WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ

И ОБРАЗОВАНИЯ

ДИССЕРТАЦИОННЫЙ  СОВЕТ  Д 220.005.01

в ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная

академия»

243365  с. Кокино  Выгоничского района  Брянской области

Тел.:  из Брянска: (241) 24-479; (241) 24-743; (241) 24-721; из другого города: (483-41) 24-479; (483-41) 24-743; (483-41) 24-721 ОФК по Выгоничскому  району  БГСХА л/с 06082433360 р/с 40503810308001009302,  к/с 30101810400000000601 БИК  041501601  Брянское ОСБ №8605  г. Брянск E-mail:  cit@bgsha.com  Факс: (48341) 24-721 


В Высшую аттестационную комиссию

Министерства образования и науки Российской Федерации

127994 г. Москва, ул. Садовая-Сухаревская, 16. К-51, ГСП-4


Диссертационный совет Д 220.005.01 в Брянской государственной сельскохозяйственной академии: 243365, Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино (241-24-721) объявляет, что МАЛЯВКО Галина Петровна представила диссертацию на соискание ученой степени доктора наук «ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ  ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ РЖИ НА ЮГО-ЗАПАДЕ РОССИИ» по специальностям 06.01.09 – растениеводство  и 06.01.04 – агрохимия (сельскохозяйственные науки).

Защита диссертации планируется 25 ноября 2009 года.


Председатель Диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор                                Н. М. Белоус












Сведения о предстоящей защите докторской диссертации


Малявко Галина Петровна

«Эколого-агрохимическое обоснование технологий возделывания озимой ржи на юго-западе России»

06.01.09

06.01.04

сельскохозяйственные науки

Д 220.005.01

Брянская государственная сельскохозяйственная академия

243365, Брянская область,

Выгоничский район, с. Кокино

Тел.: (48341) 24-721

E-mail:  cit@bgsha.com

Предполагаемая дата защиты диссертации – 25 ноября 2009 г. 

Исп. Дронов А.В. (483-41)24-721

На правах рукописи

МАЛЯВКО Галина Петровна

ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ

ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ РЖИ НА ЮГО-ЗАПАДЕ РОССИИ

Специальность: 06.01.09 - растениеводство

  06.01.04 - агрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Брянск – 2009

Работа выполнена на кафедре растениеводства и общего земледелия ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» и

ГУ «Новозыбковская государственная сельскохозяйственная опытная

станция Всероссийского научно-исследовательского института агрохимии

имени Д.Н. Прянишникова»

Научные консультанты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Мальцев Владимир Феофанович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Белоус Николой Максимович

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Кононов Анатолий Степанович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Пигарев Игорь Яковлевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Дышко Виталий Николаевич



Ведущая организация – Орловский ГАУ

Защита состоится 25 ноября 2009 года в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 220.005.01 в 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 

Автореферат разослан 20 октября 2009 года и размещен на сайте

ВАК www.vak.ed.gov.ru

Просим принять участие в работе совета или прислать свой отзыв на автореферат диссертации в 2-х экземплярах, заверенных печатью.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор с.-х. наук Дронов А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Стратегической задачей агропродовольственной политики государства является формирование эффективного конкурентноспособного агропромышленного производства, обеспечивающего продовольственную безопасность страны и сохранение природных ресурсов. Национальная продовольственная безопасность невозможна без стабильного высококонкурентного рынка зерна.

В Нечерноземной зоне России озимая рожь – самая распространенная продовольственная культура. Она обладает высокими адаптивными свойствами к условиям выращивания, однако её урожайность остается низкой и далеко отстает от потенциальных возможностей. В условиях нынешнего экономического кризиса наращивать производство высококачественного продовольственного зерна озимой ржи в регионе можно только при переходе к энергосберегающим технологиям с использованием эффективных систем обработки почвы, норм высева семян, систем удобрений и средств защиты растений.

В настоящее время при снижении объемов применения средств химизации в существующих системах земледелия весьма актуально определение оптимальных доз удобрений, особенно при комплексном применении с пестицидами, что одновременно решает вопросы экологии, энергосбережения, повышения урожайности и качества получаемой продукции. Это вызывает необходимость поиска принципиально новых научных решений стабилизации производства зерна с учетом ресурсного обеспечения отечественного товаропроизводителя и радиоактивного загрязнения почв юго-западной части Нечерноземной зоны России в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

Предполагается, что биологизация интенсификационных процессов в растениеводстве на уровне технологий способна обеспечить стабильную урожайность, экономию невозобновляемых энергоресурсов, экологическую устойчивость агрофитоценозов.

Однако экспериментальных  подтверждений данной концепции явно недостаточно, требуется проведение комплексных  исследований и эколого-агрохимическое обоснование технологий возделывания озимой ржи в конкретных почвенно-климатических условиях с учетом техногенного загрязнения окружающей среды.

Цель и задачи исследований. Целью многолетних исследований являлась разработка технологий возделывания озимой ржи с разным уровнем применения средств химизации, обеспечивающих получение стабильных урожаев высококачественного продовольственного зерна на разных типах почв юго-западной части Нечерноземной зоны России.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

- изучить влияние технологий возделывания озимой ржи на изменение показателей плодородия почвы;

-  исследовать фитоценотические взаимосвязи в посевах озимой ржи в зависимости от технологий возделывания;

- определить основные параметры фотосинтетической деятельности посевов озимой ржи в вариантах с разными технологиями возделывания;

- выявить влияние технологий возделывания на структуру урожая, урожайность и качество озимой ржи;

- установить оптимальный и допустимый уровень применения средств химизации на реализацию потенциальной продуктивности и стабильность урожаев озимой ржи в условиях дерново-подзолистых песчаных почв;

- провести определение фитосанитарного состояния посевов озимой ржи в вариантах изучаемых технологий;

- изучить влияние средств химизации на содержание тяжелых металлов в зерне озимой ржи;

- оценить действие систем удобрений и пестицидов на переход радиоцезия в урожай зерна озимой ржи;

- дать оценку технологий возделывания озимой ржи по энерго - и ресурсосберегаемости;

- рассчитать основные параметры экономической эффективности технологий возделывания озимой ржи;

- на основе системного подхода обосновать экологически безопасные и экономически оправданные технологии возделывания озимой ржи для разных типов почв юго-западной части Нечерноземной зоны России;

Научная новизна. Впервые в юго-западной части Нечерноземной зоны Российской Федерации разработаны, теоретически обоснованы и комплексно оценены технологии возделывания озимой ржи с переменной по глубине основной обработкой почвы, разными нормами высева семян, дифференцированным применением средств химизации позволяющие получать высокие и стабильные урожаи зерна на серых лесных легкосуглинистых почвах.

Исследования выполнены на основе системного подхода. В изучаемые технологии введены новые элементы: озимая рожь выращивается в плодосменном севообороте; используется последействие навоза, зеленого удобрения и прямое влияние соломы; ограничивается применение средств химизации вплоть до полного их исключения; первостепенное значение в технологиях уделяется биологическим факторам повышения почвенного плодородия, защиты растений от сорняков вредителей и болезней.

Доказано, что предлагаемые технологии оптимизируют фитоценотические взаимосвязи в посевах, обеспечивают полноценную работу фотосинтезирующего аппарата растений, улучшают составляющие продукционного процесса и на этой основе дают возможность получения высоких и стабильных урожаев зерна озимой ржи хорошего качества.

В условиях радиоактивного загрязнения дерново-подзолистых песчаных почв разработанные системы удобрения в комплексе с химическими средствами защиты растений позволяют в значительной мере повысить продуктивность озимой ржи, качество урожая и снизить накопление радионуклидов в продукции.

Статистически обоснованы количественные взаимосвязи динамики урожайности озимой ржи с составляющими продукционного процесса и фитосанитарным состоянием посева. Предлагаемые технологии возделывания озимой ржи экономически выгодны и экологически безопасны.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Неоднозначность влияния органических, органо-минеральных и минеральных систем удобрения на изменение основных агрохимических показателей серой лесной и дерново-подзолистой почв.
  2. Технологии возделывания озимой ржи с разноинтенсивной основной обработкой почвы, оптимальными нормами высева семян и дифференцированным  применением средств химизации способствуют формированию высокопродуктивных посевов и являются основой стабильности производства высококачественного зерна.
  3. Научно обоснованные системы удобрения и химические средства защиты растений обеспечивают высокую урожайность и качество экологически безопасной продукции в условиях радиоактивного загрязнения дерново-подзолистых песчаных почв.
  4. Испытанная в условиях многолетних полевых опытов интегрированная система защиты растений озимой ржи способствует оптимизации фитосанитарного состояния посевов.
  5. Предлагаемые для условий производства технологии являются экологически безопасными, энергосберегающими и экономически обоснованными.

Практическая значимость результатов исследования.  Сельскохозяйственным предприятиям при разной обеспеченности материально-денежными средствами и агрохимическими ресурсами предложены для освоения дифференцированные технологии возделывания озимой ржи на уровне урожайности 3,0-5,0 т/га.

Внедрение научных разработок позволяет  рационально распределять ресурсы, подбирая  оптимальные способы обработки почвы, нормы высева семян, системы удобрений и средств  защиты растений для стабилизации и увеличения производства зерна озимой ржи на серых лесных легкосуглинистых почвах юго-западной части Нечерноземной зоны России.

Экспериментально установленные в полевых условиях оптимальные дозы и сочетания средств химизации позволяют получать экологически безопасную и экономически обоснованную продукцию на загрязненной территории юго-запада России.

Научные разработки реализованы в ряде сельскохозяйственных предприятий Брянской области.

Опубликованная по материалам диссертации монография используется в учебном процессе профессиональной подготовки студентов, переподготовке и повышении квалификации специалистов агропромышленного комплекса Брянской области.

Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на Х межвузовской научно-практической конференции «Достижения науки и передовой опыт в производство и учебно-воспитательный процесс» (Брянск, 1997); XI международной научно-производственной конференции «Агроэкологические аспекты системы земледелия юго-западной части Нечерноземной зоны Российской Федерации» (Брянск, 1998); Российской научно-практической конференции «Достижения аграрной науки в решении экологических проблем Центральной России» (Орел, 1999); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии на рубеже третьего тысячелетия и пути их решения» (Брянск, 1999); Международной научно-практической и учебно-методической конференции «Наука и образование – возрождению сельского хозяйства России в XXI веке» (Брянск, 2000); Международной научно-практической конференции молодых ученых «Ученые – возрождению сельского хозяйства России в XXI веке» (Брянск, 2000); Международной научно-практической конференции «Производство экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства» (Брянск, 2004); I Всероссийской научно-практической конференции «60 лет высшему аграрному образованию Северо-Востока Нечерноземья» (Киров, 2004); III Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные проблемы современных аграрных технологий» (Астрахань, 2008); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии, защиты растений и экологического земледелия» (Саратов, 2009); VI Международной конференции «Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК» (Брянск, 2009).

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

Публикации.  Основные положения диссертационной работы опубликованы в 33  работах.

Организация исследований и личный вклад автора.  Автору принадлежит организация проведения полевых и лабораторных опытов, выполнение основной части экспериментальных исследований, анализ результатов, формулирование новых закономерностей, выводов и рекомендаций производству. Часть материала получена во время совместной работы с сотрудниками Новозыбковской государственной сельскохозяйственной опытной станции ВИИИА имени Д.Н. Прянишникова.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на  291 странице компьютерного текста, состоит из введения, девяти глав, выводов,  предложений производству, списка литературы и приложений. Работа содержит  47 таблиц и  15 рисунков, 39 приложений. Список литературы включает  543 источника, в том числе 32 на иностранных языках.

Автор выражает искреннюю признательность докторам сельскохозяйственных наук, профессорам В.Ф. Мальцеву, Н.М. Белоусу, В.Ф. Шаповалову, В.Е. Торикову, доцентам С.М. Сычеву, В.А. Ляхову за помощь и содействие в выполнении настоящей работы и благодарит сотрудников кафедры растениеводства и общего земледелия, аспирантов и студентов, принимавших участие в данной работе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ОБЗОР НАУЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

На основании публикаций российских и зарубежных авторов рассмотрено значение, современное состояние и перспективы возделывания озимой ржи в Нечерноземной зоне России. Дан научный анализ основных элементов технологии: способов основной обработки почвы, норм высева семян, удобрений, средств защиты растений их значение и направления совершенствования с целью получения стабильного урожая высококачественного зерна. Особое внимание уделено уровню использования средств химизации и их роли в повышении экологической устойчивости и продуктивности озимой ржи. Проанализирована роль удобрений в повышении радиоустойчивости почв и снижении накопления 137Cs основной продукцией. Рассмотрены экологические аспекты применения средств химизации при возделывании озимой ржи.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в условиях Брянской области, расположенной на юго-западе Центрального региона России в полевых и лабораторных опытах с 1993 по 2008 годы. Климат умеренно-континентальный с теплым летом, умеренно холодной зимой  и достаточно устойчивым увлажнением. Годовая сумма осадков составляет в среднем 530-655 мм, однако в отдельные годы в весеннее-летний период растения остро испытывают дефицит влаги, так как дожди выпадают неравномерно. Продолжительность вегетационного периода (в пределах среднесуточных температур + 5 °С и выше) составляет 176-193 дня, а сумма температур за это время - 2450-2750 °С. Метеорологические условия за годы исследований характеризовались значительным разнообразием, что позволило достаточно объективно оценить агроэкологическую степень влияния технологий на продуктивность озимой ржи.

Экспериментальная работа в 1996-2005 гг. осуществлялась в длительном стационарном опыте Брянской государственной сельскохозяйственной академии (номер государственной регистрации 046369). Стационарный полевой опыт заложен в 1983 году в соответствии с планом научно-исследовательских работ по проблеме «Разработка и совершенствование элементов системы земледелия в условиях центрального района Нечерноземной зоны РСФСР» (государственное задание 03.01.03, регистрационная карточка № 24.1). Он также включен в реестр Государственной сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами (аттестат длительного опыта № 030 от 17.12.2004 г.)

Опыт 1. «Формирование высокопродуктивных посевов озимой ржи в зависимости от технологий возделывания». Исследования проводили в 1996-2000 гг. в плодосменном севообороте со следующим чередованием культур: люпин на семена - озимая пшеница (пожнивно озимая рожь на сидерат) - кукуруза на силос - ячмень (пожнивно озимая рожь на сидерат) – гречиха - озимая рожь и тритикале (пожнивно озимая рожь на сидерат) - картофель – овес или просо.

Почва опытного участка серая лесная легкосуглинистая сформированная на карбонатном суглинке, содержание гумуса (по Тюрину) в пахотном слое 3,8-4,4 %. Реакция почвенного раствора слабокислая (рНсол 5,2-5,4 %), гидролитическая кислотность 3,1-3,2. Сумма поглощенных оснований (по Каппену-Гильковицу) – 16,3 мг/экв на 100 г почвы; степень насыщенности основаниями 85,6 %; содержание подвижного фосфора 14,3-28,7 и обменного калия 11,5-21,2 мг/100 г почвы.

В опыте применялся системный подход к исследованиям. В качестве единственного различия выступал не отдельный агроприем, а завершенная технология. Технологии возделывания озимой ржи были развернуты на фонах с нормами высева семян:  6,0, 4,5 и 3,0 млн. шт на 1 гектар, по каждой из которых изучались разные уровни использования органических удобрений и средств химизации.

1. Интенсивная технология базируется на использовании зеленого удобрения (ЗУ) в последействии, соломы гречихи (С) в прямом действии, минеральных туков  в расчетных нормах под планируемый урожай зерна 5,0 т/га в сочетании с микроэлементами (МЭ - Zn, Мо и Сu по 100 г/га) и пестицидами - фундозол (0,5 кг/га) + метафос (0,5 л/га) + базагран (3л/га) + тилт (0,5 л/га) + кампозан или ТУР (4 л/га) (П).

2. Умеренная - основана на применении навоза (Н) в последействии, сниженных на 45% норм минеральных удобрений, микроэлементов и пестицидов.

3. Биологическая - предусматривает весь комплекс органических удобрений – навоз и сидерат в последействии, солома в прямом действии, ограниченное применение минеральных туков (N45) в сочетании с микроэлементами и минимальным использованием пестицидов - кампозан или ТУР (4 л/га).

4. Альтернативная технология – контрольный вариант (навоз и сидерат в последействии, солома в прямом действии) без применения средств химизации.

При использовании сидерата озимой ржи  на удобрение в почву поступало 10-12 т/га органической массы, соломы зерновых культур 5 т/га. Перепревший

навоз применялся под пропашные культуры (картофель и кукурузу) в нормах 50 и 40 т/га соответственно.

Опыт 2. «Урожайность озимой ржи в зависимости от уровня интенсификации технологий возделывания». Исследования выполнены в 2001 - 2005 гг. в севообороте: кормовые бобы – озимая рожь (пожнивно озимая рожь на сидерат)– гречиха – суданская трава – ячмень (пожнивно озимая рожь на сидерат).  Перепревший навоз вносился под суданскую траву 40 т/га. Технологии возделывания озимой ржи предусматривали разные способы основной обработки почвы:  вспашка (ПЛН-4-35) на глубину 23-25 см,  безотвальное рыхление культиватором плоскорезом (КПГ-2,2) на 23-25 см и поверхностная обработка (БДТ-3) на 10-12 см с существующими (опыт 1) системами удобрений.

Интенсивная и умеренная технологии включали применение пестицидов  - ленок (6 г/га), тилт -  премиум (0,33 кг/га), суми - альфа (0,2 л/га). В биологической и альтернативной технологиях применение химических средств защиты растений исключено.

Минеральные удобрения в форме нитрофоски (16:16:16) вносили локально на глубину 6-8 см сеялкой СЗ-3,6 после предпосевной обработки. Подкормку аммиачной селитрой (N45) осуществляли во время возобновления весенней вегетации, некорневую подкормку 20% раствором мочевины и микроэлементами – в фазу выхода в трубку.

Повторность вариантов в опыте трехкратная, общая площадь делянок 237,6 м2  (22,0  х 10,8 м), учетная - 200 м2, расположение систематическое.

Объект исследований сорт – Пурга.  Включен в Госреестр по Центральному (3) региону с 1993 года, оригинатор НИИСХ Центральных районов Нечерноземной зоны.

Опыт 3. «Агроэкологическая оценка комплексного применения средств химизации при возделывании озимой ржи в условиях радиоактивного загрязнения дерново-подзолистых песчаных почв юго-запада России». Исследования выполнены в 1993-2008 гг. на Новозыбковской государственной сельскохозяйственной опытной станции ВНИИА имени Д.Н. Прянишникова.

Полевой опыт закладывали согласно «Программы и методики исследований в географической сети полевых опытов по комплексному применению средств химизации в земледелии, 1990».

Опыт развернут на четырех полях плодосменного севооборота со следующим чередованием культур: картофель – овес - люпин на зелёный корм -  озимая рожь.

Почва опытного участка дерново-подзолистая рыхлопесчаная, сформированная на древнеаллювиальной супеси, подстилаемой связным песком. Мощность гумусового горизонта составляет 20-22 см. Исходные показатели агрохимической характеристики почвы пахотного слоя следующие: содержание органического вещества – 2,14-2,51 % рНKCl – 6,74-6,95, гидролитическая кислотность (по Каппену-Гильковицу) – 0,58-0,73 мг-экв./100 г почвы,  сумма поглощенных оснований (по Каппену-Гильковицу) – 7,18-16,88 мг-экв. на 100 г, содержание подвижных Р2О5 и К2О (по Кирсанову) – соответственно 38,5-51,0 и 6,9-11,7 мг на 100 г почвы.

Удельная активность почвы опытного участка 2300-3000 Бк/кг, плотность загрязнения почвы цезием-137 в результате Чернобыльской катастрофы колебалась в пределах 526-666 кБк/м2.

Схема опыта включает следующие варианты:

1. Контроль – без внесения удобрений; 2. Последействие 80 т/га навоза; 3. Последействие 40 т/га навоза + N70P30K60; 4. N70P30K60; 5. N140P60K120;

6. N210P90K180; 7. Последействие навоза 40 т/га + N70P30K60 + пестициды;

8. N70P30K60 + пестициды; 9. N140P60K120 + пестициды; 10. N210P90K180 + пестициды.

В качестве органи­ческого удобрения использовали подстилочный навоз крупного рогатого скота с содержанием 137Cs в среднем 890 Бк/кг. Из минеральных удобрений применялись:  аммиачная селитра (34,5 %), суперфосфат простой (20 %), хлористый калий (56 %). Всю расчетную дозу фосфорных удобрений  вносили в предпосевную культивацию почвы.  Азотные и калийные удобрения  применяли дробно:  N70K60 = N30K30 до посева с осени + N40K30 – весеннее отрастание; N140K120 = N30K30 до посева с осени + N70K90 – весеннее отрастание + N40 – выход в трубку; N210K180 = N30K30 до посева с осени + N90K150 – весеннее отрастание + N90 – выход в трубку.

Согласно схемы опыта применялись пестициды: фундазол – 0,6 кг/га; кампозан – 4,0 л/га; байлетон– 0,6 кг/га и  децис – 0,3 кг/га. 

Повторность вариантов опыта четырехкратная, расположение делянок систематическое, посевная площадь 90 м2, учетная 70 м2.

Объект исследований – сорт озимой ржи Пуховчанка. Включен в Госреестр по Центральному (3) региону с 1985 г. Оригинатор Белорусский НИИ земледелия и кормов.

Агротехника возделывания озимой ржи в опытах, кроме изучаемых элементов технологий соответствовала общепринятой для Центрального региона Нечерноземной зоны России. Уборку урожая проводили поделяночно зерноуборочным комбайном «Сампо-500» методом прямого комбайнирования.

Агрохимические анализы почвы выполнены в Брянском центре «Агрохимрадиология» по методикам принятым в агрохимической службе. Величина рНКСl - ионометрическим методом (ГОСТ 24483-84), гидролитическая кислотность – по Каппену (ГОСТ 26212 - 84), содержание Р2О5 и К2О - по Кир­санову в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-84), содержание гумуса - по Тюрину (ГОСТ 26212-83), сумма поглощенных оснований - по Каппену - Гильковицу (ГОСТ 27034-85), степень насыщенности основаниями – расчетным методом.

Полевые и лабораторно-аналитические исследования выполняли в соответствии с общепринятыми методиками (Доспехов, 1968; 1979; 1985; Ничипорович, 1961; Методика НИИСХ Центральных районов Нечерноземной зоны, 1982; Программа и методика исследований в Географической сети полевых опытов по комплексному применению средств химизации в земледелии, 1990; Практикум по агрохимии, 2001).

Густота стояния растений в посевах определялась в период полных всходов, после перезимовки и перед уборкой урожая с расчетом показателей полевой всхожести, полноты всходов, выживаемости и сохранности растений

(по методике ГСУ).

Фотосинтетическая деятельность посевов и накопление растениями сухого вещества определялись в течение вегетации озимой ржи по следующим фазам шкалы Фикеса: 2 - начало кущения, 5 – начало выхода в трубку, 8 – появление последнего листа, 10.2 – начало колошения, 10.5.1. – начало цветения, 11.1. – молочная спелость зерна. На основании полученных результатов рассчитывался фотосинтетический потенциал посевов, чистая продуктивность фотосинтеза и выход зерна на 1000 единиц фотосинтетического потенциала.

Учет засоренности проводился перед обработкой посевов озимой ржи гербицидом, через месяц и перед уборкой урожая (Фисюнов, 1984).

Технологические качества зерна: масса 1000 зерен согласно ГОСТ 10842-89,  натура зерна – по ГОСТ 10840-64, посевные качества – по ГОСТ 12038-66. Число падения определялось по методу Хагберга-Пертена (ГОСТ 27676-88).

Биохимический состав зерна определялся с применением сле­дующих методов: общий азот — фотометрический индофенольный (ГОСТ - 13496.4-84), протеин - пересчетом по коэффициенту 5,83, крахмал - с антроновым реактивом (ГОСТ - 26176-91), жир - по обезжиренному остатку (ГОСТ - 13496.15-85), сахар - с антроновым реактивом (ГОСТ - 26176-91), нитраты - ионометрически, зола - сжиганием и прокаливанием (ГОСТ -26226-84), Р2О5 - ванадомолибдатным методом (ГОСТ - 26657-85), К2О -фотометрически, СаО - комплексонометрическим методом (ГОСТ - 26570-95), MgO – трилонометрически. Макро- и микроэлементарный химический анализ зерна выполнен во Всероссийском научно-исследовательском институте минерального сырья имени Н.М. Федоровского (ВИМС) масс-спектральным с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS) и атомно-эмиссионным с индуктивно связанной плазмой (ICP–AES) методами на спектрометре Elan-6100.

Содержание радионуклида 137Сs в растительных образцах – на гаммаспектрометре «Гамма – 1С».

Математическую обработку экспериментальных данных осуществляли методами дисперсионного, корреляционно-регрессионного анализов по Б.А. Доспехову (1985).

Экономическая эффективность технологий возделывания озимой ржи рассчитана по методике Всерос­сийского НИИ экономики сельского хозяйства на основе типовых технологических карт. Энергетическая оценка выполнена по методическим разработкам ВИМ, ВИУА.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изменение агрохимических свойств почвы под влиянием

систем удобрения

Продуктивность сельскохозяйственных угодий и рентабельность растениеводческой отрасли в значительной степени зависят от применения удобрений, возможности поддержания и повышения достигнутого уровня плодородия почв (Войтович, 1997; Минеев, Гомонова, 1998; Минеев, 2004; Белоус, Шаповалов, 2006).

В результате исследований выявлено, что за 15 лет проведения эксперимента (1983-1998 гг.) содержание  гумуса в серой лесной легкосуглинистой почве имеет тенденцию к повышению на 0,11-0,34 % по сравнению с исходным. Наиболее четко она выражена на биологической и альтернативной технологиях. Количество подвижного фосфора возросло в 1,5-2,0 раза, обменного калия в 1,2-1,4 раза. Заметно увеличилось содержание подвижных форм молибдена, бора, кобальта и марганца, но снизилось количество цинка и меди. Актуальная кислотность почвы с мо­мента закладки полевого опыта тоже заметно улучшилась и стабилизирова­лась на уровне РНКС1 5,1-5,5, то есть стала слабокислой. Ми­неральные туки, применяемые в течение 15 лет, не способствовали повыше­нию кислотности почвы, так как при этом решающую положительную роль сыграло применение различных видов органических удобрений. Содержание тяжелых металлов было значительно ниже ПДК.





В опыте 3 после трех ротаций плодосменного севооборота (1993-2005 гг.) на контрольном варианте отмечено снижение содержания органического вещества с 1,91 до 1,61, увеличилась гидролитическая кислотность, уменьшилась сумма поглощенных оснований (S), произошло некоторое снижение содержания подвижных форм фосфора и обменного калия.

По минеральной системе удобрения с низкими дозами N70P30K60 также отмечено снижение содержания органического вещества. Внесение подстилочного навоза 80 т/га, минеральных туков в дозе N210P90K180 способствовало поддержанию органического вещества на исходном уровне, органо-минеральная система удобрения имела некоторую тенденцию к его повышению (+ 0,25 %).

Органическая система сдерживала подкисление почвы, органо-минеральная и минеральная системы удобрения способствовали по­вышению гидролитической кислотности почвы. Актуальная кислотность почвы под влиянием органической, органо-минеральной и минеральной системы удобрения с низкими и средними дозами NPK практически не изменилась, а повышенная доза способствовала подкислению почвенного раствора.

Органическая и органо-минеральная системы удобрения оказали стабилизирующее действие на содержание подвижных фосфатов в почве, в то время как по минеральной отмечено снижение содержания подвижного фосфора даже при повышенных дозах NPK. Накопление обменного калия наблюдалось в вариантах с совместным внесением органических и минеральных удобрений, а также по минеральным фонам разной степени насыщенности. Наибольших значений эти показатели достигали при внесении повышенных доз минеральных туков (N210P90K180).

Таким образом, в плодосменном севообороте наиболее благоприятные условия для сохранения и улучшения агрохимических свойств почвы создаются при применении органической и органо-минеральной системы удобрения.

Особенности формирования высокопродуктивных агроценозов

озимой ржи в зависимости от технологии возделывания

Для получения высоких и устойчивых урожаев зерна озимой ржи важно сформировать оптимальный по густоте агрофитоценоз, так как сбалансированное обеспечение растений жизненно важными факторами достигается в посевах с оптимальной структурой и плотностью.

Исследования 1996-2000 гг. показали, что максимальное количество растений в фазу всходов 483-498 шт/м2 было в технологиях с нормой высева семян 6 млн. шт/га. При уменьшении нормы высева семян на 25 и 50% густота всходов снизилась до 368-379 и 254-256 шт/м2 соответственно, однако имела место четко выраженная тенденция повышения показателей структуры посевов (рис. 1).

Рис. 1. Структура посевов озимой ржи в зависимости от

технологии возделывания

Наибольшие значения полевой всхожести 80,4 - 81,0, полноты всходов 84,7 - 85,3, зимостойкости 83-93, выживаемости 64-75,7 и сохранности растений 75,6-88,7 % получены в технологиях с нормой высева 3,0 млн. шт/га. По причине того, что  при более редком посеве исключается заражение семян друг от друга, растения глубже закладывают узел кущения вследствие меньшего затенения, больше накапливают саха­ров, лучше зимуют, закаляются и выживают к периоду уборки как более жизнестойкие. По степени влияния на зимостойкость, выживаемость и сохранность растений озимой ржи неоспоримые преимущества имели интенсивная и умеренная технологии.

В опыте 2 полевая всхожесть и полнота всходов в технологиях с применением вспашки, поверхностной и плоскорезной обработок были близки по значениям и находились в пределах 73,9-78,3; 76,1-78,0; 75,6-78,2 и 77,8-82,5; 80,2-82,2; 79,7-82,3 % соответственно. Данная закономерность четко прослеживается при учете выживаемости и сохранности растений. Лучшие показатели фитоценотической эффективности посев формировались на интенсивных и умеренных технологиях.

Совершенствование технологии возделывания озимой ржи должно в первую очередь улучшать эффективность использования световой энергии в процессе фотосинтеза. В соответствии с теорией фотосинтетической продуктивности А.А. Ничипоровича (1956, 1963, 1970, 1971, 1988) величина урожая определяется площадью ассимилирующих органов и временем их работы.

Данные, полученные в результате наших исследований (опыт 1), показали, что максимальная площадь листовой поверхности формировалась по интенсивной и умеренной технологиям с нормой высева семян 6,0 млн. шт/га 56,4-55,9 тыс. м2/га (табл. 1). Снижение нормы высева семян, дозы минеральных удобрений и пестицидов приводило к уменьшению площади листьев.

Запасы ассимилянтов, показателем которых является накопление сухого вещества значительно возрастали при переходе от альтернативных к биологическим технологиям, меньшая зависимость наблюдалась от биологических -  к умеренным и нивелировалась от умеренных к интенсивным. С увеличением уровня применения средств химизации от альтернативного до интенсивного сбор сухой биомассы возрастал с 116,6 до 128,6 ц/га по норме высева 6,0 млн. шт/га, с 109,5 до 119,2 ц/га - 4,5 млн.шт/га, и с 103,0 до 110,3 ц/га – 3,0 млн.шт/га.

Большое значение для накопления органического вещества имеет не только величина листьев, но и продолжительность их работы, то есть фотосинтетический потенциал (ФП). Прямо пропорционально площади листьев более высокие значения ФП 1867-2454 тыс.м2 х дней/га отмечены по технологиям с нормой высева семян 6,0 млн. шт/га. Наибольшей величины фотосинтетический потенциал достиг в интенсивной и умеренной технологиях по всем фонам норм высева семян. Урожайность довольно тесно коррелирует с ФП (г = 0,76-0,94).

  1. Фотосинтетическая деятельность посевов озимой ржи при разных

  технологиях возделывания (1998-2000 гг.)

п/п

Варианты технологий

Площадь листьев и накопление сухого вещества

(фазы по шкале Фикеса)


ФП,

тыс. м2/га х

сутки


ЧПФ,

г/м2 х сутки

ПРЛ, кг

зерна/

тыс. ед.ФП

2

5

8

10.2

10.5.1

11.1

1

(NPK)130+N45+ МЭ+ЗУ+С+П

5,5

5,2

25,8

33,0

43,7 74,6

56,4 94,0

48,1 112,5

34,7 128,6

2454

4,1

2,1

2

(NPK)70+N45+

МЭ+Н+П

5,4

5,2

25,7 33,4

44,2

73,7

55,9

92,8

47,5 110,7

35,4 127,4

2430

4,1

2,1

3

N45+H+3y+C+ Пу

5,0

5,1

24,7

32,8

43,2 73,3

55,3 91,2

47,6 108,9

35,3 126,5

2403

4,2

1,8

4

Н+ЗУ+С

5,1

4,6

21,5 26,4

36,4 52,8

42,5 84,5

35,0

99,6

24,8 116,6

1867

4,6

1,7

5

(NPK)130+N45+ МЭ+ЗУ+С+П

5,1

4,7

19,1 23,7

37,6 62,9

52,5 89,0

45,7 107,0

34,3 119,2

2210

4,2

2,2

6

(NPK)70+N45+ МЭ+Н+П

4,9 4,8

19,9 23,4

37,9 62,0

53,1 88,9

46,4 106,8

35,5 119,0

2250

4,2

2,2

7

N45+H+3y+C+ Пу

4,5 4,9

19,8 21,2

37,5 57,2

50,8

86,6

44,3 104,2

33,6 117,4

2169

4,4

1,9

8

Н+ЗУ+С

4,7

4,7

18,2 20,7

32,6

53,7

42,0

80,0

36,3 95,6

28,0 105,9

1845

4,7

1,7

9

(NPK)130+N45+ МЭ+ЗУ+С+П

5,3

4,5

16,5

21,6

33,2 52,7

43,0 72,4

37,9 88,6

28,9 112,3

1872

4,6

2,7

10

(NPK)70+N45+ МЭ+Н+П

5,3

4,1

16,3 21,5

33,2 52,2

43,0 72,0

37,8 88,1

29,2

111,9

1873

4,6

2,6

11

N45+H+3y+C+ Пу

4,1

4,1

15,8 21,3

31,7 50,7

40,5

70,3

36,2 85,6

28,5 109,2

1796

4,8

2,4

12

Н+ЗУ+С

4,1

4,0

15,0 19,9

27,8 46,0

36,3 67,2

31,6 81,3

24,6 103,0

1594

4,9

1,9

Примечание: в числителе – ассимиляционная площадь листьев, тыс. м2/га; в знаменателе – накопление сухого вещества, ц/га;

ЧПФ представлена за межфазный период 10.2-10.5.1.

Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) озимой ржи заметно увеличилась в технологиях с нормой высева семян 3,0 млн. шт/га, что связано с улучшением обеспеченности растений основными факторами жизнедеятельности. Усиление фона питания способствующее получению более высоких значений показателей ассимиляционной поверхности, приводило к взаимному затенению листьев и в большинстве случаев не позволяло в полной мере реализовать фотосинтетический потенциал, способствуя снижению ЧПФ. По альтернативным технологиям ЧПФ достигла максимальных значений 4,6-4,9 г/м2 в сутки в расчете на фотосинтезирующую поверхность листьев. В связи с этим наблюдается обратная зависимость между урожайностью и чистой продуктивностью фотосинтеза (г = - 0,53).

Наибольшая продуктивность работы листьев (ПРЛ) 1,9-2,7 кг зерна/тыс. ед. ФП нами получена в технологиях с минимальной нормой высева семян, увеличение которой на 25 и 50% приводило к снижению данного показателя. Возрастающие уровни минерального питания в сочетании с пестицидами оказали неоднозначное влияние на зерновую производительность ФП. ПРЛ находилась на одном уровне по интенсивным и умеренным технологиям, по альтернативным выход зерна на тысячу единиц фотосинтетического потенциала  был ниже на 19-30%.

Таким образом, благодаря поддержанию на высо­ком уровне чистой продуктивности фотосинтеза, которая обуславливает более интенсивное накоп­ление органического вещества и способствует увеличению выхода зерна на 1000 единиц фотосинтетическо­го потенциала, достаточно высокая ПРЛ формируется по технологии с нормой высева семян 3,0 млн. шт/га и умеренным фоном питания.

Исследования 1996-2000 гг. показали, что продуктивная кустистость озимой ржи варьировала от 1,25 до 1,54 имея тенденцию к повышению  по технологиям с нормой высева семян 3,0 млн. шт/га.

Озерненность колоса по альтернативным технологиям составляла 27,7 – 31,6, биологическим 31,3 – 39,1, умеренным 33,9 - 41,3,  интенсивным 34,1 – 41,2 шт. В технологиях с нормой высева семян 6,0 млн. шт/га число зерен в колосе находилось в интервале 27,7-34,1 шт, снижение которой на 25 и 50 %, приводило к увеличению озерненности соответственно на 5,7 - 10,5 и 14,1 – 24,9 %. Масса зерна с  колоса под влиянием технологий возделывания заметно возрастала от 0,95 до 1,59 г, максимального значения 1,59 г достигла по умеренной технологии с нормой высева семян 3,0 млн. шт/га за счет лучшего индивидуального развития растений озимой ржи, что непосредственно отразилось на урожайности.

По результатам исследований (1996-2000 гг.) выявлено, что урожайность зерна озимой ржи по умеренным технологиям была практически одного порядка с интенсивными (рис. 2), что указывает на принципиальную возможность, оптимизируя блок химизации, получать высокий урожай при значительно меньшем расходе на единицу площади минеральных удобрений. Это имеет не только существенное экономическое, но и важное экологическое значение. Использование органических удобрений с минеральными туками N45 в подкормку на биологических технологиях также способствовало значительному росту урожайности, прибавка составила  0,89 – 1,29 т/га. По альтернативным технологиям, основанным на применении органических удобрений и полном исключении средств химизации урожайность озимой ржи была ниже, но стабильна по годам. 

Рис. 2. Урожайность озимой ржи в зависимости от технологий

возделывания, т/га

НСР05:  1996 г. -  0,23; 1997 г. - 0,25; 1998 г. - 0,19;

1999 г. – 0,25; 2000 г. – 0,20 т/га 

Урожайность озимой ржи по технологиям с нормой высева семян 3,0 млн. шт/га и разным уровнем применения средств химизации, не уступала аналогичным технологиям с увеличенными на 25 и 50 %  нормами высева семян, что подтверждается результатами статистического анализа.

Исследования 2001-2005 гг. показали, что озимая рожь формировала практически равную урожайность в технологиях со вспашкой 3,04 – 5,04 т/га, плоскорезной и поверхностной обработками почвы 3,07 – 4,95 и 2,98 – 4,95 т/га соответственно,  различия между вариантами несущественны.

По альтернативным технологиям урожайность составила 2,98-3,07 т/га.  Минимальное использование минеральных туков в биологических технологиях способствовало росту урожайности на 36-41, умеренное в сочетании с пестицидами  на 56 – 63, а интенсивное на 61 – 66 %. Интенсивное использование средств химизации не приводило к достоверному увеличению урожайности в сравнении с умеренным фоном питания. Следовательно, предпочтение нужно отдать умеренным, биологическим и альтернативным технологиям возделывания озимой ржи с поверхностной обработкой почвы и нормой высева семян 3,0 млн. шт/га.

Качество зерна озимой ржи в зависимости от технологий

возделывания

Широкое использование зерна озимой ржи в хлебопекарной промышленности обуславливает ряд специфических требований, предъявляемых к его качеству. Известно, что пищевые достоинства зерна определяются его биохимическим составом, главным образом количеством белка. Исследования 1996-2000 гг. показали, что по содержанию общего азота и сырого белка выделились технологии с нормой высева семян 3,0 млн. шт/га (рис. 3). Явное превосходство имела интенсивная технология,  которой несколько уступала умеренная.

Рис. 3. Содержание общего азота и сырого белка в зерне озимой ржи

в зависимости от технологии возделывания

Содержание нитратов в зерне озимой ржи не превышало норматив (93 мг/кг) и находилось в пределах 78-84 мг/кг, различия между технологиями были незначительными.

Содержание крахмала имело тенденцию к повышению при снижении норм высева семян и увеличении уровня применения средств химизации. В технологиях с нормой высева семян 6,0 млн. шт/га этот показатель возрастал с 47,2 до 50,1 %, сниженной на 25 % - с 47,8 до 51,0 а на разреженных посевах – с 48,4 до 51,6 %.

Для получения хлеба хорошего качества необходимо поддерживать определенное соотношение между белком и крахмалом (Минеев, 1980; Касаева, 1982; Толстоусов, 1987). Оптимальное соотношение между белком и крахмалом 4,85-4,94 отмечено в технологиях с нормой высева семян 3,0 млн. шт/га.

Содержание сырого жира в зерне озимой ржи варьировало в пределах 1,77-1,84 % (рис. 4), зольных элементов: Р2О5  -  0,90-1,01, К2О – 0,59-0,67, СаО – 0,10-0,13 и  МgО – 0,17-0,23 %. 

Рис. 4. Содержание жира и зольных элементов в зерне озимой ржи в зависимости от технологии возделывания

Исследованиями не выявлено, каких-либо закономерностей в их изменении в зависимости от технологий возделывания.

К числу показателей, имеющих важное технологическое значение для ржи, относят натуру и массу 1000 зерен. Зерно ржи с высокой натурой и массой 1000 зерен дает в большинстве случаев выход муки больше, чем мелкозерное (Казаков, 1983; Кичигин, 1983; Егоров и др., 1984; Козьмина и др., 2006). По данным 1996-2000 гг. натура зерна озимой ржи была на уровне базисных кондиций 676-684 г/л, масса 1000 зерен колебалась от 34,3 до 37,5 г, лучшие показатели отмечены в технологии с нормой высева семян 3,0 млн. шт/га по умеренному фону питания.

Хотя стекловидность зерна у озимой ржи не играет такой важной роли как у пшеницы, но от неё зависят режим и схема помола (Строна, 1966; Казаков, 1983, Козьмина и др., 2006). Стекловидность зерна озимой ржи колебалась от 15 до 18 %, имея тенденцию к повышению в технологиях с применением средств химизации.

Число падения является основным показателем качества продовольственного зерна ржи для хлебопечения. Чем ниже активность амилолитических ферментов, тем выше число падения и соответственно хлебопекарные свойства зерна и наоборот, чем выше активность углеводно-амилазного комплекса, тем ниже качество хлеба (Козьмина, 1961; 1969; Приезжая и др., 1971; Бабанина, 1981; Ауэрман, 1984; Гончаренко, 2000). Показатели углеводно-амилазного комплекса (табл. 2) соответствовали технологическим требованиям, укладываясь по числу падения в интервал 186-198 сек.  Согласно ГОСТ 16990 – 88 по показателю «Число падения» такое зерно относится ко второму классу качества (140-200 сек) и при переработке в муку любого выхода гарантирует устойчивое хорошее качества хлеба.

2. Изменение показателей хлебопекарных качеств зерна озимой ржи в

зависимости от технологии возделывания (1998-2000гг.)

(норма высева семян 3,0 млн. шт/га)

Технология

Число падения,

сек

Высота

амилограммы, ед. ам.

Интенсивная

197

638

Умеренная

198

636

Биологическая

191

611

Альтернативная

186

524

Высота амилограммы находились в пределах 574-638 единиц амилографа, что свидетельствует  о пригодности муки для выпечки хлеба, как на закваске, так и на дрожжах. Зерно с лучшими хлебопекарными качествами формировалось по интенсивной и умеренной технологиям.

Таким образом, высококачественное продовольственное зерно озимой ржи в условиях серых лесных почв юго-западной части Нечерноземной зоны России можно получать не только по интенсивной и умеренной, но также по биологической и альтернативной технологиям с нормой высева семян 3,0 млн. шт/га.

Обязательными анализами партии семян являются определение чистоты, всхожести и в этом же анализе ненормируемого официально, но важного в технологическом аспекте показателя энергии прорастания. Исследования 1996-2000 гг. показали, что чистота семян озимой ржи была высокой 96-99% по всем технологиям возделывания.

Учитывая то обстоятельство, что значительные площади посева озимой ржи в Нечерноземной зоне России засеваются свежеубранными семенами, были проведены соответствующие наблюдения за изменением энергии прорастания и всхожести семян озимой ржи в зависимости от технологий возделывания. Через месяц после наступления полной спелости энергия прорастания семян составила 29-61, всхожесть 34-65 %, максимальные показатели отмечены на биологических и альтернативных технологиях.

Спустя шесть месяцев после уборки энергия прорастания и лабораторная всхожесть значительно возросли до уровня 86-94 и 93-97% соответственно. По интенсивной и умеренной технологиям с минимальной нормой высева наблюдалась тенденция повышения посевных качеств семян озимой ржи. Следовательно, данные семена нужно использовать в качестве переходящего семенного фонда. Технологии с нормой высева 3,0 млн. шт/га также представляют особый интерес на семенных участках при размножении дефицитных сортов и семян высоких репродукций, что способствует значительному увеличению коэффициента размножения и улучшению качества семян.

Влияние агрохимических приемов на урожайность

и качество озимой ржи

Агрохимическая составляющая технологий возделывания озимой ржи должна основываться на разумном сочетании доз, видов, форм, способов внесения удобрений в севообороте в едином комплексе с пестицидами. Исследованиями 1993-2008 гг. установлено, что минимальная урожайность зерна озимой ржи 6,9 ц/га, получена на контроле (табл. 3). Озимая рожь является завершающей культурой севооборота и испытывает последействие удобрений внесенных под все предшествующие культуры. В варианте последействия 80 т/га навоза  урожайность озимой ржи увеличилась на 2,4 ц/га по отношению к контролю, следовательно, навоз, внесенный под первую культуру севооборота – картофель, проявил свое последействие в течение четырех лет, что также подтверждается исследованиями М.Н. Новикова (1994) проведенными в условиях легких дерново-подзолистых почв. При совместном внесении минеральных удобрений N70Р30К60 с половинной дозой навоза 40 т/га за счёт эффекта взаимодействия урожайность увеличилась в 2,3 раза, а  по минеральной системе с дозой N140Р60К120 – в 2,8 раза. Дальнейшее повышение фона питания до N210Р90 К180  не привело к росту урожайности, она наоборот снизилась, что объясняется депрессирующим действием высоких доз минеральных удобрений в засушливые годы,  а также полеганием растений в годы с обильными осадками в период созревания хлебов.

Комплексное применение систем удобрений и средств защиты растений позволило получить максимальную прибавку 8,5 ц/га зерна при высокой дозе минеральных удобрений.  Минеральная система удобрения N140Р60К120 в комплексе с химическими средствами защиты растений обеспечила урожайность озимой ржи одного порядка с фоном N210Р90 К180  + пестициды, различия между указанными вариантами несущественны. Высокая эффективность применения пестицидов отмечена также по органо-минеральной системе удобрения. Поэтому при выборе системы удобрения озимой ржи следует исходить из складывающейся финансово-экономической ситуации конкретного хозяйства.

3. Влияние удобрений и химических средств защиты растений на

урожайность зерна озимой ржи, ц/га

Вариант

Урожайность

Прибавка

без

пестицидов

с

пестицидами

от

удобрений

от

пестицидов

Контроль

6,9

-

-

-

Последействие

навоза 80 т/га

9,3

-

2,4

-

Последействие навоза 40 т/га + N70Р30К60

15,8

21,9

8,9

6,1

N70Р30К60

14,8

15,9

7,9

1,1

N140Р60К120

19,4

23,7

12,5

4,3

N210Р90 К180 

16,4

24,9

9,5

8,5

HCP05

2,2

2,0

-

-

Перед сельскохозяйственной наукой и практикой стоит задача не только систематического увеличения урожайности, но и повышения качества получаемой продукции. Содержание сырого белка в зерне озимой ржи по всем вариантам опыта было высоким 11,9-12,6 %, а максимальное 12,6 % получено при внесении средней дозы минеральных удобрений N140Р60К120. Дальнейшее повышение минерального фона не привело к увеличению его содержания, органическая и органо-минеральная системы удобрений так же оказались менее эффективными.

Комплексное применение средств химизации способствовало некоторому снижению содержания сырого бел­ка в сравнении с аналогичными вариантами без пестицидов. Вероятно, это связано с ростовым разбавлением концентрации азота в результате повышения урожая основной и побочной продукции при использовании химических средств защиты растений.

Основным показателем качества белка при использовании его в пи­щу или на корм является биологическая ценность, которая зависит от количества незаменимых аминокислот (Heger, Frudrych, 1981; Козьмина и др., 2006). Усиление фона питания способствовало увеличению содержания аминокислот в зерне озимой ржи (табл. 4). Максимальное содержание аминокислот 103,06 г/кг сухого вещества (в том числе незаменимых  29,13 г) получено по минеральной системе удобрения N140Р60К120. Применение пестицидов несколько снижало содержание аминокислот в зерне озимой ржи в сравнении с аналогичным фоном питания.

4. Влияние средств химизации на содержание аминокислот в зерне озимой ржи, г на 1 кг сухого вещества (среднее за 2005 – 2006 гг.)

Аминокислоты

Варианты

контроль

навоза 40 т/га + N70P30K60

навоза 40 т/га + N70P30K60 + пестициды

N140P60K120

N140P60K120 + пестициды

Аспарагиновая

6,26

6,40

6,38

6,88

6,51

Треонин*

2,96

3,15

3,16

3,30

3,24

Серин

5,09

5,49

5,43

5,72

5,58

Глютаминовая

23,92

24,50

24,17

25,53

24,95

Пролин

7,42

8,33

8,68

8,51

7,98

Цистин

1,22

1,33

1,30

1,35

1,30

Глицин

4,41

4,74

4,71

5,18

4,71

Аланин

5,17

5,29

5,25

5,39

5,32

Валин*

4,03

4,11

4,08

4,23

4,02

Метионин*

0,69

0,79

0,87

1,37

1,19

Изолейцин*

2,45

2,65

2,59

2,70

2,58

Лейцин*

5,77

5,90

5,85

6,81

6,42

Тирозин

2,90

3,09

3,20

3,30

3,25

Фенилаланин*

3,86

4,17

4,13

4,68

4,38

Гистидин

5,68

6,89

6,71

6,95

6,81

Лизин*

4,51

4,81

4,74

5,09

4,90

Аргинин

3,71

3,90

3,86

5,12

5,05

Триптофан*

0,83

0,89

0,86

0,95

0,91

Незаменимые аминокислоты

25,10

26,47

26,28

29,13

27,64

Свободные аминокислоты

65,78

69,96

69,69

73,93

71,46

Сумма аминокислот

90,88

96,43

95,97

103,6

99,10

Примечание: знаком * отмечены незаменимые аминокислоты

Исследования 1996-2008 гг. позволяют констатировать, что уровень нитратов (рис. 5) в зерне озимой ржи не превышал норматив и колебался от 52 мг/кг на контроле до 64 мг/кг по фону N210Р90К180, применение пестицидов на всех фонах питания не приводило к его увеличению.

Рис.5 . Влияние систем удобрения и пестицидов на содержание

нитратов в зерне озимой ржи, мг/кг

Анализ экспериментальных данных 2005-2007 гг. свидетельствует, что содержание крахмала в зерне озимой ржи изменялось в пределах от 59,5% до 62,3 % в зависимости от систем удобрения и пестицидов. На контроле содержание крахмала составило 59,9 %, использование низкой дозы минеральных туков (N70Р30К60) не приводило к существенному изменению крахмалистости зерна, а последействие 40 т/га навоза с этой дозой удобрения и последействие 80 т/га навоза способствовало увеличению до 60,5 %. В вариантах с внесением возрастающих доз минеральных туков (N140Р60К120 и N210Р90К180) отмечено достоверное увеличение содержания крахмала на 1,0 и 1,6% соответственно. При использовании химических средств защиты растений наблюдалась устойчивая тенденция роста содержания крахмала в зерне озимой ржи по сравнению с контролем, что объясняется большей продолжительностью работы фотосинтетического аппарата растений и улучшением углеводного обмена.

Содержание фосфора в зерне озимой ржи варьировало от 3933 до 4400 мг/кг и имело определенные различия по вариантам опыта (табл. 5). Минимальное его содержание 3933 мг/кг отмечено по фону последействия навоза 40 т/га в сочетании с низкой нормой минеральных туков и пестицидов. При исключении навоза и усилении уровня минерального питания наблюдалась тенденция увеличения накопления фосфора конечной продукцией, а  по фону N210Р90К180 + пестициды его количество достоверно возросло и достигло максимума 4400 мг/кг.

5. Влияние удобрений и пестицидов на содержание макроэлементов в зерне озимой ржи, мг/кг

Вариант

Р

К

Са

Mg

Na

S

1. Контроль

4067

4100

437

1433

15,4

1367

2. Последействие навоза 80 т/га

4233

4067

500

1533

16,0

1367

3. Последействие навоза 40 т/га + N70Р30К60

4166

4067

493

1600

14,2

1333

4. N70Р30К60

4000

4000

553

1500

16,3

1267

5. N140Р60К120

4000

3933

513

1467

13,3

1333

6. N210Р90К180

4233

4033

510

1567

13,4

1433

7. Последействие навоза 40 т/га +  N70Р30К60  + пестициды

3933

4167

463

1300

14.0

1233

8. N70Р30К60 + пестициды

4100

4133

520

1467

16,7

1333

9. N140Р60К120 + пестициды

4133

4033

510

1500

14,6

1267

10. N210Р90К180 + пестициды

4400

4267

587

1633

15,9

1367

НСР05

351

462

116

300

4,5

148

Системы удобрений и средств защиты растений не оказали существенного влияния на накопление, как калия, так и натрия  в основной продукции озимой ржи, которое находилось на уровне 3933-4267 и 13,3-16,7 мг/кг соответственно. Однако по фону N140Р60К120 отмечена тенденция снижения содержания данных макроэлементов, что вероятно связано с ростовым разбавлением в результате высокой урожайности зерна озимой ржи.

Минимальное содержание кальция в зерне озимой ржи (437 мг/кг) получено на контроле, применение удобрений способствовало повышению его содержания до уровня 587 мг/кг по фону N210Р90К180  в сочетании с пестицидами.

Существенные различия по содержанию магния наблюдались в вариантах с комплексным применением средств химизации, где отмечается как минимальное (1300 мг/кг), так и максимальное (1633 мг/кг) количество этого элемента. С улучшением фона питания имела место тенденция повышения накопления магния в зерне озимой ржи. 

Содержание серы не значительно изменялось в основной продукции озимой ржи в зависимости от систем удобрений и средств защиты растений и колебалось от 1233 до 1433 мг/кг.

Таким образом, наиболее контрастно содержание макроэлементов изменялось в вариантах  с применением удобрений и химических средств защиты растений. По фону последействия навоза 40 т/га + N70Р30К60 + пестициды  содержание Р, Mg, Na и S было минимальным, а применение высоких доз минеральных удобрений N210Р90К180 в сочетании с пестицидами оказало существенное положительное влияние на накопление практически всех макроэлементов в зерне озимой ржи где их концентрация достигла максимума. Улучшение качества зерна агрохимическими приемами оказалось достаточно эффективным, что позволяет говорить о возможности товарного производства продовольственного зерна хорошего качества на дерново-подзолистых почвах юго-запада России.

Фитосанитарные и экологические аспекты технологий

возделывания озимой ржи с разным уровнем применения

средств химизации

Засоренность агроценозов озимой ржи

Формирование оптимального фитосанитарного состояния посевов озимой ржи, возможно, лишь при комплексном использовании средств регулирования: организации севооборотов, рациональной обработке почвы, оптимальной норме высева семян, сбалансированной системе применения средств химизации.

Фитосанитарное обследование посевов 1996-2000 гг. показало, что изучаемые технологии в начале вегетации озимой ржи мало сказывались на количестве сорных растений (рис. 6). Численность сорняков в фазу кущения озимой ржи варьировала от 92,2 до 103,8  шт/м2,  воздушно сухая масса от 2,1 до 5,9 г/м2 (рис. 7) достигая максимума на интенсивных технологиях. 

Рис.6. Засоренность посевов озимой ржи в зависимости

от технологий возделывания

Рис. 7. Изменение воздушно-сухой массы сорных растений в зависимости от технологии возделывания озимой ржи, г/м2

Применение гербицида (базагран 3 л/га) на интенсивных и умеренных технологиях способствовало снижению засоренности в 1,86 - 2,18 раза, а некоторые виды сорных растений были значительно угнетены и начали отставать в росте. На биологических и альтернативных технологиях также не отмечено роста численности сорного компонента, что объясняется повышением конкурентноспособности озимой ржи. Перед уборкой численность сорняков снизилась до 34,8-59,2 шт/м2, воздушно-сухая масса находилась на уровне 12,0-27,9 г/м2. Минимальная засоренность отмечена по интенсивной и умеренной технологиям.

В среднем за 2001-2005 гг. засоренность посевов в фазу кущения озимой ржи составила 69,0-109,8 шт/м2,  воздушно сухая масса 2,7 – 6,3 г/м2. Наибольшее количество сорных растений отмечено в технологиях с безотвальной 90,0-102,2 и поверхностной обработкой почвы 90,4-109,8 шт/м2. Это объясняется тем, что семена сорняков при данных способах обработки находились в поверхностном слое почвы и имели лучшие условия для прорастания. В технологиях с применением вспашки количество сорняков было ниже соответственно на 3,8-30,4 и  9,7-31,0%. Минимальная засоренность 69,0-90,4 шт/м2 и воздушно-сухая масса сорного компонента 2,7-3,0 г/м2  отмечена по альтернативным технологиям.

Используемый в опыте гербицид (ленок 6 г/га) оказал существенное влияние на засоренность посевов озимой ржи. Через месяц после обработки посевов гербицидом количество сорняков на интенсивной и умеренной технологиях снизилось в 2,0-2,3 раза, двудольные сорняки были уничтожены практически полностью, а сохранившиеся выглядели ослабленными и деформированными.

Устойчивая тенденция снижения обилия сорняков в технологиях с традиционной обработкой почвы в начале вегетации к уборке урожая нивелировалась. Количество сорняков в технологиях с применением вспашки составило 28,0-36,8, плоскорезной 28,8-40,0 и поверхностной обработки 32,8-39,8 шт/м2,  воздушно- сухая масса соответственно 11,8-20,4; 11,4-21,2 и 12,9-22,0 г/м2.

Исследования 2006-2008 гг. показали, что системы удобрений и средств защиты растений оказывают разноплановое влияние на обилие сорного компонента в посевах озимой ржи перед уборкой урожая (рис 8). Максимальная численность сорных растений 51 шт/м2 отмечена на контроле.  Внесение органических удобрений (последействие 80 т/га навоза) способствовало лучшему росту и развитию озимой ржи и соответственно снижению сорной популяции на 9,8%. Органо-минеральная система, значительно увеличивала конкурентноспособность озимой ржи, сокращая численность сорняков на 17,6%. В вариантах с применением минеральных удобрений  количество сорного компонента снижалось в 1,3 - 1,6 раза. 

Рис. 8. Изменение засоренности посева озимой ржи в зависимости от систем удобрений и средств защиты растений

Комплексное применение удобрений в сочетании с пестицидами повышало конкурентную способность озимой ржи и снижало вредоносность сорняков. Самый низкий уровень засоренности посевов озимой ржи 21 шт/м2 отмечен в варианте N140P60K120 + пестициды, где растения основной культуры максимально вытеснили сорную растительность в агроценозе, что непосредственно отразилось на уровне урожайности.

Согласно данных нашего опыта изменения по массе сорняков согласуются с их численностью по всем изучаемым вариантам. Воздушно-сухая масса сорного компонента варьировала от 11,4 до 25,1 г/м2  Максимальное значения сухой массы сорняков отмечено на контрольном варианта, а минимальная масса сорных растений 11,4 г/м2 характерна для фона с N140 P60 K120 + пестициды. Корреляционный анализ свидетельствует, что засоренность посева оказывает прямое отрицательное действие на урожайность озимой ржи. Выявлена высокая отрицательная зависимость урожайности от количества сорного компонента и его воздушно-сухой массы r = -0,89 и r = -0,86 соответственно.

Сорные растения потребляют из почвы большое количество питательных веществ, ухудшая тем самым условия питания культурных растений. На средне засоренных полях из почвы сорняками выносится 20-40 кг/га азота, 25-80 кг/га фосфора и 10-30 кг/га калия, а на сильно засоренных соответственно: 50-100, 100-250 и 120-300 кг/га (Захаренко, 1990; 2001). Результаты изучения выноса питательных элементов (NPK) сорными растениями в посевах озимой ржи представлены в таблице 6.

6. Вынос элементов питания сорными растениями в посевах озимой ржи при разных уровнях использования агрохимикатов, кг/га

Вариант опыта

N

P2O5

K2O

NPK

1. Контроль

6,00

1,36

12,9

20,26

2. Последействие 80 т/га навоза

6,12

1,14

10,2

17,46

3. Последействие 40 т/га навоза + N70 P30 K60

5,26

0,94

9,3

15,50

4. N70 P30 K60

5,28

0,81

9,35

15,44

5. N140 P60 K120

3,2

0,51

5,42

9,13

6. N210 P90 K180

3,4

0,54

5,15

9,09

7. Последействие 40 т/га навоза + N70 P30 K60 + пестициды

3,2

0,49

4,90

8,59

8. N70 P30 K60 + пестициды

3,0

0,42

4,20

7,62

9. N140 P60 K120 + пестициды

2,78

0,41

4,32

7,51

10. N210 P90 K180 + пестициды

2,69

0,55

4,52

7,76


Уровень выноса элементов питания в определенной степени согласуется с обилием сорняков в посевах озимой ржи. Корреляционно-регрессионный анализ зависимости урожайности от выноса элементов питания сорным компонентом показал обратную корреляционную связь (r = -0,86), что связано с проявлением конкурентных взаимоотношений компонентов в период вегетации.  Применение удобрений и химических средств защиты растений существенно улучшает агроэкологические условия роста, и развития озимой ржи и подавляет сорняки. Следовательно, сбалансированное внесение элементов питания является реальным способом управления фитосанитарным состоянием агрофитоценозов.

Содержание тяжелых металлов в зерне озимой ржи в зависимости

от систем удобрений и химических средств защиты растений

В условиях мощного агротехногенного воздействия на агроэкосистему необходим жесткий контроль по содержанию тяжелых металлов, как в почве, так и в выращиваемой продукции. Наряду с промышленностью и транспортом загрязнение почвы ТМ происходит в результате ненормированного внесения минеральных и органических удобрений, неправильного использования пестицидов. Среди тяжелых металлов одно из первых мест по токсичности занимают свинец и кадмий. В результате исследований 2005-2007 гг. выявлено, что содержание свинца в зерне озимой ржи не зависело от уровня использования средств химизации и составило менее 0,043 мг/кг (табл. 7), что ниже ПДК в 11,6 раз. Содержание кадмия было также значительно ниже ПДК и варьировало от 0,076 до 0,0105 мг/кг.

7. Содержание тяжелых металлов в зерне озимой ржи в зависимости

от средств химизации, мг/кг

Вариант

Pb

Cd

Сu

Zn

Mn

Ni

Co

Контроль

<0,043

0,0084

4,7

28,7

19,3

<0,06

<0,006

Последействие навоза  80 т/га

<0,043

0,0076

5,0

29,3

21,3

<0,06

<0,006

Последействие навоза  40 т/га + N70P30K60

<0,043

0,0082

5,1

28,3

24,0

<0,07

<0,006

N70P30K60

<0,043

0,0085

4,4

20,0

21,3

<0,06

<0,006

N140P60K120

<0,043

0,0083

4,2

22,3

20,0

<0,07

<0,006

N210P90K180

<0,043

0,0078

4,6

24,7

20,3

<0,06

<0,006

Последействие навоза  40 т/га + N70P30K60 + П

<0,043

0,0082

4,5

24,0

17,7

<0,08

<0,006

N70P30K60 + П

<0,043

0,0091

4,2

21,7

19,3

<0,06

<0,006

N140P60K120 + П

<0,043

0,0098

4,3

24,0

20,3

<0,06

<0,006

N210P90K180 + П

<0,043

0,0105

5,2

30,3

19,3

<0,06

<0,006

ПДК

0,5

0,1

5,0

50,0

150

0,5

0,3

МДУ

5,0

0,3

30,0

50,0

-

1,0

1,0

Медь и цинк  являются биогенными элементами, без которых невозможны многие ферментативные биохимические реакции в растениях, недостаток этих элементов приводит к нарушению метаболических процессов в растительном организме и, в конечном счете, недобору урожая. В высоких концентрациях Cu и Zn могут быть токсичными для растений, животных и человека (Алексеев, 1987; Кабата Пендиас, Пендиас, 1989; Ильин, 1991; Черных, Овчаренко, 2002; Анисимов и др., 2007). Содержание меди в зерне озимой ржи составило  4,2-5,2 мг/кг, имея тенденцию к повышению по органической системе удобрения, по органо-минеральной и фону N210Р90К180 в комплексе с пестицидами её содержание незначительно превышало ПДК, но было значительно ниже МДУ. Следовательно, выявленный факт увеличения накопления меди в зерне озимой ржи под действием комплекса удобрений и химических средств защиты растений требует дальнейшего детального изучения. Концентрация цинка 1,65 - 2,5 раза была ниже ПДК.  Максимальное накопление кадмия, меди и цинка отмечено по фону N210Р90 К180  + пестициды.

Никель – не заменимый компонент некоторых ферментов, например уреазы, но его избыток может быть причиной различных заболеваний  человека (Ильин, 1985; Минеев и др., 1989).  В нашем опыте зерно озимой ржи содержало никеля <0,08 мг/кг, что значительно ниже ПДК. Таким образом, концентрация тяжелых металлов в зерне озимой ржи за исключением меди  не превышала ПДК по всем вариантам опыта. Следовательно, длительное применение научно обоснованных доз удобрений в севообороте на дерново-подзолистых почвах не приводит к токсическому накоплению ТМ в конечной продукции.

Влияние систем удобрения и химических средств защиты растений на накопление радиоцезия в зерне озимой ржи

Основным показателем качества производимой продукции в условиях радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий является содержание радионуклидов в урожае возделываемых культур. По результатам исследований 1993-2008 гг. можно утверждать (рис. 9), что применение комплек­са агрохимических мероприятий является одним из основных путей снижения уровня за­грязнения 137Cs основной продукции озимой ржи. В целом просле­живается четко выраженная тенденция снижения накопления 137Cs  в зерне  озимой ржи в третью и четвертую ротации севооборота практически по всем изучаемым вариантам, включая контроль, следовательно, биологическая доступность 137Cs растениям озимой ржи  с течением времени меняется.

Исследования И.М. Богдевич и др., (2006) подтверждают, что с увеличением времени контакта радионуклида с почвой происходит перераспределение отдельных форм. Выявлена общая тенденция к снижению доли водорастворимых и обменных форм (доступных для растений) и увеличение доли подвижных и прочнофиксированных радионуклидов (мало доступных для растений) для большинства почв с течением времени.

В наших опытах содержание цезия – 137 в зерне озимой ржи на контроле в первую и вторую ротации севооборота превышало ПДК (СанПиН 2.3.2.1078-01 – 70 Бк/кг), а в среднем за 16 лет составило 69 Бк/кг. Последействие навоза 80 т/га снижало его содержание  в основной продукции озимой ржи в 1,6 раза, а последействие 40 т/га навоза в сочетании с N70P30K60 в 2,1 раза. В вариантах с последействием органических удобрений снижение происходит за счет увеличения урожайности, то есть наблюдается биологический процесс разбавления (Белоус, 2002; 2003; Воробьев, 2002), а также улучшаются агрохимические свойства почвы, что способствует закреплению ионов 137Сs в почвенно-поглотительном комплексе и меньшему переходу его в растения (Белоус, 2002; 2003).

Применение минеральных удобрений в дозах N70Р30К60; N140Р60К120 и N210Р120К180 позволило получить зерно с содержанием 137Сs соответственно в 1,9; 2,3 и 2,4 раза ниже, чем на контроле.

Рис. 9. Влияние систем удобрений и пестицидов на содержание

137С в зерне озимой ржи, Бк/кг

В вариантах с органо-минеральной и минеральной системой удобрения с низкой дозой NPK в сочетании с пестицидами, содержание цезия-137 в зерне озимой ржи было практически одного порядка с аналогичными фонами питания без применения химических средств защиты растений. При внесении двойных и тройных доз минеральных удобрений в комплексе с пестицидами концентрация радио-цезия в зерне озимой ржи снизилась соответственно в 2,7 и 2,9 раза по сравнению с контрольным вариантом. Основное влияние на снижение поступления 137Сs в вариантах с использованием минеральных удобрений оказывают ионы калия, так как они являются антагонистами ионов 137Сs, что подтверждается многими исследователями (Гулякин, Юдинцева, 1973; Горина, 1976; Алексахин, 1982; Моисеев и др., 1986; Фирсакова и др., 1990;  Санжарова и др., 1998; Белоус 2000; Богдевич и др., 2006; А.Г. Подоляк и др., 2007). Таким образом,  применение различных систем удобрения, а так же их сочетание с пестицидами, позволяет получать нормативно чистое зерно озимой ржи.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ  И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ РЖИ

Экономический анализ (опыт 1) показал, что возделывание озимой ржи в условиях серых лесных почв юго-западной части Нечерноземной зоны России наиболее эффективно по умеренным, биологическим и альтернативным технологиям с нормой высева семян 3,0 млн. шт/га, которые обеспечили низкую себестоимость и высокий уровень рентабельности производства зерна (табл. 8). В целом по опыту неоспоримые преимущества имела альтернативная технология, где отмечена самая низкая себестоимость зерна 0,86 тыс. руб./т и максимальный уровень рентабельности 362,4 %.

В опыте 2 уровень рентабельности производства зерна озимой ржи составил 34,0 - 294,4 %. По интенсивным и умеренным технологиям он имел близкие значения по всем фонам основной обработки почвы соответственно 32,6-34,0 и 79,4-83,2 %.

На альтернативных технологиях уровень рентабельности достиг 227,8-237,4 % имея тенденцию к повышению по фонам с плоскорезной и поверхностной обработками почвы.  Наибольшая экономическая эффективность отмечается по биологической технологии при минимализации основной обработки почвы, где уровень рентабельности составил 294,4 %, что на 18,7 % выше по сравнению с аналогичным вариантом на фоне вспашки.

В опыте 3 отмечена достаточно высокая эффективность органических, органо-минеральных и минеральных систем удобрения с низкими и оптимальными дозами NPK и  низкая высоких доз минеральных удобрений и пестицидов. Наиболее высокий чистый доход получен по органо–минеральной системе удобрения – 2212 руб/га, при уровне рентабельности 58,3 %, применение пестицидов по данной системе удобрения  снизило уровень рентабельности на 42,2 %. Довольно высокий чистый доход получен также по минеральной системе с низкими и двойными дозами NPK без применения химических средств защиты растений соответственно 1826 и 1315 руб/га, уровень рентабельности 44,6 и 20,4 %. В связи с диспаритетом цен применение высоких доз минеральных удобрений и пестицидов по минеральным системам удобрения не обеспечивает должного экономического эффекта.

Оценка технологий возделывания озимой ржи по энерго- и ресурсосберегаемости (опыт 1) свидетельствует, что наибольший удельный вес в структуре энергозатрат приходится на косвенные 71,6 – 87,8, доля прямых  составляет 12,2-28,4 %. В вариантах с интенсивным использованием агрохимикатов доля минеральных удобрений достигает 55,7 – 58,5, умеренным 45,3-47,8 и минимальным 22,3-24,2 %. Суммарные энергозатраты по данным технологиям составили соответственно 28,9-29,8; 22,6-23,8 и 14,9-16,1 МДж/га. Минимальные энергозатраты отмечены на альтернативных технологиях 9,4-10,6 МДж/га.

8. Экономическая эффективность технологий возделывания  озимой ржи  (1996-2000 гг.)

Показатели

Технология

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Урожайность, т/га

5,17

5,10

4,32

3,23

5,03

4,94

4,15

3,26

5,20

4,93

4,33

3,04

Стоимость валовой продукции, тыс. руб./га.

20,68

20,40

17,28

12,92

20,12

19,76

16,6

13,04

20,8

19,72

17,32

12,16

Производственные затраты, тыс. руб./га

18,66

14,43

7,04

3,73

18,11

13,88

6,49

3,18

17,56

13,32

5,94

2,63

Производственная себестоимость, тыс. руб./т

3,61

2,83

1,63

1,15

3,60

2,81

1,56

0,97

3,38

2,70

1,37

0,86

Чистый доход, тыс. руб./га

2,02

5,97

10,24

9,19

2,01

5,88

10,11

9,86

3,24

6,40

11,38

9,53

Уровень рентабельности, %

10,8

41,4

145,5

246,4

11,1

42,4

155,8

310,1

18,5

48,0

191,6

362,4

9. Энергетическая эффективность технологий возделывания озимой ржи (2001-2005 гг.)

Показатели

Технология

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Урожайность, т/га

5,04

4,95

4,17

3,04

4,95

4,80

4,18

3,07

4,95

4,83

4,19

2,98

Получено энергии, ГДж/га

67,49

66,28

55,84

40,71

66,28

64,24

55,97

41,11

66,28

64,67

56,10

39,90

Энергозатраты, ГДж/га

31,57

25,28

16,88

10,60

30,84

24,53

16,15

9,88

30,12

23,81

15,43

9,16

Чистый энергетический доход, ГДж/га

35,92

41,00

38,96

30,11

35,44

39,71

39,82

31,23

36,16

40,86

40,67

30,70

Коэффициент энергетической эффективности

1,14

1,62

2,31

2,84

1,14

1,62

2,47

3,16

1,20

1,72

2,64

3,29

Биоэнергетический коэффициент посева

2,14

2,62

3,31

3,84

2,14

2,62

3,47

4,16

2,20

2,72

3,64

4,29

Все технологии возделывания озимой ржи с позиции энергозатрат эффективны (КЭЭ 1,3-3,3), но наиболее высокий коэффициент энергетической эффективности 2,8-3,2 и биоэнергетический коэффициент посева 3,8-4,2 получены по альтернативным технологиям. В технологиях со сниженной на 25 и 50 % нормой высева семян имела место тенденция повышения энерго- и ресурсосберегаемости.

Аналогичная закономерность четко прослеживалась при энергетической оценке технологий возделывания озимой ржи с разными способами основной обработки почвы (опыт 2) и уровнем применения средств химизации (табл. 9). Применение средств химизации способствовало увеличению суммарных энергозатрат в 1,68 – 3,29 раза при одновременном увеличении выхода энергии с урожаем лишь в 1,36 – 1,66 раза по сравнению с контролем. Поэтому коэффициент энергетической эффективности при переходе от интенсивных технологий к альтернативным увеличивается от 1,3-1,4 до 2,8–3,2 соответственно. Наименьшей энергоемкостью характеризовались технологии с применением поверхностной обработки почвы.

ВЫВОДЫ

1. Исследования, проведенные на серых лесных легкосуглинистых и дерново-подзолистых песчаных почвах юго-запада России, показали, что в плодосменном севообороте для воспроизводства и повышения плодородия важная роль принадлежит органической и органо-минеральной системам удобрения, при этом помимо традиционных органических удобрений (навоз) необходимо широко применять солому, сидераты.

Длительное сельскохозяйственное использование дерново-подзолистых песчаных почв без применения удобрений приводит к значительному падению уровня почвенного плодородия.

2. Установлено, что фитоценотические показатели посевов озимой ржи в значительной степени зависят от норм высева семян, систем удобрений и средств защиты растений и практически не зависят от способов основной обработки почвы. Наибольшие значения полевой всхожести, полноты всходов, зимостойкости, выживаемости и сохранности растений получены в технологиях с нормой высева семян 3,0 млн. шт/га по интенсивному и умеренному фонам питания соответственно 81,0; 85,3; 93,0; 75,7; 88,7  и 80,7; 85,0; 90; 71,3; 83,9 %.  Показатели структуры посевов озимой ржи по технологиям с применением вспашки, поверхностной и плоскорезной обработок почвы были близки по значениям.

3. Выявлено, что максимальная площадь листовой поверхности 56,4 тыс. м2/га, накопление сухого вещества 128,6 ц/га и фотосинтетический потенциал 2454 тыс.м2 х дней/га формировались по интенсивной технологии с нормой высева семян 6,0 млн. шт/га. Однако ЧПФ и ПРЛ достигли наиболее высоких значений соответственно 4,6-4,9 г/м2 в сутки и 1,9-2,7 кг зерна/тыс. ед. ФП в технологиях с нормой высева семян 3,0 млн. шт/га.

4. Густота стояния растений при оптимизации фона питания является одним из решающих факторов формирования индивидуальной продуктивности растений. Максимальные показатели продуктивной кустистости - 1,54, массы 1000 зерен - 37,5 г, озерненности колоса - 41,3 шт, и массы зерна с колоса - 1,59 г получены по умеренной технологии с нормой высева семян 3,0 млн. шт/га.

5. Доказано, что при возделывании озимой ржи на серой лесной легкосуглинистой почве в плодосменном севообороте норму высева семян 6,0 млн. шт/га можно снижать на 25 и 50 % без риска падения урожайности.

Альтернативные технологии, основанные на применении органических удобрений, как в прямом действии, так и в последействии и полном исключении средств химизации обеспечивают стабильную урожайность зерна озимой ржи на уровне 3,04-3,26 т/га. Минимальное использование агрохимикатов на биологических технологиях способствует значительному увеличению урожайности на 0,89 – 1,29 т/га. Максимальная урожайность зерна озимой ржи формировалась на интенсивных и умеренных технологиях соответственно 5,03-5,20 и 4,93-5,10 т/га, так как различия  между ними несущественны.

Урожайность зерна озимой ржи в технологиях с применением в системе основной обработки почвы вспашки, плоскорезной и поверхностной обработок достоверно не изменялась и находилась в пределах 3,04 – 5,04; 3,07 – 4,95 и 2,98 – 4,95 т/га соответственно. 

6. Лучшие показатели биохимических, технологических и хлебопекарных качеств зерна озимой ржи получены  в технологиях с нормой высева семян 3,0 млн. шт/га с интенсивным и умеренным использованием средств химизации. Для создания переходящего семенного фонда озимую рожь следует возделывать по данным технологиям,  а для использования семян в текущем году по биологической и альтернативной.

7. Возделывание озимой ржи на дерново-подзолистых песчаных почвах  по органо-минеральной и минеральной системе удобрения N140P60K120 обеспечивает урожайность 15,8 и 19,4 ц/га соответственно. Комплексное использование средств химизации способствует достоверному повышению урожайности по органо-минеральной и минеральной системе удобрения со средними и высокими дозами NPK.

8. Наибольшее положительное влияние на накопление сырого белка и содержание аминокислот в зерне озимой ржи отмечено по минеральному фону N140P60K120, действие пестицидов проявлялось в тенденции к снижению данных показателей качества зерна.

Применение удобрений как в сочетании с химическими средствами защиты растений, так и без них способствовало повышению содержания нитратов в зерне озимой ржи, но не превышало норматив.

Возрастающие дозы минеральных удобрений в комплексе с химическими средствами защиты растений способствовали достоверному повышению  крахмала в зерне озимой ржи.

9. Содержание макроэлементов наиболее контрастно изменялось в вариантах  с применением химических средств защиты растений. По фону последействия навоза 40 т/га + N70Р30К60 + пестициды  содержание Р, Mg, Na и S было минимальным, а применение высоких доз минеральных удобрений в сочетании с пестицидами оказало существенное положительное влияние на накопление практически всех макроэлементов в зерне озимой ржи где их концентрация достигла максимума.

10. При возделывании озимой ржи в плодосменном севообороте на серых лесных почвах создаются необходимые предпосылки для благоприятного фитосанитарного потенциала посева. Снижение рекомендуемой нормы высева семян на 25 и 50%, а также применение плоскорезной и поверхностной обработок почвы, не приводит к  значительному росту засоренности посева, как в начале, так и в конце вегетации озимой ржи. Система мер борьбы с сорняками, включающая биологические, агротехнические и химические способы, а также комплекс мероприятий по созданию оптимальных условий для роста и развития культурных растений, позволяет популяцию сорняков довести до уровня ниже порога вредоносности и обеспечить планируемую урожайность зерна озимой ржи.

11. Для создания оптимальной фитосанитарной обстановки посевов озимой ржи в условиях юго-западной части Нечерноземной зоны России необходимо целенаправленное воздействие на всю экосистему. Это возможно, лишь при комплексном использовании в агротехнологиях соответствующих требованиям  экологической безопасности и экономической выгоды таких элементов систем земледелия, как  организация севооборотов, сбалансированная система удобрений и химических средств защиты растений. Более доступным представляется не полное уничтожение сорного компонента, а регуляция их численности на безопасном с точки зрения экономики уровне.

12. Концентрация тяжелых металлов в зерне озимой ржи за исключением меди  не превышала ПДК по всем вариантам опыта. Следовательно, длительное применение научно-обоснованных доз удобрений в севообороте на дерново-подзолистых почвах не приводит к токсическому накоплению ТМ в конечной продукции.

13. Длительное применение органических, органо-минеральных и минеральных систем удобрения способствует снижению накопления 137С в урожае зерна озимой ржи, при этом наибольшая кратность снижения отмечена по фонам N140Р60К120 и N210Р120К180  в комплексе с пестицидами.

14. Наиболее экономически и энергетически выгодно выращивать озимую рожь на серых лесных почвах по альтернативной, биологической и умеренной технологиям с нормой высева семян 3,0 млн. шт/га.

Возделывание озимой ржи по умеренной, биологической и альтернативной технологиям с применением в системе основной обработки почвы дискования БДТ-3,0 на 10-12 см способствует снижению производственных затрат, росту величины чистого дохода, рентабельности производства зерна озимой ржи, а также энерго- и ресурсосбережению.

Наиболее высокий чистый доход и рентабельность производства зерна озимой ржи в условиях дерново-подзолистых почв обеспечивает применение органо-минеральной и минеральной системы удобрения с низкими N70Р30К60 и средними дозами N140Р60К120 .

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для поддержания и повышения почвенного плодородия, получения высоких урожаев зерна озимой ржи в плодосменном севообороте рекомендуется  применять органическую и органо-минеральную системы удобрения, при этом помимо традиционных органических удобрений (навоз) необходимо широко применять солому, сидераты.

2. При выращивании озимой ржи на серых лесных почвах в плодосменном севообороте после кормовых бобов в системе основной обработки почвы следует применять поверхностную (БДТ – 3,0 на 10-12 см), которая не приводит к  падению урожайности, повышает противоэрозионную устойчивость почвы и производительность почвообрабатывающей техники, уменьшает сроки проведения полевых работ и снижает энергозатраты. Она также не приводит к росту засоренности посева и наиболее полно отвечает естественным процессам восстановления энергетики почвы.

3. При высокой культуре земледелия норма высева семян озимой ржи должна составлять 3,0 млн. шт/га, что способствует значительному ресурсосбережению без риска падения урожайности.

4. В зависимости от достигнутого уровня урожайности и материально-технического обеспечения хозяйств для окультуренных серых лесных легкосуглинистых почв  предлагаются региональные технологии следующих модификаций: умеренная, биологическая и альтернативная.

Умеренная технология предполагает использование в плодосменном севообороте органических удобрений (навоз) в последействии, минеральных туков в дозе (NРК)70 + N45. Использование пестицидов осуществляется в зависимости от фитосанитарной обстановки средними рекомендуемыми дозами. Технология позволяет получать 4,5-5,0 т/га зерна озимой ржи.

Биологическая технология базируется на широком применении органических удобрений, как в прямом действии (солома), так и в последействии (навоз + сидерат) и минимальном использовании минеральных туков в подкормку (N45).  Технология рассчитана на получение 4,2-4,5т/га высококачественного зерна озимой ржи.

Альтернативная технология исключает использование агрохимикатов, которые заменяются органическими удобрениями (навоз + сидерат + солома). Применяются биологические и агротехнические меры борьбы с сорняками, вредителями и болезнями. Технология  предназначена для  получения экологически чистой продукции детского и диетического питания и рассчитана на урожайность озимой ржи - 3,0 т/га. В современных экономических условиях, когда большинство хозяйств ограничено в материально-денежных ресурсах эта технология является наиболее приемлемой.

5. При возделывании озимой ржи на дерново-подзолистых песчаных почвах юго-запада Нечерноземной зоны России в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды для получения высоких урожаев экологически чистой и экономически обоснованной продукции рекомендуется – органо-минеральная (последействие навоза 40 т/га + N70P30K60) и минеральная со средними дозами (N140P60K120) системы удобрения.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. В изданиях, рекомендованных ВАК:

  1. Мальцев, В.Ф. Оценка технологий возделывания озимой ржи по энерго- и ресурсосберегаемости / В.Ф. Мальцев, В.Е. Ториков, Г.П. Малявко // Зерновые культуры. – 1999. - № 1. – С. 31-33.
  2. Ториков, В.Е Эффективность технологий возделывания озимой ржи / В.Е. Ториков, В.Ф. Мальцев, Г.П. Малявко, Н.И. Заволоко // Зерновые культуры. – 1999. - № 6. – С. 35-39.
  3. Малявко, Г.П. Возделывание озимой ржи сорта Пурга / Г.П. Малявко, М.П. Наумова // Земледелие. – 2000. - № 5. – С. 25.
  4. Мальцев, В.Ф. Влияние технологий возделывания на засоренность посевов и урожайность зерна озимой ржи / Мальцев В.Ф., Г.П. Малявко, М.П. Наумова // Достижения науки и техники АПК. – 2000. - № 6. –

С. 16-17.

  1. Малявко, Г.П. Агроэкологические основы повышения урожайности зерна озимой ржи в севообороте / Г.П. Малявко, М.П. Наумова, А.Е. Сорокин // Достижения науки и техники АПК. – 2003. - №12. – С.12-14.
  2. Наумова, М.П. Урожайность озимой ржи в зависимости от норм высева и агрохимикатов / М.П. Наумова, Г.П. Малявко // Зерновое хозяйство. – 2005. - № 6. – С. 23-24.
  3. Малявко, Г.П. Технологические основы регулирования урожайности озимой ржи в адаптивном земледелии Нечерноземной зоны России / Г.П. Малявко, М.П. Наумова // Достижения науки и техники АПК. – 2005. - № 9. – С. 14-15.
  4. Малявко, Г.П. Зависимость фитосанитарного состояния посевов от агротехнических приемов / Г.П. Малявко // Агрохимический вестник. – 2008. - № 3. – С. 31-32.
  5. Белоус, Н.М. Условия производства зерна озимой ржи на радиоактивно загрязненных территориях / Н.М. Белоус, Г.П. Малявко, В.Ф. Шаповалов, В.В.Талызин //Агрохимический вестник. - 2009. - №2. – С. 2-3.
  6. Белоус, Н.М. Содержание ТМ в зерне озимой ржи в зависимости от удобрений и средств защиты растений / Н.М. Белоус, Г.П. Малявко, В.Ф. Шаповалов, А.А. Резунов // Плодородие. – 2009. – № 2. – С. 51-52.
  7. Белоус, Н.М. Влияние систем удобрений и средств защиты растений на фитосанитарное состояние посевов озимой ржи / Н.М. Белоус, Г.П.  Малявко, В.Ф. Шаповалов // Агрохимический вестник. – 2009. - № 3. – С. 24-25.
  8. Малявко, Г.П. Продуктивность озимой ржи при разных уровнях использования средств химизации / Г.П. Малявко // Агрохимический вестник. – 2009. - № 3. – С. 22-23.

В монографиях и учебных пособиях:

  1. Мальцев, В.Ф. Основные направления биологизации земледелия юго-запада России / В.Ф. Мальцев, А.И. Артюхов, В.П. Лямцев, С.А. Бельченко, Г.П. Малявко // Биологизация земледелия юго-запада России. Брянск. – 2000. – С. 3-17.
  2. Мальцев, В.Ф. Особенности технологий возделывания озимой ржи в Нечерноземье Российской Федерации / В.Ф. Мальцев, В.Е. Ториков, С.А. Бельченко, Г.П. Малявко и др. // Биологизация земледелия юго-запада России. Брянск. – 2000. – С. 140-151.
  3. Мальцев, В.Ф. Система биологизации земледелия Нечерноземной зоны России. Часть 2 (монография) / В.Ф. Мальцев, М.К. Каюмов, В.Е. … Г.П. Малявко и др. – М.: ФГНУ «Росинформагротех». – 2002. – 576 с.

3. В сборниках научных трудов и других изданиях:

  1. Малявко, Г.П. Влияние технологий возделывания на урожайность озимой ржи / Г.П. Малявко, В.Е. Костяная // Достижения науки и передовой опыт в производство и учебно-воспитательный процесс / Материалы Х межвузовской научно – практической конференции – Брянск. – 1997. – С. 26.
  2. Малявко, Г.П. Энерго- и ресурсосберегающие технологии возделывания озимой ржи в севообороте / Г.П. Малявко, Н.И. Заволоко, В.П. Лямцев, В.Е. Мамеева // Агроэкологические аспекты системы земледелия юго-западной части Нечерноземной зоны РФ / Материалы ХI Международной научно – производственной конференции – Брянск. – 1998. – С. 22-24.
  3. Малявко, Г.П. Влияние нормы высева семян на урожайность озимой ржи в условиях экологизации растениеводства / Г.П. Малявко, Н.И. Заволоко // Агроэкологические аспекты системы земледелия юго-западной части Нечерноземной зоны РФ / Материалы XI Международной научно – производственной конференции – Брянск. – 1998. –  С. 25-27.
  4. Малявко, Г.П. Сравнительная оценка технологий возделывания озимой ржи в условиях экологизации растениеводства / Г.П. Малявко, Н.И. Заволоко, В.П. Лямцев // Достижения аграрной науки в решении экологических проблем Центральной России (Тезисы докладов Российской научно-практической конференции) – Орел, издательство ОГСХА. – 1999. – С. 156-158.
  5. Мальцев В.Ф. Обоснование технологий возделывания озимой ржи в условиях экологизации растениеводства / В.Ф. Мальцев, Г.П. Малявко, Н.И. Заволоко // Актуальные проблемы экологии на рубеже третьего тысячелетия и пути их решения / Материалы Международной научно  – практической конференции – Брянск. – 1999. – С. 429-432.
  6. Малявко, Г.П. Формирование высокопродуктивных посевов озимой ржи в зависимости от технологий возделывания / Г.П. Малявко, М.П. Наумова, В.А. Ляхов // Наука и образование – возрождению сельского хозяйства России в XXI веке / Материалы Международной научно - практической и учебно - методической конференции. - Брянск. – 2000. – С. 57-60.
  7. Совершенствование технологий возделывания озимой ржи в севообороте / В.Ф. Мальцев, Г.П. Малявко, М.П. Наумова, А.Е. Сорокин // Агроконсультант. – 2003. - № 3. – С. 35-37.
  8. Малявко, Г.П.  Агроэнергетическое обоснование технологий возделывания озимой ржи / Г.П. Малявко, М.П. Наумова, А.С. Юдин // 60 лет высшему аграрному образованию Северо-Востока Нечерноземья. Материалы I Всероссийской научно-практической конференции: Межвузовский сборник научных трудов – Киров: Вятская ГСХА, 2004. –

С. 49-52.

  1. Малявко, Г.П. Разработка адаптивных энергосберегающих технологий возделывания озимой ржи в севообороте / Г.П. Малявко, М.П. Наумова, А.С. Юдин // Производство экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства. Материалы Международной научно-практической конференции. Брянск.: Издательство Брянской ГСХА, 2004. – С. 236-240.
  2. Наумова, М.П. Урожайность озимой ржи в зависимости от норм высева и агрохимикатов / М.П. Наумова,  Г.П.  Малявко // Главный агроном. – 2006. - № 8. – С. 33-35.
  3. Малявко, Г.П. Обоснование энерго-  ресурсосберегающих технологий возделывания озимой ржи / Г.П. Малявко // Программирование урожаев и биологизация земледелия. «Биологизация земледелия». Выпуск 3, часть 2. – Брянск. - 2007. – С. 311-319.
  4. Малявко, Г.П. Влияние основной обработки почвы, систем удобрений и средств защиты растений на засоренность посевов и урожайность озимой ржи / Г.П. Малявко, М.П. Наумова, А.Е. Сорокин // Актуальные проблемы современных аграрных технологий. Материалы III Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием. Издательский дом «Астраханский университет» -  2008. – С. 77-79.
  5. Белоус, Н.М. Влияние длительного комплексного применения удобрений и агротехнических приемов на размеры накопления 137Cs урожаем сельскохозяйственных культур в отдаленный период после аварии на ЧАЭС / Н.М. Белоус, Г.П. Малявко, В.Ф. Шаповалов, В.В. Талызин, П.В. Прудников // Проблемы агрохимии и экологии. – 2009. - № 1. –

С. 25-31.

  1. Малявко, Г.П. Влияние агрохимикатов на урожайность, содержание тяжелых металлов и 137Cs в зерне озимой ржи / Г.П. Малявко // Актуальные проблемы экологии, защиты растений и экологического земледелия: Материалы Международной научно-практической конференции. – Саратов: ИЦ «Наука». – 2009. – С. 162-164.
  2. Малявко, Г.П. Состояние и перспективы производства зерна озимой ржи в Нечерноземной зоне России / Г.П. Малявко // Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК. Материалы VI Международной конференции. – Брянск. Издательство Брянской ГСХА,  2009. –

С. 38-40.

  1. Малявко, Г.П. Влияние средств химизации на продуктивность и качество озимой ржи в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды / Г.П. Малявко, В.Ф. Шаповалов, В.Н. Адамко, И.С. Егоренков // // Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК. Материалы VI Международной конференции. – Брянск. Издательство Брянской ГСХА,  – 2009. – С. 117-120.
  2. Малявко, Г.П. Влияние основной обработки почвы, систем удобрений и средств защиты растений на фитосанитарное состояние посевов и урожайность озимой ржи / Г.П. Малявко, М.П. Наумова // Вестник БГСХА. – 2009. - № 1. – С. 69-73.
  3. Малявко, Г.П. Продуктивность озимой ржи в условиях биологизации земледелия / Г.П. Малявко // Вестник Российского университета дружбы народов. – 2009. - № 2. -  С. 48-54.





© 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.