WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

ЮГОВ АНАТОЛИЙ ВИКТОРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ЗЕРНОВЫХ

И ТЕХНИЧЕСКИХ КУЛЬТУР ПРИ ОРОШЕНИИ

НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ

ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

Специальность 06.01.09 – растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Краснодар – 2009

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» в 1999–2006 гг.

Научный консультант:  заслуженный деятель науки РФ,

  доктор сельскохозяйственных наук, профессор

  Малюга Николай Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Фролов Сергей Александрович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Ненько Наталья Ивановна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Желтопузов Владимир Николаевич

Ведущая организация: ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур им. В.С. Пустовойта» Россельхозакадемии

Защита состоится «24» декабря 2009 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 220.038.03 при ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина 13, КубГАУ (гл. корпус, ауд. 209).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», а с авторефератом – на сайте ВАК РФ в сети Интернет и официальном сайте http://www.kubagro.ru

Автореферат разослан  « » _____________ 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета                                                Кравцов А.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ



Актуальность темы. Устойчивое развитие агропромышленного комплекса Российской Федерации в значительной мере определяется стабильностью и эффективностью производства сельскохозяйственной продукции растениеводства.

Западное Предкавказье, в том числе и Краснодарский край – это одна из самых благоприятных для производства сельскохозяйственной продукции зон нашей страны, и одновременно ее можно характеризовать как зону с наиболее обостренными агроэкологическими и экономическими противоречиями, характеризующимися интенсивным использованием земли, зачастую с нарушением элементарных требований рекомендованных технологий возделывания культур.

Краснодарский край является ведущим регионом по производству зерна озимой пшеницы, кукурузы, сои и корнеплодов сахарной свеклы. Здесь размещается более 1 млн га посевов озимой пшеницы, 270–320 тыс. га зерновой кукурузы, около 100 тыс. га сои и более 130 тыс. га сахарной свеклы.

Разработанные и широко внедренные в производство в середине 80-х годов интенсивные технологии возделывания, базировавшиеся на отвальной обработке почвы и минеральной системе удобрения, позволяли ежегодно производить 5,5–6,0 млн т корнеплодов сахарной свеклы при средней урожайности около 300 ц/га, озимой пшеницы 4,9–5,0 млн. т при средней урожайности 40,0 ц/га, кукурузы 649,3–737,1 тыс. т при средней урожайности 33,5 ц/га и 42,4 тыс. т зерна сои при средней урожайности 13,8 ц/га.

В результате такой интенсификации земледелия ускорились деградационные процессы черноземов Западного Предкавказья, усилились эрозия и дефляция почв. Наиболее остро встал вопрос о состоянии плодородия староорошаемых земель (площадь – 468 тыс. га), где деградационные процессы протекают интенсивнее, чем на богаре. Содержание гумуса в них уменьшилось более чем на 40%, ухудшились водно-физические и агрохимические свойства, выразившиеся в уплотнении и слитизации почв, обесструктуривании их, снижении водопроницаемости, ухудшении водного, воздушного и пищевого режимов. В отдельных случаях отмечено осолонцевание и засоление черноземов, подъем уровня грунтовых вод, заболачивание.

Усилил развитие негативных процессов глубокий спад производства в АПК Краснодарского края в последнем десятилетии XX в., вызванный переходом страны к рыночной экономике.

Сложное финансово-экономическое положение в большинстве хозяйств края способствовало деинтенсификации технологий возделывания полевых культур. Существенно снизилось применение как органических, так и минеральных удобрений. Эти явления и нарушение сроков и качества выполняемых агроприемов привели к значительному снижению урожайности, прежде всего основной продовольственной культуры края – озимой пшеницы – с 56,4 в 1990 г. до 30,3 ц/га в 1998 г., а также кукурузы – с 35,9 до 13,3 ц/га, сахарной свеклы – с 325,0 до 165,0 ц/га, и сои с 13,8 до 8,7 ц/га.

В сложившихся рыночных отношениях важнейшим условием развития АПК Краснодарского края является переход к адаптивно-ландшафтной системе земледелия, предусматривающей внедрение альтернативных ресурсосберегающих технологий, адаптированных к зональным почвенно-климатическим условиям и позволяющим увеличить устойчивость основных полевых культур к биотическим и абиотическим факторам.

Основой альтернативных технологий, базирующихся на принципах биологизации, максимального энерго- и ресурсосбережения, сохранения и повышения плодородия почвы, охраны окружающей среды, а также высокой доходности, должно стать формирование высокопродуктивных агрофитоценозов, в которых предлагаемые агротехнологии удовлетворяли бы основным требованиям культур к факторам внешней среды.

Применение этих технологий позволит не только реализовать высокую продуктивность новых интенсивных сортов озимой пшеницы, выращиваемых после поздних пропашных предшественников, сои, высокопродуктивных гибридов кукурузы, сахарной свеклы, но и стабилизировать по годам урожайность этих культур, сохраняя высокое качество и конкурентоспособность продукции, а также плодородие староорошаемых земель и окружающую среду.

Цель и задачи исследований. Цель работы – научно обосновать и разработать для хозяйств альтернативные технологии возделывания сахарной свеклы, кукурузы на зерно, сои, а также озимой пшеницы, размещаемой после поздно убираемых предшественников, обеспечивающие получение запланированного урожая в условиях орошения, предотвращение деградации староорошаемого чернозема выщелоченного Западного Предкавказья.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

–изучить особенности роста, развития и продуктивности культур в звене севооборота сахарная свекла – соя – кукуруза на зерно – озимая пшеница в зависимости от изучаемых технологий и их элементов: системы удобрения и способов основной обработки почвы при орошении;

–исследовать влияние фотосинтетической деятельности посевов на продуктивность полевых культур в зависимости от изучаемых технологий их возделывания;

–оценить фитосанитарное состояние агроценозов озимой пшеницы, кукурузы, сои и сахарной свеклы при разных технологиях их возделывания;

–определить количественные критерии зависимости биометрических показателей растений, фотосинтетической деятельности, элементов структуры урожая, урожайности и качества продукции от изучаемых элементов технологий возделывания культур;

–исследовать действие изучаемых технологий и составляющих их элементов, а также определить долю их влияния на урожайность и технологические качества зерна озимой пшеницы, кукурузы, сои, а также корнеплодов сахарной свеклы;

–изучить влияние различных технологий возделывания на изменение содержания органического вещества, водно-физических свойств и агрегатного состава почвы в звене севооборота сахарная свекла – соя – кукуруза на зерно – озимая пшеница;

–определить влияние альтернативных технологий возделывания на продуктивность, экономическую и энергетическую эффективность изучаемых полевых культур;

–на основании полученных данных предложить производству альтернативные ресурсо- и энергосберегающие технологии возделывания озимой пшеницы, кукурузы на зерно, сои и сахарной свеклы на староорошаемом черноземе выщелоченном Западного Предкавказья.

Научная новизна. Впервые в условиях Западного Предкавказья дано теоретическое обоснование и разработаны альтернативные технологии возделывания озимой пшеницы, кукурузы на зерно, сои и сахарной свеклы, основанные на сочетании факторов минерального питания и способов основной обработки почвы в условиях низменно-западиного орошаемого ландшафта, базирующихся на принципах биологизации, экологизации, ресурсо- и энергосбережения, сохранения и воспроизводства почвенного плодородия чернозема выщелоченного.

Практическая значимость работы. Сельскохозяйственному производству предложены альтернативные, экономичные и энергетически обоснованные технологии возделывания озимой пшеницы, кукурузы на зерно, сои и сахарной свеклы при орошении, предусматривающие экономически оправданный уровень урожайности конкурентоспособной продукции при сохранении и воспроизводстве почвенного плодородия.

Полученные результаты работы являются составной частью «Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края» (Краснодар, 2008), монографии «Биология и особенности агротехники выращивания сахарной свеклы на деградированном староорошаемом выщелоченном черноземе Западного Предкавказья» (Краснодар, 2008).

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на ежегодных (1999-2006) научных конференциях Кубанского госагроуниверситета, на всероссийских научно-практических конференциях (Краснодар, 2002, 2006, 2007, 2008; Майкоп 2008), на совещаниях-семинарах руководителей и специалистов хозяйств районов Краснодарского края по вопросам технологии возделывания и ухода за посевами зерновых и технических культур (Краснодар, 2000-2008), на заседании научно-методического совета КубГАУ при подготовке сборника «Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края» (Краснодар, 2002, 2008).

Апробация разработанных альтернативных технологий возделывания озимой пшеницы после поздних пропашных предшественников, а также кукурузы на зерно, сои и сахарной свеклы проводилась в учхозах «Кубань» и «Краснодарское» Кубанского ГАУ, в хозяйствах «Нива Кубани» и «Агроколледж» Брюховецкого района, «Победа» Каневского района, им. Ильича Ленинградского района Краснодарского края в 2001–2004 гг., а внедрение научных разработок осуществлялось в 2002–2006 гг. в хозяйствах Краснодарского края.

Публикация результатов исследований. Материалы опубликованы в 33 работах общим объемом 21,7 печатных листа.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 456 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству. Она включает 14 рисунков, 70 таблиц в тексте и 50 в приложениях. Список используемой литературы насчитывает 570 наименований, в том числе 22 иностранных авторов.

На защиту выносятся основные положения научной новизны, практической значимости и конкретные результаты исследований, изложенные в выводах диссертации.

Автор глубоко признателен и выражает искреннюю благодарность научному консультанту – доктору сельскохозяйственных наук, профессору  Н.Г. Малюге за неоценимую помощь в разработке программы, проведении исследований и подготовке данной диссертации, соавторам публикаций и сотрудникам кафедры орошаемого земледелия во главе с ее заведующим, профессором В.П. Василько, за помощь и непосредственное участие в проведении наблюдений, учетов и анализов в полевых и лабораторных опытах.

  1. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

ЗЕРНОВЫХ И ПРОПАШНЫХ КУЛЬТУР (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

На основе анализа научной литературы рассмотрено состояние изученности влияния агротехнологий, отдельных их элементов – систем удобрения и способов основной обработки почвы на плодородие черноземных почв, а также орошения на рост, развитие, урожайность и качество зерна озимой пшеницы, кукурузы на зерно, сои и корнеплодов сахарной свеклы в условиях не только различных регионов РФ, но и за рубежом. Обсуждаются вопросы биологизации и экологизации технологий возделывания полевых культур. Рассматривается возможность повышения эффективности отдельных элементов агротехнологий, влияющих на качество и конкурентоспособность продукции, сохранения плодородия почв и окружающей среды.

  1. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Программа исследований разработана в соответствии с планом НИР Кубанского государственного аграрного университета, № госрегистрации 1991–1995 гг. – 01910049869, 1996–2000 гг. – 01960009000, 2000–2005 гг. – 01200113454.

Разработка, методика и исследования проводились на протяжении 15 опыта-лет в стационарном многофакторном опыте на опытном поле Кубанского государственного аграрного университета, расположенном в зоне неустойчивого увлажнения на черноземе выщелоченном слабогумусном сверхмощном легкоглинистом в низменно-западинном агроландшафте. В его основе лежит семипольный травяно-зернопропашной орошаемый севооборот со следующим чередованием культур: люцерна – люцерна – озимая пшеница – сахарная свекла – соя – кукуруза на зерно – озимая пшеница.

Опыт разворачивался с 1991 г. на трех полях с ежегодным вхождением в севооборот сахарной свеклой. Наши исследования начаты в 1999 году с размещением культур в первом поле в 1999 г. – сахарной свеклы, в 2000 г. – сои, в 2001 г. – кукурузы на зерно и в 2002 г. – озимой пшеницы. На втором и третьем полях севооборота шло смещение чередования культур на 1 год. Такое расположение культур во времени и пространстве дало возможность получить по каждой из них трехлетние данные о влиянии технологий возделывания на величину и качество урожая.

В опыте изучались два фактора: А – система обработки почвы, В – система удобрений. По фактору А изучалось четыре варианта: 1) отвальная – разноглубинная вспашка плугом под все культуры; 2) безотвальная – разноглубинная обработка плоскорезом под все культуры, а под сахарную свеклу и кукурузу + обработка глубокорыхлителем на глубину 70 см; 3) отвально-безотвальная – разноглубинная отвальная вспашка плугом, а под сахарную свеклу и кукурузу на зерно – разноглубинная обработка плоскорезом + обработка глубокорыхлителем на глубину 70 см; 4) поверхностная – обработка БДТ–3 в два следа под все культуры.

По фактору В изучались четыре системы удобрений: 1) без удобрений (контроль), 2) минеральная, 3) органоминеральная; 4) органическая. В основу системы удобрения положен балансовый метод расчета возврата гумуса – при минеральной системе – 75%, при органоминеральной – 100%, при органической – 125%.

В целом в опыте изучалось 16 технологий возделывания каждой культуры. Основная часть наблюдений и анализов в наших исследованиях проводилась на семи альтернативных технологиях возделывания сахарной свеклы, сои, кукурузы и озимой пшеницы.

Схема опыта представлена в таблицах 1 и 2.

Общая площадь делянки 24,0 м 7,0 м = 168 м2; учетная для озимой пшеницы и сои 2,0 м 24,0 м = 48 м2, для кукурузы 2,8 м 24 м = 67,2 м2, для сахарной свеклы 2,7 м 24 м = 64,8 м2. Повторность в опыте трехкратная. Расположение делянок – систематическое, последовательное в два яруса.

Поливы осуществлялись дождевальной машиной ДДН-70 водой реки Кубань при снижении влажности активного корнеобитаемого слоя почвы в

Таблица 1 – Схема опыта по изучению технологий возделывания сахарной свеклы, сои, кукурузы на зерно и озимой пшеницы при орошении на черноземе выщелоченном (фактор А – основная обработка почвы)

Технология

Культура

Сахарная свекла

Соя

Кукуруза на зерно

Озимая пшеница

Экстенсивная 1 (контроль)

Обработка плугом

ПН 4-35

на глубину 30-32 см

Обработка плугом

ПН 4-35

на глубину 25-27 см

Обработка плугом

ПН 4-35

на глубину 28-30 см

Обработка плугом

ПН 4-35

на глубину 20-22 см

Экстенсивная 2

Обработка БДТ-3 в два следа на глубину 6-8 см

Обработка БДТ-3 в два следа на глубину 6-8 см

Обработка БДТ-3 в два следа на глубину 6-8 см

Обработка БДТ-3 в два следа на глубину 6-8 см

Энергоресурсосберегающая

Обработка БДТ-3 в два следа на глубину 6-8 см

Обработка БДТ-3 в два следа на глубину 6-8 см

Обработка БДТ-3 в два следа на глубину 6-8 см

Обработка БДТ-3 в два следа на глубину 6-8 см

Базовая

Обработка плугом

ПН 4-35

на глубину 30-32 см

Обработка плугом

ПН 4-35

на глубину 25-27 см

Обработка плугом

ПН 4-35

на глубину 28-30 см

Обработка плугом

ПН 4-35

на глубину 20-22 см

Экологически допустимая

Обработка плугом

ПН 4-35

на глубину 30-32 см

Обработка плугом

ПН 4-35

на глубину 25-27 см

Обработка плугом

ПН 4-35

на глубину 28-30 см

Обработка плугом

ПН 4-35

на глубину 20-22 см


Почвозащитная

Обработка плоскорезом КПГ-250

на глубину 30-32 см + глубокое рыхление

РН-80Б

на глубину 70 см

Обработка плоскорезом КПГ-250

на глубину 25-27 см

Обработка плоскорезом КПГ-250

на глубину 28-30 см + глубокое рыхление

РН-80Б

на глубину 70 см

Обработка плоскорезом КПГ-250

на глубину 20-22 см


Мелиоративная

Обработка плоскорезом КПГ-250

на глубину 30-32 см + глубокое рыхление

РН-80Б

на глубину 70 см

Обработка плоскорезом КПГ-250

на глубину 25-27 см

Обработка плоскорезом КПГ-250

на глубину 28-30 см + глубокое рыхление

РН-80Б

на глубину 70 см

Обработка плоскорезом КПГ-250

на глубину 20-22 см

Таблица 2 – Схема опыта по изучению технологий возделывания сахарной свеклы, сои, кукурузы на зерно и озимой пшеницы при орошении на черноземе выщелоченном (фактор В – система удобрения)

Технология

Культура

Сахарная свекла

Соя

Кукуруза на зерно

Озимая пшеница

Экстенсивная 1 (контроль)

Без применения удобрений

Без применения удобрений

Без применения удобрений

Без применения удобрений

Экстенсивная 2

Без применения удобрений

Без применения удобрений

Без применения удобрений

Без применения удобрений

Энергоресурсосберегающая

Минеральная система - доза N150P90K60 под основную обработку + доза N30K50  в подкормку в фазу  смыкания листьев в ряду

Минеральная система - доза P50K30 под основную  обработку + доза N50 в подкормку в фазу бутонизации

Минеральная система – доза N80P60K90 под основную обработку + доза N40 в подкормку в фазу 7-8 листьев

Минеральная система - доза N40Р20 под основную  обработку + N30 рано весной + N30 в фазу выхода в трубку

Базовая

Минеральная система - доза N150P90K60 под основную обработку + доза N30K50  в подкормку в фазу  смыкания листьев в ряду

Минеральная система - доза P50K30 под основную  обработку + доза N50 в подкормку в фазу бутонизации

Минеральная система – доза N80P60K90 под основную обработку + доза N40 в подкормку в фазу 7-8 листьев

Минеральная система - доза N40Р20 под основную  обработку + N30 рано весной + N30 в фазу выхода в трубку

Экологически допустимая

Органоминеральная система - доза N150P90K60 под основную обработку + доза N30K50 в подкормку в фазу  смыкания листьев в ряду

Органоминеральная система - доза P50K30 под основную обработку + доза N50 в подкормку в фазу бутонизации

Органоминеральная система- 2,5 т/га соломы сои + доза N90K90 под основную обработку + доза N50P30 в подкормку  в фазу 7-8 листьев

Органоминеральная система - доза N40Р20 под основную  обработку + N30 рано весной + N30 в фазу выхода в трубку

Почвозащитная

Органоминеральная система - доза N150P90K60 под основную обработку + доза N30K50 в подкормку в фазу  смыкания листьев в ряду

Органоминеральная система - доза P50K30 под основную обработку + доза N50 в подкормку в фазу бутонизации

Органоминеральная система - 2,5 т/га соломы сои + доза N90K90 под основную обработку + доза N50P30 в подкормку  в фазу 7-8 листьев

Органоминеральная система - доза N40Р20 под основную  обработку + N30 рано весной + N30 в фазу выхода в трубку

Мелиоративная

Органическая система - навоз 80 т/га под основную обработку + доза N30 в подкормку в фазу смыкания листьев в ряду

Органическая система -  доза Р30 в подкормку в фазу бутонизации

Органическая система - 2,5 т/га соломы сои под основную обработку + доза N30Р30 в подкормку в фазу 7-8 листьев

Органическая система - доза Р20 под основную  обработку + N30 рано весной + N30 в фазу выхода в трубку

Примечание: минеральная система (обеспечивает 75% возврат гумуса в севообороте); органоминеральная система (обеспечивает 100% возврат гумуса в севообороте) предусматривает внесение 6,6 т/га соломы озимой пшеницы под посев люцерны и 2,5 т/га соломы сои под посев кукурузы на зерно; органическая система (обеспечивает 125% возврат гумуса в севообороте) предусматривает в севообороте внесение навоза в дозе 80 т/га, внесение 6,6 т/га соломы озимой пшеницы под посев люцерны и 2,5 т/га соломы сои под посев кукурузы на зерно.

фазы развития под озимой пшеницей до 75–80–70% НВ в слое 0,6 м, под сахарной свеклой до 70–80–65% НВ в слое 0,6 м, под соей – до 70–80–70% НВ в слое 0,5 м и кукурузой на зерно до 70–80–70% НВ в слое 0,6 м.

Тип воды – гидрокарбонатно-кальциевый с общей минерализацией 0,32–0,37 г/л соотношением Na+/Ca++ -0,5 и низким содержанием токсичного Сl – 29–35мг/л. Эти показатели характеризуют воду реки Кубань как вполне пригодную для орошения. Ирригационный коэффициент – 54–56, т. е. ее можно применять без специальных мер, предупреждающих накопление щелочей. Такая вода не угрожает почве ни засолением, ни осолонцеванием и может применяться для орошения без ограничений. Наблюдения, учеты и анализы в опыте проводились по общепринятым методикам.

1. Объемную массу почвы определяли методом патронов по С. И. Долгову (1966) (объем патронов – 200 см3) на глубину 0–10, 10–20, 20–30, 30–50 и 50–70 см в фазу полной спелости у озимой пшеницы, налива бобов у сои, выметывания у кукурузы и смыкания листьев в междурядье у сахарной свеклы. Повторность определения в пахотном слое 5-кратная, подпахотных – 3-кратная.

2. Агрегатный состав и водопрочность почвенных агрегатов определяли методом сухого фракционирования по Н. И. Саввинову в модификации Агрофизического института (1966) по слоям: 0–10, 10–20, 20–30, 30–50, 50–70 в 3-кратной повторности в фазу полной спелости у озимой пшеницы, налива бобов у сои, выметывания у кукурузы и смыкания листьев в междурядье – у сахарной свеклы.

3. Влажность почвы (%) для назначения вегетационных поливов определялась термостатно-весовым методом с отбором проб буром С. Ф. Неговелова через каждые 10 дней на глубину 60 см, а для определения запасов влаги на глубину 2 м через каждые 20 см в 3-кратной повторности: в фазу полных всходов культур, а на озимой пшенице в начале возобновления весенней вегетации и в конце вегетации – перед уборкой урожая у всех изучаемых культур. Производился расчет запасов продуктивной влаги (мм), суммарного водопотребления и коэффициента водопотребления изучаемых культур.

4. Содержание общего гумуса определяли по И.В. Тюрину (ГОСТ 26213–94). Содержание минерального азота (нитратного и аммиачного) определяли на автоматическом анализаторе «Skalar» (ГОСТ 26488-85 и ГОСТ 26489-85), подвижного фосфора и обменного калия – по Мачигину (ГОСТ 26205-91) в следующие сроки: на озимой пшенице после получения всходов, перед выходом в трубку и перед уборкой; на сахарной свекле – в фазах всходов, смыкания листьев в ряду и перед уборкой; на сое в фазах всходов, бутонизации и в полную спелость, на кукурузе в фазах всходов, выметывания и перед уборкой.

В программу исследований по блок-компоненту «растение» на посевах озимой пшеницы, сахарной свеклы, кукурузы на зерно и сои были включены следующие наблюдения, учеты и анализы:

1. Фенологические наблюдения – по «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1972). Отмечались следующие фазы вегетации: у озимой пшеницы – всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, молочная, восковая и полная спелость зерна;

– у сахарной свеклы – всходы, появление первой, второй, третьей пары настоящих листьев, смыкание и размыкание листьев в рядах и междурядьях;

– у сои – всходы, бутонизация, цветение, налив семян, полная спелость;

– у кукурузы – всходы, фазы 3–4 и 7–8 листьев, выметывание, цветения метелки и початков, молочная, восковая и полная спелость зерна.

2. Густоту стояния растений изучаемых культур – по «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1972) в сроки: на посевах озимой пшеницы – в фазе полных всходов, в начале возобновления весенней вегетации, в фазах колошения и полной спелости; на посевах кукурузы, сахарной свеклы и сои – в фазе полных всходов и перед уборкой урожая.

3. Площадь листовой поверхности у растений озимой пшеницы определяли по методике А.А. Ничипоровича (1977) на 40 растениях (по 20 из двух несмежных повторений) в следующие фазы: весеннего кущения, начала выхода в трубку, колошения – цветения, молочной, восковой спелости.

На посевах сахарной свеклы этот показатель определялся на 1-е число каждого месяца, начиная с июня до уборки, на 40 постоянно закрепленных растениях по каждому варианту опыта (по 20 из двух несмежных повторений) по методике Н.И. Орловского (1948).

На посевах сои площадь листовой поверхности учитывали методом высечек на 40 растениях (по 20 из двух не смежных повторений) в следующие фазы: бутонизации, цветения, налива семян.

На посевах кукурузы площадь ассимиляционной поверхности определяли согласно методике ВНИИкукурузы (1980) в фазы 3–4 и 7–8 листьев, выметывания и молочно-восковой спелости.

4. Накопление воздушно-сухой массы изучаемых культур определяли в те же сроки, что и площадь листовой поверхности.

5. Фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза посевов изучаемых культур определяли по А. А. Ничипоровичу (1977).

6. Высота растений кукурузы, озимой пшеницы и сои определялась согласно «Рекомендациям по методике проведения наблюдений и исследований в полевом опыте» (1975) в те же сроки, что и площадь листовой поверхности.

7. Засоренность посевов с разделением на однолетние и многолетние по методике ВИЗР (1984): у озимой пшеницы в начале весенней вегетации и перед уборкой; у кукурузы, сои и сахарной свеклы – в начале вегетации и перед уборкой урожая.

8. Структуру урожая: озимой пшеницы – по методике ГСУ по пробным снопам, отобранным в трех местах по диагонали делянки на площадках общей площадью 1 м2 с двух несмежных повторений каждого варианта опыта перед уборкой. При анализе снопа учитывали: число растений, количество продуктивных и непродуктивных стеблей на 1 м2, высоту растений и элементы продуктивности колоса (длину колоса, число колосков в колосе, число зерен в колосе, массу зерна с колоса) на 50 растениях с каждого варианта (по 25 с двух несмежных повторений), массу 1000 зерен;

– кукурузы – по методике ВНИИ кукурузы на двух несмежных повторениях каждого варианта опыта перед уборкой урожая. Определяли: длину початка, в том числе невыполненной его части, количество рядов и число зерен в початке (озерненность), массу початка, массу зерна с початка и растения, массу 1000 зерен, выход зерна с початка;

– сои – по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур на двух несмежных повторениях каждого варианта опыта перед уборкой урожая. Определяли: количество бобов, количество семян с растения, массу семян с 1 растения, массу 1000 семян.

9. Учет урожая: озимой пшеницы и сои – методом сплошной уборки прямым комбайнировании малогабаритным комбайном «Сампо 500» в фазу полной спелости зерна со всей учетной площади делянки с последующим пересчетом на стандартную (14%) влажность и 100%-ную чистоту зерна;

– кукурузы – путем сплошной ломки вручную всех початков с учетной площади делянки. Урожайность зерна пересчитывалась на 100%-ную чистоту и 14%-ную влажность;

– сахарной свеклы – при сплошной уборке вручную учетной площади делянки.

10. Качественная оценка зерна озимой пшеницы проводилась в лаборатории технологической оценки качества зерна КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко согласно ГОСТ 13586-1-68.

11. Содержание сахара в корнеплодах определяли методом холодной водной дигестии с помощью поляриметра СУ-3.

12. Статистическая обработка результатов исследований проведена на ВЦ КубГАУ методами корреляционного и дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1973).

13. Экономическая эффективность изучаемых технологий возделывания озимой пшеницы, сахарной свеклы, сои и кукурузы на зерно рассчитывалась в соответствии с рекомендациями по определению экономической эффективности использования научных разработок в земледелии (1986), биоэнергетическая эффективность – по методике КубГАУ (1995).

Агротехника в опыте, кроме изучаемых факторов, соответствовала принятым рекомендациям для производственных посевов.

В опытах использовали сорта озимой пшеницы – Победа 50 (после кукурузы на зерно), сои – Ламберт, гибриды кукурузы на зерно – Краснодарский 382 МВ и сахарной свеклы – Дружба МС–34.

Климат Краснодарского края – умеренно-континентальный. Погодные условия в годы проведения  исследований, по данным метеостанции «Круглик» г. Краснодара, были различными. В целом для роста и развития растений, формирования высокой продуктивности погодные условия 1998/99 с.-х. года можно охарактеризовать как жесткие для сахарной свеклы; 1999/00 с.-х. года – как благоприятные для сахарной свеклы и очень жесткие для сои; 2000/01 с.-х. года – как удовлетворительные для сахарной свеклы и сои и очень неблагоприятные для кукурузы; 2001/02 с.-х. года – как благоприятные для озимой пшеницы и кукурузы и сои; 2002/03 с.-х. года – как неблагоприятные для озимой пшеницы и кукурузы; 2003/04 с.-х. года – как благоприятные для озимой пшеницы.

3. ОСОБЕННОСТИ РОСТА, РАЗВИТИЯ И ПРОДУКТИВНОСТИ ИЗУЧАЕМЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕХНОЛОГИЙ ИХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

3.1 Рост, развитие и продуктивность сахарной свеклы

Изучаемые технологии возделывания оказывали определенное влияние на наступление фаз вегетаций сахарной свеклы. При улучшении пищевого режима почвы за счет применения в технологиях минеральных и органических удобрений на вариантах с экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной и другими технологиями наблюдалось более быстрое по сравнению с экстенсивными технологиями наступление фазы смыкания листьев в рядах (на 3–5 дней) и в междурядьях на 4–7 дней.

Размыкание листьев в междурядьях наблюдалось только на вариантах с экстенсивными технологиями, где сахарная свекла выращивалась без применения удобрений. Фаза размыкания листьев в рядах во все годы исследований на всех вариантах опыта до уборки урожая не наступала.

Продуктивность культуры обусловливается общей листовой поверхностью растений, которая является одним из основных показателей интенсивности роста сахарной свеклы (таблица 3).

Таблица 3 – Площадь листьев сахарной свеклы при орошении в зависимости от технологии возделывания,  см2 на растение (среднее за 1999–2001 гг.)

Технология

Дата

1.06

1.07

1.08

1.09

Экстенсивная 1

(контроль)

634,7

1541,5

2363,6

1039,7

Экстенсивная 2

517,2

1046,4

1830,9

677,5

Энергоресурсосберегающая

833,8

2188,1

2504,6

938,9

Базовая

948,5

3336,1

3985,5

1290,5

Экологически

допустимая

1045,5

3426,1

4150,3

1174,1

Почвозащитная

1040,7

3398,8

4144,2

1136,4

Мелиоративная

1059,6

3424,4

4147,0

1151,4

НСР05

48,6

60,2

120,5

50,6

Математическая обработка полученных данных методом регрессионного анализа выявила во все сроки наблюдений тесную положительную корреляционную связь (r = 0,800–0,987) между показателями площади листовой поверхности и урожайностью корнеплодов сахарной свеклы.

Максимальную площадь листовой поверхности в течение всей вегетации формировали посевы сахарной свеклы при выращивании ее по экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологиям, превысив по данному показателю контроль в первый срок наблюдений на 64,0–66,9%, во второй – на 120,5–122,0%, в третий – на 75,3–75,6% и в четвертый – на  9,3–12,9%. Минимальная площадь листовой поверхности наблюдалась на вариантах с энергоресурсосберегающей и экстенсивными технологиями.

Фотосинтетическая деятельность посевов сахарной свеклы зависела прежде всего от технологий возделывания этой культуры (рисунок 1). Благоприятные условия для роста и развития растений, созданные при экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологиях, обеспечивали формирование посевов с более мощным фотосинтетическим потенциалом, равным в целом за вегетацию 2358,0–2403,5 тыс. м2/гасутки, что превышало аналогичные показатели посевов на варианте с экстенсивной 1 на 76,0-79,4%.

Рисунок 1 – Фотосинтетический потенциал растении сахарной свеклы при орошении в зависимости от технологии возделывания  (среднее за 1999–2001 гг.)

Установлено, что между показателями фотосинтетической деятельности посевов сахарной свеклы и массой сырого вещества (как листьев, так и корнеплодов) обнаруживалась высокая положительная связь с коэффициентами корреляции при парном взаимодействии 0,832 и 0,761.

Формирование меньшей массы сырого вещества листьев на вариантах с экстенсивными технологиями обусловливало низкий показатель сырой массы корнеплода (таблица 4).

Таблица 4 – Динамика накопления сырой массы растениями сахарной  свеклы по срокам наблюдений при орошении в зависимости от технологии возделывания, г на растение (среднее за 1999-2001 гг.)

Технология

Дата

1.06

1.07

1.08

1.09

Листья

Экстенсивная 1 (контроль)

Экстенсивная 2

Энергоресурсосберегающая

Базовая

Экологически допустимая

Почвозащитная

Мелиоративная

65,4

57,0

69,1

77,0

76,0

76,4

76,1

350,1

332,1

360,8

385,0

398,0

392,8

401,7

465,2

442,6

475,2

495,7

522,0

510,4

520,6

190,6

166,5

215,9

235,7

256,0

250,3

252,7


Корнеплод

Экстенсивная 1 (контроль)

Экстенсивная 2

Энергоресурсосберегающая

Базовая

Экологически допустимая

Почвозащитная

Мелиоративная

20,0

17,3

23,6

28,6

30,0

29,0

29,7

135,2

112,4

135,1

158,4

169,0

160,3

160,8

252,5

226,0

374,0

395,0

425,0

398,9

404,9

300,1

285,1

474,7

525,5

548,9

543,7

552,3





Благоприятные условия для роста и развития растений, созданные за счет применения в технологиях минеральных и органических удобрений вели к увеличению массы сырого вещества листьев в сравнении с экстенсивными технологиями.

К началу сентября показатель сырой массы корнеплода на вариантах опыта достиг максимальной величины за вегетацию растений сахарной свеклы – от 285,1 до 552,3 г на растение. Наибольшая масса корнеплода была сформирована на безотвальной обработке с глубоким рыхлением на фоне органический системы удобрения – 552,3 г на растение. Несколько меньшей она была на вариантах с экологически допустимой и почвозащитной технологиями (548,9–543,7 г на растение).

Продуктивность сахарной свеклы при орошении в значительной степени определялась технологией возделывания. В среднем за годы исследований урожайность корнеплодов сахарной свеклы по вариантам опыта изменялась от 228,7 до 488,3 ц/га (таблица 5).

Минимальная урожайность сахарной свеклы была получена на вариантах с экстенсивными технологиями. При этом минимализация обработки почвы обеспечивала достоверное снижение  урожая корнеплодов сахарной свеклы по отношению к контролю на 44,8 ц/га, или 16,4%. Аналогичная тенденция наблюдалась и при использовании энергоресурсосберегающей технологии, обеспечивающей значительное уменьшение урожайности сахарной свеклы в сравнении с другими изучаемыми технологиями на 67,2–118,1 ц/га, или 18,2–31,9%.

Таблица 5 – Урожайность и качество корнеплодов сахарной свеклы при орошении в зависимости от технологии возделывания

Технология

Урожайность,

ц с 1 га

В среднем за 3 года

Отклонение от контроля

Содержание сахара, %

1999 г.

2000 г.

2001 г.

ц/га

%

Экстенсивная 1

(контроль)

215,3

268,0

337,2

273,5

-

-

13,9

Экстенсивная 2

163,1

208,6

314,5

228,7

-44,8

-16,4

15,0

Энергоресурсосберегающая

311,8

348,7

450,1

370,2

+96,7

+35,4

13,4

Базовая

341,0

442,8

528,5

437,4

+163,9

+59,9

12,8

Экологически

допустимая

409,7

488,0

567,2

488,3

+214,8

+78,5

12,8

Почвозащитная

384,7

470,3

557,8

470,9

+197,4

+72,2

12,8

Мелиоративная

392,6

491,5

540,0

474,7

+201,2

+73,6

12,7

НСР05

25,2

26,4

28,1

29,0



0,4

Наибольшую урожайность сахарной свеклы, как по годам исследований, так и в среднем за три года (470,9–488,3 ц/га) обеспечивали экологически допустимая, почвозащитная и мелиоративная технологии создание на этих вариантах благоприятных условий роста и развития растений сахарной свеклы за счет оптимизации водного, воздушного и пищевого режимов почвы обеспечило прибавку по отношению к контрольному варианту  197,4–214,8 ц/га, или 72,2–78,5%.

Во все годы исследований наиболее высоким содержанием сахара отличались корнеплоды сахарной свеклы, возделывавшиеся на почве с исходным уровнем плодородия (таблица 5). Так, максимальная сахаристость корнеплодов – 15% была отмечена при возделывании сахарной свеклы по экстенсивной 2 технологии с применением минимальной обработки почвы. Замена в данной технологии поверхностной обработки почвы на традиционную вспашку вела к снижению сахаристости на 1,1%.

Применение в технологиях различных удобрений, в предусмотренных дозах обусловливало существенное снижение содержания сахара в корнеплодах сахарной свеклы. Этот факт полностью подтверждается данными регрессионного анализа, где между сахаристостью и урожайностью корнеплодов сахарной свеклы существует тесная отрицательная корреляционная связь (r = -0,893).

В среднем за три года минимальный сбор сахара в опыте (34,3–38,0 ц/га) был получен при выращивании сахарной свеклы по экстенсивным технологиям (рисунок 2).

Рисунок 2 – Сбор сахара в зависимости от технологии возделывания  сахарной свеклы при орошении (среднее за 1999-2001 гг.)

Внесение удобрений обеспечивало существенное увеличение сбора сахара за счет роста урожайности корнеплодов. Максимальный сбор сахара в среднем за три года обеспечивала экологически допустимая технология, предусматривающая применение органоминеральной системы удобрения в севообороте. Здесь сбор сахара составил 62,5 ц/га, что на 24,5 т/га, или в 1,6 раза, больше, чем на контроле. Технологии, основанные на безотвальной обработке с глубоким рыхлением, с использованием как органоминеральной, так и органической системы способствовали получению одинакового сбора сахара – 60,3 ц/га, что всего лишь на 2,2 ц/га меньше, чем на варианте с экологически допустимой технологией.

3.2 Рост, развитие и продуктивность сои

Возделывание сои по изучаемым технологиям при орошении на выщелоченном черноземе не оказывало существенного влияния на сроки наступления фенологических фаз и продолжительность как межфазных периодов, так и вегетационного в целом. В среднем за годы исследований вегетационный период сои (всходы–полная) спелость составил 128–129 дней.

Наибольшая изреживаемость растений наблюдалась при возделывании сои по экстенсивным технологиям. Здесь количество растений на единице площади было наименьшим и составило 251,3–252,5 тыс. шт./га. С улучшением условий питания растений в изучаемых технологиях густота стояния растений повышалась в сравнении контролем на 5,3–10,1 тыс. шт./га, или  на 2,1–4,0%. Максимальная плотность в агроценозе наблюдалась на вариантах с возделыванием сои по базовой, экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологиям (260,9–262,6 тыс. шт./га).

Высота растений сои в конце вегетации колебалась от 69,2 до 75,4 см. Наиболее высокорослыми оказались растения, возделываемые с применением в технологиях минеральных и органических удобрений, на фоне как традиционной вспашки, так и плоскорезной обработки (базовой, экологически допустимой и почвозащитной). Здесь высота достигла 74,4–75,4 см, что на 4,0–5,0 см больше, чем при экстенсивной 1 технологии. Последействие применения навоза, внесенного под предшествующую культуру – сахарную свеклу, при возделывании сои по мелиоративной технологии также способствовало увеличению высоты растений на 3,1 см в сравнении с контролем.

По данным регрессионного анализа установлено, что между площадью листовой поверхности и урожайностью во все фазы существовала тесная положительная корреляционная связь (r = 0,952–0,988), что еще раз указывает на ведущую роль листовой поверхности в формировании высокого урожая.

Процесс нарастания листовой поверхности у изучаемого сорта продолжался вплоть до фазы налива семян по всем изучаемым в опыте технологиям. В среднем за годы исследования в этот период площадь листьев составила по вариантам опыта 1510,3–1603,2 см2 на растение (таблица 6).

Таблица 6 – Площадь листьев по фазам вегетации сои при орошении в  зависимости от технологии возделывания, см2 на растение  (среднее за 2000–2002 гг.)

Технология

Фаза вегетации

бутонизация

цветение

налив

семян

Экстенсивная 1 (контроль)

305,9

930,4

1510,3

Экстенсивная 2

321,5

1075,0

1603,2

Энергоресурсосберегающая

367,6

1151,7

2469,5

Базовая

396,7

1257,0

2790,9

Экологически допустимая

408,4

1360,8

2860,9

Почвозащитная

400,5

1216,3

2646,0

Мелиоративная

386,8

1209,3

2617,4

НСР05

25,6

100,1

140,2

Максимальная площадь листовой поверхности (2860,9 см2/растение) была сформирована на варианте с возделыванием сои по экологически допустимой технологии, предусматривающей применение вспашки на фоне органоминеральной системы удобрения.

Такая же закономерность отмечалась и по показателю фотосинтетического потенциала. Наименьшим фотосинтетическим потенциалом обладали посевы сои, возделываемые по экстенсивным технологиям (рисунок 4). На этих вариантах его величина в целом за период бутонизация – налив семян составила 1498-1644 тыс. м2/гасутки.

Рисунок 3 – Фотосинтетический потенциал посевов по фазам вегетации сои при орошении в зависимости от технологии возделывания (среднее за 2000-2002 гг.)

Улучшение питательного режима почвы на других изучаемых вариантах способствовало увеличению фотосинтетического потенциала сои по сравнению с контролем на 46,9-74,4%. При этом отмечалось преимущество по данному показателю посевов сои, возделываемых по экологически допустимой технологии. Здесь фотосинтетический потенциал составил  2612 тыс. м2/гасутки, что в 1,7 раза больше, чем на контроле. Несколько меньший фотосинтетический потенциал наблюдался на вариантах с базовой, а также почвозащитной и мелиоративной технологиями.

Расчеты коэффициентов корреляции между фотосинтетическим потенциалом во все фазы и урожайностью сои показали высокую положительную зависимость (r = 0,982–0,995).

Наибольшая величина площади листовой поверхности и фотосинтетического потенциала на вариантах с экологически допустимой, базовой и почвозащитной технологиями возделывания сои обеспечивали к фазе полной спелости семян и большее на 37,7–39,7% по сравнению с контролем накопление воздушно-сухого вещества (таблица 8).

Таблица 8 – Динамика воздушно-сухой массы сои по фазам вегетации при орошении в зависимости от технологии возделывания, г/растение  (среднее за 2000-2002 гг.)

Технология

Фаза вегетации

бутонизация

цветение

налив семян

полная спелость

Экстенсивная 1 (контроль)

2,8

8,6

17,2

30,2

Экстенсивная 2

2,8

8,8

20,4

33,3

Энергоресурсосберегающая

4,1

11,6

23,6

37,6

Базовая

4,5

12,4

29,2

42,0

Экологически допустимая

4,6

13,2

30,5

42,2

Почвозащитная

4,5

13,6

30,1

41,6

Мелиоративная

4,0

12,4

29,1

41,2

НСР 05

0,7

1,5

2,7

2,9

Согласно данным регрессионного анализа, между воздушно-сухой массой растений сои и урожайностью во все сроки наблюдений была установлена высокая положительная корреляция (r = 0,973–0,993).

Анализ показателей структуры урожая сои свидетельствовал о наличии различий между изучаемыми вариантами, что видно из таблицы 9.

Минимальное количество семян с растения 54,0–55,6 шт. с массой 9,2–9,8 г формировалось на вариантах с экстенсивными технологиями. По мере улучшения водного, воздушного и пищевого режимов количество и масса семян с растения возрастали. Так, экологически допустимая технология способствовала увеличению этих показателей на 16,2–14,6 шт. и 3,2–2,6 г, или на 30,0–26,3% и 34,8–26,5% соответственно. Аналогичная тенденция наблюдалась и на вариантах с базовой, почвозащитной и мелиоративной технологиями.

Корреляционная зависимость между элементами структуры урожая и урожайностью сои выявила тесную положительную связь (r = 0,971–0,979) и лишь между массой 1000 зерен и урожайностью связь была средней (r = 0,0,425).

Урожайность зерна кукурузы в среднем за годы исследований по вариантам изучаемых технологий изменялась от 20,6 до 31,4 ц/га (таблица 10).

Таблица 9 – Элементы структуры урожая сои при орошении в зависимости от технологии возделывания (среднее за 2000–2002 гг.)

Технология

Густота

стояния

растений

перед

уборкой,

тыс. шт./га

Высота прикрепления нижнего боба,

см

Число

ветвей, шт./растение

Число

бобов на

растении,

шт.

Количество

Масса, г

Биологическая урожайность,

г/м2

семян в

бобе,

шт.

семян с

растения,

шт.

семян

с растения

1000 семян

Экстенсивная 1

252,5

10,9

4,5

30,0

1,8

54,0

9,2

170,4

232,3

Экстенсивная 2

251,3

11,1

4,8

30,9

1,8

55,6

9,8

176,2

246,3

Энергоресурсосберегающая

257,8

11,0

4,5

33,6

1,9

63,8

11,4

178,6

293,9

Базовая

261,8

10,4

4,0

34,7

2,0

69,4

12,1

174,4

316,8

Экологически

допустимая

262,3

10,4

4,1

35,8

2,0

70,2

12,4

176,6

325,3

Почвозащитная

262,6

10,4

4,1

35,3

2,0

69,6

12,2

175,3

320,4

Мелиоративная

260,9

10,5

4,3

35,6

1,9

67,8

12,2

179,9

318,3

НСР 05

2,5

0,9

0,3

0,9

-

6,9

0,7

1,4

21,2

Таблица 10 – Урожайность семян сои при орошении в зависимости от технологии возделывания

Технология

Урожайность,

ц с 1 га

В среднем за 3 года

Отклонение от контроля

2000 г.

2001 г.

2002 г.

ц/га

%

Экстенсивная 1(контроль)

21,4

19,6

20,7

20,6

-

-

Экстенсивная 2

21,7

24,3

20,8

22,3

+1,7

+8,3

Энергоресурсосберегающая

25,7

28,8

26,3

26,9

+6,3

+30,6

Базовая

26,2

35,0

29,6

30,3

+9,7

+47,1

Экологически допустимая

27,2

35,2

31,8

31,4

+10,8

+52,4

Почвозащитная

27,0

34,9

30,0

30,1

+9,5

46,1

Мелиоративная

23,4

35,1

29,0

29,2

+8,6

+41,7

НСР05

1,4

2,6

2,1

2,2



В среднем за три года исследований наименьшая урожайность была получена на контроле –20,6 ц/га, в то время как возделывание сои по экстенсивной 2 технологии обеспечивало прибавку в 1,7 ц/га, или 8,3%. Следовательно, соя в условиях орошения благоприятно реагирует на минимализацию обработки почвы.

Получению наибольшего урожая семян сои, хотя и не во все годы достоверного по отношению к другим изучаемым технологиям способствовала экологически допустимая технология. В среднем за три года урожайность здесь составила 31,4 ц/га, что на 10,8 ц/га, или на 52,4%, больше, чем на контрольном варианте.

Использование последействия навоза, внесенного годом ранее под предшествующую культуру (сахарную свеклу) при выращивании сои по мелиоративной технологии обусловливало получение высокого урожая на уровне с базовой, почвозащитной и экологически допустимой технологиями. Здесь урожайность семян сои составила 29,2 ц/га, что на 0,9–1,1 ц/га меньше, чем при базовой и почвозащитной и на 2,2 ц/га меньше, чем при экологически допустимой.

3.3 Рост, развитие и продуктивность кукурузы

Исследованиями, проведенными в 2001–2003 гг. установлено, что сроки наступления и продолжительность фаз вегетации кукурузы по годам в большей мере изменялись под воздействием погодных условий – температурного режима, относительной влажности воздуха и в меньшей – от изучаемых в опыте технологий возделывания этой культуры. В среднем продолжительность вегетационного периода кукурузы колебалась в зависимости от технологии возделывания и погодных условий от 128–129 дней при выращивании по экстенсивным технологиям до 132–133 дней при базовой, экологически допустимой и почвозащитной.

По мере улучшения водного, воздушного и питательного режимов почвы густота посевов увеличивалась от 44,8 до 50,0 тыс. шт./га, или на  8,0–10,4%, а высота растений – от 170,6–179,0 до 236,1–214,6 см

В процессе вегетации кукурузы под воздействием изучаемых технологий формировалась определенная площадь листьев, которая достигала своего максимума к фазе молочной спелости (таблица 11).

Таблица 11 – Площадь листьев кукурузы по фазам вегетации при орошении в зависимости от технологии возделывания, см2/растение  (среднее за 2001–2003 гг.)

Технология

Фаза вегетации

3–4листа

7–8листьев

выметывание

молочная спелость

Экстенсивная1

91,3

752,6

2528,8

2751,9

Экстенсивная 2)

79,8

709,5

2305,2

2555,4

Энергоресурсосберегающая

98,2

977,0

2575,5

2764,3

Базовая

105,3

1161,4

2887,0

3019,0

Экологически

допустимая

113,2

1193,6

2960,7

3098,5

Почвозащитная

114,2

1313,9

3065,9

3169,5

Мелиоративная

104,2

1283,9

2827,3

2900,8

НСР05

10,8

196,3

239,4

164,7

Применение экстенсивных технологий, особенно на фоне минимальной обработки почвы, обеспечивало минимальную площадь листовой поверхности с показателями 2555,4–2751,9 см2 на растение. К фазе молочной спелости наибольшая площадь листьев – 3019,0–3169,5 см2/растение с фотосинтетическим потенциалом 456,4-504,4 тыс. м2/гасутки наблюдались на вариантах с возделыванием кукурузы по базовой, экологически допустимой и почвозащитной технологиями (рисунок 4).

В целом за вегетацию максимальный показатель фотосинтетического потенциала наблюдался на варианте с почвозащитной технологией – 834,9 тыс. м2/гасутки, что на 36,4% меньше по сравнению с контролем,. На 42,3–71,5 тыс. м2/гасутки данный показатель был меньше на вариантах с экологически допустимой и почвозащитной технологиями.

Статистическая обработка данных выявила тесную положительную связь с урожайностью как площади листовой поверхности (r = 0,907–0,938), так и фотосинтетического потенциала (r = 0,0,824–0,969).

Рисунок 4 – Фотосинтетический потенциал посевов кукурузы в зависимости от технологии ее возделывания (среднее за 2001–2003 гг.)

Формирование элементов структуры урожая зависело как от изучаемых технологий, так и погодных условий. В среднем за годы исследований максимальные величины озерненности початка – 443,4-455,4 шт., массы зерна с початка и с растения – 120,0–122,2 г и 132,0–134,4 г, массы 1000 зерен – 270,7–278,6 г – обеспечивали базовая, экологически допустимая и почвозащитная технология. Это было больше по сравнению с экстенсивной 1 технологией по озерненности на 6,2–9,1%, массе зерна с растения – на 28,4–30,7% и массе 1000 зерен – на 5,9–9,0% (таблица 12).

По данным математической обработки, между всеми элементами структуры урожая кукурузы и ее урожайностью существовала тесная положительная корреляционная связь (r=0,795-0,988).

Урожайность зерна кукурузы в среднем за годы исследований по вариантам изучаемых технологий изменялась от 38,4 до 57,7 ц/га (таблица 13).

Таблица 12 – Структура урожайности кукурузы при орошении в зависимости от технологии возделывания  (среднее за 2001  - 2003 гг.)

Технология

Густота стояния растений,

тыс. шт./га

Количество початков на растении,

шт.

Длина початка,

см

Невыполненная часть,

см

Количество зерен в початке,

шт.

Масса, г

Выход зерна,

%

Биологическая урожайность,

г/м2

початка

зерна с початка

1000 зерен

Экстенсивная 1 (контроль)

48,1

1,0

17,8

2,1

417,4

128,0

102,8

255,5

80,3

492,5

Экстенсивная 2

44,8

1,0

17,4

2,2

397,6

118,5

95,4

253,5

80,5

427,4

Энергоресурсосберегающая

47,8

1,0

19,3

1,4

413,4

135,0

109,2

274,8

81,3

522,0

Базовая

49,5

1,1

19,0

1,6

443,4

148,7

121,0

278,6

81,6

658,8

Экологически допустимая

49,8

1,1

19,4

1,6

436,7

147,5

120,0

274,8

81,4

657,4

Почвозащитная

50,0

1,1

19,1

1,7

455,4

151,7

122,2

270,7

80,8

672,1

Мелиоративная

48,4

1,1

18,6

1,9

421,2

140,0

112,1

274,5

80,6

596,8

НСР05

1,3

-

1,1

0,3

38,4

14,8

2,4

10,5

-

46,7

Таблица 13 – Урожайность кукурузы на зерно при орошении в зависимости от технологии возделывания

Технология

Урожайность,

ц с 1 га

В среднем за 3 года

Отклонение от контроля

2001 г.

2002 г.

2003 г.

ц/га

%

Экстенсивная 1(контроль)

42,8

41,2

51,4

45,1

-

-

Экстенсивная 2

34,1

34,7

46,5

38,4

-6,7

-14,6

Энергоресурсосберегающая

36,7

44,9

63,3

48,3

+3,2

+7,1

Базовая

46,1

49,5

72,3

56,0

+10,9

+24,2

Экологически допустимая

46,3

50,6

70,6

55,8

+10,7

+23,7

Почвозащитная

47,2

52,7

73,1

57,7

+12,6

+27,9

Мелиоративная

45,4

43,5

68,6

52,5

+7,4

+16,4

НСР05

1,5

2,8

3,1

2,8



Наибольшую урожайность в опыте обеспечивала почвозащитная технология, предусматривающая использование органоминеральной системы удобрения на фоне плоскорезной обработки почвы в сочетании с глубоким рыхлением. Мульчирование поверхности почвы оказалось более эффективным агроприемом, чем запашка пожнивных остатков предшествующей культуры сои при экологически допустимой технологии. Урожайность зерна кукурузы на данном варианте составила 57,7 ц/га, что на 12,6 ц/га, или на 27,9%, больше, чем на контроле и на 1,7–1,9 ц/га выше в сравнении с базовой и экологически допустимой соответственно.

Наблюдаемое снижение урожайности на 3,3–5,2 ц/га по отношению к базовой, экологически допустимой и почвозащитной при мелиоративной технологии объясняется слабым последействием навоза, внесенного в севообороте под сахарную свеклу тремя годами ранее.

3.4 Рост, развитие и продуктивность озимой пшеницы

Изучаемые нами технологии возделывания озимой пшеницы не оказали заметного влияния на продолжительность как вегетационного, так и межфазных периодов. Вегетационный период составил 258–260 дней, а без периода зимнего покоя – 163–165 дней. Продолжительность межфазных периодов на всех вариантах соответствовала сортовым особенностям и условиям произрастания.

Густота стояния растений – один из главных элементов, определяющих уровень урожайности озимой пшеницы. Статистическая обработка данных позволила выявить положительную корреляционную связь на протяжении вегетации между густотой стояния растений на единице площади и урожайностью зерна озимой пшеницы. При этом в начале вегетации она была средней (r = 0,580), а к концу периода стала сильной (r = 0,794).

Густота стояния растений озимой пшеницы в фазе полных всходов в среднем за три года изменялась по вариантам опыта от 424 до 446 шт./м2. Минимальная густота отмечалась на вариантах с экстенсивной 2 и энергоресурсосберегающей технологиями. Здесь отмечено достоверное снижение густоты стояния растений озимой пшеницы по сравнению с контролем с разницей 15 и 16 шт./м2 соответственно.

Наиболее густые посевы наблюдались на вариантах с почвозащитной и экологически допустимой технологиями, где на фоне органо-минеральной системы удобрений применялась традиционная вспашка и плоскорезная обработка почвы. Здесь количество растений озимой пшеницы к концу вегетации составило 389–392 шт./м2, что больше по сравнению с экстенсивной 1 технологией на 6,7–7,7% соответственно.

Создание оптимальных условий для работы фотосинтетического аппарата на всем протяжении вегетации сельскохозяйственных культур является необходимым условием формирования высокого урожая.

В динамике формирования листового аппарата наблюдалась характерная для всех вариантов опыта четкая тенденция, выражающаяся в увеличении площади листьев от фазы кущения до фазы колошения, а затем резком ее уменьшении (рисунок 5).

Рисунок 5 – Площадь листьев озимой пшеницы при орошении в зависимости от применяемой технологии возделывания (среднее за 2002–2004 гг.)

Оптимизация условий роста растений озимой пшеницы способствовала увеличению площади листовой поверхности. На протяжении всей вегетации наибольшее положительное влияние на этот показатель оказывали экологически допустимая и почвозащитная технологии. Здесь в фазу колошения площадь листьев достигла величины 161,4–163,3 см2 на растение, что на 28,1–30,0 см2 на растение, или 21,1–22,5%, больше, чем при экстенсивной 1 технологии. На вариантах с энергоресурсосберегающей, базовой и мелиоративной технологиями возделывания озимой пшеницы площадь листовой поверхности составила соответственно 136,3, 152,9 и 148,6 см2 на растение.

В качестве комплексной оценки фотосинтетической продуктивности ассимилирующего аппарата растений озимой пшеницы использовали показатель, объединяющий площадь листовой поверхности посева и продолжительность работы листьев – фотосинтетический потенциал (ФП).

С интенсификацией технологий (за счет применения минеральных и органических удобрений в изучаемых технологиях) фотосинтетический потенциал посевов озимой пшеницы увеличивался в сравнении с экстенсивными технологиями, где в целом за вегетацию он не превышал значений 2089,1–2575,3 тыс. м2/гасутки (рисунок 6). Более мощную фотосинтетическую мощность посевов с величиной ФП за период вегетации 3657,1–3673,6 тыс.м2/га сутки обеспечивали почвозащитная и экологически допустимая технологии. Несколько меньшим он был при возделывании озимой пшеницы по мелиоративной и базовой технологиям – 3186,4–3352,0 тыс.м2/гасутки соответственно.

Рисунок 6 – Фотосинтетический потенциал посевов озимой пшеницы при орошении в зависимости от технологии ее возделывания  (среднее за 2002–2004 гг.)

Наши наблюдения позволили установить, что накопление массы воздушно-сухого вещества на единице площади посева происходило адекватно динамике формирования площади листьев. Однако если прирост площади листьев заканчивался в фазе колошения, то накопление массы воздушно-сухого вещества продолжалось, достигая своего максимума в фазу полной спелости (рисунок 7).

Накопление массы воздушно-сухого вещества растениями озимой пшеницы на единице площади посева в течение вегетации зависело от изучаемых в технологиях элементов и их взаимодействия.

Рисунок 7 – Накопление воздушно-сухого вещества озимой пшеницы при орошении в зависимости от технологии ее возделывания (среднее за 2002–2004 гг.)

В процессе вегетации озимой пшеницы наименьшая масса воздушно-сухого вещества на растение наблюдалась на вариантах экстенсивных технологий и к фазе молочной спелости зерна она достигла величины  4,50–4,97 г/растение.

Максимальная масса воздушно-сухого вещества сформировалась на вариантах с экологически допустимой и почвозащитной технологиями возделывания озимой пшеницы, где применялись вспашка и безотвальное рыхление на фоне органоминеральной системы удобрения. Здесь она составила 5,98–6,02 г/растение, что на 1,01–1,05 г/растение, или на 20,3–21,1%, больше, чем на контрольном варианте.

Изучаемые в опыте технологии возделывания озимой пшеницы при орошении оказывали влияние на элементы структуры урожая. С оптимизацией условий роста и развития наблюдалось увеличение всех показателей структуры урожая озимой пшеницы.

Одним из основных элементов, определяющих урожайность озимой пшеницы, является густота продуктивного стеблестоя. В наших исследованиях она изменялась от 428 до 570 шт./м2 (таблица 14).

Таблица 14 – Структура урожая озимой пшеницы при орошении в  зависимости от технологии возделывания (среднее за 2002–2004 гг.)

Технология

Количество продуктивных стеблей, шт.

Длина колоса,

см

Число колосков в колосе, шт./м2

Число зерен в колосе,

шт.

Масса, г

Биологическая урожайность, г/м2

зерна с колоса

1000 зерен

Экстенсивная 1 (контроль)

448

7,1

15,5

28,5

1,22

43,0

546,6

Экстенсивная 2

428

6,8

14,9

26,9

1,18

43,9

505,0

Энергоресурсосберегающая

542

7,7

16,1

29,7

1,29

43,4

699,2

Базовая

565

8,2

17,2

31,6

1,32

41,7

745,8

Экологически

допустимая

570

8,5

17,9

32,1

1,35

41,9

770,0

Почвозащитная

570

8,5

17,9

32,4

1,36

42,0

775,2

Мелиоративная

551

8,0

17,2

30,9

1,29

41,7

710,8

НСР05

20

0,4

0,7

1,9

0,06

2,3

33,9

Применение экологически допустимой и почвозащитной технологий, где использовалась органоминеральная система удобрения на фоне вспашки и безотвального рыхления, способствовало формированию посевов с максимальной густотой продуктивного стеблестоя – 570 шт./м2, что на 122 шт./м2, или на 27,2%, больше по сравнению с экстенсивной 1 технологией. Масса зерна с колоса здесь также превышала контроль на 10,7–11,5%. Однако продуктивность колоса на вариантах с экологически допустимой и почвозащитной технологиями была меньше на 2,5–2,3%, что обусловливалось снижением массы 1000 зерен.

По данным математической обработки, между всеми элементами структуры урожая озимой пшеницы и ее урожайностью существовала тесная положительная корреляционная связь (r = 0,951–0,992)

Урожайность озимой пшеницы, возделываемой по кукурузе на зерно при орошении, в среднем за годы исследований изменялась по вариантам опыта от 53,4 до 76,3 ц/га (таблица 15).

Таблица 15 – Урожайность и качество зерна озимой пшеницы при орошении в зависимости от технологии возделывания

Технология

Урожайность,

ц с 1 га

В среднем за три года

Отклонение

от контроля

Содержание сырой клейковины, %

2002 г.

2003 г.

2004 г.

ц/га

%

Экстенсивная 1

(контроль)

53,7

50,8

55,6

53,4

-

-

18,8

Экстенсивная 2

50,2

42,3

51,1

47,9

-5,5

-10,3

18,8

Энергоресурсосберегающая

68,5

61,0

75,3

68,3

+14,9

+27,9

22,3

Базовая

73,3

67,7

78,4

73,1

+19,7

+36,9

22,3

Экологически допустимая

75,5

71,2

81,6

76,1

+22,7

+42,5

23,5

Почвозащитная

76,3

70,4

82,2

76,3

+22,9

+42,9

23,1

Мелиоративная

73,3

56,8

77,6

69,2

+15,8

+29,6

20,6

НСР05

5,5

3,9

3,7

3,3



2,7

Минимальная урожайность зерна, как по годам исследований, так и в среднем за три года была получена на вариантах экстенсивных технологий. По мере интенсификации технологий за счет применения минеральных и органических удобрений урожайность озимой пшеницы возрастала.

Наивысшая урожайность озимой пшеницы – 76,1–76,3 ц/га – по кукурузе на зерно наблюдалась на вариантах с технологиями, где на фоне органоминеральной системы удобрений применялись отвальная и безотвальная с последействием глубокого рыхления обработки почвы. Здесь прибавка урожая по сравнению с контролем составила 22,7–22,9 ц/га, или 42,5–42,9%. Статистически не достоверное снижение урожайности озимой пшеницы по отношению к экологически допустимой и почвозащитной (на 3,0 и 3,2 ц/га) обеспечивала базовая технология.

Органическая система удобрения, применяемая на фоне безотвальной обработки почвы при мелиоративной технологии, не способствовала получению урожая зерна озимой пшеницы на уровне с наилучшими вариантами, что, очевидно связано со слабым последействием внесения навоза под сахарную свеклу. Урожайность здесь находилась на уровне 69,2 ц/га, что на 15,8 ц/га, или 29,6%, больше, чем на контроле. Одинаковой была урожайность озимой пшеницы на вариантах мелиоративной и энергоресурсосберегающей технологиями – 68,3 ц/га.

При выращивании озимой пшеницы после кукурузы на зерно была выявлена вариативность показателя качества зерна в зависимости от технологии их возделывания. В среднем за годы исследований содержание клейковины в зерне озимой пшеницы по вариантам опыта составляло 18,8–23,5% (таблица 15). Наименьшее значение этого показателя было на вариантах с экстенсивными технологиями. Внесение удобрений способствовало повышению содержания сырой клейковины до 20,6–23,5%. Применение органоминеральной системы удобрений на фоне безотвальной и отвальной обработок почвы обеспечивало получение зерна с содержанием сырой клейковины 23,1–23,5%.

4. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ НА  ИЗМЕНЕНИЕ ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИХ И АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА САХАРНАЯ СВЕКЛА – СОЯ – КУКУРУЗА НА ЗЕРНО – ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА

За ротацию севооборота произошли определенные изменения содержания гумуса в зависимости от изучаемых технологий (таблица 16).

В период уравнительного посева до закладки опыта его содержание в почве составило 2,67% в слое 0–20 см и 2,50% – в слое 20–40 см.

При экстенсивной 1 технологии отмечалась потеря гумуса. Здесь, в начале как первой ротации, так и второй, в слое 0–20 см наблюдалось снижение содержания органического вещества. Ежегодная дегумификация почвы в пределах 0,014% на этом варианте объясняется регулярным оборотом верхнего десятисантиметрового слоя почвы, обогащением его кислородом, что при достаточном количестве влаги и соответствующей температуре способствовало ускорению процессов минерализации органического вещества почвы, вызывавших за собой снижение ее плодородия.

Возделывание культур по базовой технологии, где на протяжении всей ротации вносились только минеральные удобрения на фоне разноглубинной основной отвальной обработки почвы, также не способствовало сохранению общего гумуса в верхнем слое 0–20 см. Уже в начале первой ротации наметилась тенденция к его снижению, которая резко усилилась к началу второй. В сравнении с началом первой ротации дегумификация почвы достигла величины 0,07% при содержании гумуса 2,58%. Очевидно, в условиях орошения в результате ускоренного круговорота органических веществ, несмотря на насыщение севооборота люцерной до 28,6% без дополнительного внесения органики, процесс минерализации гумуса доминирует над процессом его образования.

Таблица 16 – Изменения содержания общего гумуса в почве за ротацию  травяно-зернопропашного орошаемого севооборота в зависимости от технологии возделывания, % (по данным СКНИПТИАП)

Технология

Слой, см

Содержание гумуса

до закладки опыта

(1991 г.)

начало первой

ротации (1992 г.)

начало второй

ротации (1999 г.)

общее

прирост (+)

общее

прирост (+)

Экстенсивная 1 (контроль)

0–20

2,67

2,64

-0,03

2,57

-0,07

20–40

2,50

2,51

+0,01

2,52

+0,01

Экстенсивная 2

0–20

2,67

2,72

+0,05

2,71

-0,01

20–40

2,50

2,58

+0,08

2,60

+0,02

Базовая

0–20

2,67

2,65

-0,02

2,58

-0,07

20-40

2,50

2,50

0

2,53

+0,03

Экологически допустимая

0–20

2,67

2,67

0

2,74

+0,07

20–40

2,50

2,57

+0,07

2,66

+0,09

При возделывании культур по экстенсивной 2 технологии на фоне поверхностной системы основной обработки почвы напротив, отмечалось расширенное воспроизводство гумуса как в слое 0–20 см, так и в слое 20–40 см. Прирост содержания гумуса в верхнем слое связан с заделкой пожнивных остатков. Количество общего гумуса к началу второй ротации составило 2,71%, что в сравнении с контрольным вариантом выше на 0,14%. Увеличение содержания гумуса в слое 20–40 см являлось следствием процесса естественного восполнения. Содержание гумуса на данном варианте было на 0,08% выше, чем на контрольном – 2,60%.

Наиболее стабильное содержание гумуса к началу второй ротации наблюдалось при возделывании культур по экологически допустимой технологии, предусматривающей помимо внесения минеральных удобрений и заделку пожнивных остатков озимой пшеницы и сои. Здесь прирост гумуса по сравнению с изначальным его содержанием составил 0,07%, а содержание гумуса было максимальным – 2,74%. Аналогичная тенденция наблюдалась и в нижележащем слое 20–40 см, где прирост достиг величины 0,09%. Таким образом, содержание общего гумуса в пахотном слое при возделывании культур по экологически допустимой технологии увеличивается, обеспечивая годовой прирост гумуса в слое 0–40 см – 0,015%.

Строение почвы особенно пахотного слоя, является важнейшим фактором плодородия. Оно оказывает решающее влияние на превращение потенциального плодородия в эффективное.

Мониторинг плотности сложения пахотного слоя чернозема выщелоченного при возделывании полевых культур по изучаемым технологиям в условиях орошения показал, что в наблюдаемые сроки объемная масса по вариантам опыта имела более высокие значения по сравнению с оптимальными ее показателями. При этом четко прослеживалась тенденция к чрезмерному уплотнению почвы по всему профилю на вариантах технологий с минимализацией обработки почвы. К середине вегетации сахарной свеклы, сои, кукурузы на зерно и к уборке озимой пшеницы наибольшая плотность почвы с величиной объемной массы 1,41–1,47 г/см3 наблюдалось на вариантах с экстенсивной 2 и энергоресурсосберегающей технологиями (таблица 17).

Возделывание культур по экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологиям, в которых применялись органоминеральная и органическая системы удобрения, особенно на фоне безотвальной обработки почвы с периодическим глубоким рыхлением снижало величину объемной массы практически до оптимального уровня. Это обеспечивало благоприятное для роста и развития зерновых культур (кукурузы на зерно и озимой пшеницы) состояние пахотного слоя с параметрами объемной массы  1,35–1,38 и 1,33–1,35 г/см3 и общей пористостью 47,2–48,4% и 48,3–49,4%.

Возделывание технических культур (сахарной свеклы и сои) по данным технологиям обеспечивало удовлетворительные условия для роста и развития с параметрами объемной массы 1,33–1,35 и 1,39–1,42 г/см3, общей пористости – 48,3–49,0 и 45,6–46,7%.

Экологически допустимая, почвозащитная и мелиоративная технологии при возделывании зерновых и технических культур способствовали увеличению количества агрономически ценных агрегатов (0,25–10,0 мм) в пахотном слое 0–30 см до 60,2–65,9% – под сахарной свеклой, до 62,1–65,0% под соей, до 62,7–68,3% – под кукурузой и до 63,8–66,9% – под озимой пшеницей, т. е. коэффициент структурности повысился до 1,51–1,93 под сахарной свеклой, до 1,64–1,84 под соей, до 1,68-2,15 под кукурузой и до 1,76–1,87 под озимой пшеницей. Существенно улучшилось под воздействием органических удобрений и качество структурных агрегатов, т. е. их водопрочность – до  68,1-78,2% под сахарной свеклой, до 73,7-77,4% под соей, до 72,9-76,4% под кукурузой и до 71,2–72,9% под озимой пшеницей, что превышало контроль соответственно по культурам на 5,3–15,4%, 1,2–4,9%, 2,4–5,9% и 5,1–6,8%.

Накопление влаги в почве и суммарный ее расход – показатели, определяющие рост, развитие и продуктивность культур, в значительной степени зависели от технологии их возделывания. Почвозащитная и мелиоративная технологии возделывания зерновых и технических культур, предусматривающие применение в звене севооборота системы безотвальной обработки почвы с периодическим глубоким рыхлением на фоне органоминеральной и органической системы удобрения способствовали большему накоплению по сравнению с экстенсивной технологией запасов продуктивной влаги в слое

Таблица 17 – Объемная масса (г/см3), коэффициент структурности и сумма водопрочных агрегатов (%) выщелоченного

чернозема в пахотном слое 0–30 см под культурами травяно-зернопропашного севооборота в зависимости от технологии возделывания

Технология

Сахарная свекла (1999–2001 гг.)

Соя

(2000–2002 гг.)

Кукуруза на зерно

(2001–2003 гг.)

Озимая пшеница

(2002–2004 гг.)

Объемная масса

Коэффициент структурности

Сумма водопрочных агрегатов

Объемная масса

Коэффициент структурности

Сумма водопрочных агрегатов

Объемная масса

Коэффициент структурности

Сумма водопрочных агрегатов

Объемная масса

Коэффициент структурности

Сумма водопрочных агрегатов

Экстенсивная 1

(контроль)

1,42

1,06

62,8

1,42

1,71

72,5

1,39

1,43

70,5

1,42

1,42

66,1

Экстенсивная 2

1,44

0,99

60,9

1,47

1,47

70,3

1,41

1,46

65,7

1,44

1,35

65,1

Энергоресурсосберегающая

1,41

1,04

66,0

1,44

1,56

72,8

1,41

1,58

70,8

1,43

1,37

66,8

Базовая

1,39

1,31

64,0

1,42

1,79

74,8

1,40

1,36

68,8

1,41

1,46

67,8

Экологически

допустимая

1,35

1,51

68,1

1,42

1,64

75,3

1,38

1,68

72,9

1,35

1,76

71,2

Почвозащитная

1,33

1,70

70,5

1,42

1,78

73,7

1,36

1,84

75,0

1,32

1,87

72,9

Мелиоративная

1,33

1,93

78,2

1,39

1,84

77,4

1,35

2,15

76,4

1,33

1,77

72,9

почвы 0–160 см: под соей – на 11,2–6,6%, под кукурузой на зерно – на 8,8–9,6%, под озимой пшеницей – на 11,3–4,9% (таблица 18).

Таблица 18 – Запасы продуктивной влаги в начале (W1) и в конце (W2)  вегетации культур орошаемого севооборота в слое 0-160 см в зависимости от технологии возделывания, мм

Технология

Сахарная свекла

(1999-2001 гг.)

Соя

(2000-2002 гг.)

Кукуруза на зерно

(2001-2003 гг.)

Озимая пшеница

(2002-2004 гг.)

W1

W2.

W1

W2.

W1

W2.

W1

W2.

Экстенсивная 1

(контроль)

246,0

-28,7

179,3

52,2

170,0

76,0

176,2

79,7

Экстенсивная 2

225,8

-31,0

186,9

46,8

163,0

97,7

168,0

98,7

Энергоресурсосберегающая

215,8

13,4

186,8

75,2

157,2

68,0

169,2

60,0

Базовая

238,1

-6,0

186,9

83,1

168,4

70,6

173,3

54,1

Экологически

допустимая

250,6

9,3

187,2

86,4

174,5

58,0

178,9

44,7

Почвозащитная

245,2

6,5

199,4

74,6

184,9

70,8

196,1

64,2

Мелиоративная

244,1

24,9

191,2

58,7

186,4

86,7

184,9

67,6

Изучение зависимости суммарного водопотребления от технологии возделывания зерновых и технических культур в звене орошаемого травянозернопропашного севооборота показало, что наибольшим оно было по вариантам опыта на посевах сахарной свеклы – 7561–8284 м3/га, на посевах сои колебалось в пределах 5728–6134 м3/га, на посевах кукурузы на зерно составляло 4999–5411 м3/га и наименьшим оказалось на посевах озимой пшеницы – 3926–4657 м3/га (таблица 19). Технологии возделывания зерновых и технических культур, основанные на улучшении питательного режима выщелоченного чернозема, способствовали наиболее экономному расходованию влаги на создание единицы продукции. При этом минимальные значения коэффициентов водопотребления были отмечены при выращивании сахарной свеклы по экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологиям, где их величина была меньше по сравнению с экстенсивной 1 технологией на 46,2–44,5%; сои – по экологически допустимой, где разница с контролем составила 38,0%; кукурузы на зерно и озимой пшеницы – по базовой, экологически допустимой и почвозащитной, что было меньше в сравнении с контрольным вариантом на 18,9–17,2% и 23,5–22,6% соответственно. Максимальные величины коэффициентов водопотребления у всех изучаемых в звене севооборота культур наблюдались при их возделывании по экстенсивным технологиям.

Таблица 19 – Влияние изучаемых технологий на суммарное водопотребление и коэффициент водопотребления  зерновых и технических культур в условиях орошения

Технология

Сахарная свекла (1999–2001 гг.)

Соя

(2000–2002 гг.)

Кукуруза на зерно

(2001–2003 гг.)

Озимая пшеница

(2002–2004 гг.)

Суммарное водопотребление, м3/га

Коэффициент водопотребления м3/т

Суммарное водопотребление, м3/га

Коэффициент водопотребления м3/т

Суммарное водопотребление, м3/га

Коэффициент водопотребления м3/т

Суммарное водопотребление, м3/га

Коэффициент водопотребления м3/т

Экстенсивная (контроль)

8284

303

6269

3043

5286

1172

3753

703

Экстенсивная

8105

354

6295

2823

4999

1302

3480

727

Энергоресурсосберегающая

7561

204

6099

2040

5238

1084

3879

568

Базовая

7858

180

5988

1976

5324

951

3979

544

Экологически допустимая

7950

163

5923

1886

5411

970

4128

542

Почвозащитная

7924

168

5967

1982

5487

951

4106

538

Мелиоративная

7728

163

6208

2126

5343

1017

3960

572

Максимальное количество сорных растений на протяжении всей вегетации зерновых и технических культур отмечалось при их возделывании по технологиям, предусматривающим в звене севооборота систему поверхностной обработки почвы. Технологии, основанные на применении вспашки (экстенсивная 1, базовая и экологически допустимая) обеспечивали снижение потенциальной засоренности на посевах озимой пшеницы по сравнению с почвозащитной и мелиоративной в 1,2–1,5 раза и в 1,8–2,6 раза – по сравнению с экстенсивной 2 и энергоресурсосберегающей; на посевах кукурузы соответственно в 1,1–1,2 и 1,7–1,9 раза; на посевах сахарной свеклы – в 1,3–1,7 и 3,9–4,6 раза; на посевах сои – в 1,2–1,7 и 1,7–2,5 раза.

Изучение динамики элементов минерального питания в черноземе выщелоченном в зависимости от технологий возделывания зерновых и технических культур в звене севооборота показало, что наименее обеспеченными минеральным азотом, подвижным фосфором и обменным калием оказались варианты, не предусматривающие внесения удобрений.

5. АГРОНОМИЧЕСКАЯ, ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И

БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОДУКТИВНОСТИ  ТЕХНОЛОГИЙ В ЗВЕНЕ СЕВООБООРОТА САХАРНАЯ СВЕКЛА – СОЯ – КУКУРУЗА НА ЗЕРНО – ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА

Расчет экономических и биоэнергетических показателей возделывания культур позволил нам определить наиболее эффективные и энергетически целесообразные технологии их выращивания в изучаемом звене севооборота (таблица 20).

Возделывание зерновых и технических культур по экстенсивным технологиям без применения удобрений обеспечивало снижение как производственных затрат, так и затрат совокупной энергии до минимума – 6392,1–6873,5 руб. и 17,7–19,8 ГДж соответственно. При данных затратах на вариантах с экстенсивными технологиями были получены низкие чистый доход с 1 га – 10847,9–12286,5 руб. и приращение энергии – 84,6–90,2 ГДж.

Наиболее эффективным в звене севооборота было выращивание озимой пшеницы, кукурузы на зерно, сахарной свеклы и сои по мелиоративной технологии. Применение навоза в дозе 80 т/га и заделка пожнивных остатков на фоне системы безотвальной основной обработки почвы с периодическим глубоким рыхлением обеспечивали получение высокой урожайности звена – 6,89 т, с чистым доходом 19074,4 руб./га, рентабельностью совокупной продукции 224,8%, выходом основной продукции на 1 ГДж 0,19 т и коэффициентом чистой эффективности 4,8.

Достаточно эффективными по своим экономическим и биоэнергетическим показателям были экологически допустимая и почвозащитная технологии, где наблюдалось получение наибольшего чистого дохода с 1 га – 15927,2–15289,5 руб./га, а рентабельность производства достигла 121,8–144,9%.

Таблица 20 – Агрономическая, экономическая и биоэнергетическая оценка технологий возделывания в звене орошаемого севооборота сахарная свекла – соя – кукуруза на зерно – озимая пшеница  (среднее за 1999-2004 гг.)

Показатель

Технология

экстенсивная 1

(контроль)

экстенсивная 2

энергоресурсосберегающая

базовая

экологически допустимая

почвозащитная

мелиоративная

Продуктивность звена севооборота, ц/га з. е.

191,6

172,5

241,5

274,9

290,0

286,1

275,4

Урожайность, т/га з. е.

4,79

4,31

6,04

6,87

7,25

7,15

6,89

Стоимость валовой продукции, руб.

19160

17240

24160

27480

29000

28600

27560

Производственные затраты, руб./га

6873,5

6392,1

12427,4

13513,6

13072,8

13310,5

8485,6

Себестоимость 1 т, руб.

1435,0

1483,1

2057,5

1967,0

1803,1

1861,6

1231,6

Чистый доход, руб./га

12286,5

10847,9

11732,6

13966,4

15927,2

15289,5

19074,4

Уровень рентабельности, %

178,8

169,7

94,4

103,4

121,8

114,9

224,8

Затраты совокупной энергии на 1 га, ГДж

19,8

17,7

30,9

32,5

33,4

33,6

35,8

Приращение энергии, ГДж

90,2

84,6

111,3

127,5

135,1

133,2

122,5

Коэффициент чистой эффективности

4,9

5,2

3,8

4,5

4,5

4,5

4,8

Выход з. е. (т) в расчете на:

1 ГДж затраченной энергии

0,24

0,24

0,20

0,21

0,22

0,21

0,19

ВЫВОДЫ

Многолетние исследования, проведенные в длительном многофакторном стационарном опыте на выщелоченном черноземе Западного Предкавказья, дали возможность теоретически обосновать и предложить производству агротехнологии, позволяющие управлять продукционными процессами и повышать уровень потенциальной продуктивности сортов озимой пшеницы и сои, гибридов кукурузы и сахарной свеклы. Обобщение полученных данных позволило сделать следующие выводы о зависимости особенностей роста, развития и продуктивности зерновых и технических культур, а также в целом звена орошаемого травяно-зернопропашного севооборота от технологии возделывания.

1. По сахарной свекле:

1.1.Изучаемые технологии выращивания сахарной свеклы не оказывали заметного влияния на рост и развитие растений до образования четвертой пары настоящих листьев, но обеспечивали более быстрое по сравнению с экстенсивными технологиями наступление фазы смыкания листьев в рядах (на 3–5 дней) и в междурядьях (на 4–7 дней).

1.2. Во все сроки наблюдений между площадью листовой поверхности и урожайностью корнеплодов сахарной свеклы существовала тесная положительная корреляционная связь (r = 0,800–0,987). Максимальную площадь листовой поверхности растений сахарной свеклы в течение всей вегетации (на 1-е июня – 1040,7–1059,6 см2/растение, 1-е июля – 3424,4–3398,8 см2/растение, 1-е августа – 4144,2–4150,3 см2/растение и 1-е сентября – 1136,4–1174,1 см2/растение) формировали посевы сахарной свеклы при выращивании ее по экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологиям.

Наибольшая величина фотосинтетического потенциала отмечалась на посевах сахарной свеклы, выращиваемой по экологически допустимой технологии, с применением органоминеральной системы удобрения на фоне вспашки – 2403,5 тыс. м2/га сутки. Минимальная величина фотосинтетического потенциала посевов сахарной свеклы – всего лишь на 36,4–45,5 тыс. м2/гасутки или на 1,5–1,9%, меньше наблюдалась на вариантах с мелиоративной и почвозащитной технологиями, где органическая и органоминеральная системы удобрения применялись на фоне безотвальной обработки почвы в сочетании с глубоким рыхлением до 70 см.

1.3. Наибольшая масса корнеплода была сформирована на безотвальной обработке с глубоким рыхлением на фоне органический системы удобрения – 552,3 г на растение. На 3,4–8,6 г/растение меньшей она была на вариантах с экологически допустимой и почвозащитной технологиями соответственно.

1.4. При улучшении питательного режима почвы урожайность сахарной свеклы в среднем за годы исследований увеличивалась с 273,5 ц/га до 370,2–488,3 ц/га, или на 35,4–78,5%. Наибольшую урожайность корнеплодов сахарной свеклы, как по годам исследований, так и в среднем за три года (470,9–488,3 ц/га) обеспечивали экологически допустимая, почвозащитная и мелиоративная технологии. Прибавка по отношению к контрольному варианту составила 197,4–214,8 ц/га или 72,2–78,5%.

1.5. Содержание сахара в корнеплодах и доброкачественность сока по мере улучшения питательного режима почвы снижались на 0,5–1,2% и 0,7–1,3% абс.%, а потери сахара в мелассе увеличивалась на 0,23-0,29%, в результате чего выход белого сахара при переработке корнеплодов на заводе уменьшался на 0,6–1,8%. Согласно регрессионному анализу, связь между сахаристостью и урожайностью корнеплодов в опыте была тесной, но отрицательной (r = -0,893).

1.6. Максимальный сбор сахара, в среднем за три года, обеспечивала экологически допустимая технология, предусматривающая применение органоминеральной системы удобрения в севообороте. Здесь сбор сахара составил 62,5 ц/га, что на 24,5 ц/га, или в 1,6 раза, больше, чем на контроле.

Технологии, основанные на безотвальной обработке с глубоким рыхлением, с использованием как органоминеральной, так и органической системы обеспечили одинаковый сбор сахара – 60,3 ц/га, что всего лишь на 2,2 ц/га меньше, чем на варианте с экологически допустимой технологией.

1.7. При росте совокупной энергии по сравнению с экстенсивными технологиями, экологически допустимая и почвозащитная при затратах 50,36–50,95 ГДж обеспечивали достаточно высокую продуктивность сахарной свеклы и максимальное приращение энергии 160,69–153,01ГДж соответственно. Это в 1,1–1,2 раза больше, чем на варианте с базовой технологией и в 1,3–1,4 – раза по сравнению с энергоресурсосберегающей. При этом максимальным коэффициент чистой эффективности наблюдался на варианте с экологически допустимой технологией – 3,19.

1.8. Наилучшие показатели экономической эффективности были достигнуты при использовании мелиоративной технологии, где на фоне плоскорезной обработки в сочетании с глубоким рыхлением и внесением навоза в дозе 80 т/га обеспечивалось увеличение чистого дохода до максимума – 18390,7 руб. с 1 га, уровня рентабельности – до 53,3% при снижении себестоимости 1 т корнеплодов до минимума – 727,4 руб.

2. По сое:

2.1. Возделывание этой культуры по изучаемым технологиям при орошении на выщелоченном черноземе не оказывало существенного влияния на сроки наступления фенологических фаз и продолжительность как межфазных периодов, так и вегетационного в целом. В среднем за годы исследований вегетационный период сои составил 128–129 дней.

2.2. Высота растений сои в конце вегетации колебалась от 69,2 до  75,4 см. Наиболее высокорослыми оказались растения сои, возделываемой с применением в технологиях минеральных и органических удобрений, как на фоне традиционной вспашки (базовая, экологически допустимая), так и плоскорезной обработки (почвозащитная). Здесь высота достигла 74,4–75,4 см, что на 4,0–5,0 см больше, чем при экстенсивной 1 технологии.

2.3. Улучшение питательного режима почвы при экологически допустимой, базовой, почвозащитной и мелиоративной технологиях способствовало формированию посевов с более мощной листовой поверхностью. Площадь листьев составила 2617,4–2860,9 см2/растение, а фотосинтетический потенциал – 2,487–2,612 млн. м2/гасутки, что было соответственно в 1,7–1,9 и 1,6–1,7 раза больше по сравнению с экстенсивной 1 технологией. На этих вариантах фотосинтетическая деятельность листовой поверхности посевов сои к полной спелости обеспечивала накопление воздушно-сухого вещества на 36,4–39,7% больше.

2.4. Количество семян и их масса с растения, а также количество растений на единице площади посева зависели от технологии возделывания. Минимальное количество семян с растения – 54,0–55,6 шт. с массой 9,2–9,8 г формировалось на вариантах экстенсивной технологии. Улучшение питательного режима почвы привело к увеличению количества и массы семян с растения соответственно на 14,7–30,0 и на 16,3–34,8%.

Корреляционная зависимость между элементами структуры урожая и урожайностью сои выявила тесную положительную связь (r = 0,971–0,979) и лишь между массой 1000 семян с урожайностью связь была средней (r = 0,425).

2.5. Минимальная урожайность сои была получена на вариантах экстенсивной технологии, в зависимости от способа основной обработки почвы ее величина колебалась от 20,6 до 22,3 ц/га. Получению наибольшего урожая семян сои способствовала экологически допустимая технология. В среднем за три года урожайность здесь составила 31,4 ц/га, что на 10,8 ц/га, или 52,4%, больше, чем на контрольном варианте. Одинаковый урожай обеспечивали базовая и почвозащитная – 30,3 и 30,1 ц/га, что всего лишь на  1,1–1,3 ц/га меньше, чем при экологически допустимой. При мелиоративной технологии урожайность составила 29,2 ц/га, что на 0,9–1,1 ц/га меньше, чем при базовой и почвозащитной и на 2,2 ц/га меньше, чем при экологически допустимой.

2.6. Мелиоративная технология возделывания сои за счет низкого уровня затраченной энергии (15,77 ГДж) при достаточно большом ее приращении – 80,5 ГДж – обеспечила получение в опыте максимального значениия коэффициента чистой эффективности – 5,1 и выхода основной продукции в расчете на 1 ГДж затраченной энергии – 0,19 т, что на 0,03–0,05 т больше в сравнении с другими изучаемыми технологиями.

2.7. Наибольшая экономическая эффективность отмечалась при возделывании сои по мелиоративной технологии. Здесь себестоимость выращиваемой продукции снижалась до минимума – 3291,2 руб., а рентабельность ее производства возрастала до максимума – 355,8% при 34189,8 руб. чистого дохода с 1 га.

3. По кукурузе:

3.1. Продолжительность вегетационного периода растений была разной в зависимости от технологии возделывания: от 128–129 дней при выращивании по экстенсивным технологиям до 132–133 – при использовании базовой, почвозащитной и экологически допустимой.

3.2. Улучшение питательного режима почвы в технологиях возделывания кукурузы способствовало росту значений биометрических показателей. Максимальная высота растений была отмечена на фоне применения экологически допустимой технологии – 236,1 см, что на 57,1 см выше контроля и на 12,0–21,5 см больше чем на вариантах с базовой, почвозащитной и мелиоративной.

3.3. Статистическая обработка полученных данных позволила выявить высокую взаимосвязь (r = 0,909) между густотой стояния растений в конце вегетации и урожайностью кукурузы. Наибольшая густота стояния растений к уборке (49,8–50,0 тыс. шт./га) наблюдалась на варианте с экологически допустимой и почвозащитной технологиями. Процент гибели растений кукурузы здесь был наименьшим в опыте и составил 8,3 и 9,7% соответственно.

3.4. На вариантах экологически допустимой и почвозащитной технологии формировались посевы с более мощной листовой поверхностью – 3098,5–3169,5 см2/растение и фотосинтетическим потенциалом равным 0,793–0,835 млн. м2/гасутки, что превышало показатели экстенсивной 1 технологии в 1,3–1,4 раза.

3.5. Формирование элементов структуры урожая зависело от технологий. В среднем за годы исследований максимальной величины озерненности початка – 436,7–455,4 шт., массы зерна с початка 120,6–122,2 г, массы 1000 зерен 270,7–278,6 г обеспечили базовая, экологически допустимая и почвозащитная технологии. По сравнению с экстенсивной 1 технологией это было больше по озерненности на 4,6–9,1%, массе зерна с початка – на  16,7–18,9% и массе 1000 зерен – на 5,9–9,0%.

3.6. Урожайность зерна кукурузы в среднем за годы исследований по вариантам опыта изменялась от 38,4 до 57,7 ц/га. Улучшение питательного режима почвы обеспечивало достоверное увеличение урожайности по сравнению с контролем на 3,2–12,6 ц/га или на 7,1–27,9%. Максимальную урожайность кукурузы обеспечила почвозащитная технология возделывания 57,7 ц/га, что в 1,3 раза больше в сравнении с экстенсивной 1 технологией. Близкий по величине урожай зерна кукурузы обеспечивали базовая и экологически допустимая – 56,0–55,8 ц/га. Мелиоративная технология возделывания обеспечила урожайность равную 52,5 ц/га, что на 7,0 ц/га, или на 16,4%, больше контроля и на 3,3–5,2 ц/га меньше в сравнении с базовой, экологически допустимой и почвозащитной.

3.7. Применение удобрений в технологиях вело к росту энергетических затрат на 62,2–94,8% по сравнению с экстенсивными технологиями. Из технологий предусматривающих улучшение питательного режима почвы за счет применения минеральных и органических удобрений наиболее биоэнергетически эффективной оказалась мелиоративная технология. Снижение затрат совокупной энергии на этой технологии на 28,3–36,8% по сравнению с базовой, экологически допустимой и почвозащитной при достаточно высоком выходе валовой энергии – 91,4 ГДж – способствовало увеличению коэффициента чистой эффективности до 2,36 и выхода зерна в расчете на 1 ГДж затраченной энергии до 0,19 т.

3.8. Наилучшие экономические показатели обеспечивала мелиоративная технология возделывания кукурузы, предусматривающая применение органической системы удобрения на фоне безотвальной обработки почвы в сочетании с глубоким рыхлением. Здесь получен наибольший чистый доход в опыте – 12514,4 руб./га, что на 1347,9 руб./га больше в сравнении с экстенсивной 1 и на 3628,0–2744,9 руб./га больше, чем на других удобренных вариантах, при уровне рентабельности – 148,5%.

4. По озимой пшенице:

4.1. Изучаемые технологии возделывания озимой пшеницы при орошении на выщелоченном черноземе не оказывали существенного влияния на сроки наступления фенологических фаз и продолжительность как межфазных периодов, так и вегетационного в целом. В среднем за годы исследований вегетационный период озимой пшеницы с периодом зимнего покоя составил 258–260 дней.

4.2. Экологически допустимая и почвозащитная технологии способствовали формированию максимальных показателей густоты стояния растений – 392–389 шт. /м2; фотосинтетической деятельности растений – площади листьев – 161,4–163,3 см2/растение; фотосинтетического потенциала –  3673,6–3657,1 тыс. м2/гасутки; массы сухого вещества – 5,98–6,02 г/растение, которые превышали контроль на 6,9–7,7%, 21,1–22,5%, 42,6–42,0%, 20,3–21,1% соответственно.

4.3. Выращивание озимой пшеницы по экологически допустимой и почвозащитной технологиям способствовало формированию посевов с густотой продуктивного стеблестоя 570 шт. /м2 и массой зерна с одного колоса – 1,35–1,36 г. Данные элементы структуры урожая озимой пшеницы превышали аналогичные показатели на вариантах с другими изучаемыми в опыте технологиями, в том числе и с вариантом экстенсивной технологии 1 (контроль) по густоте продуктивного стеблестоя на 27,2% и массе зерна с одного колоса – на 10,6–11,5%.

4.4. Урожайность озимой пшеницы, выращиваемой при орошении, в среднем за годы исследований по вариантам опыта изменялась от 47,9 до 76,3 ц/га.

Возделывание озимой пшеницы по экологически допустимой и почвозащитной технологиям обеспечивало по сравнению с экстенсивными технологиями 1 и 2 повышение урожайности на 22,7–22,9 и 28,2–28,4 ц/га, или на 42,5–42,9% и на 58,9–59,3% соответственно. Такая прибавка урожая при НСР05 в опыте, равной 3,3 ц/га являлась существенной по материалам математической обработки данных. Как экологически допустимая, так и почвозащитная технологии обеспечивали и получение зерна с содержанием сырой клейковины 23,1–23,5%, что больше контроля на 4,3–4,7%. При этом качество зерна оценивалось как ценное и относилось по классификационным нормам показателей согласно ГОСТ 9353-90, к 3 классу.

4.5. Энергетически целесообразно возделывать озимую пшеницу при орошении по мелиоративной технологии, которая обеспечивает получение высокого коэффициента чистой эффективности – 10,2 при выходе зерна в расчете на 1 ГДж затраченной энергии 0,32 т. Целесообразно также возделывание озимой пшеницы при орошении по почвозащитной технологии, обеспечивающей наибольшее приращение энергии – 240,0 ГДж при коэффициенте чистой продуктивности, равном 9,70 и наибольшем выходе энергии с 1 га (264,7 ГДж).

4.6. Применение почвозащитной технологии возделывания озимой пшеницы при орошении обеспечивало получение максимальной величины чистого дохода с 1 га, который составил 12272,0 руб./га. Это превышало другие варианты на 99,4–5337,0 руб./га. Почвозащитная технология также обеспечивала низкую себестоимость зерна – 1192,0 руб./т и высокую норму рентабельности – 135,0%.

5. Наиболее полная многосторонняя оценка изучаемых технологий может быть дана в звене севооборота сахарная свекла – соя – кукуруза на зерно – озимая пшеница при сравнении их влияния на почву, растение, его энергетику и экономику выращивания.

5.1. Максимальную суммарную продуктивность культур в звене севооборота – 290,0 ц/га з. е., что на 98,4 ц/га з. е. или на 51,4%, больше по сравнению с контролем обеспечивала экологически допустимая технология. Несколько меньшей суммарная продуктивность звена – 286,1 ц/га з. е. – была получена на варианте с почвозащитной технологией, где в отличие от экологически допустимой технологии, органоминеральная система удобрения применялась на фоне безотвальной обработки с глубоким рыхлением почвы, причем дважды в звене.

По выходу суммарной продуктивности звена севооборота мелиоративная технология не уступала базовой – 275,4 ц/га з. е., что всего лишь на  10,7–14,6 ц/га з. е., или на 3,7-5,0%, меньше чем при почвозащитной и экологически допустимой соответственно.

5.2. Содержание гумуса в слое почвы 0–20 и 20–40 см увеличивалось при возделывании культур по экологически допустимой технологии, обеспечивая годовой прирост гумуса в слое 0–40 см 0,015%. Максимальным содержание общего гумуса было в слое 0–20 см – 2,74%, в слое 20–40 см – 2,66%.

Наибольшие потери общего гумуса – от 0,09 до 0,10% – наблюдались при возделывании культур по экстенсивной 1 и базовой технологиям.

5.3. Применение в звене полевого орошаемого севооборота экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологий возделывания зерновых и технических культур способствовало увеличению содержания в слое 0–30 см агрономически ценных агрегатов под сахарной свеклой до  60,2–65,9%, под соей – до 62,1–65,0%, кукурузой – 62,7–68,3% и озимой пшеницей – до 63,8–66,9%. Это обеспечивало благоприятное для роста и развития зерновых культур (кукурузы на зерно и озимой пшеницы) состояние пахотного слоя с параметрами объемной массы 1,35–1,38 и 1,33–1,35 г/см3 и общей пористостью 47,2–48,4% и 48,3–49,4%.

Возделывание технических культур (сахарной свеклы и сои) по данным технологиям обеспечивало удовлетворительные условия для роста и развития с параметрами объемной массы 1,33–1,35 и 1,39–1,42 г/см3, общей пористостью 48,3–49,0 и 45,6–46,7%.

5.4. Максимальное количество сорных растений на протяжении всей вегетации зерновых и технических культур отмечалось при их возделывании по технологиям, предусматривающим в звене севооборота систему поверхностной обработки почвы. Технологии, основанные на применении вспашки (экстенсивная 1, базовая и экологически допустимая) обеспечивали снижение потенциальной засоренности на посевах озимой пшеницы по сравнению с почвозащитной и мелиоративной в 1,2–1,5 раза и в 1,8–2,6 раза по сравнению с экстенсивной 2 и энергоресурсосберегающей; на посевах кукурузы – соответственно в 1,1–1,2 и 1,7–1,9 раза; на посевах сахарной свеклы – в 1,3–1,7 и 3,9–4,6 раза; на посевах сои – в 1,2–1,7 и 1,7–2,5 раза.

5.5. Почвозащитная и мелиоративная технологии возделывания зерновых и технических культур, которые предусматривают применение в звене севооборота системы безотвальной обработки почвы с периодическим глубоким рыхлением на фоне органоминеральной и органической системы способствовали большему по сравнению с экстенсивной технологией запасов накоплению продуктивной влаги в слое почвы 0–160 см: под соей – на 11,2–6,6%, под кукурузой на зерно – на 8,8–9,6%, под озимой пшеницей – на 11,3–4,9%.

Изучение суммарного водопотребления в зависимости от технологии возделывания зерновых и технических культур в звене орошаемого травянозернопропашного севооборота показало, что наибольшим оно было по вариантам опыта на посевах сахарной свеклы, составив 7561–8284 м3/га, на посевах сои колебалось в пределах 5728–6134 м3/га, на посевах кукурузы на зерно было в пределах 4999–5411 м3/га и наименьшим оказалось на посевах озимой пшеницы – 3926–4657 м3/га.

Технологии возделывания зерновых и технических культур, основанные на улучшении питательного режима выщелоченного чернозема, способствовали наиболее экономному расходованию влаги на создание единицы продукции. При этом минимальные значения коэффициентов водопотребления были отмечены при выращивании сахарной свеклы по экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологиям, где их величина была меньше по сравнению с экстенсивной 1 технологией на 46,2–44,5%; сои – по экологически допустимой, где разница с контролем составила 38,0%; кукурузы на зерно и озимой пшеницы – по базовой, экологически допустимой и почвозащитной, что было меньше в сравнении с контрольным вариантом на 18,9–17,2% и 23,5–22,6% соответственно.

5.6. Изучение динамики элементов минерального питания в черноземе выщелоченном в зависимости от технологий возделывания зерновых и технических культур в звене севооборота показало, что наименее обеспеченными минеральным азотом, подвижным фосфором и обменным калием оказались варианты, не предусматривающие внесения удобрений.

С улучшением питательного режима почвы в звене севооборота наблюдался рост суммарной продуктивности. Наивысший ее показатель в звене изучаемого севооборота обеспечивали экологически допустимая и почвозащитная технологии возделывания зерновых и технических культур  (290,0–286,1 ц/га з. е.). Высокая продуктивность получена и на варианте с мелиоративной технологией возделывания культур – 275,4 ц/га з. е., что на 14,6–10,7 ц/га меньше.

5.7. Из изучаемых технологий наиболее эффективной была мелиоративная, которая предусматривала применение навоза в дозе 80 т/га и заделку пожнивных остатков в севообороте на фоне безотвальной системы основной обработки почвы с периодическим глубоким рыхлением. Она обеспечивала получение высокой урожайности изучаемого звена севооборота –  6,89 т/га з. е. с чистым доходом 19074,4 руб. с 1 га, рентабельностью совокупной продукции 224,8%, выходом основной продукции 0,19 т/ГДж, приращением энергии 122,5 ГДж/га и коэффициентом чистой эффективности 4,8.

Эффективными по своим экономическим и биоэнергетическим показателям были также экологически допустимая и почвозащитная технологии, при использовании которых – рентабельность производства продукции достигала 121,8–114,9% при высоком чистом доходе с 1 га – 15927,2–15289,5 руб.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

В зоне неустойчивого увлажнения на черноземе выщелоченном орошаемом Западного Предкавказья с целью предотвращения деградационных процессов и сохранения плодородия почвы, повышения продуктивности возделываемых зерновых и технических культур, получения максимального эффекта сельскохозяйственным предприятиям предлагаются альтернативные технологии возделывания озимой пшеницы, кукурузы, сахарной свеклы и сои:

Для получения урожайности:

– сахарной свеклы на уровне 470–500 ц/га и более с выходом сахара свыше 4 т/га, обеспечивающей получение чистого дохода 18,4 тыс. руб. с 1 га и рентабельности 53,3%, рекомендуется применять мелиоративную технологию, предусматривающую применение на фоне безотвальной основной обработки почвы с глубоким рыхлением (до 70 см) органической системы удобрения (80 т/га навоза + заделку в севообороте 10 т/га пожнивных остатков);

– сои 25–30 ц/га и более наиболее эффективными являются экологически допустимая и мелиоративная технологии, обеспечивающие получение чистого дохода 35,0–34,2 тыс. руб./га и рентабельности 290,2–355,8%, где на фоне традиционной вспашки применяется органоминеральная система удобрения и на фоне плоскорезной обработки с глубоким рыхлением – органическая система;

– кукурузы более 50 ц/га и экономическими показателями: чистым доходом с 1 га – 12,5 тыс. руб. и рентабельностью 148,5% рекомендуется применение мелиоративной технологии, где органическая система удобрения, предусматривающая внесение в севообороте 80 т/га навоза и 10 т/га пожнивных остатков, применяется на фоне безотвальной обработки на глубину  28–30 см с глубоким рыхлением РН-80Б на 70 см;

– озимой пшеницы 70–80 ц/га и более с высоким качеством зерна, обеспечивающей получение чистого дохода 21,3–21,4 тыс. руб. с 1 га и рентабельности 231,8–233,1%, рекомендуется применять по предшественнику кукуруза на зерно почвозащитную или экологически допустимую технологии, где на фоне плоскорезной и отвальной обработки почвы применяется органоминеральная система удобрения, предусматривающая заделку в севообороте 10 т/га пожнивных остатков и внесение непосредственно под основную обработку минеральных удобрений в дозе N40Р20 и подкормок азотными удобрениями в ранневесенний период и в фазе выхода в трубку по N30.

В звене севооборота сахарная свекла – соя – кукуруза на зерно – озимая пшеница наиболее эффективным является выращивание культур по мелиоративной технологии, в которой на фоне системы безотвальной основной обработки почвы с периодическим глубоким рыхлением применяется органическая система удобрения. Это обеспечивает получение высокой средней урожайности звена – 6,89 т/га з. е., с чистым доходом – 19,1 тыс. руб. с 1 га и рентабельностью 224,8%.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ  РАБОТЫ:

I. Монографии

1. Югов А.В. Биология и особенности агротехники выращивания сахарной свеклы на деградированном староорошаемом выщелоченном черноземе Западного Предкавказья: монография / А.В. Югов, А.В. Сисо. – Краснодар. – 2008. – 121 с.

II. Статьи в изданиях, в которых рекомендуется публикация основных результатов диссертации на соискание ученой степени доктора наук

2. Югов А.В. Продуктивность агроценоза при бессменной минимальной обработке староорошаемого выщелоченного чернозема / А.В. Югов, А.В. Сисо, Д.В. Ломовской // Труды Кубан. гос. аграр. ун-та: науч. журнал. – Краснодар. – 2007. – Вып.4(8). – С.103–105.

3. Югов А.В. Научные основы сбалансированной системы земледелия на ландшафтной основе в Краснодарском крае / А.В. Югов // Труды Кубан. гос. аграр. ун-та: науч. журнал. – Краснодар. – 2008. – Вып.2(11). –  С. 114–116.

4. Югов А.В. Пути расширенного воспроизводства почвенного плодородия / А.В. Югов, А.В. Сисо // Труды Кубан. гос. аграр. ун-та: науч. журнал. – Краснодар. – 2008. – Вып.2(11). – С. 159–164.

5. Югов А.В. Влияние агроприемов возделывания полевых культур на агрофизические свойства черноземов Кубани / А.В. Югов, А.В. Сисо // Труды Кубан. гос. аграр. ун-та: науч. журнал. – Краснодар. – 2008. – Вып.3(12). – С. 82–84.

6. Югов А.В. Влияние технологии возделывания озимой пшеницы на плодородие староорошаемого выщелоченного чернозема и урожай зерна / А.В. Югов // Труды Кубан. гос. аграр. ун-та: науч. журнал. – Краснодар. – 2009. – Вып.3(18). – С.91-96.

III. Статьи в аналитических сборниках и материалах конференций

7. Ачканов А.Я. Мониторинг гумусного состояния почв / А.Я. Ачканов, В.П. Василько, А.В. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 2). – Краснодар, 2002. – С. 23–30.

8. Ачканов А.Я. Баланс гумуса на деградированном староорошаемом черноземе в зависимости от способа основной обработки и системы удобрения / А.Я. Ачканов, В.П. Василько, А.В. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 3). – Краснодар, 2008. – С. 202–204.

9. Бедловская Т.В. Влияние агроприемов возделывания сахарной свеклы на агрофизические свойства староорошаемого выщелоченного чернозема и ее урожайность / Т.В. Бедловская, А.В. Югов // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы I Всеросс. науч.-практ. конф. молодых ученых. – Краснодар, 2007. – С. 14–16.

10. Бедловская Т.В. Влияние основной обработки почвы под сахарную свеклу на агрофизические свойства староорошаемого выщелоченного чернозема / Т.В. Бедловская, А.В. Югов // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы II Всеросс. науч.-практ. конф. молодых ученых. – Краснодар, 2008. – С. 14–16.

11. Василько В.П. Качество зерна озимой пшеницы при орошении в зависимости от агроприемов возделывания / В.П. Василько, В.Г. Веретеников, А.В. Сисо, А.В. Югов // Пути повышения и стабилизации производства высококачественного зерна: сб. док. Междунар. науч.-практ. конф. – Краснодар, 2002. – С. 162–166.

12. Василько В.П. Водно-физические свойства почвы / В.П. Василько, В.В. Терещенко, А.В. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 2). – Краснодар, 2002. – С. 35–45.

13. Василько В.П. Севооборот, агротехника и продуктивность орошаемого агроценоза / В.П. Василько, А.В. Сисо, А.В. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 3). – Краснодар, 2008. – С. 189–202.

14. Веретенников В.Г. Влияние минимальной обработки почвы на агрофизические свойства выщелоченного чернозема и урожайность озимой пшеницы при орошении / В.Г. Веретенников, Н.Г. Николаенко, А.В. Югов // Научные аспекты альтернативных технологий выращивания полевых культур в Краснодарском крае: Тр./КубГАУ. – Краснодар. – 2006. – Вып. 425(453). – С. 4–11.

15. Горьковенко В.С. Особенности формирования патогенного комплекса возбудителей болезней озимой пшеницы в зернотравяно-пропашном севообороте / В.С. Горьковенко, Л.Г. Горковенко, А.В. Югов // Научные аспекты альтернативных технологий выращивания полевых культур в Краснодарском крае: Тр./КубГАУ. – Краснодар. – 2006. – Вып. 425(453). – С. 11–18.

16. Губанов Я.В. Озимая пшеница / Я.В. Губанов, А.М. Кравцов, А.В. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 2). – Краснодар, 2002. – С. 108–135.

17. Губанов Я.В. Сахарная свекла / Я.В. Губанов, Г.Е. Гоник, А.В. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 2). – Краснодар, 2002. – С. 140–150.

18. Клюка В.И. Соя / В.И. Клюка, Н.И. Бочкарев, А.В. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 2). – Краснодар, 2002. – С. 175–185.

19. Малюга Н.Г. Влияние культур севооборота и агротехнологий на содержание и баланс гумуса в черноземе выщелоченном равнинного агроландшафта / Н.Г. Малюга, В.И. Терпелец, А.В. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 3). – Краснодар, 2008. – С. 44–48.

20. Петрик Г.Ф. Влияние густоты стояния растений на продуктивность гибридов кукурузы отечественной и зарубежной селекции / Г.Ф. Петрик, А.В. Югов, А.М. Азаренко // Научные аспекты альтернативных технологий выращивания полевых культур в Краснодарском крае: Тр./КубГАУ. – Краснодар. – 2006. – Вып. 425(453). – С. 119–126.

21. Сисо А.В. Динамика влаги в почве и водопотребление культур орошаемого травяно-зернопропашного севооборота / А.В. Сисо, В.Н. Герасименко, А.В. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 3). – Краснодар, 2008. – С. 215–220.

22. Сисо А.В. Влияние системы основной обработки почвы на продуктивность орошаемого агроценоза / А.В. Сисо, А.В. Югов // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы VIII региональной науч.-практ. конф. молодых ученых, Краснодар, 7–8 декабря 2006 г. – Краснодар, 2006. – С. 71–72.

23. Сисо А.В. Народно-хозяйственное значение альтернативных технологий возделывания основных полевых культур в низменно-западинном агроландшафте / А.В. Сисо, А.В. Югов // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы II Всеросс. науч.-практ. конф. молодых ученых. – Краснодар, 2008. – С. 60–62.

24. Сисо А.В. Биоэнергетическая и экономическая эффективность возделывания полевых культур в орошаемом травяно-зернопропашном севообороте / А.В. Сисо, Л.О. Великанова, А.В. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 3). – Краснодар, 2008. –  С. 220–229.

25. Сисо А.В. Биологизированная система земледелия – основа повышения продуктивности пашни / А.В. Сисо, А.В. Югов, Н.Г. Малюга // Наука. Образование. Молодежь: материалы 5 Всеросс. науч. конф. молодых ученых, Майкоп, 7-8 февраля 2008 г. – Майкоп, 2008. – Т. 1. – С. 232–234.

26. Слюсарев В.Н. Динамика физико-химических свойств чернозема выщелоченного в системе агроэкологического мониторинга / В.Н. Слюсарев, В.И. Терпелец, А.В. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 3). – Краснодар, 2008. – С. 48–58.

27. Толорая Т.Р. Кукуруза / Т.Р. Толорая, А.В. Загорулько, А.В. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 2). – Краснодар, 2002. – С. 150–158.

28. Тюпаков Э.Ф. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы при возделывании по нулевой и минимальной обработке почвы / Э.Ф. Тюпаков, А.В. Югов, В.П. Тормашев // Научные аспекты альтернативных технологий выращивания полевых культур в Краснодарском крае: Тр./КубГАУ. – Краснодар. – 2006. – Вып. 425(453). – С. 33–40.

29. Югов А.В. И еще раз режим // Сельские зори.–2002.-№3. – С. 30–31.

30. Югов А.В. Влияние системы удобрения на продуктивность орошаемого ароценоза / А.В. Югов // Южнороссийский край. – №3–4(580–581). – 2007. – С. 43-44.

31. Югов А.В. Продуктивность культур севооборота в зависимости от системы основной обработки на староорошаемом выщелоченном черноземе / А.В. Югов, А.В. Сисо, В.Н. Герасименко // Южнороссийский край. – №3–4(580-581). – 2007. – С. 40-42.

32. Югов А.В. Плодородие почвы в зависимости от возделывания культур / А.В. Югов, А.В. Сисо // Электронный научный журнал. Режим доступа: – http://ejkubagro.ru – № 35(01) – 2008.

33. .Югов А.В. Биоэнергетическая оценка различных агроприемов возделывания озимой пшеницы, сахарной свеклы и сои в орошаемом травяно-зернопропашном севообороте / А.В. Югов, А.В. Сисо, В.Н. Герасименко // Электронный научный журнал. Режим доступа: – / http://ejkubagro.ru –  № 28(04) – 2007.






© 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.