Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивность полосных орошаемых посевов кукурузы на зерно с зернобобовыми культурами на темно-каштановых почвах Саратовского Заволжья

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Продуктивность полосных орошаемых посевов кукурузы на зерно с зернобобовыми культурами на темно-каштановых почвах Саратовского Заволжья"

АХМЕРОВ РАШИД РАВИЛОВИЧ

ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОЛОСНЫХ ОРОШАЕМЫХ ПОСЕВОВ КУКУРУЗЫ НА ЗЕРНО С ЗЕРНОБОБОВЫМИ КУЛЬТУРАМИ НА ТЕМНО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ САРАТОВСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ

06.01.02. - мелиорация, рекультивация и охрана земель 06.01.09 - растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов 2004

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» в 2001-2003 гг.

Научные руководители: Заслуженный мелиоратор РФ, доктор с.-х. наук, профессор Туктаров Бари Искандярович, кандидат с.-х. наук, доцент Дружкин Анатолий Федорович

Официальные оппоненты: доктор с.-х. наук, профессор Титов Валерий Николаевич,

старший научный сотрудник, кандидат с.-х. наук Ярославский Виктор Александрович

Ведущее предприятие: ФГНУ «ВолжНИИГиМ»

Защита состоится 23.12. 2004 года в 10°° часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.05 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» по адресу: 410600, г. Саратов, Театральная пл., д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ»

Автореферат разослан 22 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук ¡1 ^т НА Пронько

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в связи с экономическим кризисом и снижением площади орошаемых земель для вывода агропромышленного комплекса из кризисной ситуации и перехода на путь стабильного развития необходимы разработка и внедрение новых эффективных технологий использования орошаемых земель, что обеспечит увеличение объема продукции растениеводства и продовольственную безопасность.

В засушливых левобережных районах Саратовской области важнейшим стабилизирующим фактором сельскохозяйственного производства является орошение, где проблемы увеличения производства зерна и кормов, обогащенных растительным беком и рационального использования земельных, водных, энергетических ресурсов вызывают необходимость совершенствования технологий орошения и возделывания высокопродуктивных культур.

В структуре посевов на орошаемых землях Саратовской области более 70% площади отведено производству кормов для развивающего животноводства. В кормовой группе орошаемых культур недостаточное внимание уделено применению ценных высокоурожайных зернобобовых и бобовых культур, которые способствуют повышению плодородия почвы, обогащению ее биологическим азотом, улучшению питательности кормов и увеличению рентабельности их производства.

Высокую актуальность имеет применение ресурсосберегающих технологий орошения, способствующих рациональному использованию водных ресурсов и улучшению эколого-мелиоративного состояния орошаемых земель.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке оптимального комплекса агротехнических и мелиоративных приемов возделывания полосных посевов кукурузы на зерно с зернобобовыми культурами в севообороте, обеспечивающих увеличение производства экологически безопасной продукции зерна и кормов, сбалансированных по переваримому протеину, ресурсосбережение, улучшение плодоро-

дия и эколого-мелиоративного состояния орошаемых почв в сухостепной зоне Саратовского Заволжья.

Программой исследований предусматривалось решение следующих задач:

1. Разработать эффективный прием технологии возделывания кукурузы на зерно по полосной технологии совместно с зернобобовыми культурами, такими как соя, фасоль и нут в севообороте и выявить их наибольшую продуктивность.

2. Установить рациональный режим орошения сельскохозяйственных культур, обеспечивающий водосбережение, снижение нагрузки на орошаемое поле и улучшение эколого-мелиоративного состояния.

3. Провести оценку влияния различных поливных норм на продуктивность полосных посевов кукурузы на зерно с зернобобовыми культурами и на рациональное использование оросительной воды и изменение водно- и агрофизических свойств орошаемых почв.

4. Дать экономическую и агроэнергетическую оценку возделывания полосных посевов кукурузы и зернобобовых кормовых культур в севообороте при использовании различных режимов орошения.

5. Рекомендовать производству эффективную технологию полосного размещения кукурузы на зерно совместно с зернобобовой культурой в севообороте, обеспечивающую наибольший выход зерна с высоким содержанием растительного белка.

Научная новизна. В первые для условий сухостепной зоны Саратовского Заволжья разработана технология возделывания эффективных полосных посевов при возделывании кукурузы на зерно совместно с зернобобовыми культурами в составе севооборота и применении рационального режима орошения, обеспечивающая высокую продуктивность зерна и наибольшее содержание белка в кормах, экономию и рациональное использование поливной воды. Дана экономическая, экологическая и аг-роэнергетическая оценка рационального режима орошения с различными поливными нормами при выращивании кукурузы на зерно совместно с зернобобовой культурой с учетом улучшения эколого-мелиоративного состояния орошаемых земель.

Практическая ценность работы. Разработан и предложен производству комплекс приемов по рациональному использованию орошаемых земель при возделывании полосных посевов кукурузы на зерно и зернобобовых культур и применении рационального режима орошения 70-75-70 % НВ с поливной нормой 400 м3/га, позволяющего повысить урожайность зерна кукурузы на 13,9 % и содержание растительного белка с 68 до 143 г в кормовой единице, улучшить плодородие почвы и обеспечить получение высоких стабильных урожаев зерна с малыми экономическими и энергетическими затратами.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка и внедрение результатов исследований проводились в 2001—2003гг. в СХА «Семеновское» Марксовского района Саратовской области на площади 700 га.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» в 2002-2004 гг. и на Всероссийской научно-практической конференции в г. Пензе (2003-2004гг.).

Публикация результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в четырех научных работах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, рекомендаций производству, списка литературы из 208 наименований, в том числе 11 работ иностранных авторов.

Работа изложена на 188 страницах машинописного текста, включает 44 таблиц, 12 рисунков и 35 приложения.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:

♦ оценка полосного размещения орошаемых посевов кукурузы на зерно с зернобобовыми культурами в составе севооборота в сухостепной зоне Саратовского Заволжья, обеспечивающих высокую урожайность зерна кукурузы и сбалансированность кормов растительным белком, снижение затрат и рациональное использование оросительной воды;

♦ изменение микроклимата посевов при полосной технологии возделывания кукурузы на зерно с зернобобовыми культу-

рами и применение рационального режима орошения с эрози-онно-безопасными поливными нормами;

♦ экономическая и агроэнергетическая оценка полосного размещения посевов при возделывании кукурузы на зерно совместно с зернобобовыми культурами на орошаемых землях сухостепной зоны Саратовского Заволжья.

СОДЕРЖАНИЕРАБОТЫ Условия, схема и методика проведения исследований

Экспериментальная работа выполнялась на полях СХА "Семеновское" Марксовского района, расположенной в сухо-степной зоне Саратовской области.

По гранулометрическому составу темно-каштановые почвы опытного участка тяжелосуглинистые крупнопылевато-илова-тые, обладают высокой влагоемкостью и водоудерживающей способностью.

Содержание гумуса (по Тюрину) в пахотном слое (0-0,3 м) составляет 3,1 %, реакция почвенного раствора слабощелочная рН- 7,1-7,2.

Содержание нитратного азота - 11-16 мг, подвижного фосфора - 22-28 мг, обменного калия - 510-720 мг на 1 кг почвы.

Среднегодовое количество осадков составляет - 363 мм, распределение их по месяцам и периодам года неравномерно. За теплый период (апрель - октябрь) выпадает 242 мм или 66,7 % от годовой нормы. Сумма активных температур воздуха составляет 2800-3000 °С (ГТК = 0,6).

По гидротермическим условиям исследований 2001 и 2003 годы были влажные, 2002 год - засушливый.

Водно-физические свойства метрового слоя почвы характеризовались следующими данными: плотность - 1,43 г/см3, наименьшая влагоемкость (НВ) - 24,2 % от массы сухой почвы и влажность устойчивого завядания (ВУЗ) - 11,4 %. Грунтовые воды залегали на глубине 3-4 м.

Полевой опыт по разработке технологии размещения полосных посевов кукурузы на зерно с зернобобовыми культура-

ми при режиме орошения 70-75-70 % НВ с различными поливными нормами, обеспечивающей получение высоких урожаев зерна, наибольший выход кормового белка и рациональное использование оросительной воды в сухостепной зоне Саратовского Заволжья, закладывался в 7-польном зернотравяно-пропашном севообороте (1. Яровая пшеница + люцерна; 2-3. Люцерна; 4. Яровая пшеница; 5. Озимая пшеница + пожнивные; 6. Зернобобовые (соя, фасоль, нут); 7. Кукуруза на зерно, с размещением полосных посевов в 6-м и 7-м полях) по следующей схеме (табл. 1).

Таблица 1

Схема полевого опыта

Фактор Б.

Фактор А. Размещение культур и Режим орошения

предполив-ная влажность почвы, %НВ поливная глубина

полосных посевов норма, м3/га увлажнения почвы, м

1.Соя 70-75-70 600 0,6-0,7-0,6

400 0,4-0,5-0,4

2. Фасоль 70-75-70 600 0,6-0,7-0,6

400 0,4-0,5-0,4

З.Нут 70-75-70 600 0,6-0,7-0,6

400 0,4-0,5-0,4

4. Кукуруза на зерно 70-75-70 600 0,6-0,7-0,6

400 0,4-0,5-0,4

5. Кукуруза на зерно (полоса) 70-75-70 600 0,6-0,7-0,6

+ соя (полоса) 400 0,4-0,5-0,4

6. Кукуруза на зерно (полоса) 70-75-70 600 0,6-0,7-0,6

+ фасоль(полоса) 400 0,4-0,5-0,4

7. Кукуруза на зерно (полоса) 70-75-70 600 0,6-0,7-0,6

+ нут(полоса) 400 0,4-0,5-0,4

Фактор А

Определение эффективности полосных посевов за счет микроклимата, величины урожая зерна, его качества и содержание растительного белка в кормах при возделывании полосных посевов кукурузы на зерно с зернобобовыми культурами в условиях различного режима орошения (табл. 2):

Размещение культур в севообороте

Поля севооборота

Размещение полос в полях севооборота

6. Соя

7. Кукуруза на зерно

6. Фасоль

7. Кукуруза на зерно

6. Нут

7. Кукуруза на зерно

6. Соя (полоса) + кукуруза на зерно (полоса)

7. Кукуруза (полоса) + соя (полоса)

6. Фасоль (полоса) + кукуруза на зерно (полоса)

7. Кукуруза на зерно (полоса) + фасоль (полоса)

6. Нут (полоса) + кукуруза на зерно (полоса)

7. Кукуруза на зерно (полоса) + нут (полоса)

Фактор Б

1. Установление эффективности различных поливных норм при проведении рационального режима орошения на полосных посевах кукурузы на зерно с зернобобовыми культурами, что обеспечивает лучшее водоснабжение растений в соответствии с их биологическими потребностями, экономию, рациональное использование поливной воды, улучшение микроклимата посевов и получение стабильно высоких урожаев зерна, сбалансированного кормовым белком.

1.1 Поддержание предполивной влажности расчетного 0,6-0,7 м слоя почвы на уровне 70-75-70 % НВ в течение вегетации растений проведением поливов нормой 600 м3/га;

1.2 Поддержание предполивной влажности расчетного 0,4-0,5 м слоя почвы на уровне 70-75-70 % НВ в течение вегетации растений проведением поливов эрозионно-безопасной нормой 400 м3/га;

Двухфакторный полевой опыт закладывался методом расщепленных делянок в четырехкратной повторности с площадью делянок первого порядка (фактор А) - 0,54 га (22,4 м х 240 м) и второго порядка (фактор Б) - 0,27 га (22,4 м х 120 м).

За время проведения опытов проводились следующие наблюдения и учеты: фенологии развития растений, прироста растений в высоту, площади листьев растений, накопления сухой и сырой биомассы, влажности почвы и суммарного водопо-требления, плотности и гранулометрического состава почвы и содержание элементов питания в почве по методике Б.А. Дос-

пехова (1985), ВНИИ кормов им В.Р. Вильямса (1990) и ВНИИ орошаемого земледелия (1983).

Урожай учитывали методом сплошной уборки с каждой по-вторности варианта. Агроэкономическая и агроэнергетическая оценка определялась в соответствии с методикой РАСХН (1995). Экспериментальные данные обрабатывали методами корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализа.

Высевались районированные сорта и гибриды. Ширина полос в полосных посевах 11,2 м. Агротехника опытов соответствовала зональным рекомендациям по возделыванию изучаемых культур в условиях орошения. Поливы проводились дождевальным агрегатом ДДА-100 МА.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Водный режим и плодородие почвы в полосных

посевах кукурузы с зернобобовыми культурами

Режим влажности почвы и водопотребление. Для поддержания планируемой влажности на уровне 70-75-70 % НВ в среднем за годы исследований при проведении поливов нормой 600 м3/га оросительные нормы составили для чистых посевов кукурузы на зерно 2200 м3/га; зернобобовых - 2400 м3/га; и полосных посевов - 2200 м3/га (табл. 3).

Применение в сухостепной зоне Саратовского Заволжья для орошения тяжелосуглинистых темно-каштановых почв эрози-онно-безопасных поливов нормой 400 м3/га способствовало сокращению оросительных норм на чистых посевах кукурузы на зерно, зернобобовых и полосных посевах на 16-17 % или 330-400 м3/га.

При этом, количество поливов увеличилось на один, что способствовало сокращению межполивных периодов на 3-6 дней, улучшению микроклимата, повышению влажности верхних наиболее деятельных слоев почвы и более эффективному использованию растениями поливной воды.

Оросительные нормы и водопотребление в чистых и полосных посевах кукурузы на зерно с зернобобовыми культурами при различных режимах орошения, среднее за 2001-2003 гг.

Размещение культур и полосных посевов

Режим орошения Режим орошения

70-75-70 % НВ, 70-75-70 % НВ,

т = 600 м3/га т = 400 м3/га

оросительная норма, м3/га урожайность, т/га коэффициент водопотребления, м3/т оросительная норма, м3/га урожайность, т/га коэффициент водопотребления, м3/т

2400 2,24 1883 2000 2,32 1672

2400 1,38 3055 2000 1,43 2706

2400 1,85 2303 2000 1,93 2026

2200 6,08 653 1867 6,36 584

2200 7,17 2,69 571 1522 1867 7,41 2,79 512 1361

2200 7,12 1,66 580 2489 1867 7,38 1,72 514 2204

2200 7,09 2,21 581 1861 1867 7,34 2,32 519 1643

1. Соя

2. Фасоль

3.Нут

4. Кукуруза

5. Кукуруза (полоса) + соя (полоса)

6. Кукуруза (полоса) + фасоль (полоса)

7. Кукуруза (полоса) + нут (полоса)

Оросительные нормы изменялись в связи с погодными условиями в период их вегетации. В засушливый год по сравнению с влажным годом для поддержания заданного режима орошения в 1,5-1,6 раза увеличивается оросительная норма и соответственно количество поливов, а в суммарном испарении с 49 до 71 % повышается доля оросительной воды.

Рациональное использование оросительной воды является основой ресурсосбережения при возделывании орошаемых культур.

Оросительная вода при проведении ранее рекомендованного режима орошения с поливными нормами 600 м3/га составляет по чистым и полосным посевам кукурузы на зерно 53-55 % суммарного водопотребления, осадки 23-24 % и почвенная вла-

га - 19-22 %. У чистых посевов зернобобовых культур доля оросительной воды чуть выше - 57 %.

Использование режима орошения с учащенными эрозионно-безопасными нормами полива 400 м3/га оказало положительное влияние посевов на уменьшение, как суммарного водопотреб-ления, так и доли оросительной воды до 49 % в суммарном во-допотреблении.

Коэффициент водопотребления заметно изменялся в зависимости как от вида высеваемых культур и приемов полосного размещения посевов зерновой кукурузы с зернобобовыми культурами, так и от режимов орошения.

Наши исследования показали преимущество полосных посевов по сравнению с чистыми посевами, где с увеличением урожайности сельскохозяйственных культур происходит снижение коэффициента водопотребления. В среднем за годы исследований при проведении режима орошения с поливной нормой 600 м3/га в чистых посевах коэффициент водопотребления составил у кукурузы 653 м3/т, у сои - 1883 м3/т, у фасоли - 3055 м3/т и у нута - 2029 м3/т. Положительное влияние на уменьшение коэффициента водопотребления оказывает возделывание культур по полосам, где этот показатель на вариантах кукурузы с соей был на 18,1 % ниже. При выращивании этих культур с проведением режима орошения с эрозионно-безопасной поливной нормой 400 м3/га, коэффициент водопотребления снизился у кукурузы в чистых посевах с 653 до 584 м3/т, в полосном размещении с соей - с 571 до 512 м3/т. При выращивании зернобобовых культур этот показатель снижается у сои с 1883 до 1672 м3/т, у фасоли - с 3055 до 2706 м3/т и на посевах нуга - с 2029 до 1802 м3/т.

Наименьший коэффициент водопотребления - 512 м3/т у кукурузы на зерно при размещении ее в полосах с соей. При полосных посевах кукурузы на зерно с фасолью и нутом этот показатель повышается до 514-519 м3/т.

Изменение водно- и агрофизических свойств почвы. При использовании режима орошения с эрозионно-безопасной поливной нормой 400 м3/га коэффициент глыбистости меньше, а коэффициент структурности почвы выше, чем при режиме

орошения с поливной нормой 600 м3/га. Наибольший коэффициент оструктуренности почвы отмечен на посевах в полосах кукурузы и сои, 0,87 и 1,02 соответственно. В чистых посевах орошаемых культур коэффициент структурности почвы значительно ниже у нуга - 0,51-0,52, фасоли - 0,63-0,72 и сои 0,67-0,78.

Под зернобобовыми культурами пахотный слой уплотнялся до 1,16-1,19 т/м3 и снижалась водопроницаемость до 2,6-2,7 мм/мин. Более рыхлое сложение почвы отмечалось при возделывании кукурузы и сои по полосам 1,14-1,16 т/м3, что увеличило их водопроницаемость до 2,9-3,1 мм/мин.

Влияние полосной технологии на микроклимат. При проведении агрометеорологических наблюдений установили, что в первую очередь для зернобобовых культур в межполосном пространстве посевов кукурузы создается микроклимат с большим количеством углекислого газа и повышенной влажностью воздуха. В период интенсивного роста растений (июль-август) в полосах уменьшается температура на 1-3 °С, скорость ветра снижается до 0,1-1,0 м/с, а относительная влажность воздуха (в 13 часов) повышается на 9-15 % по сравнению с чистыми посевами (табл. 4).

Питательный режим почвы. В период посева сельскохозяйственных культур на темно-каштановых почвах отмечалось низкое содержание доступных форм азота, оно колебалось от 22 до 25 мг/кг почвы. Содержание подвижного фосфора составило 26-34 мг/кг почвы.

К концу вегетации сельскохозяйственных культур происходило снижение содержания питательных элементов на 17,9-19,5 мг/кг почвы. При полосном размещении кукурузы с зернобобовыми культурами (соя и фасоль) наблюдалось наибольшее содержание нитратного азота в почве. На полосных посевах кукурузы с соей этот показатель выше на 6,7-9,2 мг/кг почвы и кукурузы с фасолью 6,1-8,2 мг/кг почвы. Чуть меньше содержалось доступного азота на участках при возделывании кукурузы по полосам вместе с нутом (4,1-5,2 мг/кг).

Влияние полосного размещения культур на микроклимат в условиях орошения, среднее за 2001-2003 гг.

§ я Й Фазы наблюдений

Размещение культур и полосных посевов Время измерений час Выметывание Цветение Ветвление Цветение

Высота измере над поверхнос земли, см Относительная влажность воздуха, % Скорость ветра, м/с Температура воздуха, °С Относительная влажность воздуха, % Скорость ветра, м/с Температура воздуха, СС Относительная влажность воздуха, % Скорость ветра, м/с Температура воздуха, °С Относительная влажность воздуха, % Скорость ветра, м/с Температура воздуха, °С

Соя 1300 50 - - - - - - 62 0,8 24,1 71 2,8 28,7

100 - - - - - - 60 3,7 25,0 68 5,8 29,8

Фасоль 1300 50 - - - - - - 61 1,1 24,6 70 1,0 29,7

100 - - - - - - 60 2,0 25,2 69 1,2 29,9

Нут 1300 50 - - - - - - 61 0,5 24,6 68 2,1 29,0

100 50 100 150 - - - - - - 60 1,2 25,9 66 3,4 29,7

Кукуруза 1300 61 60 1,8 3,0 27,7 28,9 70 63 3,8 6,5 28,0 28,6 - - - - - -

Кукуруза (полоса) + соя(полоса) 1300 50 100 75 71 1,3 2,1 26,6 27,3 85 80 0,5 3,6 25,9 26,3 69 66 0,1 0,4 21,1 22,3 79 76 0,5 1,0 26,9 27,6

150 70 2,6 28,1 72 4,1 28,6 64 0,8 22,4 66 1,5 28,3

Кукуруза (полоса) + фасоль (полоса) 1300 50 100 150 74 69 68 1,5 1,5 2,8 26,9 27,4 28,2 83 77 71 0,7 2,9 3,1 26,1 26,5 28,1 68 64 62 0,2 1,0 1,1 21,9 22,5 23,3 78 73 68 0,8 0,5 0,8 27,1 27,9 28,4

Кукуруза (полоса) + нут (полоса) 1300 50 100 74 70 1,1 1,4 27,0 27,8 84 77 0,8 2,7 26,2 26,8 67 64 0,1 0,2 21,7 22,4 74 71 0,6 0,8 27,0 27,4

150 66 2,3 28,7 70 3,3 28,4 63 0,5 23,5 65 1,0 28,6

Баланс гумуса в почве. Экологическую устойчивость аг-роценозов определяет содержание органического вещества -гумуса - почве.

При возделывании различных сельскохозяйственных культур постоянно изменяется содержание гумуса в почве в зависимости от накопления пожнивно-корневых остатков, степени гумификации и от его потерь на минерализацию. На чистых посевах кукурузы минерализация преобладала над накоплением. Ежегодный дефицит расчетного баланса гумуса составлял -0,50-0,57т/га.

Накопителями плодородия почвы являются зернобобовые культуры. На посевах сои, фасоли и нута при накоплении в почве до 100-150 кг/га и более биологического азота создавался ежегодный положительный расчетный баланс гумуса до 1,67-1,92 т/га. Сочетание кукурузы с зернобобовыми в полосах также способствовало образованию положительного баланса гумуса на уровне -0,68-0,86 т/га.

Применение режима орошения с поливной нормой 600 м3/га способствовало уменьшению гумуса, а в сочетании с эрозион-но-безопасными нормами полива - 400 м3/га - получению более высокого урожая сельскохозяйственных культур и увеличению накопления гумуса ежегодно на 0,1-0,18 т/га.

2. Формирование фитомассы сельскохозяйственных культур в полосах при орошении различными поливными нормами

Рост и развитие растений. Проведенные фенологические наблюдения показали, что между температурным режимом и продолжительностью отдельных фаз и в целом вегетационного периода существует прямая зависимость.

Возделывание сельскохозяйственных культур по полосам сократило период вегетации на 2-3 дня у кукурузы и на 2-4 дня у зернобобовых, а в условиях орошения эрозионно-безопасной нормой 400 м3/га уменьшило его еще на 2-3 дня.

Различная обеспеченность растений кукурузы и зернобобовых культур влагой, микроклиматом и элементами питания отчетливо проявлялась на их росте в высоту. Высота растений кукурузы к уборке при режиме орошения с поливной нормой 400 м3/га равнялась в чистых посевах 180,3 см, в полосных посевах с соей она достигала 183,5 см. У сои в полосных посевах высота стеблей была на 20 см выше, чем в чистых посевах -88,3 см. 3

При режиме орошения с поливной нормой 600 м3/га высота растений составила перед уборкой на чистых посевах кукурузы 175,7 см, сои - 85,8 см, фасоли - 75,9 см, нута - 50,6 см. При этом в полосах прирост растений достигает: кукурузы с соей - 177,2 и 103,5 см; кукурузы с фасолью -178,5 и 80,7 см и кукурузы с нутом - 177,3 и 55,9 см.

Режим орошения с эрозионно-безопасными нормами полива способствовал усилению роста растений.

Фотосинтетическая деятельность. Ассимилирующая поверхность растении кукурузы в фазу выметывания метелки в среднем за три года составила от 20,4-21,5 тыс.м2/га. Аналогичная закономерность установлена и на посевах зернобобовых культур. Так, в полосах площадь листовой поверхности в фазу цветения составила 21,5-23,3 тыс.м2/га.

Фотосинтетическая деятельность и продуктивность фотосинтеза является основой формирования урожая. Применение режима орошения 70-75-70 % НВ с проведением поливных норм 400 м3/га способствовало увеличению в полосах кукурузы с соей фотосинтетического потенциала (ФП) и чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) на 13 %, по сравнению с режимом орошения 70-75-70 % НВ, но с поливной нормой 600 м3/га.

Наименьшие значения чистой продуктивности фотосинтеза в среднем за три года исследований наблюдались на чистых посевах нута 0,53 г/м2 в сутки. Максимальная чистая продуктивность фотосинтеза с поливной нормой 400 м3/га наблюдается в варианте кукурузы (полоса) и соя (полоса) - 1,90 и 0,86 г/м2 в сутки, а минимальная - на чистых посевах нута - 0,58 г/м2 в сутки.

Накопление урожая. Наибольшая величина - 39,6 т/га -сырой биомассы кукурузы за период вегетации в среднем за три года (2001-2003 гг.) была получена при возделывании кукурузы в полосах с соей при режиме орошения с проведением поливов нормой 400 м3/га.

Выращивание кукурузы в полосах с зернобобовыми культурами привело к увеличению накопления сухой биомассы, как кукурузы, так и зернобобовых культур. Количество сухой биомассы возросло у кукурузы на 1,59т/га, у сои - 0,64 т/га, фасоли - 0,48 т/га и у нута - 0,37 т/га по сравнению с чистыми посевами. При проведении режима орошения с поливной нормой 600 м3/га интенсивность накопления надземной биомассы кукурузы снижалась на 19 % по сравнению с эрозионно-безопасными нормами 400 м3/га

3. Продуктивность кукурузы и зернобобовых культур

Урожайность культур полосных посевов. Урожайность орошаемых культур зависит как от увлажненности года, так и от уровня увлажнения почв при использовании различных режимов орошения. Так, величина урожая всех культур была наименьшей в засушливый 2002 год и возрастала на 17-23 % во влажный 2003 год (табл. 5).

При возделывании полосных культур с режимом орошения 70-75-70 % НВ с проведением учащенных поливов эрозионно-безопасной нормой 400 м3/га по сравнению с режимом орошения 70-75-70 % НВ, но с поливной нормой 600 м3/га способствовало повышению влажности верхнего слоя почвы 0,4-0,6 м и более эффективному использованию влаги на создание урожая. Так, в среднем за годы исследований, применение режима орошения с поливной нормой 400 м3/га повысило урожайность зерна кукурузы с 6,08 до 6,36 т/га, сои - с 2,24 до 2,32 т/га, фасоли - с 1,38 до 1,43 т/га и нута - с 1,85 до 1,93 т/га

При возделывании кукурузы на зерно в полосах с малыми поливными нормами более отзывчивы были кукуруза с соей, что составило 7,41 и 2,79 т/га.

Таблица 5

Урожайность кукурузы и зернобобовых в полосных посевах в зависимости от режимов орошения, т/га

Размещение Режим орошения 70-75-70 % НВ (фактор Б)

культур и полосных 2001 г. 2002 г. 2003 г. В среднем за 2001-2003 гг.

посевов т=600 т=400 т=600 т=400 т=600 т=400 т=600 т=400

(фактор А) м3/га м3/га м3/га м3/га м3/га м3/га м3/га м3/га

1.Соя 2,18 2,23 2,06 2,11 2,50 2,61 2,24 2,32

2. Фасоль 1,34 1,40 1,26 1,31 1,55 1,61 1,38 1,43

З.Нут 1,79 1,87 1,69 1,76 2,06 2,16 1,85 1,93

4. Кукуруза 5,87 6,18 5,54 5,94 6,82 6,97 6,08 6,36

5. Кукуруза 7,02 7,11 6,68 7,04 7,81 8,10 7,17 7,41

(полоса) + соя (полоса) 2,59 2,69 2,42 2,53 3,05 3,15 2,69 2,79

6. Кукуруза 6,87 7,17 6,46 6,72 7,99 8,22 7,12 7,38

(полоса) + фасоль (полоса) 1,60 1,67 1,52 1,59 1,85 1,92 1,66 1,72

7. Кукуруза 6,94 7,08 6,56 6,83 7,77 8,05 7,09 7,34

(полоса) + нут (полоса) 2,13 2,21 2,07 2,14 2,41 2,62 2,21 2,32

Фактор А (НСР05) 0,21 0,14 0,10 0,12 0,25 0,38 -

Фактор Б (НСР05) 0,07 0,06 0,09

При изучении структуры урожая нами выявлен краевой эффект взаимного влияния обеих культур. Суть его заключается в том, что крайние рядки примыкающие к полосам кукурузы (1-3 и 6-8), попадали в более благоприятные условия светового и теплового режима, что способствовало повышению их индивидуальной продуктивности. Растения центральных рядков (4-5) оставались под прямыми лучами солнца, получали "запал" и это отрицательно влияло на их продуктивность.

Урожайность зерна крайних рядков в полосах превышала контроль у сои на 20-27 % и центральных рядков 8-12 %; у фасоли на 16-20 %, и центральных рядков - 6-8 % и соответственно у нута на 15-20 % и центральных рядков - 3-6 %.

Бобы нижних ярусов формируются на высоте у сои 17-19 см (на 2-4 см выше, чем в чистых посевах), у фасоли 13-15 см (на 3-4 см) и у нута 18-20 см (на 2-3 см) выше, что очень важно для механизированной уборки.

Оценивая продуктивность орошаемых культур в сопоставимых кормовых единицах, можно отметить, что по выходу кормовых единиц с 1 га наиболее продуктивны полосные посевы кукурузы с соей - 6,90 т.к.ед./га с наибольшим содержанием переваримого протеина (143 г) при режиме орошения с поливной нормой 400 м3/га, что на 18 % выше, чем при возделывании их в чистых посевах и на 6-12 %, чем в полосах кукурузы с другими культурами (табл. 5).

Затраты оросительной воды на 1 т зерна при режиме орошения 70-75-70 % НВ с поливной нормой 400 м3/га сократились на 23 % по сравнению с проведением поливов нормой 600 м3/га.

Затратами оросительной воды на получение сопоставимых кормовых единиц оценивалась высокая эффективность возделывания полосных посевов кукурузы на зерно с соей, где этот показатель равнялся 271-330 м3/т к.ед., а на чистых посевах фасоли расход оросительной воды был более 1015-1263 м3/т к.ед. в зависимости от поливных норм.

Качество растениеводческой продукции. Улучшение качества продукции сельскохозяйственных культур является одной их важнейших проблем орошаемого земледелия.

Высокое содержание белка отмечено в зерне сои в полосах при поддержание предполивной влажности почвы не ниже 7075-70 % НВ проведением поливов нормой 400 м3/га, которое в среднем за три года исследований составило 34,96 %, а с проведением поливов нормой 600 м3/га содержание белка в зерне сои снизилось до 33,27 %.

Содержание в зерне кукурузы белка в чистых посевах составляло от 9,05 до 10,16 % в зависимости от режима орошения, а при размещение ее в полосах с соей содержание увеличилось от 11,38 до 13,39%.

Продуктивность полосных посевов при рационализации режимов орошения (среднее за 2001-2003 гг.)

Показатель Кукуруза (чистый посев) Соя (чистый посев) Кукуруза (полоса)+ + соя (полоса) Сопоставимые чистые посевы кукурузы и сои Фасоль (чистый посев) Кукуруза (полоса)+ + фасоль (полоса) Сопоставимые чистые посевы кукурузы и фасоли Нут (чистый посев) Кукуруза (полоса)+ + нут (полоса) Сопоставимые чистые посевы кукурузы и нута

Режим орошения 70-75-70 % НВ, т = 600 м3/га

Урожайность т.к.ед./га 8,14 3,09 4.81 1,86 5,62 1,90 4.77 1,15 5,02 2,55 4.75 1,53 5,35

Выход к.ед./га,т 8,14 3,09 6,67 5,62 1,90 5,92 5,02 2,55 6,28 5,35

Содержание

переваримого протеина, г/к.ед. 68 204 129 105 147 103 84 174 107 93

Расход

оросительной 3 / воды, м /т 270 777 330 409 1263 372 458 941 350 430

к.ед.

Режим орошения 70-75-70 % НВ, т = 400 м3/га

Урожайность т.к.ед./га 8,52 3,20 4.97 1,93 5,86 1,97 4.94 1,19 5,25 2,66 4.92 1,60 5,59

Выход к.ед./га, т 8,52 3,20 6,90 5,86 1,97 6,13 5,25 2,66 6,52 5,59

Содержание

переваримого протеина, г/к.ед. 76 219 143 115 162 110 91 182 116 102

Расход

оросительной воды, м3/т 219 625 271 330 1015 305 368 752 286 346

к.ед.

4. Агроэнергетическая и экономическая оценка

возделывания кукурузы и зернобобовых культур в чистых и полосных посевах

Агроэнергетическая и экономическая оценка являются основными показателями целесообразности возделывания сельскохозяйственных культур. Энергетически эффективными является режим орошения 70-75-70 % НВ с проведением поливов нормой 400 м3/га на полосных посевах кукурузы и сои с энергетическим коэффициентом 3,9 и 2,3.

Наименьшие энергетические коэффициенты были на чистых посевах сельскохозяйственных культур, особенно на фасоли.

Из применяемых режимов орошения с разными поливными нормами при возделывании сельскохозяйственных культур наименее затратным на получение единицы продукции явился режим орошения 70-75-70 % НВ с проведением поливов эро-зионно-безопасной нормой 400 м3/га.

Экономическая оценка подтвердила высокую эффективность возделывания полосных посевов кукурузы на зерно с зернобобовыми культурами. При возделывании кукурузы с соей в полосах применение режима орошения с эрозионно-безопасной нормой полива 400 м3/га, привело к сокращению экономических затрат на оросительную воду, способствовало повышению качества зерна и уровня рентабельности производства зерна на орошаемых землях до 128 %.

ВЫВОДЫ

1. Полосная технология возделывания кукурузы на зерно совместно с зернобобовыми культурами при орошении Саратовского Заволжья эффективна тем, что в жестких погодных условиях и при высоких температурах воздуха и низкой относительной влажности воздуха полосы кукурузы защищают посевы зернобобовых (фасоли, нута и сои) от суховеев и способствует получению высоких на 11-12 % урожаев зерна.

2. Рационализация применения режима орошения на основе сокращения поливных норм до эрозионно-допустимой на посе-

вах возделываемых сельскохозяйственных культур обеспечивала снижение объема водоподачи с 2400 до 1867 м3/га и уменьшение расхода воды на единицу продукции на 23 % при одновременном повышении плодородия и улучшении эколого-мелиоративного состояния почв.

3. Возделывание сельскохозяйственных культур по полосам и внедрение режима орошения с поливной нормой 400 м3/га, способствовало повышению эффективности использования оросительной воды на создание единицы урожая и снижению коэффициента водопотребления кукурузы в чистых посевах и в полосах на 10,5 и 12,1 %, зернобобовых культур: сои на 11,0 и 12,0 %, фасоли - 12,1 и 13,0 % и нута- 13,1 и 14,0 % соответственно.

4. При возделывании сельскохозяйственных культур на орошаемых землях изменяется структурный состав и повышает плодородие почвы. Полосные посевы кукурузы на зерно совместно с зернобобовыми культурами по сравнению с чистыми посевами кукурузы повышают коэффициент структурности почвы с 0,52-0,74 до 0,87-1,02, а накопление гумуса в почве на 0,10-0,18 т/га.

5. В полосных посевах, в среднем за три года исследований, максимальную листовую поверхность 22,6 и 34,1 тыс.м2/га обеспечили полосы кукурузы с соей при режиме орошения 70-75-70 % НВ с поливной нормой 400 м3/га, что на 6,5 и 8,9 % выше по сравнению с чистыми посевами кукурузы и сои.

6. Полосное размещение культур оказывает существенное влияние на формирование микроклимата. Температура воздуха в полосах снижается на 1-3 °С, а относительная влажность воздуха увеличивается на 9-15 %, скорость ветра уменьшается в 1,2-3 раза, продолжительность вегетационного периода сокращается на 2-3 дня.

7. При размещении кукурузы на зерно и зернобобовых культур по полосам улучшаются показатели структуры урожая. На полосных посевах кукурузы с соей при режиме орошения с поливной нормой 400 м3/га число початков на 1 растении кукурузы увеличивается на 6,3 %, масса зерна в одном початке - на 10,1 % и длина початков - на 14,4 %. У сои увеличивается количество бобов до 9,2 шт. на 1 растении и масса 1000 зерен - на 1,8 %.

8. Производство зерна по полосам на орошаемых землях Саратовского Заволжья способствует увеличению урожайности по сравнению с чистыми посевами на 11-20%. Наибольшая урожайность орошаемых культур возделываемых в полосах кукурузы с соей создается при применении режима орошения 70-75-70 % НВ с поливной нормой 400 м3/га и составляет 7,41 т и 2,79 т/га, что способствует увеличению урожайности зерна по сравнению их с чистыми посевами на 14-17 %.

9. Полосная технология возделывания сельскохозяйственных культур наряду с повышением урожайности зерна кукурузы и зернобобовых культур способствует улучшению качества зерна. По сравнению с чистыми посевами содержание белка возрастает у кукурузы на 3,23 %, у сои - 4,90 %, фасоли -1,39 % и у нута-0,34%.

10. Применение полосной технологии возделывания кукурузы и сои при рациональном режиме орошения 70-75-70 % НВ с эрозионно-безопасной поливной нормой 400 м3/га обеспечивает наибольший выход 13,78 т к.ед., что на 18 % выше, чем на чистых посевах. Уровень рентабельности производства зерна кукурузы и сои возрастает с 82 до 128 %, а коэффициент агроэнергетической эффективности - с 2,8 до 3,1.

11. Разработанная технология возделывания кукурузы и зернобобовых культур по полосам при режиме орошения с поливной нормой 400 м3/га научно-обоснованна, и позволяет повысить урожайность и эффективность использования орошаемых земель при одновременном повышении плодородия и сохранении экологической безопасности агроландшафта.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В условиях сухостепной зоны Саратовского Заволжья в целях увеличения урожайности и производства зерна сбалансированного по переваримому протеину в орошаемых севооборотах в место чистых посевов кукурузы и сои на зерно следует применять полосные посевы кукурузы на зерно и сои с шириной полос 11Д м.

2 Для эффективного использования орошаемых земель и улучшения их эколого-мелиоративного состояния необходимо использовать при возделывании полосных посевов кукурузы на зерно и сои режим орошения при снижении предполивной влажности почвы до 70-75-70 % НВ с нормой полива- 400 м3/га

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1 Ахмеров Р Р Эффективность возделывания полосных посевов зернобобовых и кукурузы на зерно //Тезисы докладов научной конференции Сборник научных трудов / ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ" Саратов, 2002 С 11-12

2 Туктаров Б И, Дружкин А Ф, Ахмеров Р Р , Цветков В Н Энергосберегающий режим орошения полосных посевов кукурузы на зерно с зернобобовыми культурами в Саратовском Заволжье // Агроэкологические проблемы с -х производства Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции Пенза, 2003 С 19-22

3 Туктаров Б И, Дружкин А Ф, Ахмеров Р Р, Цветков В Н Продуктивность кукурузы и зернобобовых культур в полосных посевах при орошении в Заволжье // Агроэкологические проблемы с -х производства Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции Пенза, 2003 С 22-24

4 Ламекин И В, Ахмеров РР Эколого-ландшафтная система земледелия сохранения стабильности агроландшафтов // Проблемы охраны природных ландшафтов и биоразнобразия Росси и сопридельных стран Сборник материалов Международной научно-практической конференции Пенза РИОПГСХА, 2004 С 66-68

Подписано в печать 18 11 04 Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Гарнитура Times Печ л 10 Тираж 100 Заказ 1123/1120

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский госу дарственный аграрный унивсрситет им Н И Вавилова» 410600, Саратов, Театральная пл, 1