Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Агроэкономическая эффективность совместных посевов яровой ржи и яровой пшеницы в условиях Предбайкалья
ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Агроэкономическая эффективность совместных посевов яровой ржи и яровой пшеницы в условиях Предбайкалья"

На правах рукописи 0050501411

Насонова Наталья Евгеньевна

АГРОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОВМЕСТНЫХ ПОСЕВОВ ЯРОВОЙ РЖИ И ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ПРЕДБАЙКАЛЬЯ

Специальность 06.01.01 — общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

2 % ФЬВ 2013

Улан-Удэ - 2013

005050140

Диссертационная работа выполнена на кафедре агроэкологии, агрохимии, физиологии и защиты растений ФГБОУ ВПО «Иркутская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель:

Хуснидинов Шарифзян Кадирович доктор сельскохозяйственных

наук, профессор Иркутской ГСХА

Официальные оппоненты:

Емельянов Александр Михайлович доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, зам. директора по научной работе Бурятского НИИСХ Россельхозакадемии

Цыбиков Бэликто Батоевич Кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент Бурятской ГСХА

Ведущая организация: Красноярский НИИСХ Россельхозакадемии

Защита состоится 15 марта 2013 г. в 1000 ч. на заседании диссертационного совета Д220.006.03 при ФГБОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова» по адресу: 670034, г. Улан-Удэ, ул. Пушкина, 8, тел./факс (3012)44-21-33

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО Бурятской ГСХА им. В.Р. Филиппова.

Автореферат разослан «14» февраля 2013 г. и размещен на официальном сайте ФГБОУ ВПО «Бурятская ГСХА им. В.Р. Филиппова» www.bgsha.ru и в сети Интернет на официальном сайте ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации www.vak.ed.gov.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук».

профессор Корсунова Татьяна Михайловна

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследований. Яровая рожь - одна из важнейших зерновых культур. Ржаной хлеб отличается высокой питательностью, неповторимым вкусом, ароматом, высокими диетическими достоинствами. В нем содержатся необходимые для человека соли кальция, фосфора, железа, витамины.

В.П. Баиров и др. (1999), Э.В. Климова (2001, 2004) отмечали, что ржаной хлеб - источник полноценных белков и широкого набора витаминов-антиоксидантов, аминокислот, таких как лизин, тирозин, треонин, фенилаланин, аргинин, ванилин, необходимых для поддержания иммунной системы человека.

Яровая рожь обладает высоким потенциалом продуктивности, однако в условиях региона он остается невостребованным.

Среди причин, послуживших резкому снижению посевных площадей яровой ржи, была слабая изученность аминокислотного состава зерна, качества, диетических достоинств ржаного хлеба, а также полегание ее стеблестоя.

Многими авторами установлено, что важнейшим резервом повышения продуктивности и устойчивого производства растениеводческой продукции являются совместные (смешанные) посевы сельскохозяйственных культур (В.И. Сукачев, 1956, Н.Г. Андреев, В.А. Тюль-дюков, 1974).

В.И. Сукачев (1956) установил, что в совместных (смешанных) посевах компоненты смесей вступают между собой в сложные биоге-оценотические отношения: как симбиотические, так и конкурентные.

Однако, эти теоретические положения, применительно к смешанным посевам зерновых культур в условиях региона остаются не достаточно изученными. Поэтому разработка теоретических основ и практических приемов возделывания яровой ржи в совместных посевах - одна из актуальных агроэкономических и социальных проблем региона.

Степень разработанности. Отсутствие теоретического обоснования особенностей формирования урожая яровой ржи в совместных посевах с яровой пшеницей сдерживает расширение и внедрение предлагаемой технологии возделывания ее в зональных условиях.

Цель исследований заключается в эколого-биологическом и агроэкономическом обосновании технологии возделывания яровой ржи

в совместных посевах с яровой пшеницей, способствующих повышению урожайности и качества зерна в условиях Предбайкалья .

В задачу исследований были включены следующие вопросы:

1. Изучить специфику морфологических, биологических и экологических особенностей яровой ржи в совместных посевах;

2. Оценить конкурентные отношения яровой ржи и яровой пшеницы;

3. Проследить особенности формирование ассимиляционного аппарата и фотосинтетического потенциала яровой ржи в совместных посевах;

4. Дать оценку биологического потенциала продуктивности и качества зерна яровой ржи;

5. Изучить агроэкономическую и энергетическую оценку эффективности совместных посевов.

Научная новизна. Впервые в условиях Предбайкалья дано теоретическое обоснование и разработана технология возделывания яровой ржи в совместных (смешанных) посевах с яровой пшеницей, позволяющая увеличить ее продуктивность (в 2 раза от достигнутого уровня) и улучшить качество хлебобулочных изделий.

Теоретическая и практическая значимость работы. Научное обоснование эффективности совместных посевов может служить практической основой при разработке зональной технологии возделывания яровой ржи и яровой пшеницы, что является предпосылкой устойчивого производства зерна яровой ржи в регионе.

Методология и методы исследований. При выполнении диссертационной работы использовались научнообоснованная методология научного поиска, общепринятые методы проведения научных исследований, систематического анализа, математические и статистические методы, методы сравнения и аналогий, обобщения.

Положения, выносимые на защиту.

1. Яровая рожь в совместных посевах вступает в сложные конкурентные отношения с яровой пшеницей. В условиях сложных конкурентных отношений выявлено оптимальное соотношение опытных растений в совместных посевах.

2. Совместные посевы яровой ржи и яровой пшеницы формируют более высокий ассимиляционный аппарат и фотосинтетический потенциал.

3. Оптимальные соотношения яровой ржи и яровой пшеницы в

совместных посевах способствует получению высокой урожайности и качества зерна яровой ржи. Зерновые смеси, полученные при совместном посеве, обеспечивают получение зерна с высокими мукомольными и хлебопекарными качествами.

4. Яровая пшеница в совместных посевах способствует созданию устойчивого против полегания стеблестой яровой ржи.

5. Совместные посевы яровой ржи и яровой пшеницы как новый технологический прием имеет высокую агроэкономическую и энергетическую эффективность.

Апробация результатов исследования. Результаты исследований докладывались и обсуждались на Международных научно-практических конференциях: Иркутск, ИрГСХА, 2009,2010,2011,2012 гг.; Иркутск, ИГУ, 2010 г.; Улан-Удэ, Бурятская ГСХА, 2010 г. и на конкурсе научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок на соискание гранта ИрГСХА, 2010 г.

Материалы диссертационного исследования использовались в учебном процессе при преподавании учебных дисциплин: «Растениеводство» и «Сельскохозяйственная экология».

Публикации результатов исследований. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 научных статей, в том числе 3 статьи в списке реферируемых ВАК изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 198 страницах машинописного текста, состоит из ведения, 6 глав, выводов, предложений производству, списка литературы, приложений. Содержит 37 таблиц, 31 иллюстрацию. Список использованной литературы включает 215 наименований, в том числе 11 на иностранных языках.

Глава 1. Обзор литературы

Сокращение посевов яровой ржи в регионе связано с низкой урожайностью, недостаточной изученностью биохимического и аминокислотного состава, диетической ценности ржаного хлеба. Низкая урожайность зерна яровой ржи в значительной степени связана с полеганием ее стеблестоя (Соснина, 1979, Баиров, 1999, Климова, 2004,). Применяемые зональные технологии возделывания яровой ржи не обеспечивали устойчивого роста продуктивности, повышение устойчивости ее стеблестоя и качества зерна.

Однако эколого-биологическая и агроэкономическая эффективность совместных посевов яровой ржи и яровой пшеницы в условиях региона остается не изученной.

Глава 2. Характеристика абиотических и эдафических условий региона

Климат Иркутской области резко континентальный. Продолжительность теплого периода с температурой выше 0°С в основных сельскохозяйственных регионах составляет 120 дней. Сумма активных температур за период вегетации составляет 1400-1700°С.

Среднее многолетнее количество осадков составляет 350-450 мм. Основное количество (до 80%) выпадает во второй половине лета. Осадки могут носить муссонный характер. Обилие атмосферных осадков сопровождается ветрами. Этот период времени вызывает полегание зерновых культур.

В составе пахотных земель наибольшее распространение имеют серые лесные почвы (47,7%) и дерново-карбонатные почвы (35,5%). Небольшой удельный вес занимают чернозёмные (7,4%) и лугово-чернозёмные почвы (3,2%) (Кузьмин, 1979).

Глава 3. Цели, задачи, методика и условия проведения

исследований

Целью исследований были вопросы изучения эколого-биологичес-кого потенциала яровой ржи в совместных посевах с яровой пшеницей, как теоретической основы разработки интенсивной технологии ее возделывания. В задачу исследований были включены вопросы изучения продуктивности яровой ржи и пшеницы в одновидовых и совместных агрофитоценозах, продолжительности вегетационного периода, полегания травостоя, конкурентоспособности компонентов, особенностей формирования ассимиляционного аппарата, фотосинтетического потенциала, чистой продуктивности фотосинтеза и биологического потенциала совместных посевов и оценка качества зерновых смесей.

Объектами исследований были: яровая рожь сорта Онохойская, яровая пшеница сортов Бурятская остистая и Тулунская-12.

Полевые исследования проводились на опытном поле кафедры агроэкологии, агрохимии, физиологии и защиты растений Иркутской государственной сельскохозяйственной академии в период с 2009 по 2011 годы в соответствии с методическими указаниями (Доспехов, 1972,1973).

Почва опытного участка — светло-серая лесная. По механическому составу - средний суглинок. Содержание гумуса 2%, рН-5, сумма поглощенных оснований 0-20 мг-экв. на 100 г почвы, степень насыщен-

ности почв основаниями - 80-85%. Содержание подвижного фосфора Р,05 - 26 мг, калия К^О - 10 мг, нитратного азота - 15 мг на кг.

Схема полевых опытов представлена в таблице 1.

Полевые опыты закладывались по многолетним бобовым травам, обработанным после укоса на кормовые цели по типу полупара. Размещение опытных посевов яровой ржи по бобовым травам обусловлено высокой отзывчивостью ее на высокий агрофон. Площадь опытных делянок была 2м2, повторность шестикратная. Расположение делянок систематическое. Способ посева рядовой, глубина заделки семян - 3-4 см., норма высева зерновой смеси из расчета: яровой ржи - 6 млн. шт., яровой пшеницы - 7 млн. шт. здоровых зерен на гектар.

Таблица 1 - Схема полевых опытов

Номера вариантов опыта Вид посева Компоненты смеси и их соотношение

1 Одновидовой Рожь - 100%

2 Двувидовой Рожь - 75% +пшеница - 25%

3 Двувидовой Рожь - 67% +пшеница - 33%

4 Двувидовой Рожь - 50% +пшеница - 50%

5 Двувидовой Рожь - 33% +пшеница - 67%

6 Двувидовой Рожь - 25% +пшеница - 75%

7 Одновидовой Пшеница - 100%

Минеральные удобрения и другие средства химизации при проведении полевых исследований не применялись.

Полевые исследования, наблюдения и учеты выполнялись в соответствии с методиками ВНИИК им. В.Р. Вильямса (1971), Ведро-ва (1992), А.А. Ничипоровича (1963), Доспехова (1968), И.С. Шатилова (1979) и М.К. Каюмова (1989).

Показатели фотосинтетической деятельности посевов определялись по методике А.А. Ничипоровича (1966).

Для оценки конкурентоспособности растений в изучаемых агрофи-тоценозах применялся показатель конкурентоспособности (Competitive ratio, CR), который был предложен R.W. Willey, М. Rao (1980).

Определение посевных качеств семян яровых зерновых культур проводилось согласно общепринятым методикам (ГОСТ 10467-76,2004; ГОСТ 10468-76, 2004; ГОСТ 12039-66 ,2004; ГОСТ 112041-82, 2004; ГОСТ 12042-66,2004; ГОСТ 12038-84,2004; ГОСТ 12044-93,2004).

Энергетическую и экономическую оценку ОДНОВИДОВЫХ И ПОЛИВИДОВЫХ посевов осуществляли на основании расчетов и разработанных технологических карт(Коринец и др., 1986; Каюмов, 1989; Мары-мов и др., 1989; Третьякова, 1993; Хуснидинов, 2003).

Математическую и статистическую обработку экспериментальных данных проводили по методике, изложенной в «Методике полевого опыта» (Доспехов, 1973; 1985).

Глава 4. Особенности роста, развития, конкурентных отношений и продукционного процесса яровой ржи в совместных посевах 4.1 Специфика роста, развития яровой ржи и проблема

устойчивости ее стеблестоя Результаты полевых исследований показали, что при посеве 14 мая массовые всходы яровой ржи и пшеницы появились через 10-11 дней.

В процессе роста и развития яровая рожь обгоняла пшеницу сортов Бурятская остистая и Тулунская-12 в скорости нарастания листового аппарата, величине листовой пластинке, высоте травостоя. Высота стебля ржи достигала 92,6-159,9 см, пшеницы сорта Бурятская остистая - 77,1-113,9 см, пшеницы сорта Тулунская-12 - 104,0-112,0 см; длина листовой пластинки у ржи достигала 27-30 см, ширина до 1,5 см; у пшеницы сорта Бурятская остистая длина листовой пластинки - 23-24 см, ширина - 1,0-1,2 см; у пшеницы сорта Тулунская-12 -соответственно 18-22 и 0,9-1,0 см.

В совместных посевах высота яровой ржи, количество листьев, длина листовой пластинки и ее ширина уменьшалась. У яровой пшеницы сортов Бурятская остистая и Тулунская-12 значение выше перечисленных показателей также уменьшалось по мере увеличения удельного веса яровой ржи.

Фенологические наблюдения показали, что разница между датами наступления фенофаз яровой ржи и пшеницы составляла 5-8 дней. Однако фазы полного выхода в трубку изучаемых культур проходили в одни и те же календарные сроки. Восковая спелость у яровой ржи наступила на 6-9 дней позднее.

Продолжительность периода от посева до восковой спелости у яровой ржи сорта Онохойская составила 119 дней, у яровой пшеницы сорта Бурятская остистая - 113 дней, у яровой пшеницы сорта Тулун-ская-12- 110 дней, от всходов до восковой спелости у ржи - 108 дней,

у пшеницы сортов Бурятская остистая - 104, Тулунская-12 - 102 дней.

Устойчивость растений к полеганию определялась двумя способами: прямое определение и косвенное.

При прямом определение устойчивости стеблестоя к полеганию использовалась бальная оценка, принятая в системе КСИ.

Полевые наблюдения показали, что одновидовые посевы яровой ржи полегали - балл устойчивости 3. Яровая пшеница сортов Бурятская остистая и Тулунская-12 в одновидовых посевах полеганию не подвергались.

В совместных агрофитоценозах, как с яровой пшеницей сортов Бурятская остистая, так и Тулунская-12 устойчивый травостой яровой ржи отмечался в вариантах опытов, когда компоненты смеси высевались в соотношении пшеницы от 50% до 75% и ржи от 25% до 50%.

Варианты опыта, -в которых доля пшеницы составляла от 25 до 33%, травостой подвергался полеганию.

К косвенным методам определения устойчивости стеблестоя относится динаметрический метод, при котором определяется сопротивление отрезка соломины к излому. Проведенные наблюдения показали, что наиболее устойчивыми были отрезки 3,4 и 5 междоузлий стебля яровой ржи во всех вариантах опыта.

4.2 Конкурентные отношения яровой ржи и яровой пшеницы

Конкурентные отношения между яровой рожью и пшеницей отмечались нами уже на стадии прорастания семян.

При совместном проращивании семян яровой ржи и яровой пшеницы сорта Бурятская остистая в чашках Петри лабораторная всхожесть ржи снижалась по мере увеличения процентного содержания пшеницы в смеси и, наоборот. Наиболее высокая всхожесть была зафиксирована в варианте опыта - рожь - 75% + пшеница - 25% (97,5%), наименьшая - в варианте опыта пшеница - 75% + рожь - 25% (92,0%).

При совместном проращивании с пшеницей сорта Тулунская-12 яровая рожь оказывала наибольшее угнетающее действие, чем пшеница, что отразилось на более низкой всхожести семян пшеницы.

Положительное взаимовлияние семян яровой ржи пшеницы сортов Бурятская остистая и Тулунская-12 друг на друга наблюдалось в варианте опыта рожь — 50% + пшеница — 50%.

Нами отмечено, что конкурентное взаимовлияние отразилось, как на длине проростков, так и на количестве корешков. Наблюдения по-

казали, что длина проростка, главного корешка ржи и пшеницы уменьшалась по мере увеличения доли их в совместных посевах.

Для оценки конкурентной способности компонентов в совместных посевах нами использовался коэффициент общей и продуктивной конкурентоспособности (табл. 2).

В совместных посевах яровой ржи и пшеницы сортов Бурятская остистая и Тулунская-12 нами был отмечен высокий коэффициент конкурентоспособности в варианте опыта рожь - 75% + пшеница - 25%, который составил 1,09 и 1,02.

Коэффициент общей конкурентоспособности яровой ржи снижался по мере уменьшения содержания ее в смеси, соответственно уменьшалось отрицательное влияние ржи на пшеницу.

Таблица 2 - Оценка конкурентоспособности яровой ржи в совместных посевах с яровой пшеницей сорта Бурятская остистая

№ варианта опыта Компоненты смеси и их соотношение Конкурентоспособность

общая продуктивная

1 Яровая рожь - 100% 1,00 1,00

2 Рожь - 75%+пшеница -25% 1,09 1,10

3 Рожь — 67%+пшеница —33% 1,04 1,04

4 Рожь - 50%+пшеница -50% 0,99 1,01

5 Рожь - 33%+пшеница -67% 0,98 0,99

6 Рожь - 25%+пшеница -75% 0,94 0,94

7 Яровая пшеница — 100% - -

Высокая продуктивная конкурентоспособность яровой ржи относительно пшеницы сорта Бурятская остистая проявлялась даже при соотношении компонентов 50% на 50%. В вариантах опыта, в которых доля яровой ржи составляла 33% и ниже, наблюдалось резкое снижение ее конкурентоспособности.

Завершающий период развития растений охватывает фазу созревания семян. Этот период характеризуется спадом физиологических процессов в растениях и слабой степенью влияния их друг на друга. 4.3 Интенсивность фотосинтетической деятельности

яровой ржи в совместных посевах Проведенные исследования показали, Что в одновидовых посевах яровая рожь сформировала большую площадь листьев, чем яровая пшеница сортов Бурятская остистая и Тулунская-12 (табл. 3). Площадь «флагового» листа, за счет которого создается основная масса урожая зерна, была выше в одновидовых посевах яровой ржи и

совместных посевах, в травостое которых яровая рожь занимала от 50 до 75% травостоя.

Таблица 3 - Формирование ассимиляционного аппарата яровой ржи и яровой пшеницы сорта Бурятская остистая в совместных посевах,

2009-2011 гг.

№ вари- ■"ЦГГОВ опыта Соотношение яровой ржи и яровой пшеницы в совместных посевах Площадь листьев, тыс. м2/га

прикорневых стеблевых общая площадь «флагового» листа

1 Рожь-100% 7,8 39,2 47,0 9,8

2 Рожь - 75% + пшеница -25% 10,2 50,8 61,0 12,7

3 Рожь - 67% + пшеница -33% 9,3 46,4 55,7 11,6

4 Рожь - 50% + пшеница -50% 9,1 45,6 54,7 11,4

5 Рожь - 33% + пшеница -67% 9,0 45,2 54,2 11,3

6 Рожь - 25% + пшеница -75% 8,2 40,8 49,0 10,2

7 Пшеница - 100% 7,3 36,4 43,7 9,1

НСР05 0,2 0,2 0,3 0,2

Полевые наблюдения показали, что в совместных АФЦ с яровой пшеницей сортов Бурятская остистая и Тулунская-12 наивысший показатель общей площади листьев приходился на вариант опыта рожь -75% + пшеница - 25% и составлял соответственно 61,0 тыс. м2/га и 57,6 тыс. м2/га. По мере уменьшения доли яровой ржи и увеличения доли яровой пшеницы наблюдалось снижение общей площади листьев.

Следует отметить, что все опытные посевы сформировали достаточно высокий фотосинтетический потенциал (ФП) и чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) (табл. 4).

В совместных посевах нами отмечался более высокий показатель ФП. В вариантах опыта, который был представлен смесью яровой ржи - 75% и яровой пшеницы - 25% сорт Бурятская остистая, Тулунская-12 показатель ФП (3,36 млн. /м2/га/дней и 3,17 млн. /м2/га/ дней) был значительно большим, нежели его значение в других вариантах опыта. Наименьший показатель ФП был отмечен в посевах, представленных одновидовыми посевами яровой пшеницы.

Анализ показателей ФП прикорневых и стеблевых листьев по вариантам опытов показал, что площадь стеблевых листьев превосходила площадь прикорневых листьев в 10 раз.

Таблица 4 - Оценка фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза яровой ржи в совместных посевах с яровой пшеницей сорта Тулунская-12

№ вари Соотношение опытных растений в совместных посевах, % Фотосинтетический потенциал (ФП), млн.Д^/га/дней Выход

ан-тов опы та прикорневых листьев стеблевых листьев «флагового» листа ито-го-вый сухого вещества, т/га ЧПФ, г/м2/сутки

1 Яровая рожь - 100% 0,23 2,35 0,15 2,58 10,60 4,11

2 Рожь - 75% + пшеница-25% 0,29 2,88 0,18 3,17 10,13 3,19

3 Рожь - 67% + пшеница—33% 0,27 2,69 0,17 2,96 9,92 3,35

4 Рожь-50% +пшеница-50% 0,25 2,50 0,16 2,75 9,01 3,28

5 Рожь - 33% + пшеница-67% 0,23 2,33 0,15 2,56 8,45 3,30

6 Рожь - 25% + пшеница- 75% 0,22 2,23 0,14 2,45 7,84 3,20

7 Пшеница - 100% 0,21 2,06 0,13 2,27 6,45 2,84

Между фотосинтетическим потенциалом стеблевых листьев и урожайностью зерна яровой ржи и яровой пшеницы сортов Бурятская остистая, Тулунская-12 нами установлена сильная корреляционная зависимость (рис. 1). Коэффициент корреляции составил 0,88 (с пшеницей сорта Бурятская остистая) и 0,90 (с пшеницей сорта Тулунская-12), коэффициент детерминации достигал соответственно 0,78 и 0,81, т.е. 78% и 81 % урожайности зерна в совместных посевах яровой ржи и яровой пшеницы сортов Бурятская остистая и Тулунская-12 было получено за счет фотосинтеза, остальные 22% и 19% было получено за счет других факторов (уровня обеспеченности почв элементами минерального питания).

Наблюдения и проведенные расчеты показали, что наибольшее значение ЧПФ имели одновидовые посевы яровой ржи. В совместных посевах яровой ржи с яровой пшеницей сортов Бурятская остистая и Тулунская-12 наибольший показатель ЧПФ приходился на варианты опыта, где доля пшеницы составляла 33% (3,33 и 3,35 г/м2/сут-ки). Это свидетельствует о высоких потенциальных возможностях совместных посевов яровой ржи с яровой пшеницей по накоплению сухой биомассы урожая.

Влияние ФП за вегетационный период на урожайность, совместных посевов яровой ржи и пшеницы сорта Бурятская остистая

5,5

у = 0,72х + 2.03

5

4,5

г2 = 0,78 В=3,17 05=2,57

* Урожайность

3

2,5

-Линия тренда

2

2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 ФП

Рисунок 1 - Влияние ФП на урожайность совместных посевов яровой ржи и пшеницы сорта Бурятская остистая

4.4 Оценка потребления питательных веществ на создание урожая яровой ржи и яровой пшеницы в совместных посевах

Основными элементами питания зерновых культур являются азот, фосфор и калий, содержание которых влияет на величину урожая, структуру и качество культивируемых растений.

Наименьший вынос азота приходился на одновидовые посевы яровой ржи (148,4 кг/га), фосфора и калия - на одновидовые посевы яровой пшеницы (табл. 5). В совместных посевах наибольший вынос питательных элементов наблюдался в варианте опыта рожь-75%+пше-ница-25%, наименьший - в варианте опыта рожь-25%+пшеница-75%.

По мере уменьшения доли ржи в совместных посевах наблюдалось снижение выноса основных элементов. Следует отметить, что по выносу азота, фосфора и калия совместные посевы яровой ржи с яровой пшеницей сорта Бурятская остистая превосходил вариант опыта, в котором яровая рожь высевалась с сортом Тулунская-12.

По мере уменьшения удельного веса яровой ржи в совместных посевах и увеличения яровой пшеницы потребление фосфора и калия с 1 гектара уменьшается.

Таблица 5 - Оценка биологического потенциала и выноса питательных веществ одновидовыми и совместными посевами яровой ржи и пшеницы сорта Бурятская остистая

№ вариантов опыта Варианты опыта Продуктивность, т/га Вынос питательных веществ, кг/га

Зер на соломы азот фосфор калий

зер но соло ма зер но соло ма зерно соло ма

1 Рожь-100% 4,1 8,2 102,5 45,9 37,7 | 16,4 24,6 61,5

Итого: 12,3 148,4 54,1 86,1

2 Рожь-75%+ Пшеница-25% 3,4 1.1 6,8 1,3 85,0 37,4 38,1 8,71 31,3 9,4 13,6 2,6 20,4 6,6 51.0 9,8

Итого: 12,6 169,2 56,9 87.8

3 Рожь-67%+ пшеница-33% 3,0 1,3 6,0 1,6 75,0 44,2 33,6 1,1 27.6 11,1 12,0 0,3 18,0 7,8 45,0 1,2

Итого: 11,9 153,9 51,0 72,0

4 Рожь-50% + пшеница - 50% 2,3 1,9 4,6 2,3 57,5 | 25,8 64,4 1 15,4 21,2 16.2 9,2 4,6 13,8 11,4 34,5 17,3

Итого 11,1 163,1 51,2 77,0

5 Рожь-33%+ пшеница-67% 1,5 2,5 3,0 3,0 37,5 85,0 16,8 20,1 13,8 21,3 6,0 6,0 9,0 15,0 22,5 22,5

Итого 10,0 159,4 47,1 69,0

6 Рожь-25%+ пшеница-75% 1,3 2,6 2,6 3,1 32,5 88,4 14,6 20,8 12,0 22,1 5,2 6,2 7,8 15.6 19.5 23,3

Итого 9,6 156,3 45,5 6 5,2

7 Пшеница-100% 3,7 4,4 125,8 1 29,5 31,5 8,8 22,2 33,0

Итого 8,1 155,3 40,3 55,2

Таким образом, яровая рожь обладает более высоким по сравнению с пшеницей потреблением фосфора и калия и экономным расходованием азота.

Анализ сравнительной биологической продуктивности показал, что яровая рожь и совместные посевы ее превосходили одновидовые посевы яровой пшеницы.

Глава 5 Оценка продуктивности и качества зерна ржи

в совместных посевах 5.1. Продуктивность яровой ржи в совместных посевах

Предложенная нами интенсивная технология возделывания яровой ржи с яровой пшеницей сортов Бурятская остистая и Тулунская-12 позволила получить высокую продуктивность зерновых культур в совместных посевах (табл. 6).

Проведенные исследования показали, что по урожайности зерна яровая рожь превосходила яровую пшеницу.

Урожайность яровой ржи в одновидовых посевах в годы проведе-

14

ния исследований колебалась от 3,3 до 4,8 т/га, яровой пшеницы сортов Бурятская остистая - 3,1-4,3 т/га, Тулунская-12 - 2,7-4,0 т/га.

Наиболее высокая продуктивность опытных культур отмечалась в совместных посевах яровой ржи и пшеницы в соотношении 75% -ржи + 25% - пшеницы. Урожайность зерна в этом варианте опыта с пшеницей сорта Бурятская остистая составила 4,5 т/га, с Тулунской-12 - 4,4 ц/га. В совместных АФЦ, в составе которых компоненты смесей высевались в соотношении: 50% яровой ржи и 50% яровой пшеницы и в вариантах опыта, в которых доля ржи была доведена до 25%, а пшеницы до 75% наблюдалось снижение урожайности. Таблица 6 - Сравнительные урожайные данные яровой ржи в совместных посевах с яровой пшеницей сорта Бурятская остистая, т/га

№ варианта опыта Процентное соотношение ржи и пшеницы в одновидовых и совместных фитоценозах, % Урожайность по годам, т/га Средняя урожайность, т/га

2009 2010 2011

1 Рожь - 100% 4,2 3,4 4,7 4,1

2 Рожь - 75% + пшеница - 25% 4,6 3,7 5,2 4,5

3 Рожь - 67% + пшеница-33% 4,4 3,5 4,9 4,3

4 Рожь - 50% + пшеница - 50% 4,3 3,4 4,8 4,2

5 Рожь - 33% + пшеница - 67% 4,1 3,3 4,6 4,0

6 Рожь - 25% + пшеница - 75% 3,9 3,2 4,5 3,9

7 Пшеница - 100% 3,8 3,1 4,3 3,7

НСРо.5 0,22 0,24 0,25

Проведенные исследования показали, что яровая рожь в условиях Предбайкалья обладает высоким потенциалом продуктивности, по урожайности зерна яровая рожь превосходила яровую пшеницу. 5.2. Качество зерна яровой ржи в совместных посевах Разрабатываемые технологии возделывания яровой ржи в совместных посевах с яровой пшеницей направлены на повышение продуктивности и качества зерновых смесей и связанную с этим проблему продовольственной безопасности региона.

Семена яровой ржи и яровой пшеницы по посевным показателям качества были пригодны для посева. Чистота семян по всем вариан-

там опыта составляла 99, 5%, всхожесть семян колебалась от 93 до 97%, жизнеспособность составляла 100%.

Оценка энергии прорастания семян показала, что семена прорастали быстро и дружно, однако при совместном проращивании опытных культур наблюдалось подавление пшеницы яровой рожью. По сравнению с пшеницей сорта Бурятская остистая и сорта Тулунская-] 2 яровая рожь была более конкурентоспособна, что отразилось как на энергии прорастания, так и на всхожести семян.

По органолептическим показателям качества зерно яровой ржи и яровой пшеницы сортов Бурятская остистая и Тулунская-12 отклонений от нормы не наблюдалось.

Нами было установлено, что масса 1000 зерен яровой ржи составляла 27 г, яровой пшеницы сорта Бурятская остистая — 32,6, Ту-лунской-12 - 31,5 г.

Нами была определена натура зерна опытных культур в экспериментальных соотношениях (табл. 7).

Таблица 7 - Натура зерновых смесей

№ варианта опыта Процентное соотношение ржи и пшеницы в одновцдовых и совместных фитоценозах, % Натура зерна яровой ржи, г/л

с Бурятской остистой с Тулунской-12

1 Рожь- 100% 734,6 734,6

2 Рожь-50%+пшеница-50% 795,4 728,6

3 Рожь-3 3%+пшеница-67% 814,6 750,6

4 Рожь-25%+пшеница-75% 816,9 766,6

5 Пшеница - 100% 843,2 756,0

Натура зерна яровой ржи сорта Онохойская в контрольном варианте опыта составляла 734,6 г/л, яровой пшеницы сорта Бурятская остистая - 843,2, пшеницы орта Тулунсая-12 - 756,0 г/л. В зерновых смесях натура возрастала по мере увеличения процентного содержания пшеницы. В варианте опыта рожь-25% + пшеница - 75% натура зерна была наибольшей, с Бурятской остистой составила 816,9 г/л, с Тулунской-12 на 50,3 г/л меньше.

Нами было установлено, что содержание белка и клейковины в зерновых смесях возрастало по мере увеличения процентного содержания пшеницы (табл. 8). В зерновых смесях наибольшее количество белка и клейковины наблюдалось в варианте опыта, где доля пшеницы составляла 75%. Исключение составил показатель содержания белка в зерновой смеси: рожь - 50% + пшеница сорта Бурятская остистая - 50%, который требует дополнительного исследования.

По содержанию минеральных элементов (азота, фосфора, калия и кальция) зерно яровой ржи превосходило зерно яровой пшеницы.

Таблица 8 - Содержание белка и клейковины в зерновых смесях

№ варианта опыта Процентное соотношение ржи и пшеницы в одновидовых и совместных фитоценозах, % Содержание, %

белка клейковины

1*' 2*2 1 2

] Рожь - 100% 14,6 1,7

2 Рожь - 50% + пшеница - 50% 15,9 14,2 20,3 17,2

3 Рожь - 33% + пшеница - 67% 15,4 16,1 28,7 24,6

4 Рожь - 25% + пшеница — 75% 15,6 16,3 33,9 30,2

5 Пшеница - 100% 15,8 16,8 45,6 36,3

НСР05 0,31 0,31 0,32 0,31

Г1 - с пшеницей сорта Бурятская остистая

2*2- с пшеницей сорта Тулунская-12

Анализ пробных выпечек хлеба из муки, полученной из зерновых смесей, показал, что наибольший объемный выход («припек» составил 184 г), обеспечивали варианты опыта, в которых доля яровой пшеницы была 67%. Внешний вид хлеба характеризовался шероховатой поверхностью, полуовальной формой, толстостенной коркой золотисто-коричневого цвета, эластичным, быстро восстанавливаемым мякишем красно-коричневый цвета, мелкой местами крупной и неравномерной пористостью (рис. 2).

Рисунок 2 - Пробная выпечка хлеба

Приятный, ароматный запах и специфический вкус был характерен для пшенично-ржаного хлеба. Итоговая оценка качества хлеба составила 3-5 баллов.

Таким образом, применение зерновых смесей яровой ржи й яровой пшеницы позволяют повысить качество ржаного хлеба и его пищевую ценность.

Глава 6 Экономико-энергетическая эффективность совместных посевов яровой ржи и яровой пшеницы

6.1. Экономическая эффективность яровой ржи в

совместных посевах

Экономическая эффективность возделывания совместных посевов яровой ржи и пшеницы сорта Бурятская остистая показала, что наименьшую себестоимость имели посевы в варианте опыта рожь -75% + пшеница - 25%.

Высокий чистый доход обеспечивали совместные посевы яровой ржи - 75% и пшеницы сорта Бурятская остистая - 25%. В этом варианте опыта рентабельность составляла 183%.

Наибольший уровень рентабельности отмечался нами при возделывании совместных посевов яровой ржи и пшеницы в сочетании 75% и 25%.

6.2. Энергетическая эффективность яровой ржи

в совместных посевах

Расчеты энергетической эффективности показали, что возделывание совместных агрофитоценозов сопровождалось значительно более высоким производством и экономией энергии.

Наиболее высокий выход энергии наблюдался в одновидовых посевах яровой ржи.

В совместных фитоценозах яровой ржи и яровой пшеницы сортов Бурятская остистая и Тулунская-12 нами был отмечен высокий выход энергии в варианте опыта рожь - 75% + пшеница - 25%. Однако затраты совокупной энергии в этом варианте опыта были наибольшими; коэффициент энергетической эффективности характеризовался самым высоким показателем 2,28 (с Бурятской остистой) и 2,23 (с Тулунской-12). Это свидетельствует о том, что вложенные затраты окупились.

Таким образом, созданные нами совместные посевы во всех вариантах опыта создавали высокую энергетическую эффективность (коэффициент энергетической эффективности > 1)

Выводы

1 .Совместные (смешанные) посевы яровой ржи с яровой пшеницей—новый технологический прием возделывания ценных зерновых культур, резерв повышения их продуктивности и качества зерновой смеси, решения проблем продовольственной безопасности региона, увеличения производства диетических хлебобулочных изделий.

2.Теоретической основой агроэкономической эффективности совместных (смешанных) посевов, является теория симбиотрофизма, оценки конкурентных отношений и жизненной стратегии растений, поиск и решение проблемы оптимального соотношения компонентов зерновых смесей: яровой ржи и яровой пшеницы.

3.Компоненты совместных (смешанных) посевов вступают между собой в сложные биогеоценотические взаимоотношения: анализ конкурентных отношений показал, что уже на стадии прорастания семян уменьшалась длина проростков и главного корешка пшеницы; показатель общей и продуктивной конкурентноспособности снижался по мере уменьшения доли яровой ржи; отмечалось сокращение линейного роста растений, длины вегетационного периода (5-8 дней); за счет механических коаций повышение устойчивости стеблестоя яровой ржи с 3 до 5 баллов.

4.Оценка фитометрических показателей продукционного процесса совместных посевов показала, что общая площадь листьев, площадь «флагового» листа, фотосинтетический потенциал и чистая продуктивность фотосинтеза увеличивалась при повышении доли яровой ржи (от 50 до 75%).

5.Анализ биологического потенциала свидетельствует о более высокой продуктивности совместных посевов, более экономным расходованием азотного фонда почвы.

6.Наиболее высокую урожайность зерновой массы обеспечивали совместные посевы - варианты опыта: яровая рожь - 75% + яровая пшеница - 25% (4,5 т/га) и яровая рожь - 67% + пшеница - 33% (4,3 т/га). Эти варианты опыта имели наиболее высокую экономическую и энергетическую эффективность.

7.Комплексная оценка эффективности совместных посевов (с учетом социального и диетического значения) показала, что высокое качество хлеба (3-5 баллов) обеспечивали варианты опыта: яровая рожь - 33% + яровая пшеница - 67%. Зерновая смесь в этих вариан-

тах опыта имела более высокие показатели качества: натуры, белка и клейковины.

Рекомендации производству

1 .В целях придания устойчивости стеблестоя, повышения продуктивности и качества зерна яровой ржи в условиях региона рекомендуется технология совместных посевов ее с яровой пшеницей районированных сортов в соотношении 33% яровой ржи и 67% яровой пшеницы.

2.Для получения высокой устойчивой урожайности и качества зерна яровой ржи в системе технологических мероприятий рекомендуется совместные посевы производить в первой декаде мая, размещать их по хорошим предшественникам с соблюдением расчетных научно-обоснованных норм расхода семенного материала.

Список опубликованных работ по диссертации

В изданиях рекомендованных ВАК:

1. Насонова, Н.Е. История происхождения и возделывания яровой ржи в Предбайкалье / Н.Е. Насонова, Ш.К. Хуснидинов, Т.Г. Кудрявцева, Э.Ю. Ракоца //Вестник БГСХА им. В.Р. Филиппова. - Улан-Удэ, 2012. -№ 1 (26). - С. 161 - 165.

2. Насонова, Н.Е. Оценка потребления питательных веществ на создание урожая яровой ржи и яровой пшеницы в совместных агрофи-тоценозах в условиях Предбайкалья / Н.Е. Насонова, Ш.К. Хуснидинов, Т.Г. Кудрявцева // Вестник ИрГСХА. - Иркутск, 2012. - выпуск 49 апрель.-С. 25-33.

3. Насонова, Н.Е. Особенности формирования морфологических признаков яровой ржи в совместных посевах с яровой пшеницей в условиях Предбайкалья / Н.Е. Насонова, Т.Г. Кудрявцева // Вестник ИрГСХА. - Иркутск, 2012. - выпуск 53 декабрь. - С. 15-20.

В других изданиях:

4. Насонова, Н.Е. Ржаное поле Предбайкалья / Н.Е. Насонова, Ш.К. Хуснидинов, Т.Г. Кудрявцева, Э.Ю. Ракоца// Рациональное природопользование и энергосберегающие технологии в агропромышленном комплексе / Сборник докладов международной научно-практической конференции, посвященной 65-летию Победы в Великой Отечественной войне - Иркутск: ИрГСХА, 2010. - С. 227 - 237.

5. Насонова, Н.Е. Классификация 8еса1е Сегеа1е / Н.Е. Насонова, Ш.К. Хуснидинов, Т.Г. Кудрявцева, Э.Ю. Ракоца // Инновационные

технологии в АПК / Сборник докладов региональной научно-практи-• ¡еской конференции молодых ученых Сибирского федерального округа с международным участием, посвященной 65-летию Победы в Великой Отечественной войне - Иркутск: ИрГСХА, 2010. - С. 60 - 65.

6. Насонова, НЕ. Плодородие и продуктивность яровой ржи Пред-байкалья / Н.Е. Насонова, Ш.К. Хуснидинов // Вестник Иркутского университета: ежегод. науч. - теорет. конф. аспирантов и студентов: материалы. - Иркутск: Изд-во Иркутск, гос. ун-та, 2010. - С. 63 -65.

7. Насонова, Н.Е. Фотосинтетическая деятельность одновидовых и совместных посевов яровой ржи и пшеницы в условиях Предбайка-лья / Н.Е. Насонова, Ш.К. Хуснидинов, Т.Г. Кудрявцева, Э.Ю. Ракоца // Научные достижения производству / Сборник докладов региональной научно-практической конференции молодых ученых - Иркутск: ИрГСХА, 2011. - С. 51 - 59.

8. Насонова, Н.Е. Особенности роста и развития яровой ржи в условиях Предбайкалья / Н.Е. Насонова, Ш.К. Хуснидинов, Т.Г. Кудрявцева // Ресурсосберегающие технологии производства экологически безопасной сельскохозяйственной продукции / Материалы научно-практического семинара, посвященного 75-летию со дня рождения профессора Хуснидинова Шарифзяна Кадировича - Иркутск: ИрГСХА, 2011. - С.30-35.

9. Насонова, Н.Е. Интродукция яровой ржи в условиях Предбайкалья / Н.Е. Насонова, Ш.К. Хуснидинов, Т.Г. Кудрявцева, Э.Ю. Ракоца / / Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем / Мат-лы III Междунар. науч.-прак-тич. конф. - Иркутск: ОТ «Перекресток», 2011. - С. 186 - 187.

10. Насонова, Н.Е. Продуктивность совместных посевов яровой ржи и пшеницы в условиях Предбайкалья / Н.Е. Насонова, Ш.К. Хуснидинов // Современное состояние естественных и технических наук: Материалы VIII международной научно-практической конференции (14.09.2012). - М.: Издательство «Спутник +», 2012. - С. 33 -36.

Подписано в печать 13.02.2013. Бумага офс.№1. Формат 60x84 1/16. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100. Заказ №995. Цена договорная.

Издательство ФГБОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В. Р. Филиппова» 670034, г. Улан-Удэ, ул. Пушкина, 8 e-mail: rio_bgsha@mail.ru

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Насонова, Наталья Евгеньевна, Иркутск

ФГБОУ ВПО ИРКУТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

НАСОНОВА НАТАЛЬЯ ЕВГЕНЬЕВНА

АГРОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОВМЕСТНЫХ ПОСЕВОВ ЯРОВОЙ РЖИ И ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ

ПРЕДБАЙКАЛЬЯ

06.01.01 - «общее земледелие, растениеводство»

СО

00 Диссертация

на соискание ученой степени ^^ СМ кандидата сельскохозяйственных наук

тО о

СМ

% 7 СМ

Научный руководитель -доктор с.-х.н., профессор Ш.К. Хуснидинов

Иркутск -2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8

1.1. Народно-хозяйственное значение яровой ржи 8

1.2. Происхождение, интродукция яровой ржи в Предбайкалье 12

1.3. Морфологические и эколого-биологические особенности яровой ржи 25

1.4. Технологические особенности возделывания яровой ржи в одновидовых и совместных посевах 33

1.5. Оценка взаимоотношений растений в совместных посевах 47 ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА АБИОТИЧЕСКИХ И ЭДАФИЧЕСКИХ

УСЛОВИЙ РЕГИОНА 51

2.1. Абиотические условия региона 51

2.2. Оценка эдафических условий 57 ГЛАВА 3. ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ 66

3.1. Цели, задачи и объекты исследований 66

3.2. Схема опытов и методика проведений исследований 68

3.3. Абиотические условия в период проведения исследований 76 ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ РОСТА, РАЗВИТИЯ, КОНКУРЕНТНЫХ

ОТНОШЕНИЙ И ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА ЯРОВОЙ РЖИ В СОВМЕСТНЫХ

ПОСЕВАХ 82

4.1. Специфика роста, развития яровой ржи и проблема устойчивости ее стеблестоя 82

4.2. Конкурентные отношения яровой ржи и

яровой пшеницы 97

4.3. Интенсивность фотосинтетической деятельности яровой ржи в

совместных посевах 106

4.4. Оценка потребления питательных веществ на создание урожая

яровой ржи и яровой пшеницы в совместных посевах 113 ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ПРОДУКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВА ЗЕРНА

ЯРОВОЙ РЖИ В СОВМЕСТНЫХ ПОСЕВАХ 120

5.1. Продуктивность яровой ржи в совместных посевах 120

5.2. Качество зерна яровой ржи в совместных посевах 124 ГЛАВА 6. ЭКОНОМИКО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

СОВМЕСТНЫХ ПОСЕВОВ ЯРОВОЙ РЖИ И

ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ 15 7

6.1. Экономическая эффективность 157

6.2. Энергетическая эффективность 161 ВЫВОДЫ 166 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 168 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 169 ПРИЛОЖЕНИЕ 190

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследований. Яровая рожь - важнейшая зерновая культура. Ржаной хлеб отличается высокой питательностью, неповторимым вкусом, ароматом, диетическими свойствами. В нем содержатся необходимые для человека соли кальция, фосфора, железа, витамины.

В.М. Баиров (1999), Э.В. Климова (2001, 2004) отмечали, что ржаной хлеб -источник полноценных белков и широкого набора витаминов-антиоксидантов, аминокислот, таких как лизин, тирозин, треонин, фенилаланин, аргинин, ванилин, необходимых для поддержания иммунной системы человека.

Яровая рожь обладает высоким потенциалом продуктивности, однако в условиях региона он остается невостребованным.

Среди причин, послуживших резкому снижению посевных площадей яровой ржи, была слабая изученность аминокислотного состава зерна, качества, диетических свойств ржаного хлеба, а также полегание ее стеблестоя.

Важнейшим резервом повышения продуктивности и устойчивого производства растениеводческой продукции являются совместные (смешанные) посевы сельскохозяйственных культур.

В.И. Сукачев (1956) установил, что в совместных (смешанных) посевах компоненты смесей вступают между собой в сложные биогеоценотические отношения: как симбиотические, так и конкурентные.

Однако, эти теоретические положения, применительно к смешанным посевам зерновых культур в условиях региона остаются не изученными. Поэтому разработка теоретических основ и практических приемов возделывания яровой ржи в совместных посевах - одна из актуальных агроэкономических и социальных проблем региона.

Степень разработанности. Отсутствие теоретического обоснования^_

особенностей формирования урожая яровой ржи в совместных посевах с яровой пшеницей сдерживает расширение и внедрение предлагаемой технологии возделывания ее в зональных условиях.

Цель исследований заключается в эколого-биологическом и агроэкономическом обосновании технологии возделывания яровой ржи в совместных посевах с яровой пшеницей, способствующих повышению урожайности и качества зерна в условиях Предбайкалья (№ гос. регистрации 01.2.00000780).

В задачу исследований были включены следующие вопросы:

1. Изучить специфику морфологических, биологических и экологических особенностей яровой ржи в совместных посевах;

2. Оценить конкурентные отношения яровой ржи и яровой пшеницы;

3. Проследить особенности формирование ассимиляционного аппарата и фотосинтетического потенциала яровой ржи в совместных посевах;

4. Дать оценку биологического потенциала продуктивности и качества зерна яровой ржи;

5. Изучить агроэкономическую и энергетическую оценку эффективности совместных посевов.

Научная новизна. Впервые в условиях Предбайкалья дано теоретическое обоснование и разработана технология возделывания яровой ржи в совместных (смешанных) посевах с яровой пшеницей, позволяющая увеличить ее продуктивность (в 2 раза от достигнутого уровня) и улучшить качество хлебобулочных изделий.

Теоретическая и практическая значимость работы. Научное обоснование эффективности совместных посевов может служить практической основой при разработке зональной технологии возделывания яровой ржи и яровой пшеницы, что является предпосылкой устойчивого производства зерна яровой ржи в регионе.

Методология и методы исследований. При выполнении диссертационной работы использовались научно-обоснованная методология научного поиска, общепринятые методы проведения научных исследований, систематического анализа, математические и статистические методы, методы сравнения и аналогий, обобщения.

Положения, выносимые на защиту.

1. Яровая рожь в совместных посевах вступает в сложные конкурентные отношения с яровой пшеницей. В условиях сложных конкурентных отношений выявлено оптимальное соотношение опытных растений в совместных посевах.

2. Совместные посевы яровой ржи и яровой пшеницы формируют более высокий ассимиляционный аппарат и фотосинтетический потенциал.

3. Оптимальные соотношения яровой ржи и яровой пшеницы в совместных посевах способствует получению высокой урожайности и качества зерна яровой ржи. Зерновые смеси, полученные при совместном посеве, обеспечивают получение зерна с высокими мукомольными и хлебопекарными качествами.

4. Яровая пшеница в совместных посевах способствует созданию устойчивого против полегания стеблестой яровой ржи.

5. Совместные посевы яровой ржи и яровой пшеницы как новый технологический прием имеет высокую агроэкономическую и энергетическую эффективность.

Апробация результатов исследования. Результаты исследований докладывались и обсуждались на Международных научно-практических конференциях: Иркутск, ИрГСХА, 2009, 2010, 2011, 2012 гг.; Иркутск, ИГУ, 2010 г.; Улан-Удэ, БурГСХА, 2010 г. и на конкурсе научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок на соискание гранта ИрГСХА, 2010 г.

Материалы диссертационного исследования использовались в учебном процессе при преподавании учебных дисциплин: «Растениеводство» и «Сельскохозяйственная экология».

Публикации результатов исследований. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 научных статей, в том числе 3 статьи в списке реферируемых ВАК изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 197 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, списка литературы, приложений. Содержит 37 таблиц. 30 иллюстраций. Список использованной литературы включает 216 наименований, в том числе 11 на иностранных языках.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Народно-хозяйственное значение яровой ржи

Рожь - одна из важнейших продовольственных культур России. Это вторая по значению после пшеницы зерновая культура нашей страны.

Начиная с Древней Руси рожь была одной из важнейших продовольственных культур для ее населения, главным образом, великорусского. Уже первый русский летописец Нестор [78], упоминает о ржаном хлебе, как о повседневной пище печерских монахов. Из свидетельства летописца видно, что общепринятым продуктом питания был простой ржаной хлеб, который, очевидно, имел такое же значение, какое он имеет и теперь; пшеница же во времена Нестора возделывалась в меньшем количестве. Позже русские поселяне, попадавшие в область возделывания пшеницы, на первых порах неохотно потребляли изготовляемый из неё белый хлеб и, если возможно, старались заменить его хлебом черным — ржаным. Благодаря традиционному пристрастию россиян к ржаному хлебу, рожь распространилась всюду, в разных областях России, где только появлялись настоящие великороссы.

Рожь - национальная культура России, обеспечивающая в течение ряда столетий полноценное питание её населения. Как будто сама Природа подарила человеку такую культуру, которая через кусочек ржаного хлеба обеспечивает организм человека всем необходимым, что требуется для нормального жизнеобеспечения [177].

Так, например, в старину однообразное питание черным ржаным хлебом большей части населения России никогда не приводило к авитаминозам. Даже в

Австралии, где круглогодично обеспечена потребность в овощах и фруктах, учеными доказана необходимость ежедневного потребления черного ржаного хлеба из муки грубого помола [176].

Ржаной хлеб - ценный пищевой продукт, отличается высокой калорийностью и имеет специфический вкус и аромат. Он содержит полноценные белки, клейковину и витамины Аь Вь В2, Е, РР и другие, необходимые человеку соединения. Белок ржи на 40-60% богаче лизином, на 15-23% - треонином и фенилаланином, на 44% - аргинином, на 11% - ванилином, чем другие яровые зерновые культуры [121]. По переваримости и усвояемости ржаной хлеб уступает пшеничному, однако превосходит его по биологической ценности белка, так как содержит примерно в 1,5 раза больше тирозина, а также - липидов, клетчатки, минеральных веществ. Белковый комплекс ржи характеризуется большим количеством (50% и более) соле- и водорастворимых фракций альбуминов и глобулинов (в пшенице 20-25%), определяющих более высокую растяжимость и гидратацию, малую упругость клейковины [121]. В ржаном зерне большую часть жиров составляют ненасыщенные кислоты (олеиновая, линоленовая, миристиновая), обладающие способностью растворять в организме человека холестерин. Рожь богата сахарами (4,0-8,0%) и жирами (1,5-3,0%) [132]. Хлеб из ржаной муки, не отделенный от отрубей, питательнее, так как у ржаного зерна, равно как и у пшеничного, под плодовой оболочкой расположены клейковинные клетки.

За счет ржи потребности людей в лизине удовлетворяются на 58%, а за счет пшеницы только на 37% [64].

Характерная особенность ржаного хлеба - высокая кислотность (10-12%)) -на 4-6%о выше, чем у пшеничного хлеба, что придает ему особый вкус. Ржаной хлеб необходим человеку, так как в его состав входят различные биологические стимуляторы, которые улучшают обмен веществ и способствуют нормальной деятельности организма [124].

По медицинским нормам потребность человека в хлебе и хлебобулочных изделиях из зерна ржи составляет 18-22 кг в год. В целом в России, исходя из данных требований, необходимо ежегодно производить 2,5-3,0 млн. т. продовольственного зерна ржи [177].

В настоящее время в России возделывается рожь озимая и яровая.

Яровая рожь, или ярица (8еса1е сегеа1е (ГОСТ Р ИСО 5526-99)) дает высокоценное в пищевом отношении зерно, имеющее более высокие, чем зерно озимой ржи, хлебопекарные качества. Из яричной муки получается менее темный, более объемный и вкусный хлеб, чем из муки озимой ржи [15, 19, 31, 156].

Академик П.М. Жуковский отмечал, что ярица заслуживает большего внимания, так как «...хлеб из нее лучше, вкуснее, светлее, чем из обычной озимой ржи» [43, 67].

Зерно ржи используется при производстве крахмала, патоки, спирта, кваса. Лучшие сорта водки, оказывается, получают из зерна и отрубей ржи [37].

Общеизвестно, что обмен веществ в мозге и нервной системе опирается на углеводный обмен. Эту задачу может выполнить только комплексное соединение, с так называемыми сопутствующими веществами, которые находим в цельном зерне, в том числе в цельном зерне пшеницы и ржи.

Кроме хлеба, из ржи можно готовить множество других кондитерских изделий: пряники, печенье, сухари, крокеты. Они имеют прекрасный вкус и придают силы.

Проросшие семена ржи - хороший оздоровительный продукт, активно стимулирующий иммунную систему человека. Недаром иностранцы удивляются: «Почему вы проращиваете пшеницу? Ведь у вас же есть рожь!». Проростки ржи -источник высококачественных растительных белков и широкого набора витаминов-антиоксидантов. Включение их в рацион - замечательное средство для укрепления организма и преодоления авитаминоза. По своему действию они сходны с проростками пшеницы - компенсируют витаминную и минеральную недостаточность, стимулируют работу кишечника, нормализуют микрофлору,

обладают легким слабительным действием, способствуют очищению организма от шлаков. Показаны при лечении заболеваний желудочно-кишечного тракта: хронических колитов, гастритов и гастродуоденитов, при комплексном лечении язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, но не в период обострения, а в стадии ремиссии. Нормализуют работу кровеносной и нервной систем, улучшают обмен веществ. Рекомендуются при лечении сахарного диабета, аллергии, ожирения. Способствуют очищению кожи и росту волос.

Благодаря высокому содержанию питательных веществ в зародыше зерна ржи - белка, жира, сахара, витаминов, минеральных веществ, они нашли широкое применение в фармацевтической и пищевой промышленности при изготовлении лечебных препаратов и высокопитательных концентратов.

Рожь используют не только на продовольственные и лекарственные, но и кормовые цели. Цельное и дробленое зерно ржи (дерть, кормовая мука) применяют в качестве концентрированного корма в животноводстве. Отруби, получающиеся при помоле, из-за большого содержания в них оболочек зерна менее переваримы, чем кормовая мука, их используют, главным образом, при откорме крупного рогатого скота, а кормовую муку — преимущественно при откорме свиней. Ржаной мукой и отрубями часто сдабривают грубые корма -сено, солому и полову.

Рожь возделывают на зеленую массу и сено.

Ржаную солому в запаренном виде используют как грубый корм. Соломенную резку употребляют в качестве примесей при силосовании сочных кормов (тыквы, капусты, кормового арбуза). Ее используют на подстилку животным. Из соломы ржи изготавливают маты, оберточную бумагу, шляпы, корзины, а также получают кристаллический сахар, целлюлозу, фурфурол, уксус, лигнин [158].

В последние годы повысился повторный интерес к культуре яровой ржи. Этот интерес связан с переоценкой народнохозяйственного значения, потенциала яровой ржи, биохимической ценности, изменившейся экологической и

агроэкономической ситуацией и увеличением спроса населения на оздоровительные и диетические продукты питания.

1.2 Происхождение, интродукция яровой ржи в Предбайкалье

Н.И. Вавиловым (1917) было доказано, что культурная рожь произошла от сорно-полевой, которая возделывалась, продвигалась в соседние районы и более северные широты с основными культурами - пшеницей и ячменем. Более холодные условия этих районов благоприятствовали росту ржи больше, чем пшеницы и ячменю, в результате чего рожь начала вытеснять основные культуры. Формированию культурной ржи из сорно-полевой способствовала более сильная изменчивость и приспособляемость к новым условиям среды в сравнении с другими основными культурами. При этом особую роль сыграл перекрестный способ опыления, который обеспечил максимальную интрогрессию вновь возникающих генов от отдельных особей в генотипы других компонентов популяции, а так же случайный, бессознательный отбор (отвеивание урожая), проделанный человеком, способствовал накоплению в популяции форм с крупным зерном. Крупнозерные формы имеют адаптивное значение, так как образуют более сильные ростки, способные конкурировать с растениями основной культуры. Мутации, которые приводили к крупнозерности, были благоприятны для естественного и искусственного отбора [16, 18].

Тем не менее, Н.И. Вавилов указывал, что начало культуры ржи, относится к значительно более позднему времени, чем начало возделывания пшеницы и ячменя. Жителям Малой Азии, Ирана, Афганистана, Средней Азии, Индии и Аравии рожь была известна с древних времен как сорное растение в посевах

пшеницы и ячменя. Де Кандоль (1883) считал, что рожь впервые начала возделываться в южной России, Ф. Кернике (1885) и Р.Э. Регель (1992) указывали на Центральную Азию [19, 109].

Г.И. Танфильев (1923) предполагал, что культура ржи возникала к северу от поселений народов древнего