Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Влияние звеньев севооборота на плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. (Обзор литературы). 8
1.1. Современное представление о севообороте, его роль в повышении плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур. 8
1.2. Озимая пшеница - особенности её биологии, требования к условиям произрастания . 16
1.3. Предшественники озимых культур в полевых севооборотах Нечернозёмной зоны. 32
1.4. Влияние звена: предшественник - озимые, на продуктивность севооборотов . 41
Глава 2. Условия и методика проведения опытов. 45
2.1. Метеорологические условия в годы проведения опытов. 45
2.2. Особенности тёмно-серых лесных почв и характеристика опытного участка . 51
2.3. Схема и агротехнические условия проведения опытов. 55
2.4. Методика наблюдений и исследований. 61
2.4.1. Агрохимические исследования. 61
2.4.2. Биологические исследования. 62
Глава 3. Влияние звеньев севооборота и удобрений, на основные показатели плодородия тёмно-серых лесных почв и урожайность озимой пшеницы . 65
3.1. Влияние различных звеньев севооборотов и удобрений на содержание органического вещества почве. 65
3.2. Изменение засорённости посевов. 69
3.3. Биологическая активность почвы. 79
3.4. Развитие болезней озимой пшеницы. 87
3.5. Фотосинтетическая деятельность растений озимой пшеницы и динамика развития листовой поверхности . 90
3.6. Урожайность, структура и качество зерна озимой пшеницы, возделываемой в разных звеньях севооборотов. 99
3.7. Биоэнергетическая и экономическая оценка различных звеньев севооборотов. . 107
Выводы. 113
Рекомендации производству. 116
Список литературы. 117
Приложение. 136
- Озимая пшеница - особенности её биологии, требования к условиям произрастания
- Влияние звена: предшественник - озимые, на продуктивность севооборотов
- Особенности тёмно-серых лесных почв и характеристика опытного участка
- Фотосинтетическая деятельность растений озимой пшеницы и динамика развития листовой поверхности
Введение к работе
Актуальность проблемы. Основной задачей агропромышленного комплекса России является более полное обеспечение потребностей населения в продуктах питания, промышленности в сырье. Успешное решение этой задачи во многом зависит от уровня и темпов роста зернового хозяйства. В этой связи не следует забывать мудрого высказывания великого русского ученого К.А. Тимирязева (1973), который писал: «... существуют вопросы, которые всегда возбуждают живой интерес, на которые не существует моды. Таков вопрос о насущном хлебе». Однако уровень развития зернового хозяйства России ещё не отвечает современным требованиям и имеющимся возможностям. Поэтому особую актуальность приобретает решение вопросов, связанных с обеспечением устойчивого и ускоренного наращивания производства высококачественного зерна.
Пшеница, главнейшая зерновая культура, занимающая по площади посева первое место в мире. Она принадлежит к числу наиболее ценных и высокоурожайных зерновых культур. Её зерно питательно, калорийно, содержит много белка (от 10-12 до 20-25 %), основную часть которого составляют аминокислоты. Только в растениях синтезируются незаменимые аминокислоты, играющие важную роль в жизни человека и животных. Из 20 аминокислот, составляющих пшеничный белок, 8 называют незаменимыми, так как они не синтезируются в организме и должны поступать с пищей. К их числу относится лизин, триптофан, метионин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, валлин. Самые важные из них - лизин, метионин и триптофан. Кроме белков, углеводов (60-64 %) и жиров (2 %), без которых невозможно существование живых организмов, для нормального протекания химических и физиологических процессов в организме необходимы витамины, ферменты, гормоны, микроэлементы содержащиеся в зерне.
Озимая пшеница предъявляет повышенные требования к размещению её в севообороте. Прежде всего, необходимо своевременно освободить поля от парозанимающих культур для подготовки почвы и посева, очистить от сорняков, сохранить и накопить влагу и на этой основе обеспечить получение дружных всходов, хорошее развитие озимых с осени, что будет способствовать лучшей перезимовке и получению высокого урожая.
В условиях социально-экономического и экологического кризисов возникла объективная необходимость разработки новых технологий возделывания зерновых культур, прежде всего, за счёт повышения использования почвенно-климатических ресурсов.
Одним из направлений совершенствования технологий возделывания озимой пшеницы на современном этапе является переход к биологизированной системе земледелия, обеспечивающей охрану окружающей среды и выпуск экологически чистой продукции. Большую роль играют предшественники, так как их применение способствует не только повышению урожайности возделываемых культур, но и улучшению баланса питательных веществ в почве. Таким образом, исключительную важность приобретает эффективность применения такого агроприёма, как севооборота.
Для условий южной части Нечернозёмной зоны России многие вопросы, касающиеся совершенствования технологии возделывания озимой пшеницы изучены недостаточно хорошо. Поэтому очень важно дальнейшее расширение зональных исследований по изучению звеньев севооборотов при разработке ресурсосберегающих технологий возделывания озимой пшеницы, обеспечивающих производство высококачественной продукции при эффективном повышении почвенного плодородия.
Цель и задачи исследований. Изучить влияние звеньев севооборота на возможность увеличения сбора продукции с единицы площади и качество зерна озимой пшеницы, при эффективном использовании имеющихся ресурсов и повышении плодородия темно - серой лесной почвы в условиях южной части Нечернозёмной зоны России.
Конкретные задачи работы сводились к следующему:
1. Изучить влияние различных звеньев севооборота и удобрений на
урожайность и качество зерна озимой пшеницы.
2. Определить влияние подбора и чередования,
сельскохозяйственных культур в севообороте на баланс органического
вещества в почве.
3. Изучить влияние предшественников и удобрений на
фитосанитарное состояние посевов.
Выявить закономерности изменения показателей биологической активности почвы, под влиянием предшественников, органических и минеральных удобрений.
Дать агротехническую и энергетическую оценку возделывания озимой пшеницы в севообороте с разными звеньями.
6. На основании проведения исследования определить и
рекомендовать производству звенья севооборотов, отвечающих
требованиям земледелия при различных уровнях интенсификации
сельскохозяйственного производства в условиях южной части
Нечернозёмной зоны России.
Научная новизна. Научная работа построена на основе системного подхода рассмотрения агрохимических, биологических, энергетических аспектов звеньев севооборотов и различных удобрений, их влияния на формирование урожая, качества зерна озимой пшеницы и плодородие тёмно-серых лесных почв.
Нами впервые в южной части Нечернозёмной зоны на тёмно-серых лесных почвах были исследованы различные звенья севооборотов для
озимой пшеницы. Установлена роль предшественников, как в формировании урожайности озимой пшеницы, так и в их влиянии на технологические показатели качества зерна. Изучены и реализованы новые принципы формирования систем удобрений под озимую пшеницу, основывающиеся на дифференцированном применении различных видов удобрений в зависимости от предшественников.
Определено, что расширенное воспроизводство органического вещества тёмно-серых лесных почв может достигаться как внесением навоза, соломы и посевом промежуточных культур на сидерат, так и правильным подбором и чередованием сельскохозяйственных культур.
Практическая ценность и реализация результатов. Разработаны и рекомендованы звенья севооборотов для озимой пшеницы, позволяющие более эффективно использовать почвенно-климатические ресурсы, повышать эффективное плодородие почвы, урожайность и качество зерна озимой пшеницы.
Предложен дифференцированный принцип применения различных видов удобрений в зависимости от предшественников озимой пшеницы.
Определена необходимость ограничения расширения чистых паров в условиях изучаемого региона.
Материалы исследований использованы при составлении программы развития агропромышленного комплекса Рязанской области на 2002-2010 годы.
Личное участие автора в получении результатов исследований. Автор диссертационной работы, являясь аспирантом заочником и младшим научным сотрудником отдела земледелия и химизации Рязанского НИПТИ АПК, принимал активное участие в закладке и проведении исследований в течение всего срока, а именно с 2001 г. и по настоящее время, получил данные и их обработал. Достоверность основных выводов подтверждена экспериментальными исследованиями.
7 Исследования проведены по государственным и отраслевым стандартам, утвержденным методикам.
Апробация работы. Основные положения и рекомендации производству доложены на заседаниях учёного совета ГУ Рязанского НИПТИ АПК, научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Рязанской государственной сельскохозяйственной академии имени проф. П.А. Костычева в 2001-2004 годах. В том числе на Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки XXI века» (2-3 марта 2004, Рязань). По материалам диссертации опубликовано четыре статьи.
Объём и структура работы. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста с включением 6 рисунков и 26 таблиц; состоит из введения, трех глав, основных выводов и рекомендаций производству. Библиографический список использованной литературы включает 219 наименований, в том числе 17 на иностранном языке. В приложении содержится 11 таблиц.
Хочу выразить слова огромной благодарности моему научному руководителю, заслуженному деятелю науки Российской Федерации, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Л.В. Ильиной, поверившему в мои силы и придавшему уверенности в себе. Особую благодарность заведующему отделом земледелия и химизации Рязанского НИПТИ АПК, кандидату сельскохозяйственных наук A.M. Пестрякову за приобретение практических навыков в проведении полевых опытов и коллективу отдела, в частности научным сотрудникам: Н.Г. Красникову, В.Д. Ремезовой, лаборанту Т.И. Котковой, рабочим Е.С. Гамазиной, Л.М. Масляевой, В.П. Радченко, Н.И. Прониной.
Озимая пшеница - особенности её биологии, требования к условиям произрастания
Озимая пшеница принадлежит к числу наиболее ценных и высокоурожайных зерновых культур. Зерно богато клейковинными белками и другими ценными веществами, поэтому оно широко используется для продовольственных целей, в особенности в хлебопечении и кондитерской промышленности, а также для производства крупы, макарон, вермишели и других продуктов. Пшеничные отруби -высококонцентрированный корм для всех видов сельскохозяйственных животных. Солома и мякина имеют большую кормовую ценность. Солому в измельченном и запаренном виде или обработанную химическими веществами охотно поедают крупный рогатый скот и овцы. В 100 кг соломы содержится 0,5-1,0 кг переваримого протеина, 20-22 кормовых единицы. Солома используется как строительный материал, для изготовления бумаги, подстилки животным и т.д. В некоторых районах Центрально-Чернозёмной зоны и других районах озимая пшеница используется в качестве зелёного корма.
У зерновых хлебов различают следующие биологические группы: озимые и яровые. Озимые - это такие хлеба, которые для прохождения стадии яровизации в начальный период развития требуют невысоких температур от -1 до +10 С в течение 20-50 дней. Поэтому их высевают осенью, за 50-60 дней до наступления устойчивых морозов, а урожай получают в следующем году. При весеннем посеве они, как правило, кустятся и не образуют стебля и колоса. Яровые для прохождения стадии яровизации требуют более высоких температур: от 5 до 20 С в течении 7-20 дней, поэтому их высевают весной и урожай собирают в том же году.
Яровая и озимая пшеница различаются способностью к кущению. У яровой пшеницы в полевых условиях средняя кустистость колеблется между 1,2 и 2 стеблями, у озимой пшеницы примерно в 2 и 3 раза выше.
Озимые хлеба, хорошо развившись с осени, лучше, чем яровые используют весенние запасы влаги и питательных веществ. С наступлением устойчивого тепла весной они быстро наращивают вегетативную массу и меньше, чем яровые, страдают от весенних засух. Более раннее созревание озимых ограждает их также от суховеев. Озимую пшеницу убирают на 8-10 дней раньше яровой. Ранняя уборка позволяет тщательнее подготовить почву для последующих культур. Перенесение некоторой части полевых работ на осень заметно уменьшает их напряженность в период весеннего посева.
Развитие озимых хлебов протекает в два периода. Первый проходит осенью - от посева до устойчивых заморозков, второй — начинается весной и завершается плодоношением и отмиранием растений. При весеннем посеве озимые культуры не способны образовывать репродуктивные органы. В осенний период у них интенсивно увеличиваются корневая система и листовая поверхность.
При понижении температуры и сокращении длины дня ростовые процессы приостанавливаются, благодаря чему в узле кущения и листьях накапливается большое количество запасных пластических веществ, особенно Сахаров. У растений наступает состояние покоя, в котором они находятся в течение зимы. Устойчивость озимых к низким температурам представляет собой важное приспособительное свойство, которое выработалось в процессе эволюции.
В повышении зимостойкости растений большую роль играют свойства протоплазмы, определяющие её водоудерживающую способность. Этот фактор имеет решающее значение для перезимовки. Избыток или недостаток воды становится одной из причин гибели озимых. При избытке влаги наблюдается значительное образование кристаллов льда в тканях растений, что губительно отражается на их состоянии. Недостаток влаги приводит к необратимой коагуляции биоколлоидов протоплазмы, и растения погибают.
На устойчивость озимых к неблагоприятным условиям большое влияние оказывает внесение в рядки гранулированного суперфосфата из расчета 10-12 кг/га Р2О5 одновременно с посевом семян. Удобрение в начале вегетации способствует накоплению в узлах кущения пластических веществ и повышению зимостойкости. Осенняя подкормка фосфорно-калийными удобрениями повышает устойчивость растений к неблагоприятным зимним условиям. Обильное питание азотом усиливает рост растений и отрицательно влияет на их закалку.
Устойчивость растений к комплексу неблагоприятных условий в период перезимовки называют зимостойкостью. Способность растений противостоять воздействию низких отрицательных температур называется морозостойкостью. Способность растений противостоять воздействию низких положительных температур называется холодостойкостью. Для озимой пшеницы опасны температуры ниже -16-18 С.
Зимостойкость и морозостойкость растений - сложное физиологическое свойство. Оно непостоянно, формируется на определённых этапах развития, особенно в процессе закалки растений. И.И. Туманов установил, что закалка протекает осенью в две фазы. Первая фаза её проходит в условиях интенсивного света и пониженных температур (от 8 до 10 С) в дневные часы и при температуре около 0 С в ночное время. В этой фазе в растениях, особенно в узлах кущения, накапливаются пластические вещества, по преимуществу сахар, так как в прохладное время (ночью) их расход на ростовые процессы и дыхание растений замедляется. Перед уходом в зиму у озимых культур накапливается около 20-25 % Сахаров в пересчёте на сухое вещество. Озимые, прошедшие первую фазу закалки, способны выдерживать температуру до -10,-12 С. Но основная фаза закалки растений - вторая, при которой происходит постепенное обезвоживание клеток, отток воды из цитоплазмы в межклеточные пространства и превращение в клетках нерастворимых в воде органических веществ в растворимые. В результате этих процессов значительно повышается концентрация клеточного сока в узлах кущения и влагалищах листьев.
Озимая пшеница - медленно проходит вторую фазу. После этой фазы резко повышается устойчивость растений к неблагоприятным условиям зимовки. Вторая фаза закалки протекает в растениях как на свету, так и в темноте при более низких температурах (от 0 до -5 С).
В процессе закаливания озимых в вегетативных органах накапливается много растворимых углеводов и аминокислот, среди них наиболее высокий удельный вес имеют олигосахариды, пролин, аспарагин и глютаминовая кислота. При закаливание наибольшее количество растворимых углеводов и свободных аминокислот накапливается в узлах кущения.
Закалка растений зависит от метеорологических условий осени. Ясная, солнечная погода с теплыми днями и прохладными ночами благоприятствует закалке растений, и, наоборот, пасмурная погода осенью с тёплыми днями и ночами задерживает её. Лучшей закалке озимых способствуют оптимальный срок посева, осенние подкормки фосфорно-калийными удобрениями.
Влияние звена: предшественник - озимые, на продуктивность севооборотов
Воспроизводство плодородия почв, повышение продуктивности и устойчивости земледелия имеет особую актуальность для Нечернозёмной зоны, где большая часть сельскохозяйственных земель отличается низкой продуктивностью и нуждается в ускоренном окультуривании.
На протяжение последних десятилетий обнаружилась четкая тенденция к снижению содержания гумуса в пахотных почвах из-за недооценки доли органических удобрений, многолетних трав и других агроприемов (Л.В. Ильина, 1986; П.Д, Попов, 1987).
Вовлечение почвы в сельскохозяйственное производство приводит к значительному уменьшению количества гумуса и изменяет подвижность элементов питания (В.А. Францессон, 1963). Однако при научном подходе к ведению производства, рационально используя и сочетая различные агроприемы, можно добиться увеличения содержания гумуса в почве (Н.З.Милащенко, 1993).
Гумусированные почвы отличаются лучшими физическими свойствами, водно-воздушным и тепловым режимами, устойчивы, к эрозионным процессам. Особенно возрастает роль гумусированности почв при неблагоприятных погодных условиях. Поэтому проблема бездефицитного и положительного баланса гумуса в сельскохозяйственном производстве одна из важнейших. Необходима оптимизация гумусного состояния почв.
Достижение положительного гумусового баланса возможно при поступлении в почву достаточного количества гумусообразователей и создании условий для их более полной гумификации. В практике это достигается правильным применением удобрений, оптимизацией структуры посевных площадей, рациональной обработкой почвы. Все это способствует росту урожаев и поступлению большего количества пожнивно-корневых остатков в почву, обеспечивает воспроизводство 1/2 -1/3 минерализовавшегося гумуса (A.M. Лыков, 1985),
Поскольку наиболее сильное влияние на органическое вещество почвы имеет культура растений, то мы попытались определить роль различных звеньев севооборотов и изучаемых в них культур в балансе органического вещества тёмно-серых лесных почв.
Проведенный нами расчёт баланса органического вещества показал, что различные звенья севооборотов по-разному влияли на динамику накопления или снижения гумуса в почве (табл. 5). Эти отличия объясняются различным количеством применяемых факторов накопления органической части почвы и той интенсивностью, с которой протекали процессы гумификации и минерализации.
Более подробные данные изменения содержания гумуса под каждой культурой в различных звеньях севооборотов представлены в прил. 3. Полученные на основе расчетов данные показывают, что при возделывании однолетних растений в звеньях севооборотов без удобрений запасы органического вещества постепенно сокращаются. Так, под озимой пшеницей дефицит гумуса в среднем составил 0,17 т/га, под ячменем 0,26т/га.
Интенсивно минерализация органического вещества проходила и в чёрном пару, где потеря гумуса составила 1,7 т/га.
Многолетние бобовые, злаковые и бобово-злаковые травы как без применения удобрений, так и на удобренном фоне обеспечивали положительный баланс гумуса, который составил в порядке убывания по клеверу 1 г.п. + 0,96 т/га (№ 5), по клеверу 2 г.п. + 0,95 т/га (№ 3),по бобово-злаковым травам + 0,6 т/га (№ 6) и злаковым травам + 0,25 т/га (№4). Отрицательное влияние на баланс гумуса оказали звенья севооборотов с ячменем - 0,31 т/га (№ 2) и с чёрным паром - 1,7 т/га (№ 1) (прил. 3).
При внесении удобрений расход органического вещества в почве существенно меняется. Так внесение в чёрном пару 30 т/га подстилочного навоза под озимую пшеницу несколько уменьшает потери гумуса, отрицательный баланс сохраняется - 1,73 т/га.
Анализируя данные табл. 5, можно заключить, что использование звена севооборота с чёрным паром (№ 1) без применения удобрений ведет к снижению содержания гумуса в почве. Наибольшая отрицательная разница между образованием и минерализацией гумуса - 2,42 т/га. Однако на фоне применения 30 т/га подстилочного навоза в варианте с удобрениями удалось снизить дефицит гумуса в 1,4 раза.
В звене севооборота № 2 расход органического вещества двумя зерновыми культурами компенсируется при одногодичном возделывании клевера и заделкой 4,07 т/га соломы. Благоприятная ситуация и в звене севооборота № 5, где дополнительно в почву заделывалось 4,33 т/га соломы и 25,5 т/га зеленной массы сидерата озимой ржи и горчицы белой: накопление гумуса составило + 1,26 т/га.
В звеньях севооборотов № 3, № 6 по удобренному фону по прошествию четырёх культур, два поля, среди которых занимали многолетние травы, образование гумуса превосходило его минерализацию на 1,57 т/га и 0,87 т/га. Этому способствовали такие интенсивные факторы гумусообразования, как способность клевера фиксировать азот воздуха и оставлять в почве большое количество пожнивно-корневых остатков, а также использование побочной продукции озимой пшеницы после её уборки.
Следовательно, включение в звенья севооборотов многолетних трав, а также интенсивное использование источников органического вещества (солома, зелёное удобрение) создаёт благоприятные условия для достижения положительного баланса гумуса в тёмно-серых лесных почвах.
Особенности тёмно-серых лесных почв и характеристика опытного участка
Одним из важных критериев оценки звеньев севооборотов является их способность регулировать фитосанитарное состояние посевов сельскохозяйственных культур.
Чередование культур, возделываемых на данном поле, играет существенную роль в развитии многих заболеваний (И.А. Цивенко, А.А.Маслова, В.Н. Афанасьева, 1979; Т.С. Хруставчук, 1986; П.А.Лапковский, А.Г. Межуев, М.А. Лапковская, 1986).
Максимальное насыщение севооборотов зерновыми культурами, исключение пропашных, травяных и других фитосанитарных звеньев приводит к увеличению поражённости зерновых культур многими болезнями и в конечном счете, к снижению продуктивности севооборотов (А.Ф. Данилевский, В.Е. Ещенко, 1971; СМ. Туленевич, А.Н.Нестеров, 1977; А.И. Зырянова, Ф.А. Львова, 1984).
В условиях Нечернозёмной зоны одними из наиболее распространённых болезней озимой пшеницы являются ржавчины, мучнистая роса, корневые гнили (А.И. Цивенко, СВ. Кудрявцева, 1982), септориоз и снежная плесень. Возбудители болезней являются в основном грибы, которые передаются через почву, семена и остатки предшествующей культуры.
Применение удобрений оказывает неодинаковое влияние на развитие болезней и вредителей. Навоз, например, может сдвигать биоценозы в ту или иную сторону (О.А. Берестецкий, 1984). Внесение неподготовленных органических удобрений в чрезмерных дозах, способствует увеличению вирусных заболеваний, членистоногих, нематод. Избыток азота усиливает развитие корневых гнилей (И.И. Синягин, 1980; Г.И. Баздырев, 1982), а фосфорные и калийные удобрения повышают устойчивость культурных растений к патогенам (Б.И. Тепляков, 1977).
Поэтому целью наших исследований, было установить влияние звеньев севооборотов и удобрений на развитие болезней растений озимой пшеницы в условиях южной части Нечернозёмной зоны России. В годы проводимых нами исследований в посевах озимой пшеницы наблюдалась поражённость растений бурой ржавчиной в 2001, 2003гг. В 2002 г. в посевах озимой пшеницы болезни не регистрировались. Известно, что возбудитель бурой ржавчины озимой пшеницы -гриб Puccinia triticina Erikss. Эта группа грибов поражает неослабленные, а хорошо развитые растения. При поражении ржавчиной нарушается водный режим растений; листья плохо ассимилируют, и преждевременно усыхают; зерно получается низкого качества. Наиболее интенсивного развития болезнь достигает в период молочной спелости пшеницы. В этом случае условия среды, обеспечивающие нормальное развитие посевов, являются благоприятными и для патогенов. Как видно из табл. 11 резких различий в пораженности озимой пшеницы бурой ржавчиной по годам не наблюдалось. Изучение бурой ржавчины озимой пшеницы в рассматриваемых звеньях севооборотов, показывает, что распространение и развитие болезни находится в зависимости от размещения растений по предшественникам. Так, в среднем за два года на общем невысоком фоне пораженности при размещении озимой пшеницы по чёрному пару звено севооборота № 1 развитие бурой ржавчины было меньше всего, чем в других звеньях севооборотов и составило на неудобренном фоне 6,8 %. Это объясняется наиболее благоприятным водным режимом, когда запас продуктивной влаги выше, чем по другим предшественникам. Более благоприятные условия для распространения болезни складывались при возделывании озимой пшеницы по бобово-злаковым и бобовым травам двух лет использования. Распространенность болезни в звене севооборота № 6 превосходила звено севооборота № 1 с чёрным паром в 1,3 раза, а звено севооборота № 3 в 1,1 раза. Внесение под озимую пшеницу минеральных удобрений и навоза в чёрном пару на тёмно-серых лесных почвах снижало устойчивость растений к бурой ржавчине во всех севооборотах. Интенсивность поражения возросла в 1,4-1,8 раза в сравнении с неудобренным фоном. Более интенсивное развитие болезни в вариантах с удобрениями объясняется в значительной мере тем, что возбудители бурой ржавчины поражают стадийно молодые ткани листьев и стеблей, а азот способен вызывать усиление роста и держать растения в омоложенном состоянии. Несомненно, и микроклимат посевов озимой пшеницы при внесении удобрений существенно изменяется. Более густой стеблестой и повышенное влагосодержание приземного воздуха, обуславливает активный рост растений; переувлажнение их тканей и, как следствие этого, ослабление устойчивости к аэрогенным болезням. Таким образом, исходя из полученных данных, следует, что посев озимой пшеницы в различных звеньях севооборотов следует проводить по не поражаемым или слабо поражаемым предшественникам (чёрный пар, клевера). Применение минеральных и органических удобрений способствует распространению бурой ржавчины и выносливости растений. Несмотря на это, сильные растения переносят заболевание без существенного снижения урожая.
Фотосинтетическая деятельность растений озимой пшеницы и динамика развития листовой поверхности
В 2000-2001 гг. прибавка урожая зерна озимой пшеницы при внесении удобрений была достоверной по всем вариантам опыта. Однако эффективность удобрений под одну и ту же культуру - озимую пшеницу оказалась совершенно различной в зависимости от того, после какого предшествующего растения вносили удобрения. Особенно велико различие между клевером 2 г.п. и злаковыми травами 2 г.п., ячменём как предшественниками озимой пшеницы. Удобрения, при внесении после клевера 2 г.п. дали прибавку урожая зерна 1,7 ц/га (при НСР05 по фактору В - 0,33) по сравнению с неудобренным фоном, в то время как после злаковых трав 2 г.п. обеспечили прибавку 5,3 ц/га, после ячменя максимальную прибавку 6,3 ц/га. Это объясняется довольно высокой способностью клевера фиксировать азот атмосферы и накапливать достаточное количество питательных веществ, тогда как после неудобренных злаковых трав и ячменя пшеница испытывает недостаток азота.
Несколько иная картина наблюдалась в вегетационный период 2001 - 2002 гг. Погодные условия с осени были крайне неблагоприятными для посева озимой пшеницы. Недостаток влаги в почве в августе и сентябре, привел к тому, что всходы были изреженные, и растения ушли в зиму слабо раскустившимися. Вегетационный период 2002 года оказался довольно засушливым. Недобор осадков в мае составил 25 % от среднемноголетнего показателя, однако сильного влияния на урожайность озимой пшеницы в 2002 году это не оказало, так как после зимнего периода почва имела хороший влагозапас.
Анализируя данные урожайности озимой пшеницы за 2002 год (табл. 12, прил. 10) можно заключить, что при неблагоприятных метеорологических условиях 2001-2002 гг. сказалась способность чёрного пара накапливать влагу, но надо заметить, что клевер 2 г.п. ни в чём не уступал пару в отличие от других предшественников. Урожайность озимой пшеницы по неудобренному фону в звене севооборота № 1 с чёрным паром и звене севооборота № 3 с клевером 2 г.п. достоверно не различалась между ними и составила 40,4 ц/га и 40,2 ц/га соответственно (при НСРо5 по фактору А - 0,65), достоверно ниже урожайность озимой пшеницы оказалась в звене севооборота № 5 по клеверу 1 г.п. на 3,4 ц/га, в звене севооборота № 2 по ячменю на 8,2 ц/га, в звене севооборота № 6 по бобово-злаковым травам 2 г.п. на 11,9 ц/га и в звене севооборота № 4 по злаковым травам 2 г.п. на 17,3 ц/га. Следует отметить и то, что в сравнении с 2001 годом урожайность озимой пшеницы в 2002 году по чёрному пару выросла на 3,9ц/га, а по клеверу одно- и двухгодичного использования на 3,2 и 1,1 ц/га соответственно.
При применении удобрений достоверная прибавка урожая зерна озимой пшеницы получена во всех звеньях севооборотов, даже влияние их на урожайность было более значительным, чем в предыдущем году. Так, если в 2001 году внесение минеральных удобрений способствовало увеличению урожайности в среднем по вариантам опыта на 13,8 %, то в 2002 году на 29,6%.
Вегетационный период 2002 - 2003 гг. был крайне неблагоприятным для озимой пшеницы. Посев осенью 2002 года проводился при неблагоприятных погодных условиях. Выпадение осадков в осенний период в несколько раз превышало среднемноголетние показатели: в августе в 2,7 раза, сентябре в 3,0 раза. Всходы озимой пшеницы были изреженные, растения ушли в зиму не раскустившимися. В течение весеннего периода вегетации осадков выпало меньше нормы, что повлияло на урожайность в 2003 году.
В отличие от предыдущих лет, урожайность озимой пшеницы в целом по всем вариантам опыта была ниже (табл. 12, прил. 11). В условиях 2002-2003 гг. особенно четко проявилась способность чёрного пара в накопление влаги. В среднем по фонам удобрений достоверно высокой урожайность зерна озимой пшеницы была по чёрному пару (звено севооборота №1) в отличие от других предшественников, и составила 24,8 ц/га. И превосходила звено севооборота № 3 с клевером 2 г.п. на 1,3 ц/га, звено севооборота № 5 с клевером 1 г.п. на 1,6 ц/га (при HCPos - 0,78). Худшими предшественниками для озимой пшеницы оказались звенья с бобово-злаковыми травами 2 г.п.(на 6,5 ц/га) и злаковыми травами 2 г.п. (на 7,3 ц/га). Применение удобрений давало достоверную прибавку урожая по всем звеньям севооборотов на 27,0 % по сравнению с неудобренным фоном.
В среднем за годы исследований можно отметить, что озимая пшеница по клеверу 2 г.п. может давать урожаи зерна мало отличающиеся от урожаев по чёрному пару. На это указывают данные табл. 12, из которой видно, что в среднем за 2001-2003 гг. урожайность озимой пшеницы по фонам удобрений в звеньях севооборотов № 1 и № 3 практически не различалась между собой и оказалась наивысшей по сравнению с остальными звеньями севооборотов,составила соответственно 36,0 и 35,5 ц/га. Следует отметить и то, что урожайность зерна в звене севооборота № 1 формируется в основном за счет минерализации гумуса в чёрном пару. Аналогичный же сбор зерна в звене севооборота № 3 получен, в большей степени, за счет фиксации клевером азота атмосферы при положительном влиянии многолетних трав на содержание органического вещества почвы. Довольно высокая урожайность озимой пшеницы в среднем за три года получена, по клеверу 1 г.п. (звено севооборота № 5) - 33,6 ц/га. Худшим предшественником озимой пшеницы оказались злаковые травы 2 т.п., урожайность по которым была наименьшей 25,0 ц/га. Основным фактором, лимитирующим, получение урожая по этому предшественнику оказался недостаток влаги и азота после возделывания злаковых трав. В среднем за 2001-2003 гг. внесение- минеральных удобрений повысило урожайность озимой пшеницы в среднем по вариантам опыта на 22,0 %. Наибольшая эффективность от применения удобрений отмечена по злаковым предшественникам в звеньях севооборотов № 2 и № 4 на 28,3 и 29,9 % соответственно. От внесения минеральных удобрений закономерности влияния предшественников на урожайность озимой пшеницы изменялись слабо, так как применение удобрений не снижает значимость правильного чередования культур. Структура урожая до известной степени отражает условия, в которых проходило его формирование на соответствующих этапах роста и развития.
