WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

ПОЛНОМОЧНОВ

Анатолий Викторович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ

СЕМЕНОВОДСТВА МЯГКОЙ ЯРОВОЙ

ПШЕНИЦЫ НА ПРИНЦИПАХ РАЦИОНАЛЬНОГО

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ  РЕСУРСОВ АГРОЛАНДШАФТОВ В УСЛОВИЯХ ПРЕДБАЙКАЛЬЯ

06.01.05. – селекция и семеноводство

сельскохозяйственных растений

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Барнаул 2011

Работа выполнена на кафедре растениеводства, селекции и

семеноводства ФГОУ ВПО «Иркутская государственная сельскохозяйственная академия».

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

  Ильин Владимир Семенович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

  Галеев Ринат Раифович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Логинов Юрий Павлович

Ведущая организация -  ФГОУ ВПО «Бурятская государственная

  сельскохозяйственная академия».

Защита состоится « 21» апреля  2011 г. в 9-00 час  на заседании диссертационного совета Д М 220.002.03 при ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет» по адресу: 656099, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98, факс: (3852) 62-83-96, e-mail: agau@asau.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан «19» марта 2011  г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Н.Н.Чернышева 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ведущая роль в повышении экономической эффективности растениеводства принадлежит системе семеноводства, которая является неотъемлемой, важнейшей и потенциально наиболее рентабельной частью сельскохозяйственного производства, которая напрямую связана с генетическим потенциалом возделываемых сортов.

Между тем характерной особенностью Предбайкалья является холмистый рельеф агроландшафта, создающий большое разнообразие микроклиматических ситуаций, гидротермический режим которых на склонах пашни не изучался, есть только предположение, что расположение склонов различного географического положения в условиях холмистого рельефа несет изменение как температурного режима пашни, так и ее влагообеспеченности, что, по мнению ряда авторов (Колосков, 1925; Транкевич, 1931; Кретович, 1980) влияет на формирование биологических качеств семян мягкой яровой пшеницы. Однако для региона не предложены научно обоснованные критерии прохождения границ между теплыми и прохладными элементами рельефа, что исключает возможность использования ресурсов агроландшафтов Предбайкалья и особенно в системе семеноводства. Следовательно, решение задач, связанных с проблемой рационального использования в семеноводстве ресурсов агроландшафта пашни, внесет существенный научный и практический вклад в проблему рентабельного развития зернового хозяйства в Предбайкалье.

Цель исследований - совершенствование системы семеноводства мягкой яровой пшеницы на принципах рационального использования агроландшафтов пашни, позволяющих формировать биологически полноценные семена, способные в последующем поколении растений сохранить генетический потенциал урожайности сорта в условиях Предбайкалья.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1.Провести корреляционный анализ между климатическими условиями сельскохозяйственных зон Предбайкалья и урожайностью яровой пшеницы.

2.Изучить особенности температурного режима и влагообеспеченности, складывающихся в период вегетации мягкой яровой пшеницы от посева до созревания семян, на склонах различного географического положения.

3.Определить теплые и прохладные участки пашни и границы между ними на склонах различного географического положения.

4.Изучить влияние теплых и прохладных элементов рельефа на генетическую потенциальность урожайности сорта мягкой яровой пшеницы Тулунская 12 в последующем поколении.

5.Дать экономическую оценку эффективности ведения семеноводства на основе рационального использования ресурсов агроландшафта пашни в Предбайкалье.

6.Разработать научно обоснованные предложения по совершенствованию системы семеноводства мягкой яровой пшеницы в условиях Предбайкалья на принципах рационального использования агроландшафта пашни, позволяющие выращивать биологически полноценные семена, способные реализовать генетический потенциал возделываемых сортов.

7.Провести производственную проверку  по рациональному использованию агроландшафта пашни в условиях Предбайкалья и Республики Бурятия. 

Научная новизна и теоретическая значимость работы. Полученные данные существенно дополняют имеющиеся в литературе общебиологические представления о действии факторов среды на формирование биологически полноценных семян мягкой яровой пшеницы. Впервые для условий Предбайкалья получены экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что рациональное использование агроландшафта пашни в системе семеноводства мягкой яровой пшеницы является надежным условием стабильного выращивания биологически полноценных семян, которые в следующем поколении растений обеспечивают повышение урожайности на 38,4-40,9% по сравнению с обычно принятой для зоны технологией семеноводства, основанной на принципах учета зональной оценки агроклиматических ресурсов региона. Предложенная нами система семеноводства обеспечивает рентабельность производства зерна до 97,1%.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Впервые определены теплые и прохладные участки пашни и границы между ними на склонах различного географического положения и их влияние на генетическую потенциальность урожайности сорта мягкой яровой пшеницы Тулунская 12, продуктивные свойства которой на 38,4 - 40,9%  выше, чем у семян, выращенных без учета микроклимата агроландшафтов. Соблюдение рекомендаций позволяет стабильно по годам реализовывать генетическую сортовую урожайность яровой пшеницы в Предбайкалье и производить высокорентабельную продукцию. Предложенные рекомендации прошли опытно-производственные испытания в Предбайкалье на площади более 10 тыс. га и Республике Бурятия на площади 600 га.

Положения, выносимые на защиту.

  1. Общераспространенный в Сибири зональный подход в системе семеноводства не позволяет в Предбайкалье получить семена, способные реализовать генетическую сортовую потенциальность урожайности яровой пшеницы;
  2. Научно обоснованные предложения по совершенствованию системы семеноводства мягкой яровой пшеницы в условиях Предбайкалья на принципах рационального использования агроландшафта, которые позволяют выращивать биологически полноценные семена и тем самым практически полностью реализовать генетический потенциал продуктивности современных районированных сортов мягкой яровой пшеницы.
  3. В условиях  Предбайкалья при использовании в семеноводстве ресурсов агроландшафта можно получить до 514,8 тыс. руб. дополнительной прибыли на 100 га пашни и повысить рентабельность производства зерна на 97,1%.

Достоверность результатов. Экспериментальные данные обработаны статистически (Плохинский, 1961, 1970; Ласкин, 1973; Доспехов, 1979, 1985; Рычков, 2001). Статистическую обработку экспериментальных данных осуществляли с помощью персонального компьютера, с использованием статистического пакета программного обеспечения Microsoft Excel. В иллюстрациях, характеризующих продуктивность растений, приведены статистические данные в виде  НСР, характеризующие качество семян, статистические данные приведены в виде генеральных средних со стандартной ошибкой абсолютного значения. Достоверность различий средних значений оценивали по критерию Стьюдента.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы получили положительную оценку на расширенном заседании кафедры растениеводства, селекции и семеноводства при ФГОУ ВПО Иркутская государственная сельскохозяйственная академия (2010 г), на заседаниях научно-технического совета главного управления сельского хозяйства администрации Иркутской области (1996-2002 гг.), зональных, региональных и международных научно-практических конференциях, симпозиумах и совещаниях (Иркутск, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2005; Улан-Удэ, 2006; Красноярск, 2007, Новосибирск, 2007, Барнаул, 2011), научных конференциях Иркутской сельскохозяйственной академии (Иркутск, 1996-2007).

Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 45 работ объемом 74,5 печатных листов. Из них в изданиях, рекомендованных в ВАК, – 12, монографий – 6, обзорные работы и экспериментальные статьи – 29.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 324 страницах машинописного текста. Она состоит из введения, 6 глав, общих выводов и рекомендаций производству. Работа содержит 88 таблиц, 30 рисунков, 19 приложений. Библиографический список включает 369 источников, в том числе 59 на иностранных языках.

Личный вклад соискателя. Работа выполнена автором самостоятельно при ФГОУ ВПО «Иркутская государственная сельскохозяйственная академия». Исследования проводились по заказу главного управления сельского хозяйства Иркутской области (с 2007 года - министерство сельского хозяйства Иркутской области) в рамках программ развития сельскохозяйственного производства Иркутской области: «Программа развития сельского хозяйства Иркутской области на 1994-1999 гг.», «Концепция развития АПК Иркутской области 1996-2000 гг.».

Исследования проведены автором самостоятельно при научном сотрудничестве с коллективом филиала ФГУ «Российский сельскохозяйственный центр» по Иркутской области и ФГУ «Государственная комиссия Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений» с использованием данных метеорологических станций, расположенных на территории Иркутской области. Доля личного участия автора составляет: в получении и накоплении научной информации - 85%, а в обобщении, анализе, интерпретации и представлении информации - 100%.

За научные консультации и сотрудничество при выполнении исследовательской работы автор благодарен коллективу федерального государственного учреждения «Государственная семенная инспекция по Иркутской области», за техническое участие при выполнении исследовательских работ, доктору биологических наук, профессору кафедры физиологии растений, микробиологии и агрохимии Иркутской государственной сельскохозяйственной академии И.Э. Илли, начальнику инспектуры по Иркутской области филиала федерального государственного учреждения «Государственная комиссия Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений» А.И. Крутикову.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Показан анализ динамики урожайности зерновых культур в истории земледелия  Предбайкальского региона. В начальный период развития производства зерна  в Сибири была трехпольная система земледелия, а селекционный процесс в регионе только начинался, поэтому урожайность зерновых в регионе возрастала по годам с 250 кг/га  до 1,6 т/га к концу века. По данным ФГУ «Государственная комиссия Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений» показано, что в Предбайкалье зерновые культуры имеют высокую потенциальную урожайность: яровая пшеница 4,0-5,0 т/га. Показано, что для выращивания семян с высоким генетическим сортовым потенциалом общепринятый в Сибири зональный подход для условий Предбайкалья недостаточен. В каждой зоне необходим обязательный учет ресурсов микроклимата агроландшафта пашни, который позволяет получать семена зерновых культур, обладающие высоким биологическим статусом и способные реализовать на практике растениеводства генетический сортовой потенциал урожайности зерновых культур.

Обзор литературных данных раскрывает влияние почвенно-климатических условий на посевные и урожайные качества семян. Сообщения Н.Я. Плотника (1937) показали, что семена ячменя сорта Медикум, выращенные в Ростовской области, были на 83,3% урожайнее семян этого же сорта, но выращенных в Самарской области (Кинельском ГСУ). Посевные качества семян, выращенных в одной и той же зоне, могут резко ухудшиться в случае дождливого и прохладного лета (Шутов, 1979; Барнаков, 1982) и в годы, неблагоприятные для формирования семян (Строна, 1966; Кузьмин, 1969).

Низкое качество семян в Предбайкалье по данным И.Э. Илли (1979),  обусловлено снижением биологического качества семян мягкой яровой пшеницы при их формировании в неблагоприятных климатических условиях. Этим автором также показано, что зародыши семян яровой пшеницы, сформированные в условиях Сибири, слабо развиты. На основе обзора литературы нами показано негативное действие температуры (+17С и ниже), когда формируется биологически неполноценное семя, в котором происходят следующие физиологические процессы:

- в зародыше закладывается 3-4, редко до 5 корешков при норме 6-9, а весной в поле прорастают 2-4 корня при норме 4-6;

- в зародыше угнетается корневая часть. Это приводит к диспропорции между стеблевой и корневой частями зародыша, ослабляет развитие проростка в будущем. Растение развивается с низкой продуктивностью;

- при ослабленном росте проростка развитие вторичных корней замедлено, их формируется меньше. Ослабление роста растения приводит к уменьшению размеров колоса с формированием в нем небольшого количество зерен;

- в эндосперме происходит нарушение пропорции  накопления запасных питательных веществ (белка, углеводов и жиров). В большем количестве накапливается крахмал, белка образуется меньше.

- в начальный период набухания семени яровой пшеницы и на последующем этапе прорастания его при недоразвитой колеоризе зародыш семени не в полной мере обеспечен влагой и не способен хорошо прорастать в условиях недостаточного тепла и влаги;

В литературе известен хорошо обоснованный (Ацци Дж., 1932; Delouche, 1971), но редко цитируемый факт о том, что изменение физиологических свойств семян, прежде всего, отражается на урожайности, затем на росте проростков, после этого – на полевой и в последнюю очередь – на лабораторной всхожести. Это означает, что урожайные свойства семян являются очень чувствительными, и, стало быть, надежными показателями их биологического качества.

Существенной особенностью исследований условий региона является наличие холмистого рельефа, и часто наблюдаемые инверсии температур воздуха, создающие большое разнообразие контрастных микроклиматических ситуаций, а также обратную зависимость изменения температуры воздуха на конкретных участках по мере увеличения абсолютных высот над уровнем моря. Известно, что различные климатические ситуации складываются и на отдельных элементах рельефа (Каушила, 1981; Мищенко, 1984) в условиях Предбайкалья, где за период вегетации полевых культур сумма активных температур находится зачастую у нижнего предела (Шашко, 1967), различие в микроклимате на отдельных элементах рельефа особенно ярко выражено (Мищенко, 1984). Однако  научно обоснованных практических рекомендаций для специалистов сельского хозяйства до сих пор не было предложено. Таким образом, в условиях Предбайкалья проблема влияния микрорельефа агроландшафтов на генетическую сортовую продуктивность зерновых культур в потомстве малоизучена.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

1. Условия, объекты и методы исследований

1.1. Агроклиматические условия Предбайкалья

Из-за самого короткого вегетационного периода в Сибири существенно ограничено использование сортов, отселектированных за пределами  региона. Это связано с двумя обстоятельствами. Во-первых, запас влаги, находящийся в пахотном горизонте и особенно в слое 0-10 см, начиная с 15 мая, быстро уменьшается вследствие испарения с поверхности почвы. Таким образом, агроклиматические условия увлажнения территории региона, с одной стороны, создают достаточную влагообеспеченность сельскохозяйственных культур, а с другой - диктуют жесткие требования к агротехническим мероприятиям,  направленным на сохранение влаги в почве (Гриценко, 1984). Следствие этого - низкая полевая всхожесть семян из-за гибели недостаточно сформировавшихся и поврежденных зерновок. Часть слабых всходов погибает. Всходы в это время бывают недружные, что ведет к невыравненности темпов роста и развития растений (Пилипченко, 1959; Шукуров, 1965; Полок, 1978; Илли, 1985, 1989). Перечисленные термические ресурсы характеризуют фоновую теплообеспеченность растений без учета микроклиматических условий. В условиях же изрезанного рельефа, характерного для большинства районов Предбайкалья, они имеют большое значение (Колобкова, 1958; Пильникова, 1977;  Головина, 2000). Существенное значение имеет и направление склонов по отношению к сторонам света. Южные и юго-западные склоны лучше обогреваются, чем восточные. Элементы рельефа неоднородны и по влажности почвы. Вершины холмов и увалов увлажняются летом и только дождями. Склоны и  низины получают еще дополнительную влагу, притекающую с высоких частей рельефа за счет поверхностного, почвенного и  подпочвенного стоков. Сами склоны  также отличаются по влагообеспеченности: теплые из них хуже увлажнены, чем прохладные (Вильямс, 1950; Мищенко, 1984).

1.2. Погодные условия за время проведения опытов

За годы исследований метеорологические условия были неодинаковы (табл. 1): в 1996 году в мае среднесуточная температура воздуха составила 9,1С, что на 0,9С выше среднемноголетней. За все годы исследований температура воздуха была выше среднемноголетней, особенно теплый был май в 1999 году, в этот период суточная температура воздуха составляла 12,5С, что на 4,3С выше среднемноголетних данных. За период с мая по сентябрь среднесуточная температура воздуха по годам была выше среднемноголетней и составляла 12,4С. Сумма температур выше +5 С за май-сентябрь по годам колебалась: в 1996 году она была минимальной и составляла – 1886,0С, а в 1999 году - максимальной и составила 2106,8С. Сумма активных температур по годам колебалась в интервале 1579,0С (минимальная) в 1998 году и 1833,3С (максимальная) в 1999 году.

Таблица 1 - Погодные условия за время проведения опытов (данные  гидрометеорологической станции Кутулик, 1996-2001 гг.)

Показатели

Год

Месяц

За май-

сентябрь

май

июнь

июль

август

сентябрь

Суточная температура

воздуха,()

1996

9,2

13,1

20,2

15,3

6,3

12,8

1997

9,2

14,4

19,4

15,8

7,8

13,3

1998

12,9

17,2

18,0

17,4

8,7

14,8

1999

12,6

14,9

19,3

15,3

7,9

14,0

2000

11,2

15,6

15,7

13,3

8,1

12,8

2001

10,9

18,7

17,6

16,3

9,2

14,5

средняя

многолетняя

10,6

15,8

18,6

15,4

8,2

13,7

Количество осадков в 1996, 1997 и 2000 годах было ниже средних многолетних (264,5 мм), в 1998 и 2001 году их выпало больше нормы и составило 272,3 и 278,5 мм. В мае выше нормы (33,0 мм) выпало осадков в 1997 (50,2 мм), в 1999 (36,3 мм) и в 2001 (37,8) годах. В июне максимальное количество осадков было в 1996 году (85,8 мм), а минимальное в 2000 (21,4 мм) при среднемноголетней сумме 51,0 мм. В осенний период (август, сентябрь) количество осадков выпало ниже нормы, кроме 1998 года, когда в августе  выпало на 11,6% больше нормы. За весь период исследований количество осадков по годам было близко к норме и колебалось в ту или иную сторону.

В целом в годы исследований погодные условия для роста и развития растений были приближенными к среднемноголетним показателям.

1.3.  Объекты  исследований

Выполненные исследования были проведены на модельном объекте – мягкой яровой пшенице, сорт Тулунский 12, семена были выращены на различных участках микрорельефа.

1.4. Методы исследований

Полевые опыты выполняли на полях ЗАО «Заларинский». Хозяйство расположено в типичной лесостепной зоне  холмистого рельефа Предбайкалья. Основным критерием определения рельефа местности была величина превышения его над уровнем моря, то есть высота местности по вертикали. Начало низины определяли по размещению ручьев и рек над уровнем моря.

Исследования проводились с 1996 по 2001 годы. На склонах разного географического направления (южного, западного и восточного) были заложены стационарно-опытные площадки. В большинстве своем северные склоны в регионе крутые, залесенные и не используются в полевом растениеводстве. Исходя из этого, было размещено по 5 экспериментальных участков на визуальной границе  перехода от низины к склону и от вершины к склону. На каждом склоне было расположено 10 опытных площадок, посевы на каждой из них проводили в 4-кратной повторности  по следующей схеме (рис. 1). Размещение площадок друг от друга было на  расстоянии, составляющем 5 метров по превышению над уровнем моря. Опытные участки по определению микрорельефа пашни подбирали однородные, по  механическому составу почвы. В этой связи условия термо- и влагообеспеченности растений были одними из доминирующих факторов, обусловивших различие  в продуктивности  растений. Почва опытных площадок серая лесная, по механическому составу средний суглинок. Агрохимические показатели почвы следующие - содержание гумуса 2,4-2,9%, рН солевой вытяжки 4,7-4,9, содержание нитратов 3,8-5,0, Р2О5 – 26-28 мг, К2О – 6,7-6,9 мг на 100 г почвы. Внесение минеральных удобрений проводили с учетом выравнивания почвы по содержанию элементов питания.

Рис. 1 - Варианты опыта. Площадки на южном склоне  рельефа:

№1,2 – блок наблюдательных площадок в верхней части склона находятся над уровнем моря: 1 – 535 м; 2 –­ 530 м с шагом  h =5 м между опытными делянками; 3,4,5,6,7,8 –  блок наблюдательных площадок в средней части склона находятся над уровнем моря соответственно №3 – 525м; 4 – 520; 5 – 515 м; №6 – 435 м; 7– 430 м; 8 – 425 м Линейное расстояние между 5 и 6 площадкой равно 520 м; №9,10 – блок наблюдательных площадок в нижней части склона находится над уровнем моря №9 – 420 м; № 10 – 415 м с шагом  h =5 м между опытными делянками.

Запасы продуктивной  влаги в пахотном слое 0-20 и 20-50 см определяли в период формирования семян, так как нас интересовала обеспеченность растений продуктивной влагой в период налива зерна, когда формируется зародыш и происходит накопление запасных питательных веществ в зерновке. Семена высевали в оптимальные для региона сроки – 12 мая, с нормой высева 7,0 млн. всхожих зерен на гектар с учетом их посевной годности, согласно рекомендациям по Предбайкальскому региону. Посевы проводили по пару однорядной сеялкой Singer. Уборку зерна яровой пшеницы проводили вручную, с целью исключения возможных механических травм зерна. Обмолот снопов с делянок проводили молотилкой МС 400. По этому принципу одновременно были размещены блоки наблюдательных площадок на западном и восточном склонах рельефа.

Густоту стояния растений учитывали на пробных площадках размером 0,25 м. Подсчет густоты стояния проводили дважды: во время полных всходов и при лабораторном анализе пробного снопа, взятого с этих площадок перед уборкой. Детальное сопоставление данных действия температуры рельефа на биологическое качество семян в 1996-1998 годах позволило выделить пункты для размещения стационарно-опытных площадок при дальнейшем исследовании. Опытные площадки были  расположены в средней части склона на вершине и в низине его (рис. 2). На данном этапе были заложены опыты по испытанию семян яровой пшеницы, выращенной на разных элементах рельефа в потомстве с 1999 по 2001 года.

Рис. 2 -  Схема блоков наблюдательных площадок на южном склоне рельефа

Наблюдательная площадка вершины склона находятся над уровнем моря. № 1 на 530 м. Наблюдательная площадка на склоне № 2 находится на 490 м над уровнем моря. Наблюдательная площадка в низине  № 3 находится  на  420 м над уровнем моря.

В контрольном варианте, в течение трех лет исследований посевы проводили семенами, состоящими из смеси партий, выращенных в 1998 году на всех пяти элементах рельефа в равном соотношении, то есть по 20% от каждой партии. Всхожесть определяли ежегодно, которая соответствовала по годам 96-98%.

В течение всего вегетационного периода термографы непрерывно фиксировали динамику температуры воздуха. Они были помещены в агрометеорологические будки, установленные на высоте 1,3 м. По данным термографов вычисляли среднесуточные, а затем среднедекадные температуры как среднеарифметическую величину, полученную на каждой наблюдательной площадке, на основе точек, зафиксированных на ленте термографа с шагом 4 часа,  то есть в 8 ч утра; в 12 и 16 ч  дня; в 20 ч вечера, а также в 24 и 4 ч ночи. На западном и восточном склонах блоки наблюдательных площадок были размещены только в средней части склона.

На первом этапе исследований с 1996 по 1998 годы определяли различие температурного режима и запасов продуктивной влаги почвы склонов. На основании полученных данных определяли участки и их границы по теплообеспеченности. По показателям биологического качества яровой пшеницы, полевой всхожести семян, сохранности растений перед уборкой, урожайности и количества зародышевых корней определяли реакцию семян яровой пшеницы и растений на температурный режим агроландшафта пашни.

Для точности опытов семена яровой пшеницы высевали в течение трех лет из одной партии, каждый раз перед посевом  у этой партии семян определяли всхожесть и энергию прорастания, которые достоверно не изменялись и составляли по всхожести 98%, по энергии прорастания - 78%.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Корреляционные связи между параметрами погодных условий и показателями продуктивности растений яровой пшеницы в Предбайкалье

Анализ корреляционных связей за одиннадцатилетний период (1996-2006 года) между параметрами погодных условий и показателями полевой всхожестью по зонам был неоднороден.

Коэффициент корреляции между полевой всхожестью и среднесуточной температурой воздуха, суммой активных температур был положительным, зависимость его усиливается от остепненной к лесостепной и подтаежно-таежной зонам, а между полевой всхожестью и суммой осадков - ослабевает в обратном направлении. Отсюда следует, что в условиях Предбайкалья, для регуляции гидротермического режима необходимо шире использовать микрорельеф агроландшафта пашни, где имеются возможности размещения посевных площадей с благоприятным гидротермическим режимом.

Для сохранности растений яровой пшеницы в остепненной зоне большое значение имеют осадки за вегетационный период, тогда как для лесостепной и подтаежно-таежной зон – важное значение имеют сумма температур за вегетацию, причем эта связь усиливается с ужесточением критериев оценки теплообеспеченности (от среднесуточных температур к сумме активных температур выше 10°С и к сумме температур выше 15°С).        

Для определения корреляционной связи между агрометеорологическими условиями и урожайностью растений яровой пшеницы мы использовали гидротермические показатели. Анализ этих данных позволяет не только оценить ресурсы климата каждой зоны, но и показатель дефицита тепла при формировании семян яровой пшеницы. Анализ показателей корреляционных связей (табл.2) показал, что урожайность растений яровой пшеницы в Предбайкалье во многом зависит от величины суммы активных температур за период вегетации. Оказалось, чем прохладнее зона (по сумме температур 10°С и выше), тем эта зависимость выше. Коэффициент корреляции по остепненной, лесостепной и подтаежно-таежной зонам составлял соответственно 0,397; 0,549 и 0,624.

Таблица 2 - Коэффициент корреляции между урожайностью мягкой яровой пшеницы и погодными условиями за 11 лет по зонам региона

Показатель

Зона

остепненная

лесостепная

(контроль)

подтаежно- таежная

Среднесуточная температура воздуха за весь период вегетации яровой пшеницы, °С

-0,264

0,545

0,414

Среднесуточная температура воздуха за период  формирования зерна пшеницы, °С

0,092

0,536

0,626

Сумма активных температур 10°С и выше за весь период вегетации яровой пшеницы

0,397

0,549

0,624

Сумма активных температур 10°С и выше за период  формирования зерна пшеницы

0,508

0,638

0,661

Сумма температур 15°С и выше за весь период вегетации яровой пшеницы

0,548

0,713

0,777

Сумма температур 15°С и выше за период  формирования зерна пшеницы

0,699

0,787

0,802

Сумма осадков за весь период вегетации яровой пшеницы, мм.

0,743

0,627

0,504

Сумма осадков за период  формирования зерна пшеницы, мм.

0,799

0,668

0,604

Корреляционная связь между урожайностью яровой пшеницы в остепненной зоне с суммой активных температур за период формирования зерна и суммой температур выше 15°С за период вегетации была средне положительной, а также сильная положительная связь с суммой температур выше 15°С за период формирования зерна и суммой осадков за вегетационный период и период формирования зерна. Для лесостепной зоны средняя положительная связь между величиной урожайности яровой пшеницы со среднесуточной температурой воздуха за период вегетации и период формирования зерна была положительной. Когда этот температурный показатель был взят за отрезок времени, приходящий на период формирования зерна, то зависимость урожайности растений оказалась еще выше, и соответственно выше названной последовательности зон, коэффициент корреляции составил 0,508; 0,638 и 0,661. В том случае, когда мы к критерию температуры предъявили еще большие требования, то есть избрали ту сумму температур, при которой за весь период вегетации среднесуточная температура воздуха не опускалась ниже 15°С, то зависимость продуктивности растений от температуры среды снова увеличилась и в числовом выражении стала соответственно: 0,548; 0,713 и 0,777; и наконец, когда мы определили зависимость продуктивности  растений от суммы температур воздуха 15°С и выше, в период формирования семян, то она оказалась наивысшей и соответственно составила 0,699; 0,787 и 0,802. Таким образом, нам удалось показать, что в условиях Предбайкалья растения яровой пшеницы не обеспечены достаточным количеством тепла в какой бы сельскохозяйственной зоне они не произрастали. Отсюда вытекает однозначный вывод о том, что в Предбайкалье наряду с зональной технологией выращивания пшеницы обязательно необходимо использовать природные ресурсы теплых элементов рельефа. 

Наряду с ресурсами температуры не менее важное значение для формирования высокого урожая имеет влагообеспеченность растений. Оказалось, что корреляционная связь между урожайностью и количеством осадков, выпавших за период вегетации растений, достаточно высока и составляет по зонам соответственно 0,743; 0,627, 0,504, это означает, что сорта Сибири в условиях Предбайкалья неустойчивы к весенне-летней засухе и низкой положительной температуре в период формирования семян. Это особенно важно в семеноводстве для получения биологически полноценных семян, так как генетическая сортовая продуктивность растений зависит от биологических качеств семян. Отсюда следует важный вывод о том, что решение проблем семеноводства в условиях Предбайкалья возможно лишь при использовании ресурсов агроландшафта пашни в каждой из трех экологических зон.

2.2. Теплообеспеченность элементов рельефа в период вегетации растений

Исследования теплообеспеченности элементов рельефа в период вегетации яровой пшеницы (табл. 3) показали, что изменения температуры воздуха наблюдалось между опытными делянками во 2 и 3 вариантах и определилась граница на южном склоне, разделяющая верхнюю часть склона и  среднюю, разница  составила 2,5 – 3°С в пользу средней части южного склона. Характерно, что с увеличением превышения над уровнем моря температура в верхней части склона существенно не менялась как в августе, так и в сентябре. Следовательно, территорию, расположенную на высоте, превышающей 525 ± 5, можно отнести к площади вершины. В нижней части южного склона переходная температурная граница обнаружена на высоте 425 над уровнем моря. Следовательно, территорию, расположенную ниже 425± 5 м, можно с полным правом отнести к низине. Характерно, что в этих экспериментах как в верхней, так и в нижней части склона температура сохраняется практически стабильной, что убеждает нас в том, что обнаружены верхняя и нижняя температурные границы южного склона. Результаты исследований температурного режима на западном склоне показали, что в среднем за период трехлетних наблюдений обнаружена такая же закономерность прохождения температурных границ как на южном склоне.

Таблица 3 - Среднемесячная температура воздуха на склонах рельефа в период формирования семян мягкой яровой пшеницы, С

(данные в среднем  за 1996-1998 гг.)

варианта

Наблюдательная площадка над уровнем моря, м

Месяц, склон

август

сентябрь

вос-точ-ный

юж-ный

западный

среднемесячная

восточный

юж-ный

запад-ный

среднемесячная

Блок наблюдательных площадок в верхней части склона

1

535

18,2

18,4

18,5

18,4

15,0

15,5

15,0

15,2

2

530

18,1

18,1

18,3

18,2

15,2

15,7

15,1

15,3

Среднее

18,3

15,3

Блок наблюдательных площадок в средней части склона

3

525

15,4

20,5

20,9

12,6

17,2

17,6

4

520

15,3

20,8

21,0

12,7

17,1

17,6

5

515

15,2

20,6

20,9

12,5

17,2

17,6

6

435

16,2

20,6

21,0

12,5

17,3

17,4

7

430

16,1

20,0

20,8

12,4

17,5

17,6

8

425

16,2

20,1

20,8

12,6

17,1

17,5

Среднее

15,7

20,7

12,6

17,4

Блок наблюдательных площадок в нижней части склона

9

420

16,0

15,7

15,2

15,6

10,4

14,6

14,5

13,2

10

415

15,8

15,6

15,3

15,6

10,2

14,5

14,5

13,1

Среднее

15,6

13,1

НСР05 =

0,22

0,18

0,21

0,17

0,16

0,19

0,23

0,18

На восточном склоне верхняя граница склона начинается на высоте 525 ± 5 м над уровнем моря, а территория склона распространяется вниз до 10 опытной площадки. Следовательно, температурный режим на различных склонах начинает изменяться в верхней части всех трех склонов на 2 опытной площадке на высоте 525 ± 5 м над уровнем моря и заканчиваются над уровнем моря на высоте 425 ± 5 м.

Результаты исследований показали, что наиболее теплый режим в августе и сентябре создается на южном и западном склонах в средней части  (3-8 вариант), на вершине всех трех склонов температурный режим в период формированиям зерновки был более (15,3 С) прохладным и на восточном склоне и в низине всех трех склонов он был на 5,1С ниже, чем в средней части южного и западного склонов.

2.2.1. Запасы продуктивной влаги в пахотном слое почвы

Запасы продуктивной влаги в пахотном слое 0-20 показали, что обеспеченность растений на южном склоне в целом была удовлетворительной и составляла в августе 36 мм и в сентябре 38 мм, но в отдельные годы в верхней части южного склона она была ниже критической. Низина склона по влагообеспеченности пахотного слоя была в пределах нормы и составляла в августе 42 мм, в сентябре - 43 мм. На западном склоне рельефа запасы продуктивной влаги в пахотном слое 0-20 см в период формирования семян яровой пшеницы в среднем за три года были идентичны запасам продуктивной влаги южного склона. На восточном  склоне рельефа в период формирования семян яровой пшеницы запасы продуктивной влаги были близки к показателям запасов продуктивной влаги в низине южного и западного склонов и составляли в пределах от 43 до 44 мм.  В нижней части этого склона она составляла 46 мм в августе и 42 мм в сентябре. Обеспеченность продуктивной влагой в пахотном слое на вершине склона была на 29,6% ниже, чем на самом склоне, и на 35,5% меньше, чем в нижней его части. Аналогичные данные запасов продуктивной влаги в вегетационный период были и в слое почвы 20-50 мм, лишь с той разницей, что абсолютное их значение было ниже.

2.3. Биологическое качество семян мягкой яровой пшеницы при выращивании их на различных элементах рельефа

Семена яровой пшеницы и само растение обладают определенной пластичностью - способностью реагировать на условия внешней среды, то есть имеют разное биологическое качество. Показатели посевного качества семян (лабораторная всхожесть и энергия прорастания) не дают полной картины, каково общее биологическое состояние самого семени. Способно ли оно, по своему биологическому состоянию, быть устойчивым к неблагоприятным условиям среды в период прорастания в полевых условиях, роста проростка и формирования половозрелого высокопродуктивного растения. Наиболее характерными показателями биологического качества семян яровой пшеницы в данных исследованиях является полевая всхожесть семян, сохранность растений перед уборкой, урожайность зерна и количество зародышевых корней в зерновке.

В опытах перед посевом, определили посевные качества семян яровой пшеницы, партия семян имела 98% всхожести и 78% энергии прорастания.

2.3.1. Полевая всхожесть семян мягкой яровой пшеницы при выращивании их на разных элементах рельефа

Результаты наблюдений за полевой всхожестью семян за три года исследований (1996-1998 гг.) на южном склоне свидетельствуют (табл. 4) о том, что между полевой всхожестью семян на вершине склона и на склоне отличие было несущественное и колебалось в пределах от 70,4 до 72,7%, то есть разница составляла всего 2,3%. В низине склона полевая всхожесть семян была на 11,5% выше, чем на его вершине, и на 9,2% выше, чем на склоне, наблюдались изменения полевой всхожести семян яровой пшеницы в 9 варианте. На западном склоне полевая всхожесть по своей абсолютной величине оказались сходной с полевой всхожестью семян, высеянных на южном склоне. Более того, обнаружено, что полевая всхожесть семян на западном склоне, в вариантах с 3 по 8 площадке, как и в случае с южным была ниже, чем в низине склона на 9,1-11,5%.

Таблица 4 - Полевая всхожесть семян мягкой яровой пшеницы на склонах рельефа  в среднем за 1996-1998 гг., %

варианта

Наблюдательная площадка, над уровнем моря, м

Склон рельефа

западный

южный

восточный

среднее

Блок наблюдательных площадок в верхней части склона

1

535

71,9

69,8

71,3

71,0

2

530

72,9

71,1

72,6

71,2

Среднее

72,4

70,5

72,0

Блок наблюдательных площадок в средней части склона

3

525

72,4

72,5

80,5

4

520

72,8

73,1

83,6

5

515

71,6

72,8

82,2

6

435

72,0

71,8

81,8

7

430

71,8

73,9

81,1

8

425

72,4

72,0

81,5

Среднее

72,2

72,7

81,8

Блок наблюдательных площадок в нижней части склона

9

420

81,9

81,3

81,9

81,7

10

415

81,2

82,6

81,7

81,8

Среднее

81,5

82,0

81,8

НСР05 =

2,10

1,50

1,80

В среднем за три года исследований полевая всхожесть на восточном склоне составляла 72,0-81,8%. В средней части склона и в низине полевая всхожесть была равной и соответствовала 81,8%, при этом изменения полевой всхожести наблюдались в 1 и 2 варианте, и понизилась в вершине склона на 9,8%. Полевая всхожесть яровой пшеницы, возделываемой в средней части южного и западного склонов, по своей величине была близка и соответствовала 72,2% и 72,7%, что в среднем ниже, чем на опытных площадках восточного склона. В низине склонов в 9 и 10 варианте полевая всхожесть яровой пшеницы была на уровне полевой всхожести семян яровой пшеницы, возделываемой в средней части восточного склона, и соответствовала 81,5 – 81,8%.

Таким образом, среднемесячная температура воздуха и запасы продуктивной влаги в пахотном слое на разных холмах и их элементах оказывают существенное влияние на полевую всхожесть яровой пшеницы.

2.3.2. Сохранность растений яровой пшеницы при выращивании их на разных элементах рельефа

Важно отметить, что показатели сохранности растений яровой пшеницы перед уборкой по изменчивости были сходны с показателями полевой всхожести семян. Сохранившиеся растения перед уборкой были подвержены воздействию не только неблагоприятной влагообеспеченности, но и различиями по величине температуры.

2.3.3. Урожайность яровой пшеницы при выращивании на разных элементах рельефа

Сравнительный анализ урожайности яровой пшеницы на различных элементах рельефа (табл. 5) показал, что наибольшая урожайность зерна формируется на восточном склоне в варианте с 3 по 8 и составляла 3,37 т/га и в нижней части рельефа на всех трех склонах она составляла в среднем 3,20 т/га. Урожайность зерна на южном и западном склонах была соответственно (2,73, 2,78 т/га), достоверно ниже, чем на восточном склоне. Разница составляла 0,6 т/га, то есть  22,1%. Урожайность зерна на вершине во все годы наблюдений всегда имела тенденцию быть несколько ниже, чем на южном и западном склонах.

Таблица  5 - Урожайность яровой пшеницы, выращенной

на разных склонах рельефа  в среднем за 1996-1998 гг., т/га

варианта

Наблюдательная площадка, над уровнем моря, м

Склон рельефа

западный

южный

восточный

среднее по 1,2 варианту

Блок наблюдательных площадок в верхней части склона

1

535

2,74

2,79

2,75

2

530

2,66

2,69

2,67

Среднее

2,70

2,74

2,71

2,72

Блок наблюдательных площадок в средней части склона

3

525

2,82

2,73

3,36

4

520

2,73

2,74

3,35

5

515

2,72

2,69

3,44

6

435

2,78

2,69

3,53

7

430

2,87

2,77

3,37

8

425

2,77

2,77

3,14

Среднее по 3-8

варианту

2,78

2,73

3,37

среднее по 9,10 варианту

Блок наблюдательных площадок в нижней части склона

9

420

3,15

3,24

3,20

10

415

3,25

3,13

3,21

Среднее

3,20

3,19

3,21

3,20

НСР05 =

0,24

0,31

0,29

Однако математический анализ всегда показывал, что это различие было недостоверным и в среднем за три года наблюдений составляла 2,72 т/га. В низине, в течение трех лет наблюдений, урожайность зерна (3,20 т/га) была всегда выше, чем на южном и западном склонах, а также чем на вершине.

Однако эта величина урожайности уступала показателям продуктивности растений восточного склона, в среднем за три года исследований разница составила 1,7 т/га или 5,0%. Таким образом, при обычном зональном подходе к семеноводству, то есть выращиванию семян без учета ресурсов рельефа, мы получаем наиболее высокую продуктивность растений на восточном склоне и в низине. В семеноводческой практике во всех зонах Предбайкалья  семеноводческие поля  размещают на восточном склоне, то есть там, где продуктивность растений наивысшая. В научной литературе имеются и такие данные о том, что урожайность растений, выращенных из семян, сформированных на южном и западном склонах, выше, чем на остальных элементах рельефа.

В этой связи в этих же экспериментах мы сочли целесообразным изучить биологические качества семян, выращенных на различных элементах рельефа, результаты которых обсуждаются ниже.

2.4. Биологические качества семян в потомстве при выращивании на различных элементах рельефа

Результаты исследований показали, что на всех элементах рельефа и склона лабораторная всхожесть семян и энергия прорастания были одинаковыми и составляли: лабораторная всхожесть - 98-100%,  энергия прорастания - 68-78%. Обмолот снопов проводили молотилкой МС 400, и своевременное щадящее высушивание зерна после уборки исключило возможность травмирования семян.

2.4.1. Количество зародышевых корней у зерновок сформированы выращивании на различных элементах рельефа

Количество зародышевых корней в зерновке является одним из важных показателей биологической полноценности получаемых семян яровой пшеницы, который определяется в лабораторных опытах и чем больше их в зародыше, тем более полноценными они являются.

Количество зародышевых корней у зерновок (табл. 6), полученных на южном склоне в 3 и 8 вариантах имели по 6,7 зародышевых корня. В 1 и 2 варианте их было 5,3 шт., а на 9 и 10 опытной площадке лишь 4,1 шт. Разница между числом зародышевых корней, сформированных у семян в условиях микроклимата средней части склона (3 - 8 вариант) и микроклимата его низины (9 - 10 вариант), была весьма существенной и составляла на 2,9 корешка в пользу семян, выращенных в средней части склона, что на 43,3% больше. Если мы сравним эти данные с ранее приведенными данными по температуре (табл. 3), то выясняется, что число зародышевых корней находилось в прямой связи с количеством тепла, обеспеченного на различных элементах рельефа.

Таблица 6 - Количество зародышевых корней у зерновки мягкой яровой пшеницы, выращенной на разных склонах в среднем за 1996-1998 году, шт.

варианта

Наблюдательная площадка, над уровнем моря, м

Склон рельефа

западный

южный

восточный

среднее

Блок наблюдательных площадок в верхней части склона

1

535

5,1±0,07

5,5±0,07

5,0±0,06

5,2

2

530

5,3±0,06

5,1±0,09

5,3±0,05

5,2

Среднее

5,2

5,3

5,1

Блок наблюдательных площадок в средней части склона

3

525

6,7±0,05

6,7±0,11

4,0±0,07

4

520

6,3±0,05

6,4±0,10

4,1±0,08

5

515

6,5±0,06

6,4±0,09

3,9±0,09

6

435

6,8±0,08

6,8±0,07

4,7±0,10

7

430

7,0±0,09

6,9±0,07

4,4±0,09

8

425

7,0±0,06

7,0±0,08

4,4±0,07

Среднее

6,7

6,7

4,3

Блок наблюдательных площадок в нижней части склона

9

420

3,9±0,07

4,4±0,07

4,1±0,08

4,1

10

415

4,2±0,06

3,8±0,08

4,3±0,09

4,1

Среднее

4,0

4,1

4,2

У семян, выращенных на западном склоне, в зерновке формировалось в основном по 4-7 зародышевых корней. В средней его части на опытных делянках в 3 – 8 варианта у зерновки было сформировано от 6 до 7 корешков, что на 1,5 корешка больше, чем в верхней части склона и на 2,7 корешка больше, чем в нижней части склона, и соответственно в верхней части их было сформировано – 5-6 шт., а в низине  склона в пределах 4 шт. (от 3 до 5). На восточном склоне в верхней его части (1 – 2 вариант) у зерновок было по 5,1 зародышевых корня, в средней части у них было по 4,3, шт., а в низине склона 4,2 шт. Наибольшее количество корешков было сформировано у зерновки в верхней части склона, чем в средней части и низине склона, следовательно, в течение трех лет на прохладных  элементах склона (3-8 и 9-10 варианты) формировалось всего лишь 4-5 зародышевых  корней. Сопоставляя данные о количестве зародышевых корней у зерновок, сформированных на различных элементах рельефа, можно с полным правом утверждать, что наиболее биологически полноценные семена формируются лишь на южном и западном склонах, а также на вершине холма. Восточный склон и низина оказались неблагоприятными по количеству тепла для формирования биологически полноценных семян. Таким образом, по данным результатов исследований установили границы разграничения теплых элементов рельефа и прохладных.

2.5. Критерии определения полей, пригодных для семеноводства в Предбайкалье

На основании полевых исследований склоны различного географического положения в Предбайкалье и их элементы рельефа разделили на теплые и прохладные участки и объединили в 4 категории по урожайности мягкой яровой пшеницы и биологическим качествам выращенных семян.

К первой категории относятся поля, расположенные на западных и южных склонах холма. Они простираются вверх по холму до границы вершины (525 ± 5 м над уровнем моря) и вниз до границы низины  холма (425 ± 5 м над уровнем моря). Здесь погодные условия складываются  благоприятно для получения зерна с высокими биологическими качествами.

Ко второй категории относятся поля, расположенные на вершине холмов (выше 525 ± 5 м над уровнем моря). Здесь только в благоприятные по осадкам годы складываются удовлетворительные погодные условия для получения зерна с высокими биологическими качествами.

К третьей категории относятся поля, расположенные на восточных склонах. Границы их по холму простираются вдоль южного склона. Погодные условия здесь обеспечивают высокий урожай зерна, но с низкими биологическими качествами семян.

К четвертой категории относятся поля, расположенне в низинах склонов. Границы их по склону холма простираются вниз от отметки 425± 5 м над уровнем моря. Как правило, они находятся в нешироких, глубоко врезанных долинах и поймах рек. Зерно здесь получается с низкими биологическими качествами.

Рис. 4 - Схема разделения территории рельефа пашни южного и западного склонов площади на вершину, склон и низину

Предложенные критерии позволяют определить границы распространения семенных участков по формам рельефа и создают возможность картирования полей с целью выделения площадей, пригодных для успешного развития семеноводства и производства зерна в Предбайкалье.

Таким образом, у растений мягкой яровой пшеницы, выращенных в Предбайкалье на полях, расположенных на теплых элементах микрорельефа (южный и западный склоны и их вершина), биологические качества семян были выше, чем у семян, сформированных на полях, расположенных на прохладных элементах рельефа (низина склонов и восточный склон).

3. Реализация сортового потенциала продуктивности мягкой яровой пшеницы при использовании ресурсов микроклимата рельефа пашни Предбайкалья

Урожайность яровой пшеницы в потомстве, выращенной на южном склоне (табл. 7), при посеве семенами из теплых элементов рельефа, была выше контроля на 1,13 т/га и составляла 3,90 т/га. Западный склон по теплообеспеченности не уступает южному, урожайность семян, сформированных на теплых элементах рельефа склона, была близка к урожайности южного склона и составила 3,87 т/га. На вершине склона она составляла 3,81 т/га. Это убедительно доказывает, что растения из семян, сформированных на теплых элементах рельефа (южный, западный склоны и вершина его), формируют высокую урожайность на этих же элементах рельефа (3,86 т/га). Семена, выращенные в предшествующем году на восточном склоне, сформировали урожайность на южном склоне равную 2,05 т/га, это на 0,72 т/га меньше  контроля и на  1,84 т/га меньше, чем у семян, выращенных на теплых элементах рельефа. Семена, выращенные в низине склона на теплых элементах рельефа, формировали самую низкую урожайность (1,86 т/га), это на 67,8% от контрольного варианта и 48,2% от семян, выращенных на теплых элементах рельефа. Урожайность яровой пшеницы на восточном склоне, между вариантами опытов была такова, что в контроле она составляла 3,01 т/га, в варианте при посеве семенами с вершины урожайность повысилась на 34,9% и составляла 4,06 т/га. В вариантах при посеве семенами с южного и западного склонов урожайность оказалась выше в среднем на 42,4%, была соответственно 4,30 и 4,33 т/га. В варианте с восточного склона она была ниже, чем в контроле примерно на 20,0%.

Таблица 7 - Урожайность мягкой яровой пшеницы в потомстве от материнских растений, выращенных  на различных элементах рельефа при использовании семян, выращенных на теплых и холодных склонах, 1999-2001 гг., т/га

Место выращивания семян

Склоны и их элементы рельефа

вершина

склон

низина

южный

западный

восточный

*Контрольный  вариант

2,71

2,77

2,74

3,01

3,03

По элементам рельефа:

среднее

2,71

2,77

2,74

3,01

3,03

теплым

2,74

прохладным

3,02

Вершина склона

3,76

3,85

3,82

4,06

3,91

Южный склон

3,82

3,91

3,88

4,21

4,30

Западный склон

3,85

3,94

3,91

4,24

4,33

По элементам рельефа:

среднее

3,81

3,90

3,87

4,17

4,18

теплым

3,86

прохладным

4,17

Восточный склон

1,96

2,05

2,02

2,41

2,35

Низина склона

1,66

1,75

1,72

2,26

2,20

По элементам рельефа:

среднее

1,81

1,90

1,87

2,34

2,27

теплым

1,86

прохладным

2,31

НСР05

0,25

0,21

0,24

0,25

0,30

*Примечание. В контрольном варианте была взята  смесь партий семян, выращенных на всех пяти элементах рельефа, в равном соотношении, то есть по 20% каждой.

В варианте с низины эта разница была еще более существенной и составляла 75,1% от контроля, то есть 2,26 т/га. Урожайность яровой пшеницы в низине, в среднем за три года в контрольном варианте составила 3,03 т/га. При посеве семенами с вершины склона урожайность превышала контроль на 29,0% и была 3,91 т/га. В вариантах при посеве семенами с южного и западного склонов она была выше контроля на 42,4%, и средняя урожайность составляла 4,31 т/га. Отсюда следует, что урожайность яровой пшеницы, выращенной на восточном склоне и в низине, близка по своему значению и составляла в контрольном варианте 3,02 т/га из семян с теплых элементов рельефа 4,17 т/га и с прохладных – 2,31 т/га. В заключение следует отметить, что яровая пшеница, выращенная из семян, полученных на теплых элементах рельефа, и посеянная на теплых элементах, формировала урожай зерна 3,86 т/га, что на 29,0% больше контрольного варианта (2,74 т/га). На прохладных элементах рельефа урожайность составила 4,17 т/га, что больше контрольного варианта на 1,16 т/га или на 27,8%, при этом урожайность в контрольном варианте была 3,02 т/га. Это весьма убедительный эффект прибавки урожайности, который можно получить без всяких дополнительных затрат, используя лишь разумно агроклиматические ресурсы Предбайкалья. Если принять, что контрольный вариант (посев семенами с разных склонов) - это условно практика ведения семеноводства в хозяйствах Предбайкалья, которая пренебрегает ресурсами элементов рельефа, то даже на этом примере показано, что хозяйства теряют около 38-40% урожая яровой пшеницы.

Эта разница в урожайности обусловлена двумя причинами. Первая -  степень сформированности зародыша определяет биологические качества семян; и вторая причина -  биологически полноценные семена с теплых элементов рельефа более устойчивы к  весенне-летнему дефициту влаги в период прорастания их и роста проростков.

4. Экономическая эффективность  системы семеноводства яровой пшеницы на принципах рационального использования ресурсов агроландшафта пашни

Экономическая эффективность при посеве семенами на прохладном склоне, обладающими различными биологическими качествами, показала (табл. 8), что когда на этом склоне мы выращивали яровую пшеницу из семян с низким биологическим качеством, то валовой сбор зерна по сравнению с контролем был на 23,5% меньше,  чем в контроле, а затраты же с накладными расходами были примерно на уровне контроля, а точнее, на  2,6% меньше. В результате уровень рентабельности производства зерна в контрольном варианте составлял 48,5%, в варианте с семенами с высоким биологическим качеством – 97,1%. В варианте при посеве семенами низкого биологического качества рентабельность производства зерна яровой пшеницы составила 16,5 %. Производственная прибыль со 100 га пашни в контрольном варианте составляла 246,5 тыс. руб., а при посеве семенами с высокими биологическими качествами эта прибыль повысилась до 208,8%  и составила 514,8 тыс. руб. При посеве семенами с низкими биологическими качествами прибыль составила всего 82,2 тыс. руб. В том случае, когда мы выращивали зерно из семян с такими же биологическими качествами, но на теплом элементе рельефа, то экономические показатели были несколько иными. Уровень рентабельности производства зерна в контроле составил 36,1%, а при посеве на теплом участке 84,1%, на восточном склоне (прохладном участке) производство зерна было убыточным (-4,5).

Таблица 8 - Анализ затрат и себестоимости зерна при посеве на восточном  (прохладном) склоне семенами разного биологического качества  на площади 100 га в среднем за 1999 – 2001 гг.

Показатели

Вариант опыта, посев произведен семенами с

контроль

южного склона (теплого)

восточного склона (прохладного)

факт

%

факт

%

факт

%

Урожайность, т/га

3,02

100

4,18

138,4

2,31

76,5

Основные затраты, тыс. руб

454,1

100

473,4

104,3

442,3

97,4

Прибыль, тыс. руб

246,5

100

514,8

208,8

82,2

33,4

Уровень рентабельности, %

48,5

100

97,1

200,2

16,5

34,1

Примечание: Расчеты проведены по ценам  первого полугодия 2009 года

Для производства зерна всегда предпочтительнее использовать семена с высокими биологическими качествами независимо от того, на каком элементе рельефа осуществляется производство зерна. Если зерно пшеницы будет предназначено для  хлебопекарных целей, то его необходимо возделывать на теплых элементах рельефа, если оно предназначено на фураж, то такое зерно желательно выращивать на прохладном (восточном), более увлажненном элементе рельефа, так как в этом случае валовой сбор окажется выше, чем на теплом элементе рельефа. В частности, в представленных данных валовой сбор со 100 га площади на прохладном элементе рельефа был на 32 тонны больше, чем на теплом, и соответственно прибыль была больше на 74,04 тыс. руб.

Выводы

  1. Корреляционные связи между климатическими условиями сельскохозяйственных зон Предбайкалья и урожайностью мягкой яровой пшеницы показывают, что при возделывании яровой пшеницы необходимо использовать ресурсы микроклимата рельефа пашни.
  2. Склоны холмов различного географического положения и их рельефы по теплообеспеченности в период вегетации мягкой яровой пшеницы в условиях Предбайкалья подразделяются на теплые и прохладные. Из них прохладные элементы рельефа не обеспечивают оптимальный температурный режим формирования биологически полноценных семян.

3. К теплым элементам рельефа относятся южные и западные склоны, а также вершины холмов, которые расположены на высоте 525 ± 5  м и выше над уровнем моря. Прохладные элементы рельефа включают восточные склоны и низины, к которым относятся пашни, расположенные на высоте 425 ± 5 м и ниже над уровнем моря.

4. Использование в Предбайкалье ресурсов микроклимата агроландшафтов полей является необходимым условием выращивания биологически полноценных семян, что позволяет совершенствовать систему семеноводства яровой пшеницы в условиях Предбайкалья. Это повышает урожайность мягкой яровой пшеницы в следующем поколении на 40%.

5. В условиях  Предбайкалья при возделывании мягкой яровой пшеницы с использованием ресурсов микроклимата рельефа пашни можно получить 1505,3 тыс. руб. производственной прибыли на 100 га пашни с рентабельностью производства зерна – 98,7%.

6. В экономически успешных хозяйствах во всех трех зонах региона на площади около 10 тыс. га выполнена трехлетняя производственная проверка и получена высокая продукционная и экономическая эффективность наших предложений.

Рекомендации производству

Для получения биологически полноценных семян в Предбайкалье зональная  система семеноводства  должна быть усовершенствована на основе учета агроклиматических ресурсов микрорельефа полей. В этой связи хозяйствам предлагаются следующие рекомендации:

1. Провести агроклиматическую инвентаризацию пахотных полей хозяйств и разделить их на теплые и прохладные участки. В соответствии с рекомендациями к теплым элементам рельефа относятся южные и западные склоны, а также вершины холмов, расположенные на высоте 525 ± 5  м и выше над уровнем моря. Прохладные элементы рельефа включают восточные склоны и площади низины, расположенные на высоте 425 ± 5 м и ниже над уровнем моря.

2. В каждой из трех сельскохозяйственных зон Предбайкалья семеноводческие участки мягкой яровой пшеницы необходимо располагать лишь на теплых элементах рельефа.

3. Полученные с теплых элементов рельефа пашни биологически полноценные семена мягкой яровой пшеницы размещать на прохладных элементах рельефа, что позволит по сравнению с обычно принятой в регионе зональной системой семеноводства реализовать генетический сортовой потенциал, увеличить в хозяйствах урожайность яровой пшеницы до 40% и повысит рентабельность производства товарного зерна на 97%.

Список опубликованных работ по теме диссертации

Издания, рекомендованные ВАК:

  1. Полномочнов А. В. Динамика возделывания сортов яровой пшеницы в Иркутской области / А. В. Полномочнов // Селекция и семеноводство. – 2005. № 3. – С. 28-29.
  2. Полномочнов А. В. Илли И. Э. О ландшафтных критериях размещения семенных участков / И. Э. Илли, А. В. Полномочнов // Селекция и семеноводство. – 2005. - № 2.  – С. 36- 38.
  3. Полномочнов А. В. Сортовые ресурсы зернофуражных культур для животноводства Иркутской области / А. В. Полномочнов // Вестн.  Краснояр. гос. агр. ун-та. – 2006. - № 10. – С. 117-120.
  4. Полномочнов А. В. Влияние водно-теплового режима рельефа пашни на семенную продуктивность пшеницы / А. В. Полномочнов, И. Э. Илли // Вестн.  Краснояр. гос. агр. ун-та. – 2006. - № 11. – С. 85-89.
  5. Полномочнов А. В. Сортовые ресурсы овса в Иркутской области / А. В. Полномочнов // Вестн.  Краснояр. гос. агр. ун-та. – 2006. - № 12. – С. 114-116.
  6. Полномочнов А. В. Биологические качества семян яровой пшеницы в Предбайкалье/ А. В. Полномочнов // Вестн.  Краснояр. гос. агр. ун-та. – 2007. - № 5. – С. 62-65.
  7. Полномочнов А. В. Сортовые ресурсы яровой пшеницы в Иркутской области / А. В. Полномочнов // Зерновое хозяйство. - 2006. – № 5. - С. 7- 8.
  8. Полномочнов А. В. Гидротермические ресурсы Предбайкалья и производство полноценных семян яровой пшеницы/ А. В. Полномочнов // Зерновое хоз-во. - 2007. – № 6. - С. 17-18.
  9. Полномочнов А. В. Илли И.Э. Природные ресурсы Иркутской области по тепловлагообеспеченности яровой пшеницы при зональной системе семеноводства/ А. В. Полномочнов, И.Э. Илли // Вестн.  Алтайского гос. агр. ун-та. – 2010. - № 3. – С.
  10. Полномочнов А. В. Использование ресурсов микроклимата рельефа пашни в системе семеноводства яровой пшеницы в Предбайкалье / А. В. Полномочнов // Вестн.  Краснояр. гос. агр. ун-та. – 2010. - № 3. – С.
  11. Полномочнов А. В. Повышение урожайности яровой пшеницы на основе использования биологически полноценных семян в Предбайкалье / А.В. Полномочнов//Научно-практический журнал» Вестн. ИрГСХА. – 2011. - № 42. – С.10-12.
  12. Полномочнов А.В. Влияние погодных условий на урожайность яровой пшеницы в Предбайкалье/ А.В. Полномочнов // Научно-практический журнал» Вестн. ИрГСХА. – 2011. - № 42. – С.13-15

Монографии:

  1. Полномочнов А. В. Семеноводство и семенной контроль полевых культур Иркутской области / А. В. Полномочнов. – Иркутск, 2004. - 160 с.
  2. Полномочнов А. В. Справочник по кормопроизводству и кормлению сельскохозяйственных животных в Иркутской области / А. В. Полномочнов [и др.]. – Иркутск, 2005. - 543 с.
  3. Полномочнов А. В. Крутиков И. А. Рекомендации по сортовой технологии сельскохозяйственных культур в Иркутской области / И. А. Крутиков, А. В. Полномочнов. – Иркутск, 2005. - 100 с. 
  4. Полномочнов А. В. Илли И. Э. Биологические основы производства семян в Иркутской области / И. Э. Илли, А. В. Полномочнов. – Иркутск, 2005. - 224 с.
  5. Полномочнов А. В. Адаптивные технологии производства продукции растениеводства в системах земледелия Приангарья // Агротехнологические рекомендании/ В.И. Солодун, Ю.С. Бажанов, В.Е. Решетский Полномочнов [и др.].- Иркутск, 2008. – 154 с.
  6. Полномочнов А. В. Законы и подзаконные акты в области селекции и семеноводства / Сборник подготовил А.В. Полномочнов.- Иркутск, 2005. – 208 с.

Обзорные работы и экспериментальные статьи:

  1. Полномочнов А. В.  Совершенствование технологии возделывания смесей зернофуражных культур с бобовыми для производства высокопитательных кормов в лесостепной зоне Иркутской области: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / А. В. Полномочнов. – Новосибирск, 1996. - 18 с.
  2. Полномочнов А. В. Энергия и белок с поля / А. В. Полномочнов // Комбикорма. – 2002. - № 3. - С. 37.
  3. Полномочнов А. В. Динамика сортовых посевов зернофуражных культур в Иркутской области / А. В. Полномочнов // Адаптивные технологии в современном земледелии Восточной Сибири:  материалы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 90-летию проф. Н. В. Варнакова. – Улан-Удэ, 2005. - С. 133-138.
  4. Полномочнов А. В. Илли И. Э. Эколого-физиологические критерии определения полей, пригодных для семеноводства в Прибайкалье / И. Э. Илли, А. В. Полномочнов // Севообороты, ресурсосберегающие технологии и воспроизводство плодородия почвы в адаптивно-ландшафтном земледелии Приангарья: материалы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 100-летию со дня рождения проф., заслуж. деятеля науки РФ Кузнецовой А. И., (г. Иркутск, 19-22 окт. 2005 г.). - Иркутск, 2005. - С. 235-237. 
  5. Полномочнов А. В. Илли И .Э. Агроландшафтные критерии оценки пригодности пахотных полей для ведения семеноводства  Иркутской области / И. Э. Илли, А. В. Полномочнов // Адаптивные технологии в современном земледелии Восточной Сибири:  материалы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 90- летию проф. Н. В. Варнакова. – Улан-Удэ, 2005. - С. 108-112.
  6. Полномочнов А. В. Семенной контроль // Выпуск №1. Подготовил А.В. Полномочнов. Иркутск. – 2003. С.30.
  7. Полномочнов А. В. Семенной контроль // Выпуск № 2. Подготовил А.В. Полномочнов. Иркутск. – 2003. С.42.
  8. Полномочнов А. В. Семенной контроль // Выпуск № 3. Подготовил А.В. Полномочнов. Иркутск. – 2003. С.38.
  9. Полномочнов А. В. Семенной контроль // Выпуск № 4. Подготовил А.В. Полномочнов. Иркутск. – 2003. С.22.
  10. Полномочнов А.В.  Качественные семена  - залог хорошего урожая. // Агрофакт / Главного управления сельского хозяйства администрации Иркутской области № 7-8. – Иркутск. 2002.- с. 23-24.
  11. Полномочнов А.В. Гренда С.Г. Современные проблемы создания сенокосов и типов пастбищ в Приангарье// Главного управления сельского хозяйства администрации Иркутской области. – Иркутск. 2002.- С. 64.
  12. Полномочнов А.В. Залог качественных семян. // Агрофакт / Главного управления сельского хозяйства администрации Иркутской области № 9 (70). – Иркутск. 2002.- с. 16 - 17.
  13. Полномочнов А.В. Защита прав потребителей  в области семеноводства (Сортовой и семенной контроль направлены на обеспечение соблюдения законодательства РФ). // Агрофакт / Главного управления сельского хозяйства администрации Иркутской области № 9 (70). – Иркутск. 2002.- с.  17 - 18.
  14. Полномочнов А.В.  Федеральное государственное учреждение «Государственная семенная инспекция по Иркутской области». // Агрофакт / Главного управления сельского хозяйства администрации Иркутской области № 10. – Иркутск.  2002.- с. 16-17.
  15. Полномочнов А.В.  Национальный стандарт Российской Федерации на сортовые  и посевные качества семян сельскохозяйственных культур. // Агрофакт / Главного управления сельского хозяйства администрации Иркутской области № 11-12. – Иркутск. 2002.- с. 36-39.
  16. Полномочнов А.В. Качество семян на 1 марта 2003 г. по Иркутской области. // Агрофакт / Главного управления сельского хозяйства администрации Иркутской области № 2-3 (75-76). – Иркутск. 2003.- с. 13-15.
  17. Полномочнов А.В.  Новый ГОСТ на семена. // Агрофакт / Главного управления сельского хозяйства администрации Иркутской области №  2, 3. – Иркутск. 2005.- с. 36.
  18. Полномочнов А.В.  Апробация – гарант высокого качества семян. // Агрофакт / Главного управления сельского хозяйства администрации Иркутской области №  8-9. – Иркутск. 2006.- с. 52-53.
  19. Полномочнов А.В.  Семя – живой организм, «материальный кусочек будущего», который нужно заботливо хранить. // Агрофакт / Главного управления сельского хозяйства администрации Иркутской области № 8-9. – Иркутск. 2006.- с. 53-56.
  20. Полномочнов А. В. Использование популяций сортов яровой пшеницы в биотехнологическом селекционном процессе в условия Предбайкалья / А. В. Полномочнов, Г.Д. Назарова, И.Э. Илли, В.В Парыгин и др. // Организационно-экономические и правовые основы семеноводства:  материалы Всероссийской научно-практической конференции. – Красноярск, 2007. - С. 130-133.
  21. Полномочнов А. В. Усовершенствование системы семеноводства Предбайкалья на основе повышения биологического качества семян яровой пшеницы с использованием рельефа пашни / А. В. Полномочнов. // Организационно-экономические и правовые основы семеноводства:  материалы Всеросийской научно-практической конференции. – Красноярск, 2007. - С. 134-147.
  22. Полномочнов А. В. Проблема повышения продуктивности сортов зерновых культур / А. В. Полномочнов. // Роль сельскохозяйственной науки в развитии АПК Приангарья: Материалы научно-практической конференции, посвященной 50-летию Иркутского НИИСХ. – Иркутск, 2007. – с. 164-169.
  23. Полномочнов А. В. Агроландшафтные критерии оценки пригодности пахотных полей для ведения семеноводства Предбайкалья / А. В. Полномочнов, И.Э. Илли // Роль сельскохозяйственной науки в развитии АПК Прангарья: Материалы научно-практической конференции, посвященной 50-летию Иркутского НИИСХ. – Иркутск, 2007. – с. 169-174.
  24. Полномочнов А. В. Повышение урожайного потенциала яровой пшеницы Тулунская 12 в Иркутской области / А. В. Полномочнов // Главный агроном. – 2007. - № 11.  – С. 19-31.
  25. Полномочнов А. В. Повышение урожайного потенциала яровой пшеницы Тулунская 12 в Иркутской области / А. В. Полномочнов // Главный агроном. – 2007. - № 12.  – С. 17-23.
  26. Полномочнов А. В. Проблемы повышения сортового потенциала семенной продуктивности у сибирских сортов зерновых культур в Предбайкалье / А. В. Полномочнов // Селекция сельскохозяйственных культур на скороспелость, холодостойкость и зимостойкость:  материалы научно-методической конференции, посвященной 100-летию Тулунской ГСС. – Новосибирск, 2008. - С. 70-78.
  27. Полномочнов А. В. Реализация сортового потенциала мягкой яровой пшеницы на принципах рационального использования ресурсов агроландшафтного земледелия в условиях Предбайкалья / А. В. Полномочнов // Аграрная наука – сельскому хозяйству: Сборник статей: В 3 кн./ VI – Международная научно – практическая конференция (3-4 февраля). Барнаул: Изд-во АГАУ, 2011. Кн.2. – С. 58-59. 





© 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.