы над отвальной.
Внесение удобрений (N83Р150) сопровождалось увеличением энергетических затрат и аккумулированием энергии в урожае. По сравнению с контролем (без удобрений) эти затраты возросли по сорту Роставчанка при отвальной вспашке – на 18,6, двухслойной обработке – на 30,0 и трехслойной – на 19,5 ГДж/га. По сорту Гром они составили – 20,3, 24,8 и 25,2 ГДж/га и по сорту Престиж соответственно: – 16,7; 17,9 и 18,6 ГДж/га. Необходимо отметить, что при внесении N83Р150 лучшие энергетические показатели были установлены при комбинированной трехслойной обработке.
Дальнейшее повышение дозы удобрений до N125P192 приводило к существенному росту энергетических затрат, увеличению количества накопленной энергии в урожае и повышению коэффициента энергетической эффективности. Здесь по сравнению с контролем (без удобрений) затраты выросли на 25,1 - 26,8 - по сорту Ростовчанка, 30,9 – 46,6 – по сортуГром и на 24,3 – 31,9 ГДж/га - по сорту Престиж. Аккумулированно энергии урожаем было тоже больше, чем при дозе N83Р150. По сравнению с контролем она возросла на 47,7 – 57,6 (Ростовчанка), на 57,3 – 120,0 (Гром) и на 43,1 – 46,8 ГДж/га (Престиж). Коэффициент энергетической эффективности при этой дозе удобрений (N125P192) по приемам обработки почвы и возделываемым сортам вырос по сравнению с контролем на 0,1- 0,6 ед, Самый высокий коэффициент энергетической эффективности сформировался при возделывании сорта Гром на фоне трехслойной обработки почвы, который превысил контрольные посевы (без удобрений) на 0,9 ед. и на 0,5 ед., чем при внесении дозы N83Р150. На рис. 10.12 и 10.13 отчетливо просматриваются преимущество двухслойной и трехслойной обработок над отвальной вспашкой.
Относительно высокая доза удобрений, запланированная на получение 6,0 т/га зерна (N167P214) приводила к дальнейшему росту энергетических эатрат и повышению аккумулированной в урожае энергии, и особенно по сравнению с отвальной вспашкой. При этом разница между приемами комбинированной двухслойной и трехслойной обработками была не значительной по энергетическим затратам, но в виду более высокого урожая зерна при дозе N167P214 величина аккумулированной энергии в урожае возрастала, а коэффициент энергетической эффективности снижался. Поэтому для предгорной зоны Дагестана могут быть рекомендованы оба приема обработки почвы с дозой удобрений N125P192.
Таким образом, при возделывании озимой пшеницы (без удобрений) высокие показатели экономической эффективности установлены по сорту Гром у которого урожайность превысила другие сорта (Ростовчанка и Престиж) на 0,18 и 0,16 т - при отвальной обработке, на 0,11 и 0,80 т - при двухслойной обработке и на 0,18 и 0,15 т - при трехслойной. Затраты труда при двухслойной обработке были ниже, чем при отвальной вспашке на 0,80 тыс., а при трехслойной обработке. - на 0,60 тыс. руб/га. Дополнительные расходы, связанные с приобретением, трансортировкой и внесением N83Р150 составили - 10,6, N125P192 - 13,8 и N167P214 – 17 тыс. руб./га. У наиболее урожайного сорта (Гром) внесение N125P192 увеличивало: расходы на 1 га до 20,83 тыс.; стоимость продукции – до 38,01тыс.; чистый доход – до 17,18 тыс./га и рентабельность - до 82%. При двухслойной и трехслойной обработках они были: затраты - 19,92 и 20,51 тыс.; стоимость продукции – 45,78 и 51,56 тыс.;чистый доход – 25,86 и 31,04 тыс. и рентабельность - 129 и 151%.
Увеличение дозы удобрений до N167P214 приводило к снижению показателей экономической эффективности. Поэтому в неполивной богарной зоне оптимальной являлась доза - N125P192.
Энергетические затраты на производство зерна колебались в зависимости от приемов обработки почвы, возделываемых сортов и уровня минерельного питания. Без внесения удобрений они составили при отвальной обработке - от 21,6 до 29,3 ГДж/га и повышались при двухслойной обработке
- на 3,4 (Ростовчанка), 5,0 (Гром) и 3,4 (Престиж), а при трехслойной соответственно на: 6,9;6,2 и 7,1 ГДж/га. При этом увеличивалась и количество аккумулированной энергии в урожае. По сорту Ростовчанка она была выше, чем при двухслойной обработке - на 3,8, Гром - на 8,9 и Престиж
- на 3,7 ГДж/га, а при трехслойной - на: 7,9; 11,0 и 11,9 ГДж/га с ростом коэффициента энергитической эффективности затрат по всем сортам, что подтвердило преимущество обоих комбинированных приемов обработки почвы над вспашкой.
Внесение удобрений сопровождалось ростом энергетичеких затрат. При внесении N83Р150 они повысились при вспашке от 43,0 до 46,5, двухслойной обработке – от 52,1 до 55,8 и трехслойной – от 54,9 до 59,3 ГДж/га. Количество аккумулираванной энергии в урожае возросло с внесением N83Р150 по всем сортам и составило от 64,6 – 74,3 - при отвальной вспашке до 94,3 – 118,5 3 ГДж/га - при трехслойной обработке. При этом если коэффициент эффективности энергитических затрат при отвальной вспашке составил по сортам от 1,4 до 1,6, то при двухслойной и трехслойной обработках он достигал от 1,7 до 2,0 единиц.
Дальнейшее повышение дозы удобрений до N125P192 приводило к росту энергетических затрат, увеличению количества накопленной энергии в урожае и повышению коэффициента энергетической эффективности. Здесь по сравнению с контролем (без удобрений) затраты выросли на 25,1 - 26,8 -по сорту Ростовчанка, на 30,9 – 46,6 - по сорту Гром и на 24,3 – 31,9 ГДж/га -по сорту Престиж. Аккумулированной энергии урожаем было больше, чем при дозе N83Р150. По сравнению с контролем она возросла на 47,7 – 57,6 (Ростовчанка), на 57,3 – 120,0 (Гром) и на 43,1 – 46,8 ГДж/га (Престиж). Коэффициент энергетической эффективности при внесении N125P192 по приемам обработки почвы и возделываемым сортам вырос по сравнению с контролем на 0,1- 0,6 ед. Самый высокий коэффициент сформировался при возделывании сорта Гром на фоне трехслойной обработки почвы, который превысил контрольный вариант (без удобрений) на 0,9 ед. и на 0,5 ед., чем при внесении дозы N83Р150., то есть проявлялось четкое преимущество двухслойной и трехслойной обработок над отвальной вспашкой.