WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

МЕЛЬНИКОВА Ольга Владимировна

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

БИОЛОГИЗАЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА НА

ЮГО-ЗАПАДЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО

РЕГИОНА РОССИИ

Специальность: 06.01.09 – растениеводство

03.00.16 - экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Брянск - 2009

Работа выполнена в 1995-2008 гг. на кафедре растениеводства и общего земледелия ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия».

Научные консультанты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Белоус Николай Максимович

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Кононов Анатолий Степанович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Романова Ираида Николаевна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Степанова Лидия Павловна

Ведущая организация – Государственное научное учреждение «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны»

Защита состоится «25» сентября 2009 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета Д 220.005.01 при ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 243365, с. Кокино, Выгоничского района, Брянской области.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Брянской государственной сельскохозяйственной академии и на сайте ВАК vak.ed.gov.ru

Автореферат разослан «25» августа 2009 г.

Просим принять участие в работе совета или прислать свой отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук  А.В. Дронов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы определяется возросшими противоречиями между сложившейся интенсивной системой земледелия, связанной с ростом численности населения, и факторами экологического риска. В результате интенсификации производства продукции растениеводства человечество достигло больших успехов в решении продовольственной проблемы. Достижения в аграрной отрасли выражаются в значительном и скачкообразном увеличении производства сельскохозяйственной продукции. Однако, наряду с достижениями, интенсивное земледелие породило много проблем, прежде всего экологического характера. Решая проблему обеспечения человека продуктами питания, интенсивное земледелие сталкивается с вопросами их качества. Многие регионы мира в результате высокого уровня интенсификации растениеводства стали зонами экологического бедствия. Масштабы их влияния уже таковы, что возникает угроза экологического кризиса на глобальном уровне (Парахин, Лобков, Кружков, 2000).

Возникшие противоречия между сельским хозяйством и окружающей природной средой привели к необходимости перевода производства на качественно новый уровень, связанный с адаптацией к экологическим условиям территории. Устойчивое развитие сельскохозяйственного производства на основе экологизации обеспечивается устойчивостью агроэкосистемы за счет расширенного воспроизводства почвенного плодородия, поддержания естественных процессов в природе и их активизации (Никитина, 2008).

В поиске решения этих проблем сформировалось новое альтернативное направление - биологизация земледелия, базирующаяся на активизации биологических процессов воспроизводства агроэкологических ресурсов (Саранин, 1994, 1996, Мальцев и др., 2002).

Для формирования благоприятной экологической обстановки в агроэкосистемах требуются глубокие знания процессов и факторов, определяющих поведение средств химизации в системе «почва-растение», необходим агроэкологический мониторинг воздействия ксенобиотиков на отдельные компоненты агроэкосистемы. В этой связи научное обоснование системы биологизации растениеводства, внедряемой в юго-западной части Центрального региона России, является актуальным.

Целью исследований являлось агроэкологическое обоснование биологических технологий возделывания сельскохозяйственных культур в сравнении с интенсивными, переходными и альтернативными технологиями в условиях серых лесных почв юго-запада Центрального региона России.

В задачу исследований входило:

- установить потенциально возможный уровень продуктивности сельскохозяйственных культур с учетом биоклиматических особенностей региона;

- оценить сорта зерновых культур по параметрам адаптивного потенциала, экологической пластичности, стабильности и качества урожая;

- дать агроэкологическое обоснование применяемых норм минеральных удобрений под программируемый уровень урожайности полевых культур;

- установить эффективность вносимых органических удобрений в биологических технологиях;

- определить продуктивность пашни плодосменных севооборотов в зависимости от уровня интенсивности технологий возделывания культур;

- дать фитосанитарную оценку агрофитоценозов в условиях интенсивного и биологического земледелия;

- обосновать комплементарность и биологическую ценность однолетних бобово-злаковых посевов, возделываемых на зерносмесь и зеленую массу в плодосменных севооборотах;

- дать экологическую оценку средств химизации, применяемых в технологиях возделывания культур, по накоплению тяжелых металлов в системе «почва-растение» и изменению биологических свойств почвы;

- провести экономическую и энергетическую оценку эффективности возделывания сельскохозяйственных культур в условиях биологического растениеводства.

Научная новизна результатов исследований. Впервые дано научное обоснование системы биологизации растениеводства, применяемой в условиях юго-западной части Центрального региона России на серых лесных почвах. Дана оценка биоклиматического потенциала региона и определены теоретически уровни потенциального возможного урожая культур агрофитоценоза. Определен уровень продуктивности пашни в плодосменных севооборотах при разных технологиях возделывания полевых культур. Изучена роль сорта в условиях биологизации земледелия. Показана эффективность природных регуляторов роста при возделывании зерновых культур в условиях биологизации растениеводства. Изучено видовое разнообразие и изменение численности, накопленной биомассы сегетальной флоры в агроценозах. Рассчитаны уравнения линейной регрессии зависимости биомассы и численности сорняков. Определены непродуктивные потери элементов питания в почве, обусловленные выносом сорной растительностью. Дана комплексная агроэкологическая оценка возделывания бобово-злаковых однолетних трав в системе плодосменного севооборота. Дана экологическая оценка средств химизации, применяемых в технологиях возделывания культур, по накоплению тяжелых металлов в системе «почва-растение» и изменению биологических свойств почвы.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Биоклиматический потенциал территории, программирование потенциально возможной урожайности культур агроценоза по приходу фотосинтетически активной радиации.

2. Роль сорта в условиях биологизации, оценка адаптивного и продуктивного потенциала сортов озимой и яровой пшеницы, ярового ячменя, наиболее пригодных для возделывания в условиях биологического растениеводства.

3. Продуктивность плодосменных севооборотов, в зависимости от применяемых технологий возделывания полевых культур.

4. Агроэкологическое обоснование применяемых норм и видов минеральных удобрений, эффективность природных регуляторов роста при возделывании зерновых культур в условиях биологизации растениеводства.

5. Видовая и сортовая устойчивость полевых культур к накоплению тяжелых металлов в хозяйственно ценной части урожая.

6. Засоренность агрофитоценозов в условиях интенсивного и биологического земледелия.

7. Агроэкологическая роль однолетних бобово-злаковых фитоценозов в системе биологизации.

8. Биологическая активность почвы при разных уровнях применения средств химизации.

9. Экономическая и энергетическая эффективность возделывания культур в условиях интенсивных и биологических технологий.

Организация исследований и личный вклад автора. Автору принадлежит: постановка и организация проведения полевых и лабораторных опытов, выполнение основной части экспериментального материала (90 %), анализ и интерпретация эмпирических результатов, проведение статистической и экономической оценки результатов исследований, формулирование новых закономерностей, выводов и рекомендаций производству.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии на рубеже тысячелетия и пути их решения» (Брянск, 1999), а также Международных научно-практических конференциях (Брянск, 2000; 2001; 2004, 2006). Международном симпозиуме «Проблемы фосфора и комплексное использование нетрадиционного минерального сырья в земледелии» (Москва, 2000), Международной научно-практической конференции «Производство экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства» (Брянск, 2004), Международной 40-й научной конференции ВНИИА им. Д.Н.Прянишникова «Агрохимические приемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтных системах земледелия (Москва, 2006), Международной научной конференции ВНИИА им. Д.Н.Прянишникова «Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур» (Москва, 2007), Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (Курск, 2009), Международной научно-практической конференции (Горки, 2009).

Диссертационная работа обсуждена и одобрена на расширенном заседании кафедры растениеводства и общего земледелия.

Публикации результатов исследований. Основные результаты исследований опубликованы в 43 печатных работах (из них 16 - в изданиях, рекомендованных ВАК), 3-х монографиях, 1-ом учебном пособии).

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 467 страницах компьютерного текста, включает 172 таблицы, 59 рисунков. Состоит из введения, 11 глав, выводов и рекомендаций производству и 132 приложений (в отдельном томе). Список использованной литературы состоит из 684 источников, в том числе 100 - на иностранных языках.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научным консультантам докторам сельскохозяйственных наук, профессорам и Белоусу Н.М., признательность за консультативную помощь докторам сельскохозяйственных наук, профессорам Лихачеву Б.С., Васильеву М.Е., доцентам Попову В.А., . Благодарность за оказанную помощь при проведении исследований сотрудникам и аспирантам кафедры растениеводства и общего земледелия Брянской ГСХА, а также специалистам Брянской областной станции защиты растений и сотрудникам госсортоучастков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ОБЗОР НАУЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

На основе литературных источников показаны основные направления биологизации земледелия за рубежом и в России, исторические этапы в развитии альтернативного земледелия, его цели и задачи. Представлена роль бобовых, промежуточных и сидеральных культур в биологическом растениеводстве. Обобщен научный опыт по решению проблемы засоренности и обработки почвы, обсужден вопрос о значении плодосменного севооборота в условиях биологизации земледелия.

ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА

ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Климатические условия юго-запада Центрального региона России

Исследования по теме диссертации выполняли с 1995 по 2008 гг. в условиях Брянской области, расположенной на юго-западе Центрального региона России. Климат области умеренно-континентальный, с умеренно холодной зимой, теплым летом и достаточно устойчивым увлажнением. В юго-западной части территории в отдельные периоды вегетации наблюдались засухи. Продолжительность периода со среднесуточной температурой выше +10 oC составила 142-150 дней. Сумма среднесуточных температур за этот период находилась в диапазоне 2200-2400 °С, приход ФАР - 127-149 кДж/см2. Распределение осадков по территории Центрального региона неравномерно, на большей его части годовая сумма осадков составляла 580-650 мм. Погодные условия по годам исследований характеризовались значительным разнообразием, что позволило всесторонне оценить экологическую пластичность и стабильность продуктивного потенциала сортов озимых и яровых зерновых культур.

Почвенно-экологические условия региона

Научные исследования выполнены на серых лесных среднесуглинистых почвах, сформированных на лессовидных карбонатных суглинках, в условиях плодосменных севооборотов многолетнего стационарного опыта Брянской ГСХА (табл. 2). Высокая степень окультуренности почвы опытного стационара обусловлена многолетним внесением минеральных и органических удобрений в севообороте 1 (более 25 лет) и севообороте 2 (более 6 лет).

2. Агрохимические показатели серой лесной среднесуглинистой почвы

многолетнего стационара Брянской ГСХА

Варианты

технологий

Гумус,

%

Нг

S

Т

V

%

Р2О5

К2О

мг-экв./100 г почвы

мг/100 почвы

севооборот 1

1.

3,52

2,70

12,6

18,1

82,0

24,8

15,6

2.

3,52

2,72

12,8

18,4

81,0

25,3

15,0

3.

3,57

2,74

11,5

17,8

80,0

29,5

15,8

4.

3,55

2,83

11,2

16,9

79,0

30,3

15,5

севооборот 2

1.

3,25

3,81

11,2

14,5

77,7

22,5

14,7

2.

3,23

4,05

11,5

14,2

78,0

21,8

12,4

3.

3,25

4,21

11,0

13,3

77,6

22,5

11,8

4.

3,21

3,78

10,2

13,2

76,7

21,1

11,6

Примечание. 1 – интенсивная технология (NPK полная расчетная норма),

2 – переходная технология (NPK норма снижена на 25 %),

3 - альтернативная технология (NPK норма снижена на 50 %),

4 – биологическая технология (N0P0K0)

Место проведения и названия опытов

Исследования по теме диссертации выполнены в длительном стационарном опыте Брянской государственной сельскохозяйственной академии (номер государственной регистрации 046369). Стационарный полевой опыт организован в 1983 году в соответствии с планом научно-исследовательских работ по проблеме «Разработка и усовершенствование элементов системы земледелия в условиях центрального района Нечерноземной зоны РСФСР» и государственным заданием 03.01.03 проблемы 0.51.03 (регистрационная карточка № 24.1). Многолетний стационарный опыт Брянской ГСХА включен в реестр Государственной сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами (аттестат длительного опыта № 030 от 17.12. 2004 г). В 1995 году на прилегающем к опытному стационару земельном участке организован Выгоничский ГСУ

В период 1995 - 2008 гг. были проведены исследования по оценке адаптивности, пластичности и стабильности испытываемых сортов яровой, озимой пшеницы и ярового ячменя в условиях Выгоничского, а также Брянского, Стародубского и Дубровского ГСУ.

В период 2001 - 2008 гг. исследования выполняли в плодосменных севооборотах многолетнего стационара Брянской ГСХА. Севооборот 1: однолетние бобово-злаковые травы (зерносмесь), 2. озимая пшеница, 3. картофель, 3. яровая пшеница. Севооборот 2: однолетние бобово-злаковые травы (зеленая масса), 2. озимая пшеница, 3. картофель, 3. яровой ячмень.

На всех культурах севооборотов развернуто четыре технологии возделывания, различающихся между собой уровнем применения средств химизации:

1. Интенсивная технология (внесение расчетной нормы NPK (под программируемую урожайность), последействие навоза, зеленого удобрения, соломы, применение пестицидов в рекомендуемых дозах).

2. Переходная к альтернативной (расчетная норма NPK снижена на 25 %, последействие навоза, зеленого удобрения, соломы; пестициды в рекомендуемых дозах).

3. Альтернативная технология (норма NPK снижена на 50 %, последействие навоза, зеленого удобрения, соломы; пестициды в сниженных на 1/2 дозах).

4. Биологическая технология – контрольный вариант (последействие навоза, зеленого удобрения, соломы, без применения средств химизации).

Под пропашные культуры севооборотов ежегодно вносили 40 т/га подстилочного навоза КРС, 7,5 т/га измельченной соломы озимой пшеницы, 10 т/га зеленой массы (сидерата) ярового рапса.

В рамках научных исследований проведено 18 опытов, из них 2 многолетних стационарных, 8 полевых краткосрочных опытов, 8 лабораторно-полевых. Научные разработки внедрены в учхозе «Кокино» Выгоничского, СПК «Агрофирма «Культура» Брянского и ОПХ «Первомайское» Почепского района Брянской области.

Стационарные полевые опыты

(схемы опытов представлены в диссертации в таблицах результатов исследований)

Опыт 1. «Оценка продуктивного и адаптивного потенциала сортов яровой, озимой пшеницы и ярового ячменя в условиях Выгоничского, Брянского, Стародубского и Дубровского ГСУ».

Опыт 2. «Урожайность полевых культур, возделываемых в плодосменном севообороте 1, оценка его продуктивности в зависимости от уровня интенсификации технологий возделывания».

Опыт 3. «Урожайность полевых культур, возделываемых в плодосменном севообороте 2, оценка его продуктивности в зависимости от уровня интенсификации технологий возделывания».

Опыт 4. «Динамика засоренности посевов полевых культур, в зависимости от технологий возделывания в плодосменных севооборотах».

Опыт 5. «Эффективность баковых смесей гербицидов на посевах зерновых культур».

Опыт 6. «Влияние удобрений и технологий возделывания на урожайность и качество зерна озимой пшеницы».

Опыт 7. «Урожайность и качество зерна ярового ячменя в зависимости от норм удобрений и технологий возделывания».

Опыт 8. «Эффективность возделывания бобово-злаковых смесей на зернофураж и зеленую массу в зависимости от уровня минерального питания».

Опыт 9. «Изменение биологической активности почвы под влиянием средств химизации, применяемых в технологиях возделывания полевых культур».

Опыт 10. «Динамика численности почвенной мезофауны при разных технологиях возделывания культур».

Лабораторно-полевые опыты

Опыт 1. «Изучение сортовых особенностей водопоглотительной и водоудерживающей способности семян яровой пшеницы на начальном этапе онтогенеза».

Опыт 2. «Изучение сортовой вариабельности активности гидролитических ферментов зерна мягкой озимой и яровой пшеницы».

Опыт 3. «Влияние микроэлементов и регуляторов роста на энергию прорастания семян яровой и озимой пшеницы».

Опыт 4. «Изменение концентрации хлорофилла в листьях зерновых культур в зависимости от технологий возделывания и применения регуляторов роста».

Опыт 5. «Интенсивность транспирации листьев зерновых культур в зависимости от технологий возделывания и применения регуляторов роста».

Опыт 6. «Аминокислотный состав зерна сортов озимой пшеницы в зависимости от применяемых норм минеральных удобрений в технологиях возделывания».

Опыт 7. «Изучение видовой и сортовой вариабельности накопления тяжелых металлов и микроэлементов в урожае зерновых и зернобобовых культур».

Опыт 8. «Интенсивность дыхания почвы, состав почвенных микроорганизмов в зависимости от технологий возделывания полевых культур».

Методика проведения исследований и наблюдений в опытах

При проведении исследований пользовались общепринятой методикой полевого опыта по Б.А. Доспехову (1985). Объектом исследований являлись культурные и сегетальные виды агрофитоценозов, почвенно-экологические условия среды.

Основные агрохимические анализы почвы, определение содержания тяжелых металлов в почве и зерне выполнены в Брянском центре «Агрохимрадиология». Подвижные формы тяжелых металлов определены атомно-адсорбционным методом согласно «Методическим указаниям по определению тяжелых металлов в кормах и растениях и их подвижных соединений в почвах» (Москва, 1993). Определение рНKCl проведено ионометрическим методом (ГОСТ 24483-85), гумус - по Тюрину (ГОСТ 26213-74), гидролитическую кислотность - по Каппену (ГОСТ 26212-84), сумму поглощенных оснований по Каппену-Гильковицу, степень насыщенности основаниями - расчетным методом, подвижный фосфор и обменный калий определяли из одной вытяжки по Кирсанову в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-84). Нормы минеральных удобрений, применяемые в технологиях возделывания культур, рассчитаны балансовым методом по В.Г. Минееву (2001).

Фитосанитарную оценку состояния посевов проводили по общепринятым методикам Всероссийского НИИ защиты растений. Засоренность посевов в агрофитоценозах определяли количественно-весовым методом. Вынос элементов питания с сорняками определяли по методике ЦИНАО (1999).

Испытания сортов проводили по методике ГСУ, показатели урожайности, адаптивности, пластичности сравнивали со стандартами: для озимой пшеницы – сорт Памяти Федина, яровой пшеницы – Дарья, ярового ячменя – Гонар. Оценку сортовых различий по качеству зерна озимой и яровой пшеницы по суммарной активности гидролитических ферментов проводили по модифицированному методу Н.С. Беркутовой (1991). Изучение водного режима прорастающих семян яровой пшеницы методом диффузного (пассивного) поглощения воды семенами. Водоудерживающую способность набухших семян определяли методом воздействия водоотнимающего фактора (воздуха) по потерям гидратационной воды, входящей в состав гидрофильных коллоидов (Третьяков, 1990).

Для оценки продуктивного и адаптивного потенциала сортов зерновых культур по показателю «урожайность» использовали методику Л.А. Животкова (Мироновский НИИ пшениц), З.А. Морозовой, Л.И. Секутаевой (МГУ) (1994). Оценку параметров экологической пластичности и стабильности сортов проводили по методике С.А. Эберхарта и У.А. Рассела в изложении В.З. Пакудина (1973).

Товарная оценка качества зерна, физические свойства теста и хлебопекарная оценка сортов озимой и яровой пшеницы, ярового ячменя выполнены во Всероссийском центре по оценке качества сортов. При определении товарных качеств зерна учитывали следующие показатели: натура зерна – ГОСТ 10840-6,4, стекловидность – ГОСТ 10987-76, содержание белка (азот х 5,7) – ГОСТ 10846-74, сырая клейковина – ГОСТ 13586.1-68, группа качества клейковины – ГОСТ 13586.1-68, отношение упругости и растяжимости на альвеографе, показатель разжижения теста на фаринографе Брабендера, удельная деформация теста, объемный выход хлеба, число падения – по Хагбергу-Пертену.

Концентрацию аминокислот в зерне озимой пшеницы определяли в агрохимической испытательной лаборатории Брянской ГСХА методом капиллярного электрофореза на приборе «Капель 105» с программным обеспечением «Мультихром 1,5». Макро- и микроэлементарный химический анализ растительных образцов надземной массы сорных растений, выращенного зерна полевых культур проведен во Всероссийском научно-исследовательском институте минерального сырья имени Н.М. Федоровского (ВИМС) масс-спектральным с индуктивно-связанной плазмой (МS) и атомно-эмиссионным с индуктивно-связанной плазмой (AES) методами на спектрометре Elan-6100. Содержание в листьях зерновых культур хлорофилла определяли спектрофотометрическим методом на приборе Genesys 10uv с последующим расчетом концентрации пигментов по уравнениям Вернона (Третьяков и др., 1990). Интенсивность транспирации листьев определяли по методу Иванова с помощью торзионных весов (Третьяков и др., 1990).

Изменение состава почвенной микрофлоры при загрязнении почвы оценивали методом инициированного микробного сообщества (Гузев и др., 1980). При определении количества бактерий в почве пахотного слоя для посева почвенной суспензии на МПА использовали разведение 10-3 – 10-4; на сусло-агаре и МПА + сусло-агар – 10-2 – 10-3, затем проводили посев на плотных и жидких средах. Бактерии учитывали на 5-6 день инкубации, а микроскопические грибы на 6-7 день.

Целлюлозолитическую активность почвы определяли по методу Мишустина, Вострова и Петровой. Интенсивность «дыхания» почвы определяли по выделению углекислого газа почвенными микроорганизмами (Теппер и др., 1987). Численность дождевых червей учитывали методом почвенных раскопок с последующей ручной разборкой проб (Гиляров, 1965), почвенных насекомых методом почвенных ловушек (Barber, 1931).

Математическую обработку данных осуществляли методами дисперсионного, корреляционно-регрессионного анализов по Б.А. Доспехову (1985), обработку биометрических показателей по Н.А. Плохинскому (1970). Экономическую эффективность рассчитывали по методике Всесоюзного НИИ экономики сельского хозяйства на основе типовых технологических карт. Энергетическую оценку изучаемых агроприемов выполняли по методическим разработкам ВИМ.

Агротехника в полевых опытах

Агротехника опытов с озимой пшеницей включала обработку почвы после уборки предшественника (однолетних трав) - дискование на глубину 8-10 см ЛДГ-1,0. По мере появления сорняков осуществляли вспашку с боронованием на глубину пахотного слоя (23-25см), культивацию на 10-12 см, предпосевную обработку РВК-3,6. Посев проводили трактором МТЗ – 82 и зерновой сеялкой СН-16, с нормой высева 5 млн. шт. всхожих семян на 1 га в период 5-7 сентября.

Изучали действие азофоски (N:P2O5:К2О =16:16:16) и борофоски (9 % P2O5, 17 %, К2О, 16,2 % CaO, 1 % MgO, 0,35 % В), минеральный азот выравнивали внесением аммиачной селитры (34,4 % д.в.). Внесение минеральных удобрений с осени проводили поделяночно сеялкой СЗ-3,6 в соответствии со схемой опыта. По схеме опыта применяли гербицид эстерон (1 л/га) при наступлении экономического порога вредоносности, опрыскивание посевов проводили ОН–400 из расчета 400 л/га рабочего раствора, в фазу кущения зерновых. На вариантах с биологической технологией минеральные удобрения и пестициды не применяли. Размеры делянок в опыте 10,8 х 22,0 м, повторность 3-х кратная, размещение систематическое. Учетная площадь делянок составляет 200 м2. Уборку урожая проводили поделяночно зерноуборочным комбайном «Сампо-500» прямым комбайнированием.

Агротехника в опытах с яровым ячменем соответствовала общепринятой для зоны. Предшественником являлся картофель, убираемый во второй декаде сентября, под картофель вносили подстилочный навоз КРС 40 т/га, солому озимой пшеницы 7,5 т/га, рапсовый сидерат 10 т/га. Система основной обработки почвы проводилась по типу полупаровой: дискование на глубину 8-10 см ЛДГ-1,0 зяблевая вспашка МТЗ-80 с ПЛН 4-35 на глубину пахотного слоя (23-25 см), боронование зяби БЗСС-1,0 на 5-6 см, культивация КПС-4,0 на 10-12 см. Предпосевную обработку почвы осуществляли комбинированным агрегатом РВК-3,6 на 5-6 см. Посев ярового ячменя проводили трактором МТЗ – 82 и зерновой сеялкой СН-16, с нормой высева 5,5 млн. шт. всхожих семян на 1 га 3-7 мая. Минеральные удобрения (азофоску) вносили весной поделяночно, локально сеялкой СЗ-3,6 в соответствии со схемой опыта. Весеннее боронование осуществляли средними зубовыми боронами. Опрыскивание посевов проводили в соответствии со схемой опыта. Уборку урожая осуществляли поделяночно. Размеры делянок, повторность, размещение - как в опыте с озимой пшеницей.

Изучали эффективность возделывания двукомпонентных люпино-злаковых, вико-злаковых и пелюшко-злаковых смесей на зерно и зеленую массу. В состав смесей входили: люпин узколистный Кристалл, вика яровая Людмила, пелюшка Малиновка, яровая пшеница Лада, овес Козырь и яровой ячмень Эльф. В севообороте однолетние травы размещали после яровых зерновых (пшеницы и ячменя). В качестве минерального удобрения вносили диаммофоску (N: P2O5: K2O – 10:26:26). Биологическая технология – без внесения минерального удобрения являлась контрольным вариантом. Опытные делянки размещали систематически в трехкратной повторности. Учетная площадь опытной делянки - 75 м2. Нормы высева семян (млн. всхожих семян на 1 га) в смешанных посевах: яровая пшеница – 3,0; овес – 3,0; ячмень яровой – 2,5; вика яровая – 1,2; пелюшка – 0,6; люпин узколистный – 0,6. В одновидовых посевах высевали: яровой пшеницы – 6,0; овса – 6,0; ячменя ярового – 5,0; вики яровой– 2,4; пелюшки – 1,2 и люпина узколистного – 1,2 млн. всхожих семян на 1 га.

После уборки предшественника проводили дискование почвы на глубину 8-10 см дисками БДТ-3 и отвальную вспашку. Весенняя обработка почвы, при наступлении ее физической спелости, состояла из культивации с боронованием и предпосевной обработки комбинированным агрегатом РВК-3,6. Минеральное удобрение диаммофоску вносили локально сеялкой СЗ-3,6. Посев опытных делянок проводили в первой декаде мая сеялкой СН-1,6. Мероприятия по химической защите смешанных посевов от сорняков, вредителей и болезней не проводили. Уборку зерносмесей проводили комбайном «Сампо-500», зеленой массы – укосным методом вручную. Учетная площадь убираемых делянок на зерно составила 75 м2 , на зеленую массу - 10 м2. Учет урожая зерна осуществляли методом взвешивания, с последующим пересчетом на 14 % стандартную влажность. Урожайность зеленой массы учитывали в сыром виде и в пересчете на абсолютно сухое вещество.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Оценка биоклиматического потенциала территории,

программирование уровня потенциально возможного урожая культур

агроценоза по приходу фотосинтетически активной радиации (ФАР)

Программирование урожайности культур показало, что сумма приходящей ФАР в юго-западной части Центрального региона может обеспечить достаточно высокую урожайность яровых зерновых 53,4 - 66,2 ц/га, озимой пшеницы – 72,2 ц/га зерна, картофеля – 563,2 ц/га клубней. Большинство абиотических факторов, определяющих рост и развитие растений в полевых условиях, не подлежат регулированию и являются лимитирующими. Поэтому наиболее целесообразным показателем для расчета продуктивности растений является биоклиматический потенциал (БКП) региона возделывания, в комплексе учитывающий приход ФАР, сумму эффективных температур и запасы продуктивной влаги за период вегетации культуры (табл. 4).

4. Биоклиматический потенциал урожайности сельскохозяйственных культур

на юго-западе Центрального региона России, ц/га (КПДФАР зерновых-2%, картофеля-3,5%)

Культура

Тv,

дни

t>10 oC

QФАР,

кДж/см2

УФАР,

ц/га

зерна

(клубней)

БКП, балл

, ц

зерна

(клубней)

на 1 балл

УБКП, ц/га

зерна

(клубней)

Оз. пшеница

150

1650

114,93

72,2

1,98

32,7

64,7

Яр. пшеница

100

1530

100,9

56,0

1,44

34,4

49,5

Яр. ячмень

90

1490

98,9

53,4

1,36

37,4

50,1

Овес

110

1600

109,2

66,2

1,65

34,7

57,3

Картофель

125

1750

122,74

563,2

284

1,51

429

Теоретически возможный уровень урожайности с учетом биоклиматического потенциала (УБКП) ниже уровня потенциального урожая по приходу ФАР (УФАР).

Установлено, что наибольшая разница в показателях отмечена для самой влаголюбивой культуры – картофеля, УБКП на 23,8% ниже УФАР. Для культур со средней отзывчивостью на условия увлажнения снижение урожайности с учетом БКП составило: для озимой пшеницы - на 10,4 %, яровой пшеницы – 11,6 %, овса – на 13 %. Наименьшая разница в урожаях – 6 % отмечена для наиболее засухоустойчивой культуры ярового ячменя.

Рассчитаны теоретически возможные урожайности культур по приходу ФАР при разных коэффициентах ее использования посевами (табл. 5).

5. Теоретически возможные урожайности культур по приходу ФАР за период

вегетации культур при разных коэффициентах ее использования, ц/га

Культура

Приход ФАР, МДж/см2

Коэффициенты использования ФАР посевами, %

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

Оз. пшеница

114,93

54,1

72,2

90,2

108,3

126,3

144,3

162,4

180,4

Яр. пшеница

100,9

42,0

56,0

70,1

84,1

98,1

112,0

126,1

140,1

Яр. ячмень

98,9

40,1

53,4

66,8

80,2

93,6

107,0

120,4

133,8

Овес

109,2

49,6

66,2

82,7

99,3

115,8

132,3

148,8

165,3

Картофель

122,74

241,3

322,2

402,8

483,3

564,0

644,4

725,0

805,5

Примечание: Приведены урожайности основной продукции при стандартной влажности.

Повышение коэффициента использования ФАР посевами на 0,5 % способствует увеличению урожайности зерна озимой пшеницы на 18 ц/га, яровой пшеницы – 14 ц/га, ярового ячменя – 13,3 ц/га, овса – 16,5 ц/га и картофеля – 80,5 ц/га.

Роль сорта в условиях биологизации земледелия

Успешное прохождение начальных этапов онтогенеза зерновыми культурами зависит от водного режима прорастающих семян, который позволяет оценить засухоустойчивость растений на этапе прорастания.

Оценка показателей водопоглотительной и водоудерживающей способности прорастающих семян сортов мягкой яровой пшеницы позволила выделить сорта: с высокой водопоглотительной и водоудерживающей способностью семян (Красноуфимская 100, Ирень); с высокой водопоглотительной и низкой водоудерживающей способностью (Иволга); с низкой водопоглотительной и низкой водоудерживающей способностью (Солнышко); со средней водопоглотительной и водоудерживающей способностью (Амир, Воронежская 6).

Оценка сортов яровой пшеницы по показателю автолитической активности гидролитических ферментов зерна выявила сортовую вариабельность. Наибольшие показатели автолитической активности зерна 1,0 и 0,98 единиц отмечены для сортов Воронежская 6 и Иволга. Меньшей величиной автолитической активности зерна (0,85; 0,81; 0,80 единиц) характеризовались сорта Ирень, Красноуфимская 100 и Амир, самая низкая величина автолитической активности зерна (0,73 единиц) у сорта Солнышко. Добавление 5% проросших семян яровой пшеницы к непроросшему зерну способствовало увеличению автолитической активности ферментов, однако достоверное увеличение ферментативной активности отмечено для сортов Иволга, Воронежская 6 и Солнышко соответственно на 40 %, 34 % и 13 %. Остальные сорта не показали достоверного увеличения активности гидролитических ферментов.

Изучение сортов озимой пшеницы показало, что Сузорье и Гамма отличались наибольшей автолитической активностью, а Московская низкостебельная и Памяти Федина - наиболее устойчивы к действию гидролитических ферментов. При содержании в пробе 5 % проросших семян показатель автолитической активности у сортов Гамма и Сузорье достоверно возрастал на 15 % и 17%, по сравнению контролем (непроросшие зерна). При возделывании в одинаковых условиях с другими сортами Гамма и Сузорье формировали зерно с высоким содержанием клейковины (более 30 %), но низкого качества (показатели ИДК-1 более 100-107 единиц). Низким качеством хлебной выпечки характеризовались сорта Гамма и Сузорье (объемный выход хлеба 730-810 см3, оценка хлеба - 3 балла). Качество клейковины, отвечающее требованиям ГОСТ для ценных пшениц, имели сорта Инна, Московская низкостебельная, Памяти Федина, Московская 70.

В условиях биологизации растениеводства необходимо возделывать сорта с наибольшей экологической пластичностью и высокой стабильностью продуктивного потенциала.

Оценка продуктивного потенциала сортов яровой пшеницы, возделываемых в условиях Брянского, Выгоничского и Стародубского ГСУ (2002-2008 гг.) показала, что наибольшую урожайность - 35,0 и 34,5 ц/га обеспечили сорта Иволга и Биора. Средняя урожайность зерна (32 ц/га) была сформирована сортами Воронежская 6, Курская 2038, Лада, Ирень и Норис, низкая (27,1 ц/га) - сортами Икар и Солнышко. В условиях разных ГСУ при одинаковой агротехнике возделывания Иволга, Ирень и Дарья отличались более высокой экологической пластичностью, по сравнению с другими сортами. Наиболее подходящие сорта для хлебопекарных целей - Воронежская 6 и Ирень. Сорт Ирень по рассматриваемым показателям более пригоден для хлебопечения.

Наибольшие коэффициенты адаптивности к условиям возделывания показали сорта озимой пшеницы Лавина - 1,13; Инна - 1,11; Галина - 1,08; Немчиновская 24 – 1,07; Московская 39 и Спектр – 1,05; Памяти Федина – 1,03; Льговская 4 – 1,01. Самым низким адаптивным потенциалом характеризовались сорта Сатурнус - 0,88 и Фантазия - 0,89. Коэффициенты адаптивности, близкие к единице были у сортов Завет – 0,99; Московская 70 – 0,96 и Труженица – 0,92 (Выгоничский ГСУ, 2004-2006 гг.).

Оценка продуктивного и адаптивного потенциала сортов ярового ячменя, возделываемых в условиях Выгоничского и Дубровского ГСУ (2004-2006 гг.), показала, что Раушан, Эльф, Данута и Зазерский 85 имели наибольший показатель адаптивности, высокую пластичность – Гонар, Данута, Зазерский 85, Московский 2, Московский 3, Раушан, Эльф, наибольшую стабильность - Зазерский 85 и Раушан. Среди всех сортов Гонар, Зазерский 85 и Московский 3 сочетали в себе наибольшую адаптивность (1,0-1,05), с высокими показателями экологической пластичности (1,09-1,32) и стабильности (0,67-1,65). Самые высокие параметры оцениваемых признаков: адаптивности, пластичности и стабильности показал сорт Зазерский 85, он является наиболее пригодным для условий биологического растениеводства.

Севооборот - основа биологизации земледелия.

Оценка продуктивности плодосменных севооборотов, в зависимости

от применяемых технологий возделывания полевых культур

В плодосменном севообороте заложена возможность эффективного использования почвенного плодородия, биологического потенциала сельскохозяйственных культур и агроклиматических ресурсов при одновременном сохранении плодородия почвы и охране окружающей среды. Определено, что продуктивность пашни плодосменного севооборота, включающего однолетние бобово-злаковые травы (25 %), озимые зерновые (25 %), пропашные (25 %), яровые зерновые (25 %), в условиях серых лесных среднесуглинистых почв юго-западной части Центрального региона России составляет в среднем 67,5 - 74,7 ц к.ед./га (табл. 6).

6. Продуктивность плодосменных севооборотов при различных технологиях

возделывания полевых культур (2001-2008 гг.), ц к. ед./га

Севообороты, годы ротаций

Технологии возделывания культур

Продуктивность пашни севооборота, ц к.ед./га

интенсивная

переходная

альтернативная

биологическая

ц/га

%

ц/га

%

ц/га

%

ц/га

%

Севооборот 1

(2001-2004 гг.)

79,0

163

73,3

151

69,3

143

48,4

100%

67,5

Севооборот 1

(2005-2008 гг.)

89,2

177

83,1

165

76,3

152

50,3

100 %

74,7

Севооборот 2

(2005-2008 гг.)

90,3

170

83,0

157

72,5

137

53,0

100 %

74,7

В севообороте 1 за период 2001-2008 гг. урожайность зерна озимой пшеницы составила при интенсивной технологии возделывания - 51,1 ц/га, переходной технологии - 48,4 ц/га, альтернативной - 44,7 ц/га и биологической - 32,4 ц/га. В севообороте 2 за период 2004-2008 гг. сформирована средняя урожайность зерна озимой пшеницы соответственно: 46,9 – 45,4 – 39,9 – 30,6 ц/га.

Возделывание культур по биологическим технологиям приводило к снижению урожайности в среднем на 30-40 %, но гарантировало получение экологически безопасной продукции. Сбор кормовых единиц в среднем составил 48,4 – 53,0 ц/га. Наибольший выход кормовых единиц в севооборотах был обеспечен при высокозатратных интенсивных технологиях возделывания культур – от 79,0 до 90,3 ц к.ед./га, что в 1,63-1,77 раза больше, чем при биологических.

Многолетнее внесение элементов питания в севообороте 1 способствовало увеличению годовой продуктивности пашни за два ротационных периода в среднем на 7,2 ц к.ед./га, что говорит о высокой отзывчивости полевых культур на вносимые элементы питания. При интенсивной технологии возделывания культур всего по севообороту 1 собрано в среднем 27,71 ц/га сырого протеина, в севообороте 2 - 33,32 ц/га за счет возделывания ярового ячменя и однолетних трав на зеленый корм. На биологических технологиях соответственно – 16,53 и 20,64 ц/га сырого протеина.

В зерне озимой пшеницы сорта Галина содержание аминокислот на вариантах с интенсивной технологией в среднем составило 17,61 г, с биологической технологией – 14,51 г/100 г сухого вещества (рис. 1, 2). Аналогичная тенденция по изменению аминокислотного состава отмечалась в зерне сорта Московская 39. Отмечено, что зерно сорта Галина имело более высокое содержание аминокислот (на 1,53-1,87 г/100 г сухого вещества), по сравнению с Московской 39.

Рис. 1. Содержание аминокислот в зерне озимой пшеницы сорта Галина при интенсивной и биологической технологии возделывания, г/100 г сухого вещества.

Агроэкологическое обоснование применяемых норм минеральных

удобрений

Расчет норм удобрений под программируемый уровень урожайности культур, баланс элементов питания в почве при биологизации земледелия

На основании программируемого уровня урожайности культур по биоклиматическому потенциалу территории, учитывая запасы доступных элементов питания в почве и потребности в них растений озимой пшеницы, картофеля, яровой пшеницы и ярового ячменя, нами балансовым методом была установлена полная расчетная норма внесения минеральных удобрений - N120P120K120, ее применяли на вариантах с интенсивной технологией возделывания культур.

Согласно схемы полевого опыта, на вариантах с переходной технологией норма NPK снижена на 25 % от расчетной и составила - N90P90K90. На вариантах с альтернативной технологией - норма NPK снижена на 50 % и составила - N60P60K60, на биологической технологии сказывалось только последействие органических удобрений (навоза, соломы и сидерата).

Система минерального питания, применяемая под однолетнюю бобово-злаковую смесь, принципиально отличалась от минерального питания зерновых и пропашных культур севооборота, поскольку бобовая культура (вика) способна в процессе азотфиксации связывать и использовать до 40 кг/га азота. В опытах с однолетними травами, на вариантах с интенсивной технологией возделывания расчетная норма минерального питания составила - N40P104K104, в переходной технологии - N30P78K78, альтернативной технологии - N20P52K52. На биологической технологии сказывалось только последействие органических удобрений (навоза, соломы и сидерата).

Внесение под пропашную культуру севооборота органических удобрений (навоза КРС 40 т/га, соломы озимой пшеницы 7,5 т/га, сидерата рапса 10 т/га) на вариантах с интенсивными технологиями (внесение полных расчетных норм NPK) создавало положительный баланс элементов питания в почве. Учитывая вынос элементов питания с программируемыми урожаями культур, в почве оставалось неиспользуемых из органических удобрений: азота - 75,1 кг/га, фосфора - 17,8, калия - 9,1 кг/га, идущих на воспроизводство почвенного плодородия.

7. Баланс элементов питания в почве при биологической технологии возделывания культур

Показатели

Культуры севооборота

картофель

яровые зерновые

однолетние травы

озимая пшеница

пшеница

ячмень

N

P2O5

K2O

N

P2O5

K2O

N

P2O5

K2O

N

P2O5

K2O

N

P2O5

K2O

Средняя

урожайность

при биологической технологии, ц/га


236,0


28,0


25,6


26,1

(зерносмесь с 50% вики)


32,4

Вынос NPK с урожаем, кг/га

146

71

260

120

35

67

77

31

61

120

34

54

105

37

65

Способны усвоить NPK:

почвы

навоза

соломы

сидерата

105

80

8,9

8,6

45

50

1,8

1,2

149

180

36

19,2

75

24

8,9

8,7

25,4

9,0

0,84

0,56

19,8

24

9,6

5,1

45,0

24,0

5,3

5,2

25,4

9,0

0,8

0,56

19,8

24,0

9,6

5,1

122

34

10,6

10,4

70

19

1,5

1,1

43

25

12

6,6

90,0

12,5

3,2

3,1

25,4

6,8

0,6

0,3

26,4

4,3

0,8

0,4

Азотфиксация вики, кг/га

-

-

-

-

-

-

-

-

-

40

-

-

-

-

-

Итого

доступно для усвоения растениям


203


98


384


117


36


59


80


36


59


217


92


87


109


33


32

Дефицит

элементов

питания, кг/га

0

0

0

-3

0

-8

0

0

-2

0

0

0

0

-4

-33

При интенсивных технологиях возделывания культур складывался положительный баланс элементов питания в почве за счет внесения полных расчетных норм минеральных удобрений (на фоне последействия органических) под программируемую урожайность культур севооборота.

Расчет баланса элементов питания в почве при биологической технологии возделывания показал, что культуры севооборота практически полностью были обеспечены необходимыми элементами питания, за счет поступлениях их с органическими удобрениями (табл. 7), однако отмечен незначительный дефицит калия (33 кг/га) для растений озимой пшеницы.

При биологической технологии возделывания уровень урожайности всех культур севооборота был ниже на 30-40 %, по сравнению с интенсивной технологией. Среднемноголетняя урожайность (за 2001-2008 гг.) при биологической технологии возделывания составила по картофелю – 236,0 ц/га, яровому ячменю – 25,6, яровой пшенице – 28,0, викоовсяной смеси на зернофураж – 26,1 и озимой пшенице – 32,4 ц/га.

Влияние удобрений на урожайность и качество зерна

озимой пшеницы и ярового ячменя

Удобрение, является высокоэффективным средством повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и плодородия почвы. Под действием минеральных удобрений в пахотном слое почвы увеличивается содержание подвижных форм азота, фосфора и калия, что обеспечивает возможность увеличить естественную продуктивность почв и урожайность культур.

Регулярное внесение органических удобрений под пропашную культуру плодосменного севооборота способствовало сохранению почвенного плодородия и стабильно обеспечивало на среднем уровне урожайность культур во все годы. Возделывание в 2004-2006 гг. озимой пшеницы Московская 39 на серых лесных среднесуглинистых почвах в условиях биологической технологии обеспечило урожайность зерна на уровне 28,5 ц/га. Использование в технологиях минеральных удобрений показало высокую отзывчивость культуры. Так, при интенсивной технологии возделывания озимой пшеницы применение азофоски с аммиачной селитрой в норме (NPK)90+N30 достоверно увеличивало урожайность зерна на 16,9 ц/га, а внесение борофоски с аммиачной селитрой – на 18,4 ц/га, по сравнению с контролем (биологической технологией).

Отмечено положительное влияние внесенной борофоски с аммиачной селитрой в нормах (NPK)90+N30 и (NPK)60+N30 на показатели качества зерна озимой пшеницы и физические свойства полученной муки.

Содержание белка в зерне при внесении борофоски составило 12,2-12,4 %, сырой клейковины – 25,7-26,2 %, масса 1000 зерен – 34,6-35,9 г; внесении азофоски – соответственно 11,8-12,0; 24,5-25,4 %; 33,0-34,6 г. Сила муки, водопоглотительная способность муки, время образования и устойчивость теста также были выше при внесении борофоски с аммиачной селитрой.

Объемный выход хлеба из 100 г муки - 1140 мл и 1020 мл, его хлебопекарную оценку - 4,3 и 3,9 балла обеспечило зерно при внесении борофоски и аммиачной селитры (NPK)90+N30 и (NPK)60+N30. Эти показатели были несколько ниже при использовании в качестве основного удобрения - азофоски.

В среднем за 2004-2007 гг. при интенсивной технологии возделывания озимой пшеницы (NPK)90+N30 наибольшую урожайность зерна обеспечили сорта Памяти Федина – 51,0 ц/га и Галина – 48,8 ц/га. При биологической технологии возделывания они обеспечили урожайность зерна на уровне 19,2-21,5 ц/га. Масса 1000 зерен на интенсивной технологии была достоверно выше по всем сортам на 3,1-7,8 г, по сравнению с биологической, наиболее крупное зерно сформировал сорт Галина.

Зерно сорта Московская 39, выращенное на фоне (NPK)90+N30 и (NPK)60+N30, по показателям стекловидности, содержанию белка и сырой клейковины, отвечало требованиям для сильной пшеницы. Сорта Памяти Федина, Московская 70, Немчиновская 24, Инна и Галина при внесении (NPK)90+N30 формировали зерно, качество которого установлено для пшениц – филлеров. На альтернативных технологиях, где вносили удобрения в пониженных нормах - (NPK)60 качество зерна всех сортов соответствовало требованиям для слабых пшениц.

Изучение в 2005-2007 гг. отзывчивости сортов ярового ячменя на минеральное удобрение показало, что все возделываемые сорта обеспечивали достоверную прибавку урожайности зерна при увеличении вносимых норм NPK. Наибольшую урожайность – 47,4; 46,3 и 45,3 ц/га обеспечили сорта Эльф, Виват и Атаман при внесении высоких норм минерального удобрения N120P120K120, тогда как на контроле (N0P0K0) получено 22,2; 22,0 и 21,2 ц/га.

Сорта Прима Белоруссии, Зазерский 85 и Московский 2 формировали значительно меньшую урожайность зерна на высоком фоне N120P120K120 – 39,1; 39,9 и 40,2, обеспечили меньшую прибавку урожайности, их можно отнести к группе менее интенсивных сортов. Сорта Гонар, Маргрет, Визит и Московский 3 характеризовались средней отзывчивостью на минеральные удобрения. Наибольшую массу 1000 зерен (49,9-50,9 г) формировали сорта Эльф, Виват и Атаман, крупное зерно (47,7-48,9 г) - сорта Гонар, Визит и Прима Белоруссии, более мелкое (44,1-44,5 г) – сорта Зазерский 85, Московский 3, Московский 2 и Маргрет. Достаточно высокая натура зерна (625-631 г/л) у сортов Эльф, Виват и Атаман, выращенных на высоком фоне N120P120K120.

Зерно сортов ячменя Зазерский 85, Визит, Московский 3 и Маргрет, выращенное на фоне минерального удобрения N90P90K90, обладало хорошими крупяными качествами. Для пивоваренных целей было пригодным только зерно, выращенное по биологической технологии. При возделывании по интенсивной технологии с высокими нормами N120P120K120 в зерне сортов ярового ячменя накапливалось белка до 14,9-15,1 %, при внесении N90P90K90 – 14,2-14,8 %, N60P60K60 – 13,7-14,0, на биологической технологии - 11,9-11,9 %.

Зерно сорта Зазерский 85 при биологической технологии возделывания отвечало требованиям для пивоваренного ячменя по содержанию белка и экстрактивности. При внесении N90P90K90 зерно сортов Зазерский 85, Визит, Маргрет обеспечивало высокое качество крупы.

Экологическая оценка применяемых минеральных удобрений

по накоплению тяжелых металлов (ТМ) в системе «почва-растение»

Экологическая оценка применяемых минеральных удобрений, проведенная в 1996-1999 гг. и 2004-2007 гг. показала, что внесение расчетных норм минеральных удобрений в технологиях возделывания зерновых и зернобобовых культур не приводило к загрязнению почвы ТМ. Концентрации анализируемых металлов в почве на всех вариантах были в 5–10 раз ниже установленных ПДК. Самые низкие концентрации подвижных форм ТМ в почве отмечались на биологических технологиях, где не применяли средства химизации.

Исследования 1996-1999 гг. показали, что в образцах зерна озимой пшеницы, гречихи и люпина узколистного не отмечалось превышений ПДК тяжелых металлов на всех технологиях. Однако, наибольшие концентрации ртути, меди, свинца, кадмия и цинка отмечались в зерне, выращенном по интенсивной и переходной технологиям возделывания. Последействие навоза, соломы и сидерата при ограниченном применении средств химизации (альтернативная технология) и без применения химизации (биологическая технология) способствовало снижению содержания ТМ в почвенном растворе в среднем в 1,5 раза. Зерно с этих технологий содержало наименьшее количество ТМ.

В системе биологизации земледелия в качестве источника фосфора рекомендуется вносить фосфоритную муку. Нами установлено, что внесение ее в оптимальных дозах – 150 и 300 кг Р2О5 на гектар, не приводило к загрязнению ТМ почвы, а также зерна озимой пшеницы, гречихи и люпина узколистного.

8. Содержание макро- и микроэлементов в зерне разных видов культур (мг/кг) на

минеральном фоне N60P60K60 в условиях Выгоничского ГСУ, 2004-2007 гг.

Химический элемент

Символ

Яровой

ячмень

Овес

посевной

Люпин

желтый

Озимая

пшеница

Яровая

пшеница

Биогенные макроэлементы

Калий

К

3100

2900

10775

2525

2475

Кальций

Са

184

325

1073

270

178

Фосфор

Р

2120

2050

4350

2125

2275

Сера

S

634

733

1975

828

885

Магний

Mg

434

510

1325

578

658

Кремний

Si

234

248

65

69

83

Натрий

Na

20

40

79

10

8

Микроэлементы (в т.ч. токсичные*)

Алюминий

Al

62,6

34,5

61,30

7,6

61,95

Железо

Fe

28,6

27,0

51,80

26,5

49,25

Бром

Br

3,7

5,08

6,80

3,53

4,75

Титан

Ti

1,4

1,05

1,90

<0,80

2,825

Кадмий*

Cd

0,011

0,0083

0,21

0,047

0,03

Ртуть*

Hg

<0,006

0,006

<0,006

<0,006

<0,0065

Мышьяк*

As

<0,3

<0,30

<0,30

<0,27

<0,27

Свинец*

Pb

0,06

0,05

0,09

0,05

0,055

Медь*

Cu

3,64

2,93

8,6

2,78

3,525

Цинк*

Zn

19,4

18,5

32,8

20,0

19,25

Селен

Se

<0,2

0,2

<0,2

<0,2

<0,15

Бор

B

<1,0

<1,0

11,8

2,05

2,25

Кобальт

Co

0,0196

0,024

0,19

0,019

0,0425

Молибден

Mo

0,66

0,55

0,96

0,32

0,28

Никель

Ni

0,12

1,68

2,83

0,28

0,31

Сурьма

Sb

<0,02

0,02

<0,02

<0,02

<0,015

Хром

Cr

<1,0

<1,0

<1,0

<1,0

<1,5

Барий

Ba

2,08

2,13

1,58

5,13

3,625

Ванадий

V

<2,0

<2,0

<2,0

<2,0

<1,5

Марганец

Mn

6,1

17,5

27,8

21,5

22,75

Примечание: СанПин-2001 установлены ПДК: Cu=10,0; Hg=0,03; Pb=0,5; Cd=0,1; Zn=50,0 мг/кг.

Исследования в 2004-2007 гг. показали, что возделывание озимой и яровой пшеницы по альтернативной (N60P60K60 +пестициды ограниченно) и биологической технологиям способствовало большему накоплению в зерне ценных биогенных макроэлементов: серы (в 1,01-1,05 раза), магния (в 1,03-1,58 раза), кремния (в 1,91-2,3 раза), по сравнению с интенсивной технологией.

Преимущество биологической и альтернативной технологий заключалось том, что в зерне озимой и яровой пшеницы накапливалось минимальное количество токсичных металлов: концентрация кадмия была ниже в 2,15 раза, по сравнению с интенсивной технологией, ртути – в 1,16; мышьяка – 2,0; свинца – 2,33; меди – 1,08; цинка – в 1,4 раза. Семена люпина желтого были наиболее богаты биогенными макроэлементами (калием, кальцием, фосфором, серой, магнием, кремнием), в тоже время в них накапливалось наибольшее количество кадмия – в среднем 0,21 мг/кг, свинца –0,09; меди – 8,6 и цинка – 32,8 мг/кг, по сравнению со злаковыми культурами (табл. 8).

Культуры семейства мятликовых характеризовались большей устойчивостью к накоплению токсичных ТМ в зерне, по сравнению с люпином желтым. Оценка устойчивости сортов ярового ячменя (Гонар, Эльф, Московский 3, Прима Белоруссии, Зазерский 85), сортов овса (Буг, Улов, Скакун, Козырь) и люпина желтого (Надежный, Ипутьский, Престиж, Демидовский) показала, что наибольшей устойчивостью к накоплению в зерне ТМ отличались: яровой ячмень Зазерский 85, овес – Скакун, люпин желтый - Демидовский.

Эффективность природных регуляторов роста при возделывании

зерновых культур в условиях биологизации растениеводства

В условиях биологизации земледелия важным технологическим приемом является применение природных регуляторов роста для предпосевной обработки семян и посевов зерновых культур в период их вегетации.

Лабораторные исследования показали, что регуляторы роста силк, агат, иммуноцитофит, гумистим и микроэлемент бор в составе борной кислоты способствовали повышению энергии прорастания семян яровой пшеницы на 0,4-5,6 %, по сравнению с контролем.

Регуляторы роста гумистим и агат обеспечивали наибольший начальный рост центрального зародышевого корешка - 13,0 см и ростков пшеницы - 12,8 см. Отмечено положительное влияние силка, гумистима, эпина, янтарной кислоты и агата на увеличение длины ростков яровой пшеницы в среднем на 0,3-1,1 см (рис. 2).

Предпосевная обработка семян водным раствором гумистима в соотношении 1:5 в условиях лабораторного опыта повышала всхожесть семян озимой пшеницы на 2,4 %, а энергию прорастания – на 10 %. При этом отмечена наибольшая длина ростков озимой пшеницы 16,2±1,1 см и масса 100 ростков - 37,1г, тогда как в контрольном варианте - 10,8±0,8 см и 22,3 г.

В полевых опытах (2003-2005 гг.) предпосевная обработка семян озимой пшеницы гумистимом 10 л/т показала целесообразность его использования. Прибавка урожайности зерна от применения гумистима составила: при интенсивной технологии - 2,5 ц/га; переходной - 4,0; альтернативной - 2,2 и биологической - 1,6 ц/га. На вариантах с предпосевной обработкой семян озимой пшеницы повышался коэффициент продуктивного кущения и масса зерна в колосе, что способствовало увеличению урожайности зерна.

Обозначения вариантов:

1 - вода

6 - борная кислота

2 - эпин

7 - гумистим

3 - силк

8 - цинк сернокислый

4 - агат

9 - хелат железа

5 - иммуноцитофит

10 - янтарная кислота

Рис. 2. Влияние регуляторов роста и микроэлементов на интенсивность прорастания

семян яровой пшеницы

Обработка посевов озимой пшеницы регуляторами гумистим (12 л/га) и полиазофос (5 л/га) в фазу кущения способствовала достоверному повышению урожайности зерна озимой пшеницы, по сравнению с вариантами без обработки.

Наибольшую эффективность показал комплексный защитный препарат полиазофос-2, по сравнению с гумистимом, он обладал более выраженным фунгицидным действием. Урожайность зерна от его применения увеличилась на 2,3 – 2,8 - 3,2 – 3,9 ц/га, по сравнению с гумистимом. Наибольшие прибавки урожая от применения регуляторов роста отмечены на варианте с альтернативной технологией при внесении N60P60K60.

При биологической технологии возделывания озимой пшеницы, обработка посевов гумистимом способствовала увеличению содержания белка в зерне на 0,5 % и сырой клейковины на 1,1 %, а обработка полиазофосом – на 1,0 и 2,1 %, по сравнению с контролем. Сырая клейковина в зерне сорта Московская 39, отвечала требованиям для I группы качества, что является ценным генетическим признаком этого сорта (рис. 3).

Применение регуляторов роста изменяло содержание хлорофилла в листьях растений. В полевых опытах 2005-2007 гг. обработка посевов озимой пшеницы альбитом в дозе 60 мл/га способствовала увеличению концентрации хлорофилла в листьях на 0,03-0,07 мг/100 г сырого вещества, по сравнению с вариантом без обработки.

Наибольшее содержание хлорофилла в листьях озимой пшеницы, яровой пшеницы и ярового ячменя было при интенсивной (NPK)120+N30+пестициды и переходной технологиями (NPK)90+N30+пестициды. У растений озимой пшеницы, выращенных по биологической технологии (без NPK и пестицидов), содержание хлорофилла в листьях было ниже на 0,01 - 0,08 мг/100 г, по сравнению с другими технологиями.

Рис. 3. Содержание белка и сырой клейковины в зерне озимой пшеницы сорта

Московская 39 в зависимости от применяемых регуляторов роста, %

Эффективность обработок посевов регулятором роста зависела от времени суток в момент опрыскивания, что отразилось на концентрации хлорофилла в листьях растений. Наилучший эффект показали вечерние (в 18 часов) обработки регулятором, по сравнению с утренними (в 11 часов). При вечернем опрыскивании посевов альбитом (50 мл/га) содержание хлорофилла в листьях ячменя увеличивалось на 0,02-0,04 мг/100 г, а пшеницы – на 0,01-0,05 мг/100 г (табл. 9).

Применение альбита (50 мл/га) способствовало снижению интенсивности транспирации листьев ярового ячменя на 15,9 - 33,2 %, яровой пшеницы — на 2,2 - 31,2 %, по сравнению с вариантами без регулятора. Внесение альбита 100 мл/га снижало интенсивность транспирации листьев ярового ячменя на 22,3 - 39,1 %, а листьев яровой пшеницы — на 21,9 - 39,2 %.

На вариантах без применения препарата наибольшими потерями воды листовым аппаратом яровой пшеницы и ячменя - 564,0 и 531,6 мг/гчас характеризовались интенсивные технологии. Снижение норм минеральных удобрений на 20-25 % в переходной, на 40-50 % - в альтернативной технологиях способствовало уменьшению интенсивности транспирации в среднем на 38,8 и 61,1 % в посевах ячменя, на 33,5 и 56,6 % - в посевах пшеницы, по сравнению с интенсивной технологией (рис. 4).

Наименьшей интенсивностью транспирации характеризовались варианты с биологическими технологиями, где в посевах ярового ячменя потери воды составили в среднем 216,5 мг/гчас, яровой пшеницы - 144,6 мг/гчас.

9. Влияние времени суток в момент опрыскивания посевов альбитом и доз его

внесения на содержание хлорофилла в листьях ярового ячменя (числитель) и

яровой пшеницы (знаменатель)

Доза

регулятора

Время суток в момент опрыскивания регулятором

Содержание хлорофилла (а+b) в листьях,

мг/100 г сырого вещества

технологии

интенсивная

переходная

альтернативная

биологическая

50 мл/га

утром

(11 часов)

0,25

0,21

0,25

0,22

0,23

0,16

0,17

0,14

вечером

(18 часов)

0,29

0,24

0,27

0,23

0,26

0,18

0,19

0,18

100 мл/га

утром

(11 часов)

0,30

0,31

0,28

0,25

0,27

0,19

0,19

0,21

вечером

(18 часов)

0,36

0,36

0,32

0,30

0,29

0,22

0,23

0,22

Без

регулятора

-

0,23

0,20

0,21

0,18

0,22

0,15

0,15

0,12

Рис. 4. Изменение интенсивности транспирации (мг/гчас) растений ярового ячменя

и яровой пшеницы в зависимости от технологий возделывания и применения альбита

Действие альбита на посевах озимой пшеницы при использовании в технологиях азофоски и борофоски показало, что за счет обработки посевов альбитом (60 мл/га) прибавка урожайности зерна составила на вариантах с азофоской – 1,6-2,5 ц/га, с борофоской – 1,5-2,3 ц/га.

На вариантах с биологической технологией возделывания применение альбита 60 мл/га обеспечило увеличение урожайности зерна озимой пшеницы Московская 39 в среднем на 1,5 ц/га.

Засоренность агрофитоценозов в условиях интенсивного

и биологического земледелия

Фитосанитарное обследование (в 2005-2007 гг.) посевов яровой пшеницы в фазу кущения до обработки их гербицидом показало, что наибольшее видовое разнообразие сегетальных видов отмечалась на биологической технологии N0P0K0, однако их численность (82 шт/м2) была невысокой, по сравнению с интенсивной, где внесение минеральных удобрений стимулировало рост и развитие сорной растительности. После обработки посевов гербицидом эстерон (1 л/га) все виды сорных растений были значительно угнетены и начали отставать в росте. Численность сорняков снизилась до 34 шт/м2, действие гербицида привело к существенной убыли сырой биомассы сорняков на 72,9 – 77,7 %.

Проведенный учет засоренности посевов ярового ячменя в зависимости от уровня минерального питания показал, что наибольшее количество сорняков и их сырая, воздушно-сухая масса были при интенсивной технологии возделывания (N120P120K120), где до обработки посевов гербицидом отмечалась самая высокая численность (445,7 шт/м2) и сырая масса (206,9 г/м2) сорных растений. Действие гербицида на технологиях 1, 2, 3 в течение 30 дней привело к снижению численности сорняков в 4 раза. По мере снижения норм вносимого минерального удобрения, сырая и воздушно-сухая масса сорняков уменьшалась. Гербицид эстерон (к.э.), внесенный в дозе 1 л/га, подавлял точку роста сорняков, способствовал их гибели на 70-74%, достоверно снижая сырую биомассу (табл. 10).

10. Изменение численности и сырой биомассы сорняков в посевах ярового

ячменя в зависимости от технологий возделывания

Технологии

До обработки гербицидом

После обработки

1. Интенсивная

  N120P120K120+гербицид

445,7

206,9

116,7

52,2

2. Переходная

  N90P90K90+гербицид

383,3

112,4

90,7

36,4

3. Альтернативная

  N60P60K60+гербицид

204,0

90,4

58,3

31,5

4. Биологическая

N0P0K0

218,3

75,1

100,3

33,1

НСР05

204,3

79,1

47,8

16,9

Примечание. Числитель – количество (шт/м2), знаменатель – сырая биомасса (г/м2).

При биологической технологии возделывания N0P0K0  засоренность посевов в фазу кущения была на уровне 218,3 шт/м2, биомасса сорняков 75,1 г/м2 была наименьшей, по сравнению с другими вариантами технологий. Через месяц за счет конкуренции ярового ячменя численность сорняков снизилась до 100,3 шт/м2, сорняки были слаборазвитыми, сырая биомасса не превышала 33,1 г/м2.

До применения гербицида общая засоренность и масса сорняков в севообороте была выше при интенсивных технологиях возделывания с применением N120P120K120, которые давали старт росту и развитию не только культурным, но и сорным растениям. В посевах озимой пшеницы и картофеля численность сорняков на биологической технологии была выше, чем на интенсивной. Однако при более высокой численности сорнякам не удавалось конкурировать за факторы жизни с культурными растениями в силу того, что эти сорняки были ослабленными, их надземная биомасса была значительно меньше, чем на вариантах с интенсивной технологией.

Наибольшие непродуктивные потери элементов питания с выносом их сорняками в плодосменных севооборотах в среднем составили на интенсивных технологиях: азота – 60,6 кг/га, фосфора – 8,5, калия – 90,9 кг/га (табл. 11). В условиях биологических технологий, где сказывалось только последействие органических удобрений, вынос сорняками составил в среднем: азота – 37,5 кг/га, фосфора – 5,25, калия – 55,9 кг/га.

11. Вынос элементов питания сорными растениями в плодосменных севооборотах, кг/га

Культуры

севооборотов

Интенсивная

технология

(применение минеральных удобрений и гербицидов +

последействие органики)

Биологическая

технология

(последействие органики,

без минеральных удобрений

и гербицидов)

N

P2O5

К2О

N

P2O5

К2О

Севооборот 1:

1.однолетние травы*

2.озимая пшеница

3.картофель

4.яровая пшеница

24,8

1,00

15,5

25,5

3,39

0,17

2,14

3,28

36,5

1,66

21,97

36,29

15,3

0,76

13,02

13,43

2,19

0,11

1,91

1,74

22,8

1,26

19,6

19,1

Итого по севообороту 1:

66,8

8,98

96,4

42,5

5,95

62,8

Севооборот 2:

1.однолетние травы*

2.озимая пшеница

3.картофель

4.яровой ячмень

13,9

2,36

23,9

14,3

2,07

0,41

3,68

1,84

22,3

3,98

38,7

20,5

10,1

2,16

9,13

11,1

1,39

0,30

1,39

1,46

15,2

3,19

14,7

15,9

Итого по севообороту 2:

54,5

8,00

85,5

32,5

4,54

49,0

В среднем:

60,6

8,49

90,9

37,5

5,25

55,9

Примечание: * - на однолетних травах гербициды не применяли.

Внесение гербицидов в составе баковых смесей с регуляторами роста дало значительный эффект снижения засоренности. Наибольшую прибавку урожая зерна ячменя 9,5 ц/га обеспечил вариант с применением баковой смеси гербицида гранстар (20 мл/га) и гумистима (15 л/га). В целом применение гербицидов и регуляторов роста в баковых смесях на посевах ярового ячменя способствовало повышению урожайности зерна ячменя на 4,2-9,5 ц/га, по сравнению с вариантом без обработки. Испытания на посевах овса также показали, что лучшей биологической эффективностью характеризовалась баковая смесь гербицида гранстар (20 мл/га) и регулятора роста гумистим (15 л/га). Применение баковых смесей способствовало повышению урожайности зерна овса на 2,0-6,6 ц/га, по сравнению с контролем (без обработки).

Исследования влияния приемов обработки почвы на засоренность посевов культур севооборотов показали, что наиболее оптимальным приемом основной обработки почвы под все культуры севооборота являлась отвальная вспашка (23 – 24 см), по сравнению с безотвальным рыхлением (на 23 – 24) и дискованием (10-12 см). Так, отвальная вспашка способствовала достоверному снижению засоренности посевов овса и гречихи в 1,96-2,27 раза, по сравнению с безотвальным рыхлением, в 1,50-1,76 раза – по сравнению с дискованием. При биологической технологии возделывания засоренность посевов овса к уборке по отвальной вспашке составила 95 шт/м2, по безотвальной и поверхностной обработке – 186 и 143 шт/м2. Аналогичная тенденция по динамике засоренности проявлялась и в посевах гречихи, где наибольшая засоренность отмечалась при безотвальном рыхлении и поверхностном дисковании (281 и 218 шт/м2), по сравнению со вспашкой (124 шт/м2).

Агроэкологическая роль однолетних бобово-злаковых

фитоценозов в системе биологизации

Биологическое растениеводство должно быть основано на возделывании зернобобовых культур в плодосменном севообороте как в одновидовых посевах, так и в поликультуре. Поликультура обеспечивает в агроценозе видовое разнообразие, позволяет увеличить выход продукции с 1 га пашни, обеспечить более устойчивый урожай по годам при различных метеорологических условиях.

Исследования 2003-2005 гг. показали, что наиболее комплементарными являлись люпино-злаковые посевы, которые обеспечивали урожайность семян – 44,3-46,3 ц/га при внесении минеральных удобрений в норме N40P104K104 и 35,9-39,3 ц/га – на биологической технологии (N0P0K0).

Наиболее продуктивным по сбору сырого протеина (9,8 ц/га) и сухого вещества (117 ц/га) характеризовался люпино-овсяный посев. Одновидовые посевы люпина узколистного, вики яровой и пелюшки обеспечили, соответственно, общий сбор белка 6,7; 6,6 и 5,8 ц/га, тогда как зерновые культуры - в 1,9-2,2 раза меньше (рис. 5).

Определено, что применение минерального удобрения в норме N40P104K104 способствовало накоплению бобово-злаковыми посевами в среднем 4,08-4,72 т/га послеуборочных растительных остатков. На вариантах без внесения туков их накапливалось на 23,5-26,7 % меньше и составило 3,12-3,46 т/га (рис. 6). Снижение урожаев бобово-злаковых посевов на биологических технологиях (без применения минерального удобрения) компенсировалось увеличением массы корне-пожнивных остатков по отношению к зерносмесям на 32-47 % в люпиново-злаковых посевах, 35-61 % - вико-злаковых и 36-64 % - в пелюшко-злаковых.

В условиях биологизации необходимо возделывать в плодосменном севообороте бобовые и злаковые виды в поликультуре для получения более высокого урожая кормовых зерносмесей и накопления в почве достаточного количества корне-пожнивных остатков - как дополнительного источника органического вещества. Наибольшее количество корне-пожнивных остатков формировали люпино-злаковые посевы (3,46-4,72 т/га), по сравнению с вико-злаковыми (3,16-4,46 т/га) и пелюшко-злаковыми (3,12-4,08 т/га).

Рис. 5. Сбор белка (ц/га) в одновидовых и смешанных бобово-злаковых

посевах на фоне N40P104K104

Рис. 6. Накопление корне-пожнивных остатков бобово-злаковыми посевами, т/га

Изменение биологической активности почвы под влиянием средств

химизации, применяемых в технологиях возделывания полевых культур

Исследование в 1997-2004 гг. биологических свойств серой лесной среднесуглинистой почвы по респирации углекислого газа показало, что обогащение ее органическим субстратом существенно активизировало деятельность почвенного микронаселения, показатель интенсивности дыхания почвы (ИДП) увеличивался более, чем в 2 раза. Заметная активизация почвенной биоты отмечалась при внесении элементов минерального питания в инкубационную среду, хотя последние в меньшей степени увеличивали величину определяемого показателя, в сравнении с органическим субстратом. Наиболее значимым было совместное действие соломы и элементов минерального питания. Активность дыхания почвы при этом увеличивалась более чем в 5 раз.

При интенсивной технологии возделывания озимой пшеницы с внесением (NPK)60+N60 почвенное дыхание было выше на 1,04-7,06 мг СО2/100 г почвы в сутки, по сравнению с биологической технологией без внесения NPK. Статистическая обработка данных показала, что увеличение ИДП почвы на 75 % было обусловлено внесением элементов минерального питания.

Возделывание озимой пшеницы в севообороте после однолетних трав по интенсивной технологии с внесением минерального удобрения в норме (NPK)60+N60 способствовало на 75-76 % активизации деятельности почвенной микрофлоры, выраженной в показателе дыхания почвы. Размещение озимой пшеницы после однолетних трав имело существенное преимущество перед черным паром с точки зрения активизации биологической активности почвы.

Рис. 7. Сезонное изменение интенсивности дыхания почвы в опытах с озимой

пшеницей (мг СО2/100 г почвы в сутки)

Показатель дыхания почвы подвержен сезонной динамике (к середине вегетации дыхание почвы возрастало в 2 раза и более) и зависит от стимуляции почвенной микрофлоры внесенными в почву элементами питания. На вариантах с интенсивной и переходной технологиями (с высокими нормами NPK) дыхание почвы было наибольшим как в середине, так и в конце вегетации озимой пшеницы (рис. 7).

Интенсивность дыхания почвы – комплексный показатель, который характеризует активность различных функциональных групп почвенных микроорганизмов, в том числе фитотоксичных. В опытах (1996-1998 гг.) с озимой пшеницей, люпином узколистным и гречихой фитотоксичность по отношению к проросткам кресс-салата проявили почвенные образцы, отобранные на вариантах с интенсивной технологией, где показатели дыхания почвы были наибольшие. Угнетение семян кресс-салата при проращивании их на почве, отобранной в опыте с озимой пшеницей составило – 23,8 %; люпином узколистным – 26,6 %; гречихой – 30,8 %. Увеличение фитотоксичности почвы было обусловлено активным развитием фитопатогенной микрофлоры на вариантах с интенсивной технологией возделывания культур.

Внесение высоких доз фосфоритной муки - 600 и 900 кг д.в./га под люпин узколистный также обусловило проявление фитотоксичных свойств серой лесной почвы. Отмечено снижение плотности почвенных бактерий на 5 % и увеличению численности фитопатогенных грибов рода Trichoderma, Penicillium и актиномицетов, по сравнению с контролем – без удобрения (табл. 12).

При внесении фосфоритной муки 600 и 900 кг д.в./га возрастала плотность фитотоксичных популяций актиномицетов рода Nocardia от 0 до 20 %, отмечено появление почвенного гриба Trichoderma с плотностью 5-10 % от общей численности микроорганизмов, количество видов бактерий уменьшалось.

12. Плотность популяций инициированного амилолитического микробного сообщества почвы при внесении разных доз фосфоритной муки, %

Микроорганизмы

Р0

Р90

Р150

Р300

Р600

Р900

Грибы

Chaetomium

25

15

15

10

-

-

Trichoderma

53

60

60

60

65

65

Penicillium

4

10

10

10

15

15

Mucor

5

-

-

-

-

-

Бактерии

Bacillus

10

10

10

10

5

5

Актиномицеты

Streptomicetes

3

5

5

10

15

15

Всего

100

100

100

100

100

100

Микробиологический анализ показал, что внесение фосфоритной муки в дозах 90, 150 и 300 кг д.в./га не приводило к развитию фитотоксичной микрофлоры в серой лесной среднесуглинистой почве. Дозы фосфора 150 и 300 кг д.в./га увеличивали видовое разнообразие бактерий и стимулировали развитие почвенных бактерий: Pseudomonas, Flavobacterium, Bacillus vulgaris, Bacillus mycoides, Bacillus megaterium (рис. 8.).

Применение средств химизации в условиях многолетнего стационара снижало численность дождевых червей в почве. В опытах 2002-2006 гг. с озимой пшеницей отмечено, что в слое почвы 0-60 см максимальная численность дождевых червей 71 и 74 шт/м2 характерна для биологической технологии (без средств химизации) и альтернативной (вносили 50 % от расчетной нормы минеральные удобрения и пестициды), биомасса червей составила 46,4 и 48,9 г/м2. На вариантах с переходной и интенсивной технологиями численность дождевых червей была меньше на 7,1 - 15,5 %, а биомасса - на 31,5 - 34,7 %, по сравнению с биологическим вариантом.

Рис. 8. Изменение видового состава бактерий (% от общего количества

микроорганизмов) при внесении доз фосфоритной муки под люпин узколистный

В опытах 2002-2004 гг. с яровой и озимой пшеницей внесение минеральных удобрений в норме (NPK)60 + N60 способствовало увеличению видового разнообразия и численности почвенных насекомых (Trechus, Bembidion, Acupaltus сем. жужелицы Carabus), однако обработка посевов гербицидами из класса сульфонилмочевинных препаратов приводила к снижению динамической (в среднем на 25,3-38,7 %) и абсолютной (в среднем на 15,1-19,3 экз./м2) плотности ряда полезных видов почвенной мезофауны.

Экономическая и энергетическая эффективность возделывания культур

в условиях интенсивных и биологических технологий

Экономическая и энергетическая оценка элементов технологий

возделывания озимой пшеницы

Экономический анализ возделывания озимой пшеницы в 2004-2006 гг. в зависимости от технологий возделывания, отличающихся нормами минеральных удобрений показал, что в структуре производственных затрат, наибольший удельный вес занимают удобрения, горюче-смазочные материалы и семена. Затраты на удобрения при интенсивной технологии возделывания с применением N120P120K120 составили 58,7 %. При биологической технологии возделывания озимой пшеницы в структуре производственных затрат наибольшей удельный вес занимали семена (45,9 %) и горюче-смазочные материалы (29,7 %).

Возделывание озимой пшеницы по интенсивной технологии с внесением N120P120K120 и обработкой посевов препаратом полиазофос-2 (5 л/га) обеспечило наибольшую урожайность зерна – 47,7 ц/га, рентабельность производства которого составила 72,3 %. Экономически рентабельным является применение комплексного защитного препарата полиазофос-2, по сравнению с гумистимом.

Оценка сортов показала, что высоко рентабельным является сорт Памяти Федина, при интенсивной технологии возделывания (N120P120K120) обеспечил урожайность зерна 49,5 ц/га, с рентабельностью производства - 109,9 %.

При возделывании сортов озимой пшеницы по биологическим технологиям, рентабельность производства зерна сортов Памяти Федина и Московская 70 находилась на уровне 179,4 %. Наибольшую рентабельность производства при этой технологии обеспечил сорт Инна – 180,4 %, для сортов Немчиновская 24, Галина и Московская 39 рентабельность составила 151, 148, 165 %.

Энергетическая оценка эффективности технологий возделывания озимой пшеницы показала, что наибольшие затраты энергии на 1 га - 34,5 ГДж/га составили на варианте с интенсивной технологией с применением N120P120K120 и защитного комплекса полиазофоса-2, в то время как применение гумистима на этом варианте снизило энергозатраты до 28,7 ГДж/га.

Несмотря на более высокое накопление энергии урожаем на вариантах с интенсивной технологией, наименьшая энергетическая себестоимость 0,2-0,3 ГДж/ц и наибольшие коэффициенты энергетической эффективности 2,9 - 3,5 были обеспечены при биологической технологии возделывания озимой пшеницы (табл. 13).

На биологической технологии возделывания озимой пшеницы при урожайности зерна 26,2 - 31,0 ц/га, за счет снижения производственных затрат на удобрения и пестициды, рентабельность производства зерна была наибольшей – 241 %, по сравнению с другими технологиями.

Экономическая эффективность возделывания сортов ярового ячменя

в условиях интенсивной и биологической технологии

Экономический анализ возделывания сортов ярового ячменя (2005-2007 гг.) показал, что в структуре производственных затрат технологий (кроме биологической) наибольший вес занимают минеральные удобрения 48,8-53,3 %. При интенсивной технологии возделывания ячменя с внесением N120P120K120 прямые затраты были наибольшими: для сорта Гонар – 6,83 тыс. руб./га, Зазерский 85 – 6,81 тыс. руб./га, Эльф – 6,75 тыс. руб./га. На этих получен наибольший чистый доход 9,4-15,2 тыс. руб./га. По мере снижения вносимых норм минерального удобрения в переходной и альтернативной технологиях производственные затраты были меньше, урожайность зерна на этих технологиях была меньше, уменьшался чистый доход с 1 гектара.

Возделывание ярового ячменя по биологической технологии определило общую сумму производственных затрат в размере 2,32 – 2,51 тыс. руб./га. Производственные затраты снижались, по сравнению с интенсивной технологией, а рентабельность производства увеличивалась и составила для сортов Гонар и Эльф соответственно 252,9 и 303,6 %. Наиболее выгодным является возделывание пивоваренного сорта ярового ячменя Зазерский 85 без внесения минеральных удобрений (биологическая технология) и с умеренным применением минеральных удобрений в норме N60P60K60 (альтернативная технология), рентабельность такого производства составляет 200,3 - 472,8 % (табл. 14).

13. Энергетическая эффективность технологий возделывания озимой пшеницы сорта Московская 39 (2004-2006 гг.)

Технологии

возделывания

Регуляторы

роста

Урожайность,

ц/га

Затрачено энергии, ГДж/га

Получено энергии, ГДж/га

Чистый энергетический доход, ГДж/га

Коэффициент энергетической эффективности

Биоэнергетический коэффициент посева

Энергетическая

себестоимость, ГДж/ц

Интенсивная

N120P120K120

гумистим

43,8

28,7

67,9

39,2

1,4

2,4

0,7

N120P120K120

полиазофос – 2

47,7

34,5

73,9

39,4

1,2

2,1

0,5

N120P120K120

без обработки

41,8

24,9

64,8

39,9

1,6

2,6

0,4

Переходная

N90P90K90

гумистим

40,5

21,8

62,8

41,0

1,9

2,9

0,3

N90P90K90

полиазофос – 2

43,7

26,5

67,7

41,2

1,6

2,6

0,4

N90P90K90

без обработки

38,3

19,2

59,4

40,2

2,1

3,1

0,3

Альтернативная

N60P60K60

гумистим

36,9

16,8

57,2

40,4

2,4

3,4

0,3

N60P60K60

полиазофос – 2

39,7

20,4

61,5

41,1

2,0

3,0

0,3

N60P60K60

без обработки

33,6

14,8

52,1

37,3

2,5

3,5

0,2

Биологическая

N0P0K0

гумистим

28,7

9,8

44,5

34,7

3,5

4,5

0,2

N0P0K0

полиазофос – 2

31,0

12,3

48,1

35,8

2,9

3,9

0,3

N0P0K0

без обработки

26,2

8,2

40,6

32,4

3,9

4,9

0,2

14. Экономическая эффективность возделывания сортов ярового ячменя по разным технологиям (2005-2007 гг.)

Технологии

Сорт

Урожайность, ц/га

Цена реализации, руб/ц

Стоимость валовой продукции с 1 га, руб.

Производственные затраты на 1 га, руб.

Производственная себестоимость 1 ц, руб.

Чистый

доход руб/га

Рентабельность, %

Интенсивная

N120P120K120

Гонар

46,5

350

16275

6825,89

146,79

9449,11

138,4

Зазерский 85

44,0

500

22000

6806,44

154,69

15193,56

223,22

Эльф

45,2

350

15820

6751,18

149,36

9068,82

134,32

Переходная

N90P90K90

Гонар

42,2

350

14770

5719,02

135,52

9050,98

158,26

Зазерский 85

39,8

500

19900

6178,73

155,24

13721,27

222,07

Эльф

41,0

350

14350

6228,80

151,92

8121,20

130,38

Альтернативная

N60P60K60

Гонар

35,6

350

12460

5693,85

159,93

6766,15

118,83

Зазерский 85

34,1

500

17050

5677,33

166,49

11372,67

200,31

Эльф

36,4

350

12740

5415,86

148,78

7324,14

135,23

Биологическая

N0P0K0

Гонар

25,3

350

8855

2508,55

99,15

6346,45

252,99

Зазерский 85

26,4

500

13200

2304,29

87,28

10895,71

472,84

Эльф

26,7

350

9345

2315,53

86,72

7029,47

303,57

Энергетическая и экономическая эффективность возделывания

бобово – злаковых смесей однолетних трав

Энергетическая ценность урожая бобово-злаковых зерносмесей была в 1,2 - 1,6 выше, по сравнению с урожаем одновидовых посевов бобовых и злаковых культур. Наибольшую энергетическую ценность показали двукомпонентные люпино-овсяные, люпино-ячменные и люпино-пшеничные смеси, по сравнению с другими посевами.

Экономическая оценка эффективности технологий возделывания бобово-овсяных смесей показала, что наиболее эффективным является их возделывание по биологической технологии (без применения минерального удобрения), рентабельность производства составила 320-411 % за счет снижения производственных затрат на удобрения (рис. 9).

Рис. 9. Рентабельность возделывания бобово-овсяных зерносмесей при разных

технологиях возделывания, %

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В условиях биологического земледелия программирование урожайности культур осуществлять с учетом биоклиматического потенциала региона, включающего в себя комплекс абиотических факторов среды (приход ФАР, сумму эффективных температур и атмосферных осадков), которые в полевых условиях являются лимитирующими.

Показано, что климатический потенциал юго-запада Центрального региона России способен обеспечить урожайность зерна озимой пшеницы на уровне 64,7 ц/га, яровой пшеницы - 49,5, ярового ячменя - 50,1, овса - 57,3, картофеля – 429 ц/га.

2. Установлено, что для биологического растениеводства наиболее пригодны сорта яровой пшеницы - Дарья, Ирень, Иволга, Воронежская 6, имеющие высокую экологическую пластичность. Сорта Воронежская 6 и Ирень - пригодны для хлебопечения. Высокую адаптивность и стабильность к условиям выращивания показали сорта ярового ячменя Зазерский 85 и Раушан. Наиболее пригодным к промышленной переработке (на крупу, пиво) является Зазерский 85. Сорта озимой пшеницы Памяти Федина, Московская 39, Инна, Галина обеспечили высокие коэффициенты адаптивности к условиям возделывания, формировали зерно, отвечающее требованиям для ценных пшениц.

3. Исследования показали, что в условиях биологического растениеводства полевые культуры необходимо размещать в плодосменном севообороте с чередованием: однолетние зернобобовые травы – озимые зерновые – пропашные – яровые зерновые, с удельным весом зерновых - 50 %, зернобобовых – 25 %, пропашных – 25 %. Продуктивность пашни в таком севообороте в условиях серых лесных почв составила 48,4-53,0 ц к.ед./га.

4. Отмечено, что возделывание полевых культур на хорошо окультуренных серых лесных почвах по биологическим технологиям в плодосменном севообороте обеспечило урожайность зерна озимой пшеницы в среднем 32,4 ц/га, ярового ячменя – 25,6, яровой пшеницы – 28,0, викоовсяной зерносмеси – 26,1 ц/га, клубней картофеля – 236,0 ц/га.

5. Наиболее оптимальным приемом основной обработки почвы под культуры севооборота являлась отвальная вспашка (23 – 24 см), по сравнению с безотвальным рыхлением (на 23 – 24) и дискованием (10-12 см). Отвальная вспашка способствовала достоверному снижению засоренности посевов зерновых в 1,96-2,27 раза, по сравнению с безотвальным рыхлением и в 1,50-1,76 раза – по сравнению с дискованием.

6. Установлено, что наибольшее видовое разнообразие сегетальных видов в севообороте характерно для биологических технологий. Сырая и сухая биомасса сорняков при этом была меньше, по сравнению с интенсивными технологиями, где минеральные удобрения стимулировали рост и развитие сорной растительности. Наибольшие непродуктивные потери элементов питания при выносе их сорняками в среднем составили на интенсивных технологиях N – 60,6 кг/га, P2O5 – 8,5, K2O – 90,9 кг/га, в то время как на биологических технологиях N – 37,5 кг/га, P2O5 – 5,25, K2O – 55,9 кг/га (в 1,6 раза меньше).

7. Доказано, что систематическое внесение органических удобрений (измельченной соломы озимой пшеницы - 7,5 т/га, зеленой массы рапса ярового (пожнивная культура) - 10 т/га, навоза КРС - 40 т/га) под пропашную культуру севооборота способствовало сохранению почвенного плодородия и стабильно обеспечивало урожайность зерна на биологических технологиях 27,9 – 28,5 ц/га. При этом складывался положительный баланс элементов питания в почве под всеми культурами севооборота, незначительный дефицит калия (33 кг/га) испытывала озимая пшеница.

8. Выявлена эффективность применения природных регуляторов роста в биологическом растениеводстве. Регуляторы силк, агат, иммуноцитофит, гумистим способствовали повышению энергии прорастания семян озимой пшеницы на 5,6 %; гумистим и агат - обеспечили наибольший начальный рост центрального зародышевого корешка (12,8-13,0 см) прорастающих семян. Прибавка урожайности зерна озимой пшеницы от предпосевной обработки семян гумистимом 10 л/т при биологической (N0P0K0) технологии возделывания составила 1,6 ц/га, альтернативной (N60P60K60) технологии - 2,2 ц/га.

При возделывании озимой пшеницы по биологической и альтернативной технологиям, эффективным приемом является опрыскивание посевов в фазу кущения гумистимом (12 л/га) и стимулирующим защитным комплексом полиазофосом-2 (5 л/га), который обладает выраженным фунгицидным действием. Отмечено достоверное увеличение урожайности зерна на 2,5-4,8 ц/га, белка на 0,5-1,0 % и сырой клейковины в зерне – на 1,1-2,1 % по сравнению с контролем (без обработки). Обработка посевов озимой пшеницы в фазу выхода в трубку природным регулятором роста альбитом (60 мл/га) способствовала увеличению урожайности зерна при биологической технологии возделывания на 1,6 ц/га, альтернативной – на 2,5 ц/га.

9. Показано действие регуляторов роста на физиологическом уровне растительных клеток. Обработка посевов озимой пшеницы альбитом (60 мл/га) способствовала увеличению концентрации хлорофилла в листьях на 11-26 %, по сравнению с технологиями без применения препарата. Аналогичная тенденция по изменению концентрации хлорофилла отмечена в листьях яровой пшеницы и ячменя. Содержание хлорофилла в листьях изменялось от времени суток обработки посевов регулятором. Наилучший эффект показали вечерние (в 18 часов) обработки, по сравнению с утренними (в 11 часов). При вечернем опрыскивании посевов альбитом (50-100 мл/га) содержание хлорофилла в листьях ячменя и пшеницы увеличивалось на 16-20 %, по сравнению с утренней обработкой.

Установлено, что наибольшее испарение воды посевами яровой пшеницы и ярового ячменя (564,0 и 531,6 мг/гчас) характерно для интенсивных технологий (N120P120K120). Уменьшение вносимых норм минеральных удобрений на 25 % - в переходной к альтернативной технологии и на 50 % - в альтернативной способствовало снижению интенсивности транспирации в среднем на 38,8 и 61,1 % в посевах ячменя, 33,5 и 56,6 % - яровой пшеницы. Наименьшей интенсивностью транспирации характеризовались варианты с биологическими технологиями. Опрыскивание посевов альбитом (50-100 мл/га) снижало потери воды в листьях ярового ячменя на 22,3 - 39,1 %, яровой пшеницы — на 21,9 - 39,2 %, по сравнению с вариантами без обработки.

10. Использование в интенсивных, переходных и альтернативных технологиях минеральных удобрений показало высокую отзывчивость культур, способствовало достоверному увеличению урожайности. Отмечено положительно влияние борофоски и аммиачной селитры, внесенных в нормах (NPK)90+N30 и (NPK)60+N30 на показатели качества зерна озимой пшеницы и физические свойства муки. Сорта Памяти Федина, Московская 70, Немчиновская 24, Инна и Галина при внесении (NPK)90+N30 формировали ценное по качеству зерно.

Наибольшую урожайность зерна ярового ячменя - 47,4; 46,3 и 45,3 ц/га обеспечили сорта Эльф, Виват и Атаман на интенсивной технологии (N120P120K120), на биологической технологии - 22,2; 22,0 и 21,2 ц/га. Менее отзывчивыми на вносимые удобрения были Прима Белоруссии, Зазерский 85 и Московский 2. При возделывании по биологической технологии, зерно ярового ячменя сорта Зазерский 85 было пригодным на пивоваренные цели, поскольку содержало белка менее 9-11 %. Возделывание сортов Зазерский 85, Визит, Московский 3 и Маргрет на фоне минерального удобрения N90P90K90 обеспечило хорошие крупяные качества зерна.

11. Экологическая оценка выращенной продукции (зерна) выявила преимущество биологических и альтернативных технологий, поскольку в зерне озимой и яровой пшеницы больше накапливалось зольных макроэлементов (серы, магния и кремния) и снижалось содержание токсичных тяжелых металлов: кадмия - в 2,15 раза, ртути – в 1,16; мышьяка – 2,0; свинца – 2,33; меди – 1,08; цинка – в 1,4 раза, по сравнению с интенсивной технологией. Наибольшей устойчивостью к накоплению в зерне токсичных тяжелых металлов отличались культуры семейства мятликовых, по сравнению с бобовыми (люпином). Высокую сортовую адаптацию к накоплению в зерне тяжелых металлов показали яровой ячмень Зазерский 85 и овес Скакун.

12. Установлено, что внесение расчетных норм минеральных удобрений в интенсивных технологиях не приводило к превышению ПДК тяжелых металлов в почве и продукции. Однако, наибольшие концентрации ртути, меди, свинца, кадмия и цинка отмечались в зерне озимой пшеницы, гречихи и люпина узколистного, выращенных по интенсивной (N120P120K120) и переходной (N90P90K90) технологиям. Наименьшее содержание тяжелых металлов в почве и продукции характерно для биологических технологий. Последействие навоза, соломы и сидерата в альтернативных технологиях способствовало снижению концентраций подвижных форм тяжелых металлов в почве в 1,5 раза.

13. В условиях биологического земледелия включение в состав плодосменного севооборота наиболее комплементарных люпино-злаковых однолетних трав обеспечило урожайность зерносмесей 35,9-39,3 ц/га и накопление корне-пожнивных остатков до 34,6 ц/га. Отмечено, что снижение урожайности зерна однолетних бобово-злаковых посевов на биологических технологиях (без применения минерального удобрения) компенсировалось увеличением массы корне-пожнивных остатков по отношению к зерносмесям на 32-47 % - в люпиново-злаковых посевах, 35-61 % - вико-злаковых и 36-64 % - в пелюшко-злаковых. Наибольшее количество пожнивных и корневых остатков формировали люпино-злаковые посевы (3,46-4,72 т/га).

14. Доказано, что обогащение почвы органическим субстратом существенно активизировало деятельность почвенного микронаселения, показатель интенсивности дыхания почвы увеличивался более, чем в 2 раза. Заметная активизация почвенной биоты отмечена при внесении элементов минерального питания с удобрениями. При интенсивной технологии возделывания озимой пшеницы внесение (NPK)60+N60 увеличивало почвенное дыхание на 1,04-7,06 мг СО2/100 г в сутки, по сравнению с биологической технологией.

Размещение озимой пшеницы в севообороте после однолетних трав имело существенное преимущество перед черным паром, с точки зрения активизации биологической активности почвы (влияние предшественника на дыхание почвы составило 76 %). Почвенное дыхание подвержено сезонной динамике (к середине вегетации возрастало в 2 раза и более) и зависело от стимуляции микрофлоры внесенными элементами питания. Интенсивность дыхания (респирация СО2) характеризует общую микробиологическую активность почвы, включая деятельность фитопатогенной микрофлоры.

15. Экологическая оценка фитотоксичности почвы показала, что при интенсивной технологии возделывания озимой пшеницы, люпина узколистного и гречихи почва проявляла наибольшую токсичность по отношению к тест-объекту, угнетение проростков кресс-салата составило 23,8-30,8 %. Внесение высоких доз фосфоритной муки - 600 и 900 кг д.в./га также обусловило проявление фитотоксичных свойств серой лесной почвы. Отмечено снижение плотности почвенных бактерий на 5 % и увеличение численности фитопатогенных грибов рода Trichoderma, Penicillium и актиномицетов, по сравнению с контролем – без удобрения. Возрастала плотность фитотоксичных популяций актиномицетов рода Nocardia от 0 до 20 %, отмечено появление почвенного гриба Trichoderma с плотностью 5-10 % от общей численности микроорганизмов, количество видов бактерий уменьшалось. Внесение фосфоритной муки в дозах 90, 150 и 300 кг д.в./га не приводило к развитию фитотоксичной почвенной микрофлоры. Дозы Р2О5 150 и 300 кг д.в./га увеличивали видовое разнообразие бактерий, стимулировали развитие Pseudomonas, Flavobacterium, Bacillus vulgaris, Bacillus mycoides, Bacillus megaterium.

16. Установлено, что многолетнее применение в интенсивных технологиях средств химизации снижало численность дождевых червей в почве. Максимальная численность дождевых червей (71-74 шт/м2) и их биомасса (46,4 и 48,9 г/м2) в почве (0-60 см) под посевами озимой пшеницы характерна для биологической и альтернативной технологии. В интенсивных технологиях численность дождевых червей снижалась на 7,1 - 15,5 %, а биомасса - на 31,5 - 34,7 %, по сравнению с биологическими. Отмечено, что внесение минеральных удобрений (NPK)60 + N60 под яровую и озимую пшеницу способствовало увеличению видового разнообразия и численности почвенных насекомых (Trechus, Bembidion, Acupaltus сем. жужелицы Carabus), однако последующая обработка посевов гербицидами из класса сульфонилмочевинных препаратов приводила к снижению динамической (в среднем на 25,3-38,7 %) и абсолютной (в среднем на 15,1-19,3 экз./м2) плотности видов почвенной мезофауны.

17. Исследованиями доказано, что биологическое растениеводство, основанное на принципе плодосмена и применении органических удобрений в севообороте, позволяет наиболее полно использовать биологический потенциал сельскохозяйственных культур и агроклиматические ресурсы региона при одновременном сохранении плодородия почвы и охране окружающей среды. Обеспечивает устойчивую среднюю урожайность полевых культур по годам в различных метеорологических условиях, гарантирует получение экологически безопасной продукции.

18. Экономический анализ показал высокую рентабельность биологических технологий возделывания полевых культур. При биологической технологии возделывания озимой пшеницы снижение производственных затрат увеличило рентабельность производства зерна до 241 % при урожайности 26,2 - 31,0 ц/га. Меньшая энергетическая себестоимость 0,2-0,3 ГДж/ц и наибольшие коэффициенты энергетической эффективности 2,9 - 3,5 были обеспечены при биологической технологии возделывания озимой пшеницы.

Возделывание сортов ярового ячменя по биологическим технологиям определило общую сумму производственных затрат в размере 2,32 – 2,51 тыс. руб./га. Производственные затраты снижались, по сравнению с интенсивной технологией, а рентабельность производства увеличивалась и составила для сортов Гонар и Эльф соответственно 252,9 и 303,6 %. Экономически выгодным являлось возделывание пивоваренного сорта ярового ячменя Зазерский 85 по биологической и альтернативной технологии, рентабельность производства составила 472,8 и 200,3 %.

Наибольший экономический эффект показало возделывание зернобобовых смесей однолетних трав по биологическим технологиям, рентабельность производства при этом составила 320-411 %.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Биологическое растениеводство организовывать в плодосменном севообороте: однолетние зернобобовые травы – озимые зерновые – пропашные – яровые зерновые, с удельным весом зерновых - 50 %, зернобобовых – 25 %, пропашных – 25 %. После уборки озимых зерновых измельченную солому заделывать в почву на удобрение и выращивать пожнивно яровой рапс на сидерат.

2. С целью снижения засоренности посевов в 1,5-2,0 раза при биологическом земледелии в системе основной обработке почвы отдавать предпочтение отвальной вспашке (23-24 см).

3. Для сохранения эффективного и потенциального плодородия почвы, активизации деятельности полезной почвенной микрофлоры ежегодно вносить органические удобрения: не менее 40 т/га навоза КРС, 7,5 т/га соломы зерновых, 10 т/га рапсового сидерата под пропашную культуру в плодосменном севообороте.

4. В качестве источника фосфора в биологическом земледелии рекомендуется внесение фосфоритной муки в оптимальных дозах Р2О5 150-300 кг/га, которые не приводят к загрязнению выращенной продукции тяжелыми металлами и оптимизируют состав почвенной микрофлоры.

5. Возделывать однолетние зернобобовые травы в виде люпино-злаковых смесей, обеспечивающих на биологической технологии получение урожая зернофуража до 27,8 ц/га, зеленой массы 465 ц/га и достаточного накопления корне-пожнивных остатков в почве - 47,2 ц/га.

6. Для сельскохозяйственных предприятий всех форм собственности в условиях биологизации земледелия рекомендуется возделывать сорта: яровой пшеницы - Дарья, Ирень, Иволга, Воронежская 6, ярового ячменя - Зазерский 85, Гонар, Раушан, озимой пшеницы - Памяти Федина, Московская 39, Инна, Галина, обладающие высоким адаптивным потенциалом и экологической стабильностью, способные обеспечить высокое качество урожая.

7. Применять природные регуляторы роста гумистим (12 л/га), альбит (50-100 мл/га) и защитно-стимулирующий комплекс полиазофос-2 (5 л/га) для обработки посевов яровых зерновых (в фазу кущения) и озимых зерновых (в фазу выхода в трубку) с целью повышения урожайности зерна и его качества.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ

ДИССЕРТАЦИИ

1. В изданиях, рекомендованных ВАК:

  1. Ториков, В.Е. Урожайность пшеницы и качество зерна на Брянщине / Ториков В.Е., Мирошин В.М., Мельникова (Торикова) О.В. // Зерновые культуры. – 1995. - №3. – С. 17-18.
  2. Ториков, В.Е. Динамика засоренности посевов зерновых культур на Брянщине / Ториков В.Е., Зверев В.А., Мельникова (Торикова) О.В. // Зерновые культуры. – 1996. - №4. – С. 19-20.
  3. Попов, В.А. Автолитическая активность зерна и хлебопекарные качества сортов озимой пшеницы Нечерноземья / Попов В.А., Мельникова (Торикова) О.В. // Аграрная наука. – 1998. – № 5. – С. 35-36.
  4. Мальцев, В.Ф. Особенности накопления тяжелых металлов сельскохозяйственными культурами / Мальцев В.Ф., Мельникова О.В. и др. // Агро XXI. – 1999. - №11. - С. 21-22.
  5. Ториков, В.Е. Содержание тяжелых металлов в растениеводческой продукции в зависимости от технологий возделывания / Ториков В.Е., Мальцев В.Ф., Мельникова О.В. // Достижения науки и техники в АПК. – 2000. - №1. - С. 11-13.
  6. Мальцев, В.Ф. Химизация и численность дождевых червей в почве / Мальцев В.Ф., Мельникова (Торикова) О.В. // Достижение науки и техники в АПК. – 2000. - №3. - С. 20-22.
  7. Ториков, В.Е. Продуктивность и качество сортов озимой пшеницы на Брянщине / Ториков В.Е., Прудников А.П., Мельникова О.В. // Зерновое хозяйство. – 2001. - №2(5). – С. 23-24.
  8. Ториков, В.Е. Адаптивный и продуктивный потенциал сортов мягкой яровой пшеницы / Ториков В.Е., Мельникова О.В., Прудников А.П. // Зерновое хозяйство. – 2001. - №4(7). – С. 20-21.
  9. Ториков, В.Е. Показатели водного статуса прорастающих семян сортов мягкой яровой пшеницы / Ториков В.Е., Попов В.А., Мельникова О.В. // Достижения науки и техники в АПК. – 2003. - № 2. – С. 19-20.
  10. Мельникова, О.В. Оценка адаптивности, пластичности и стабильности сортов ярового ячменя, возделываемых в условиях Брянской области / Мельникова О.В., Клименков Ф.И. // Зерновое хозяйство. – 2007. - №3. – С. 13-15.
  11. Ториков, В.Е. Изучение минерального питания бобово-злаковых смесей / Ториков В.Е., Мельникова О.В., Шемяков О.К. // Агрохимический вестник. – 2007. - №1. - С. 13-15.
  12. Мельникова, О.В. Действие минеральных удобрений и альбита на урожайность и качество зерна озимой пшеницы / Мельникова О.В., Симонов Д.А. // Агрохимический вестник. – 2007. - №1. – С. 16-17.
  13. Геращенков, А.М. Влияние минеральных удобрений и сульфонилмочевинных препаратов на состояние почвенной мезофауны / Геращенков А.М., Васильева Р.М., Мельникова О.В. // Агро ХХI. – 2008. - № 10-12. - С. 26-27.
  14. Мельникова, О.В. Засоренность посевов яровой пшеницы при разном уровне минерального питания / Мельникова О.В. // Земледелие. – 2008. - №7. – С. 40.
  15. Мельникова, О.В. Вынос элементов питания сорными растениями / Мельникова О.В. // Земледелие. – 2008. - №8. - С. 44.
  16. Мельникова, О.В. Технологии возделывания культур и биологическая активность почвы / Мельникова О.В. // Земледелие. - 2009. – №1. - С. 22-24.

2. В монографиях и учебных пособиях:

  1. Мальцев, В.Ф. Экологические аспекты систем альтернативного земледелия (учебное пособие) / Мальцев В.Ф., Ториков В.Е., Артюхов А.И.,…Мельникова (Торикова) О.В. и др. – Брянск. – 1998. – 85 с.
  2. Мальцев, В.Ф. Система биологизации земледелия Нечерноземной зоны России. Часть 2 (монография) / Мальцев В.Ф., Каюмов М.К., … Мельникова (Торикова) О.В. и др. – Москва: ФГНУ «Росинформагротех». – 2002. – 573 с.
  3. Мельникова, О.В. Сорная флора агрофитоценозов Центрального региона России (монография) / Мельникова О.В. – Брянск. – 2008. - 278 с.
  4. Семыкин, В.А. Биологизация земледелия в основных земледельческих регионах России (монография) / Семыкин В.А., Картамышев Н.И., Мальцев В.Ф., … Мельникова О.В. и др. – Москва: Изд-во «КолосС».–2009.– 550 с.

3. В сборниках научных трудов:

  1. Мельникова, (Торикова) О.В. Изменение амилолитического микробного сообщества почвы при внесении различных доз фосфоритной муки / Мельникова (Торикова) О.В // Материалы международной конференции «Кризис почвенных ресурсов». - Санкт-Петербург. – 1997. – С. 128-129.
  2. Мельникова, (Торикова) О.В. Влияние внесения различных фосфорных удобрений и доз фосфоритной муки на биологическую активность почвы / Мельникова (Торикова) О.В, Попов В.А. // Материалы научно-методической конференции. – Брянск. – 1997. – С. 7-9.
  3. Мельникова (Торикова), О.В. Целлюлозолитическая активность почвы при использовании различных удобрений / Мельникова (Торикова О.В.) // Материалы XI международной научно - производственной конференции – Брянск. – 1998. - С. 25-26.
  4. Попов, В.А. Индикация экологического статуса почвы по показателю интенсивности почвенного дыхания / Попов В.А., Мельникова (Торикова) О.В. // Актуальные проблемы экологии на рубеже тысячелетия и пути их решения // Материалы международной научно - практической конференции – Брянск. – 1999. - С. 44-45.
  5. Черников, В.А. Агроэкологическая эффективность фосфоритной муки Полпинского месторождения / Черников А.А., Мельникова (Торикова) О.В. и др. // Проблемы фосфора и комплексное использование нетрадиционного минерального сырья в земледелии / Материалы международного симпозиума. – М. - 2000. - С. 155-160.
  6. Мельникова, О.В. Влияние минеральных удобрений на биологическую активность почвы / Мельникова О.В., Попов В.А. // В монографии: Биологизация земледелия юго-запада России. - Брянск: Издательство БГСХА. - 2000. - С. 129-140.
  7. Ториков, В.Е. Адаптивность, продуктивность и качество зерна современных сортов озимой пшеницы / Ториков В.Е., Прудников А.П., Мельникова О.В. // Материалы международной научно-практической конференции. – Брянск. – 2000. – С. 26-28.
  8. Ториков, В.Е. Пути экологизации растениеводства / Ториков В.Е., Мельникова О.В. // Материалы третьей региональной научно-практической конференции. – Брянск. – 2001. С. 103-104.
  9. Мальцев, В.Ф. Биологизация растениеводства – важное направление развития земледелия Брянщины / Мальцев В.Ф., Шмаль В.В., Ториков В.Е., Мельникова О.В. // Агроконсультант ИКС АПК Брянской области. - №3 (11). – 2004. -С. 33-34.
  10. Мешков, И.И.. Применение гумистима при возделывании озимой пшеницы / Мешков И.И., Мельникова О.В. // Производство экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства // Материалы международной научно-практической конференции. – Брянск. – 2004. – С. 88-91.
  11. Мельникова, О.В. Изменение дыхания почвы в зависимости от удобрения и предшественника озимой пшеницы / Мельникова О.В., Геращенков А.М., Давыдкина О.Е. // Производство экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства // Материалы международной научно-практической конференции. – Брянск. – 2004. – С. 231-233.
  12. Ториков, В.Е. Совершенствование адаптивной технологии возделывания хлебопекарных сортов озимой пшеницы / Ториков В.Е., Мельникова О.В., Симонов Д.А. // Ресурсосберегающие технологии и производство экологически безопасной продукции // Материалы региональной научно-практической конференции. – Брянск: БИПККА. – 2004. – С. 20-23.
  13. Ториков, В.Е. Экологическая оценка современных сортов пшеницы по параметрам: адаптивность, пластичность, стабильность, урожайность и качество зерна / Ториков В.Е., Мельникова О.В. // В сб.: Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне России. Выпуск 1. – Брянск. – 2005. – С. 55-65.
  14. Мельникова, О.В. Фитосанитарное состояние посевов ярового ячменя в зависимости от уровня минерального питания // Мельникова О.В., Клименков Ф.И. // Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых. – Брянск. – 2006. – С. 192-195.
  15. Мельникова, О.В. Оценка сортов озимой пшеницы по показателям адаптивность, пластичность, стабильность / Мельникова О.В., Симонов Д.А. // Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых. – Брянск. – 2006. – С. 195-199.
  16. Мельникова, О.В Смешанные бобово-злаковые зернофуражные посевы как фактор повышения почвенного плодородия и продуктивности пашни / Мельникова О.В., Шемяков О.К. // В сб.: Регион-2006. Конкурентоспособность бизнеса и технологий как фактор реализации национальных проектов // Материалы международной научно-практической конференции – Брянск.- 2006. - С. 417 - 419.
  17. Камков, С.П. Фитосанитарное состояние озимых зерновых культур на Брянщине // Камков С.П., Ториков В.Е., Мельникова О.В. // Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых. – Брянск. – 2006. – С. 199-204.
  18. Мальцев, В.Ф. Возделывание однолетних бобовых трав – важнейший фактор биологизации земледелия Нечерноземья / Мальцев В.Ф., Белоус Н.М., Мельникова О.В. // Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне России // Научные труды, вып. 2 – Брянск. – 2006. С. 82-107.
  19. Мельникова, О.В. Урожайность зерна смешанных бобово-злаковых и одновидовых посевов в зависимости от уровня минерального питания / Мельникова О.В. // Агрохимические приемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтных системах земледелия // Материалы 40-й международной научной конференции - М.: ВНИИА. - 2006. – С. 171-173.
  20. Белоус, Н.М. Особенности производства экологически безопасной продукции растениеводства в Брянской области / Белоус Н.М., Ториков В.Е., Мальцев В.Ф., Мельникова О.В. // В сб.: Регион-2006. Конкурентоспособность бизнеса и технологий как фактор реализации национальных проектов // Материалы международной научно-практической конференции – Брянск. - 2006. - С. 413 - 416.
  21. Мельникова, О.В. Содержание хлорофилла в листьях озимой пшеницы и урожайность зерна при разных технологиях возделывания / Мельникова О.В., Симонов Д.А. // Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур // Материалы международной научной конференции - М.: ВНИИА. - 2007. – С. 270 - 272.
  22. Мельникова, О.В. Природные регуляторы роста в биологическом земледелии / Мельникова О.В., Ториков В.Е., Клименков Ф.И., Симонов Д.А. // Аграрная наука сельскому хозяйству. Часть 3. // Материалы всероссийской научно-практической конференции. – Курск. – 2009. – С. 286-293.
  23. Мельникова, О.В. Продуктивность севооборотов в условиях биологизации земледелия / Мельникова О.В. // Международная научно-практическая конференция. – Горки. – 2009.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.