Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агробиологические основы формирования урожая яровой пшеницы полбы в Предкамье Республики Татарстан

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Агробиологические основы формирования урожая яровой пшеницы полбы в Предкамье Республики Татарстан"

На правах рукописи

Петров Сергей Владимирович

АГРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПОЛБЫ В ПРЕДКАМЬЕ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

06.01.01. - Общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

13 ПАЙ 2015

Пенза-2015

005568707

005568707

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный аграрный университет».

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

доцент кафедры «Растениеводство и плодоовощеводство» ФГБОУ ВПО «Казанский ГАУ» Сержанов Игорь Михайлович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор кафедры «Технология производства и переработки растениеводческой продукции» ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева» Каргин Василий Иванович

кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент кафедры «Общее земледелие и

землеустройство»

ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА»

Ткачук Оксана Анатольевна

Ведущая организация: ФГБНУ «Татарский НИИСХ»

Защита состоится «26» июня 2015 года в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.01 при ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30, ауд. 1246.

Тел./факс:8(8412) 628-367; E-mail: dspenza@yandex.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА».

Автореферат разослан «2.7» Qi-j 2015 года и размещён на сайте: http://pgsha.penza.net

Учёный секретарь диссертационного совета

В. А. Гущина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В Государственной программе развития сельского хозяйства Российской Федерации на 2020-е годы главным направлением в растениеводстве остается производство зерна. Вместе с тем, реализация прогнозируемых параметров сопряжена с необходимостью решения ряда научно-производственных задач. Важнейшими из них являются:

- увеличение доли продукции с высшими оценками по показателям, характеризующим технологические, диетические и экологические свойства зерна;

- повышение разнообразия зерновых культур, в том числе и за счет расширения доли крупяных и уникальных по направлению использования зерновых культур (яровой пшеницы полбы).

Сейчас в Российской Федерации производственные посевы полбы встречаются в Татарстане, Башкирии и Чувашии, а также в Дагестане и Карачаево-Черкесской Республике.

В XIX и в начале XX века полба занимала практически все площади в Татарстане, а пшеница не выращивалась. На татарском языке она имеет собственное название Борай. Сейчас, к сожалению, многие даже не подозревают о существовании этой интересной культуры и ее ценных качествах. Современный интерес к данной культуре не случаен. Полба относительно не требовательна к условиям выращивания, у нее большая экологическая пластичность, очень скороспелая, отличается засухоустойчивостью, холодоустойчивостью и другими ценными признаками. Устойчивость к болезням считается важным признаком полбы. Полбу отличает высокое содержание белка в ¡зерне 23,0 % (Конарев и др., 1972), из нее производят крупы, обладающие высокими вкусовыми и диетическими достоинствами. По этим показателям полба приравнивается к гречихе и просу. В последние годы полба и блюда из нее стали настолько популярными, что даже получили название «черной икры злаков». Рыночные механизмы хозяйствования могут стимулировать производство ее зерна как особо ценной крупяной культуры. Кроме того, полба является важным источником ценных родительских форм для гибридизации с мягкой и, особенно, твердой пшеницей.

Учитывая отличительные биологические свойства полбы и ее ценные крупяные достоинства, следует приступить к возрождению посевов и селекции полбы в России (Пономарева, 2013).

Изучение норм высева яровой пшеницы полбы на различных уровнях питания в условиях серых лесных почв Предкамья Республики Татарстан не проводились. Это послужило основанием для проведения комплексных исследований, которые представляют научное и практическое значение.

Цель и задачи исследований. Обоснование оптимальных норм высева на разных фонах минерального питания, обеспечивающих формирование высокой урожайности и качества зерна яровой пшеницы полба в условиях Предкамской зоны Республики Татарстан.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:

- изучить особенности роста и развития растений полбы в условиях Предкамской зоны Республики Татарстан;

- изучить"особенности фотосинтетической деятельности растений в посевах полбы;

- выявить влияние норм высева и фона минерального питания на влаго-обеспеченность посевов полбы;

- установить особенности формирования элементов структуры урожая полбы в посевах разной продуктивности;

- определить урожайность и качество зерна полбы в зависимости от уровня питания и нормы высева семян;

- дать экономическую и энергетическую оценку приемов возделывания яровой пшеницы полба и дать рекомендации производству.

Научная новизна. Впервые в условиях Предкамья Республики Татарстан на серой лесной почве установлена оптимальная норма высева яровой пшеницы полба сорта Греммэ в зависимости от фона питания; выявлено их влияние на водный и питательный режимы почвы, формирование густоты стеблестоя, фотосинтетическую деятельность растений, урожайность и технологические качества зерна. Определена экономическая и энергетическая эффективность применения изучаемых агротехнических приемов технологии возделывания полбы.

Практическая значимость. Разработанные приемы технологии возделывания яровой пшеницы полбы сорта Греммэ позволяют формировать посевы с урожайностью за счет естественного плодородия почвы - 1,65 т/га, на фоне, рассчитанном на урожайность 2,0 т/га зерна - 1,85 т, на фоне 2,5 т/га - 1,99 т/га в Предкамье Республики Татарстан. Результаты исследований внедрены в производство в хозяйстве ООО «Кукморский агрохимсервис» Кукморского муниципального района Республики Татарстан.

Обоснованность выводов и достоверность результатов работы обеспечены большим объемом фактического материала 3-летних полевых экспериментальных опытов и лабораторных исследований. Результаты, полученные во время исследований, подтверждаются данными статистической обработки.

Основные положения, выносимые на защиту:

- закономерности роста и развития растений, формирование продукционного процесса яровой пшеницы полба в зависимости от приемов возделывания;

- формирование элементов структуры урожая, качества зерна в зависимости от нормы высева и уровня минерального питания;

- экономическая и энергетическая эффективность приемов возделывания яровой пшеницы полбы.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Казанского ГАУ (20122014 гг.); на Всероссийских научно-практических конференциях аспирантов и соискателей «Актуальные проблемы истории и философии науки на современном этапе развития АПК (Казань, 2011); «Совершенствование адаптивной системы земледелия» (Казань, 2013); на Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства продукции сельского хозяйства» (Казань, 2014).

На базе полевых опытов 17.07.2014 г. с агрономами и фермерами хозяйств Предкамской зоны Республики Татарстан проведен научно-практический семинар «Хозяйственно-биологическая ценность культуры полбы и основные вопросы технологии ее возделывания» в Кукморском муниципальном районе Республики Татарстан.

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 3 - в изданиях списка ВАК РФ. Общий объем публикации — 2 п.л., доля автора составляет 75 %.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 133 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений производству, включает 36 таблиц, 2 рисунков, 11 приложений. В работе использовано 219 источников литературы, в том числе 18 иностранных авторов.

Личный вклад соискателя. Диссертационная работа является результатом экспериментальных исследований, проведенных в 2012-2014 гт. в соответ-

ствии с тематическим планом Казанского государственного аграрного университета (номер государственной регистрации: С)Ц.032;68004268). Автором поставлен ряд задач исследования, проведены полевые опыты, собран материал, обработаны и проанализированы полученные данные, сформулированы выводы диссертационной работы и предложения производству.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Условия и методика проведения исследований

Исследования проводились в 2012-2014 гг. методом полевого и лабораторного опытов. Полевые опыты на серых лесных почвах Прёдкамья Республики Татарстан закладывали на полях подсобного хозяйства ООО «Кукморский аг-рохимсервис». Почва серая лесная, гранулометрический состав - тяжелосуглинистый. Содержание в почве гумуса (по Тюрину) - 3,0-3,1 %, Р205 - 171-183 мг и К20 (по Кирсанову) - 96,0-117 мг на 1000 г почвы. Сумма поглощенных оснований - 27,0 ммоль, pH солевой вытяжки - 5,1-53.

Объектом исследований - яровая пшеница полба сорта Греммэ. Предшественник — озимая рожь после чистого пара.

Схема опыта: Фактор А (уровень питания: 1. Без удобрений (естественный фон); 2. Расчет NPK на 2,0 т зерна с 1 га; 3. Расчет NPK на 2,5 т зерна с 1 гектара.

Фактор В (нормы высева). На каждом уровне питания испытывались четыре нормы высева: 1 - 4 млн. шт. всхожих семян на га; 2 - 5 млн. штУга; 3-6 млн. шт./га; 4 — 7 млн. шт. на га.

Азотные удобрения вносили в виде аммиачной селитры, фосфорные -двойного суперфосфата, калийные - хлористого калия.

Повторность в опыте четырехкратная, размещение делянок различных фонов питания рендомизированное, норм посева - последовательное. Учетная площадь делянки 108 м2. Основную обработку почвы проводили в III декаде августа. Для получения планируемого урожая зерна яровой пшеницы полбы на уровне 2 т зерна с гектара фактически было внесено: N17P7-ioK8.i7 кг/га действующего вещества, на 2,5 т зерна - N28P,4.16K22.33 кг/га д.в.

После предпосевной культивировации посев проводили в оптимально ранние сроки инкрустированными семенами I класса, которые были обработаны

ЖУСС-2. Посев осуществляли сеялкой С3-3,6 на глубину 4-5 см. Расчетные нормы высева отклонялись от фактически высеянных на 1,5-3,0 процента.

Приемы ухода за посевами проводились согласно требованиям передовой технологии: уплотнение почвы путем прикатывания после посева; через 4 дня после посева довсходовое боронование; опрыскивание посевов в фазу кущения гербицидом Пума-супер 1 — 1,5 л/га. Урожайность определялась после сплошного обмолота в фазу полной спелости комбайном ДОН-1500.

Наблюдения, учеты и анализы в опытах выполнялись, руководствуясь «Методикой полевого опыта» (Доспехов, 1985) и «Методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (М.,1975), а также были использованы другие методические указания: фенологические наблюдения проводились по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (М., 1975), где отмечались даты посева, появление всходов, выход в трубку, колошение, налив зерна, полная спелость. Учет густоты стояния растений проводили перед уборкой подсчетами на трех постоянных площадках по 0,33 м2 на делянках по вариантам в трехкратной повторности. Накопление сырой и сухой биомассы, нарастание листовой поверхности учитывали по А.А. Ничипоровичу. Определение влажности почвы проводили термостатно-весовым методом. Плотность сложения пахотного слоя, твердость почвы, подсчет количества сорняков подсчитали на шести постоянных площадках по 0,25м2 на трех повторностях опыта. Сырая и сухая масса сорняков учитывалась также на этих площадках. Определение содержания в почве нитратного азота дисульфофеноловым методом, легкогидролизуемого азота осуществлялось по Корнфильду. Подвижные формы фосфора и калия в вытяжках были определены по методике Кирсанова. Определение фосфора проводили на фотоэлектро-калориметре, а калия определяли на пламенном фотометре. №К в растительных образцах был определен используя метод мокрого озоления. Азот в растениях определяли по методике Къельдаля, фосфор - используя калориметрический метод, а калий — на пламенном фотометре. Белок в зерне вычисляли умножением процента общего азота на коэффициент 5,7. Определение коэффициента использования азота, фосфора и калия из почвы и удобрений проводили разностным методом (Демин, 1981). Урожайность зерна учитывали по делянкам методом сплошного обмолота с пересчетом на 14% влажность и 100 % чистоту. Структуру урожая определяли на взятых с пробных снопов из постоянных площадок с каждой делянки в двух местах (0,33 м2) в трехкратной повторности.

Технологические свойства зерна яровой пшеницы были определены по методикам, изложенным в ГОСТах: масса 1000 зерен по ГОСТ - 150 520-2014; натура зерна по ГОСТ - 10840-64. Методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехо-ву проводили статистическую обработку урожайных данных. Экономическая и энергетическая оценка результатов выполняли по методике ВНИИЭСХ и ВАСХНИЛ (1983).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Фенологические фазы и формирование стеблестоя яровой пшеницы полба

Исследования показали, что на продолжительность вегетации пшеницы полбы существенное влияние оказывали метеорологические условия. В сухой 2013 год, (ГТК за май-август 0,74) период вегетации был самым коротким - 72 дня, а в слабо засушливый 2014 год (ГТК - 0,79) составил 77 дней. В 2012 году (ГТК - 0,82) продолжительность периода вегетации составила - 83 дней.

По мере увеличения нормы высева от 4 до 7 млн. всхожих семян на гектар на всех уровнях питания сокращался период вегетации от 4 до 9 дней по годам исследований.

На всех уровнях питания по мере увеличения нормы высева с 4 до 7 млн. всхожих семян на 1 га количество всходов повышается на естественном (без удобрений) уровне питания от 338 до 565 шт./м2, на удобренных вариантах соответственно: от 370 до 580 и от 376 до 580 шт./м2.

Повышенные нормы посева полбы во всех вариантах опыта снижали показатель полноты всходов. Наибольшие значения полноты всходов на безудоб-ренном фоне получены при посеве 4 млн. (90,0%), на удобренных фонах соответственно 92,5-93,5 %, а наименьшее - 7 млн. всхожих семян на га (по фонам

питания: 71,9; 80,3 и 81,3 %).

Однако, по мере завышения норм высева, несмотря на снижение полноты всходов, густота стеблестоя существенно не уменьшается. Следовательно, норма посева является весьма существенным фактором регулирования густоты стеблестоя и одним из главных элементов технологии возделывания пшеницы полбы. На всех уровнях питания по мере увеличения нормы посева увеличивается выпад растений от числа всходов на 5,2-7,7 процента (табл. 1).

Таблица 1 - Полнота всходов и биологическая стойкость растений пшеницы В1с0ссиш (полба) в зависимости от уровня питания и нормы высева

Норма Полные всходы Биологическая стойкость

Фон питания высева, растений полнота растений %от % от числа

млн./га на 1 м2 всходов, на 1 м2 числа высеянных

% всходов семян

Естествен- 4 338 84,5 300 88,7 75,0

ный фон 5 381 75,2 335 87,9 67,0

6 437 72,8 378 86,4 63,0

7 503 71,9 420 83,5 60,3

ИРК, рассчи- 4 353 88,3 322 91,2 80,9

танный на 2 5 418 83,7 368 88,1 73,6

т зерна 6 - 490 81,7 422 86,1 70,3 -

7 565 80,3 472 83,5 67,4

№К, рассчи- 4 361 90,3 326 90,2 81,5

танный на 5 419 83,8 368 87,9 73,6

2,5 т зерна 6 497 82,8 422 84,8 70,3

7 570 81,4 441 82,5 67,3

Фотосинтетическая деятельность посевов пшеницы полбы

В агроценозе пшеницы полбы в начальный период роста и развития нарастание площади листовой поверхности происходило медленно. По всем изучаемым факторам и градациям наибольшего значения ассимиляционная поверхность достигала в фазу колошения и постепенно снижалась к фазе созревания зерна. Площадь листовой поверхности в большей степени определялась и гидротермическими условиями во время полного цикла роста и развития пшеницы полбы. В фазу колошения наименьшая ее величина в зависимости от уровня питания при норме высева б млн. всхожих семян на 1 га (14,2-24,8 тыс.м2/га) отмечена в 2014 году, относительно большая (19,3-27,2 тыс.м2/га) - в 2012 году.

Внесение расчетных доз удобрений способствовали увеличению размера листовой поверхности. При посеве 6 млн. всхожих семян на гектар в фазу колошения площадь листьев формировалась на 5,7-9,6 тыс. м2/га больше по сравнению с естественным фоном: ФП - на 253-388 тыс.м2 дней га, ЧПФ - на 1,6 г/м2 в сутки. При повышении нормы высева увеличиваются показатели площади листьев (за исключением естественного фона), значения ФП и ЧПФ (табл. 2).

Таблица 2 - Фотометрические показатели посевов пшеницы полбы в зависимости от норм высева и уровня питания (2012-2014 гг.)

Фон питания Норма высева, мли.шт./га Максимальная площадь листьев, тыс.м2/га ФП, тыс.м2 дней/га ЧПФ г/м"* в сутки

4 18,2 729 7,1

Естественный 5 17,5 772 7,0

фон 6 16,3 743 7,4

7 15,6 744 7,5

ИРК, рассчи- 4 21,6 905 8,7

танный на 2 т 5 /21,4 959 8,9

зерна 6 22,0 996 9,0

7 22,0 1008 9,5

№К, рассчи- 4 24,0 1022 9,0

танный на 2,5 т 5 24,4 1090 8,8

зерна 6 25,9 1131 9,0

7 26,4 1170 9,3

Водопотребление пшеницы полбы

Суммарное водопотребление растений с единицы площади зависело от погодных условий вегетационного периода. Так в более благоприятном по влаго-обеспеченности 2012 году на всех уровнях питания при посеве 6 млн.. всхожих семян на гектар данный показатель варьировал от 3030 до 3290 м3/га, в засушливые 2013-2014 годы от 1980 до 2320 и 2110 - 2230 м3/га, соответственно.

Расход воды на 1 т зерна как на естественном уровне питания (при норме посева 6 млн..), так при внесении удобрений колебался по годам от 1171 до 1893 м3на контроле, в вариантеОТК на 2 т зерна - от 1176 до 1751 м3 и ОТК на 2,5 т зерна - от 1009 до1732 м3. Наиболее эффективно влага расходовалась при норме посева 6 млн. Завышенные и заниженные нормы посева относительно этой нормы приводили к увеличению коэффициента водопотребления. Внесение расчетных доз удобрений повысило эффективность расхода воды.

Засоренность посевов пшеницы полбы

Исследованиями установлено, что повышение плотности посева приводит к снижению числа сорных растений. По мере увеличения густоты стояния пшеницы полбы усиливается ее конкурентная способность к сорной растительности.

На всех уровнях питания при увеличении густоты стояния растений путем увеличения нормы высева от 4 до 7 млн. резко сократилось как количество сорняков на единице площади, так и их масса. В среднем за 3 года на естественном уровне питания количество сорняков на 1 м2 уменьшилось с 27 шт. при 4 млн. до 15 - при 7 млн., а их масса с 22,0 до 10,5 г; на фоне внесения >1РК на 2 т зерна соответственно от 30 до 17 шт. и от 25,2 до 12,6 г и ЫРК на 2,5 т зерна с 1 га от 33 до 20 шт. и от 29,1 до 15,7 г.

Продуктивность, структура урожая и качество зерна

Погодные условия в годы проведенных исследований по различных уровням питания и нормам высева определили особенности роста и развития растений, урожайность и качество зерна яровой пшеницы Окоссит (полба).

В годы исследований неблагоприятные метеорологические условия сложились в самые критические периоды роста и развития растений. Следовательно, примерно одинакового уровня урожаи по вариантам опыта были получены в годы исследований (табл. 3).

На всех уровнях питания с увеличением нормы высева урожайность увеличивалась. Однако, пропорциональность увеличения норм высева отмечалась лишь до определенного предела.

Максимально достоверная урожайность в годы исследований как на естественном, так и на удобренных фонах получена при посеве 6 млн. всхожих семян на гектар. Средние данные за три года показывают, прирост урожая при посеве 6 млн. семян на всех уровнях питания в сравнении с нормой высева 4 млн. составил - на естественном фоне — 0,18 т/га, на расчетном уровне №К на 2 т зерна - 0,19 и 2,5 т зерна — 0,24 т с гектара.

Внесение расчетных доз минеральных удобрений оказывало существенное влияние на продуктивность растений и урожайность пшеницы полбы.

Внесение удобрений на планируемый уровень урожайности зерна 2 т/га в среднем по всем нормам посева обеспечило прибавку 0,18 т/га, на фоне рассчитанном на 2,5 т/га — 0,3 т.

Однако, максимальная прибавка урожая получена при сочетании минерального питания с оптимальной нормой высева и составила на расчетном фоне 2 т зерна с гектара — 0,20 т, на 2,5 т зерна — 0,34 т с га.

Установлена линейная зависимость урожайности от норм посева (2012 г. г=+0,489 ... 0,871; 2013 г. г= + 0,311 ... 0,905 и 2014 г. г=+0,569 ...0,907).

Таблица 3 — Урожайность яровой пшеницы Окоссит (полба) в зависимости от норм высева и уровня питания, т/га

Норма высева, млн./га (В) Средняя за 3 года Прибавка

Фон питания (А) 2012 г. 2013 г. 2014 г. по нормам высева по уровню питания

4 1,45 1,49 1,46 1,47 - -

Естественный 5 1,50 1,58 1,53 1,54 0,07 -

фон 6 7 1,60 1,55 1,69 1,64 1,65 1,77 1,65 1,65 0,18 0,18 ;

1чГРК, рассчитанный на 2 т зерна 4 5 6 7 1,68 1,79 1,85 1,70 1.63 1,67 1,76 1.64 1,66 1,78 1,93 1,97 1,66 1,75 1,85 1,77 0,09 0,19 0,11 0,19 0,21 0,20 0,12

№К, рассчитанный на 2,5 т зерна 4 5 6 7 1,69 1,80 1,90 1,73 1,70 1,78 1,85 1,74 1,85 2,02 2,21 2,17 1,75 1,87 1,99 1,87 0,12 0,24 0,13 0,28 0,33 0,34 0,23

НСР05 Для част- А- 0,21 0,13 0,12

ных различий для гл. эффекта В-А-В- 0,13 0,11 0,08 0,09 0,07 0,05 0,06 0,06 0,04

Взаимодействие АВ- 0,06 0,05 0,07

Запланированная (расчетная) урожайность с 1 га не достигнута практически во все годы. В среднем за три года запланированный уровень урожайности на втором фоне питания составил 92,3 %, на третьем — 79,5 %.

Уровень питания и различные нормы посева оказали непосредственное влияние на структуру урожая.

Анализ отдельных элементов структуры урожая показал, что по мере увеличения нормы посева с 4 до 7 млн. семян на 1 га закономерно снижались следующие показатели: размер колоса, число зерен с 1 колоса, вес зерна с 1 колоса,

масса зерна с 1 растения и продуктивная кустистость независимо от уровня питания.

С уменьшением плотности посева увеличивается площадь питания, увеличивается продуктивность растений за счет всех составляющих ее элементов и отклонения в густоте стояния растений от оптимальной нормы в некоторой степени компенсируются кущением.

Уровень продуктивности на всех уровнях питания зависит от плотности посева, который формировался в основном нормами посева (табл. 4).

Таблица 4 - Влияние норм высева и уровня питания на структуру урожая пшеницы полба (2012-2014 гт.)

Кустистость Главный колос Масса

и

Фон пита- Норма высева, млн./га Кол-во общая СИ X т 3 о о о ч и п. а> И X зерна с 1

ния растении м к о Си с сз § § и и т и с; о а о а ■ ч о X и со се о о сз г раст., Г

4 300 1,27 1,15 6,9 13,2 18,5 0,59 0,62

Естествен- 5 335 1,26 1,12 6,6 12,8 16,4 0,55 0,57

ный фон 6 7 378 420 1,21 1,18 1,03 1,02 6,4 6,0 12,5 12,3 15,0 13,3 0,51 0,46 0,52 0,47

рас- 4 322 1,30 1,16 7,6 14,4 21,1 0,65 0,70

считанный 5 368 1,28 1,15 7,4 14,0 19,6 0,63 0,66

на 2 т зерна 6 7 422 472 1,24 1,20 1,07 1,02 7,1 6,8 13,7 13,4 18,4 16,6 0,59 0,56 0,61 0,56

ТЧГРК, рассчитанный 4 5 326 468 1,35 1,31 1,21 1,17 7,7 7,5 14,6 14,2 22,7 20,7 0,69 0,66 0,73 0,69

на 2,5 т зер- 6 422 1,26 1,07 7,2 13,9 19,4 0,63 0,65

на 7 471 1,21 1,02 7,0 13,7 18,0 0,57 0,58

Оптимальная густота стеблестоя на естественном уровне питания в среднем за три года была 378 растений на м2, удобренных фонах - 422. Повышение нормы посева от 4 до 7 млн. всхожих семян на гектар способствовало снижению продуктивной кустистости растений (на естественном уровне в среднем за 3 года от 1,15 до 1,02 удобренных вариантах от 1,6-1,21 ... 1,02), размера колоса (от 6,9 до 6,0 см и 7,7, ... 7,0 см), массы зерна (на 0,21 ... 0,25 г.) (табл. 4). Линейная зависимость между урожайностью и продуктивной кустистостью показала довольно тесную обратную зависимость. Наибольшая урожайность пше-

ницы полбы получена при незначительном кущении растений в основном за счет главного побега продуктивного стеблестоя.

Следовательно, уровень урожайности полбы зависел от продуктивности растений и количества растений на единице площади. В наиболее благоприятном сочетании находятся продуктивность отдельно взятого растения и их количество на единице площади при оптимальной норме посева. Уменьшение плотности посева влечет за собой улучшение элементов структуры, но вследствие сокращения количества растений на единице площади продуктивность снижается. Высокие нормы посева увеличивают число растений, однако при этом элементы структуры ухудшаются настолько, что урожайность снижается или же повышается на незначительную величину.

В опытах установлена"довольно сильная корреляционная зависимость между урожайностью яровой пшеницы полбы с количеством сохранившихся растений к уборке (г=0,72). Максимально значимая урожайность зерна пшеницы полбы достигается на фоне без удобрений при 378 растений на 1 м2 (1,65 т/га), удобренных фонах при 422 растений (1,85-1,99 т/га).

Зависимость хозяйственной урожайности (У) пшеницы полбы от числа растений (X) также выражается уравнением следующего вида: У=0,006+0,004Х.

Рис. 1. Точечная диаграмма положительной связи урожайности и количества растений на 1 м2 перед уборкой

Изменение уровня питания оказывало влияние на качество зерна. При внесении расчетных доз удобрений на 2 т зерна с гектара содержание белка в зерне увеличилось на 1,0 %, масса 1000 зерен - 2,2 г. и натура зерна - 7,0 г/л., на 2,5 т соответственно: 1,6 %; 2,5 г, 10 г/л. На всех уровнях питания при увеличении нормы посева от 4 до 7 млн. всхожих семян на гектар уменьшалось содержание в белка зерне, уменьшилась масса 1000 зерен и натура зерна (табл. 5).

Таблица 5 — Технологические качества зерна пшеницы полбы при различных нормах высева и уровнях минерального питания (2012-2014 гг.)

Фон питания Норма высева, млнУга Содержание белка, % Масса 1000 зерен, г Натура, г/л

4 15,0 30,9 707

Естественный 5 14,5 30,4 703

фон 6 14,2 30,1 699

7 13,7 29,6 695

ЛИС, рассчи- 4 16,2 33,2 715

танный на 2 т 5 15,7 32,8 711

зерна 6 15,2 32,3 706

7 14,9 31,8 703

МРК, рассчи- 4 16,6 33,7 714

танный на 2,5 5 16,3 33,0 713

т зерна 6 15,8 32,6 709

7 15,5 32,2 706

Повышение норм высева до оптимальной (6 млн./га) обеспечивали получение экологически чистого, безопасного, ценного в продовольственном отношении зерна при наивысшей урожайности. Остаточное содержание нитратов в зерне не прослеживалось, а наличие солей тяжелых металлов было ниже ПДК.

Экономическая эффективность приемов возделывания и энергетическая оценка посевов яровой пшеницы полбы

Внесение расчетных доз удобрений на уровень урожайности 2 т зерна с гектара способствовала увеличению чистого дохода в сравнении с вариантом без внесения удобрений при оптимальной норме посева на 308 рубУга, на 2,5 т - 1092 рубУга. При неблагоприятных агрометеорологических условиях в годы

проведения исследований и резком увеличении цен на удобрения при их использовании уровень рентабельности относительно снижался.

Без внесения удобрений при норме посева 6 млн. увеличился чистый доход (в сравнении с 5 млн.) на 1175 руб., рентабельность - на 15 %, снизилась себестоимость на 16,7 руб. Увеличение нормы посева с 5 до 6 млн. всхожих семян на га увеличивало чистый доход на расчетных уровнях питания на 1043 — 1344 руб., рентабельность соответственно на 9 % и 14 % при снижении себестоимости 1 т зерна на 162 руб. и 239 руб.

Наибольший чистый энергетический доход (17,0 ГДж/га) и самый высокий коэффициент энергетической эффективности (1,08 ед.) получен при внесении расчетных доз 1ЧГРК на планируемый урожай полбы 2,5 т/га с оптимальной нормы посева 6 млн. семян/га.

ВЫВОДЫ

1. Наименьший коэффициент водопотребления на единицу урожая (1276 м3/т) получен при внесении минеральных удобрений в расчете на урожайность зерна 2,5 т/га с нормой высева 6 млн. всхожих семян на гектар. Применение удобрений улучшало пищевой режим почвы и способствовало формированию большего урожая зерна пшеницы полбы.

2. Увеличение нормы высева от 4 до 7 млн. приводило к значительному уменьшению как количества сорной растительности на единице площади, так и ее массы. В фазе кущения на естественном уровне питания число сорных растений на 1 м2 уменьшалось с 27 шт. при посеве 4 млн.. всхожих семян до 15 при 7 млн., а их масса уменьшилась с 22,0 до 10,5 г, на расчетном уровне ЫРК на 2 т зерна с га соответственно с 30 до 17 шт. с массой от 25,2 до 12,6 г и на фоне ЫРК на 2,5 т их количество снизилось от 33 до 20 шт., а масса с 29,1 до 15,7 г.

3. При увеличении нормы высева семян полбы от 4 до 7 млн. шт. на га на естественном фоне полнота всходов снижалась от 84,5% до 71,9 %, на расчетном уровне на получение 2 т зерна - от 88,3% до 80,3 % и на 2,5 т/га - от 90,3% до 81,4%.

В зависимости от уровня питания по мере увеличения нормы высева наблюдалось снижение сохранности растений к уборке на 5,2-7,7 %.

4. Формирование плотности посева на всех уровнях питания, главным образом, определялось нормами посева. Однако, плотность продуктивного стеб-

лестоя по мере увеличения нормы высева от 4 до 7 млн. шт./га не повышается по строгой закономерности пропорционально изменению нормы высева из-за снижения полноты всходов, кустистости и сохранности растений.

5. Максимальное нарастание ассимиляционного аппарата (22,9-26,4 тыс. м2/га) и накопление сухой биомассы (9,98-10,44 т/га) отмечено при внесении расчетных доз №К на 2,0 и 2,5 т/га с нормой высева 6 млн. всхожих семян на гектар.

6. По мере повышения норм посева от 4 до 7 млн. шт. на всех уровнях питания отмечено сокращение межфазного периода «всходы-колошение» и «колошение-созревание» от 2 до 5 дней по годам исследований. Продолжительность полного цикла роста и развития пшеницы полбы колебалась от 72 до 80 дней на естественном уровне питания, на удобренных вариантах от 76 до 83 дней.

7. При внесении минеральных удобрений на расчетную урожайность зерна полбы 2 т/га в среднем по всем нормам высева получена прибавка 0,18 т/га, на фоне, рассчитанном на 2,5 т/га — 0,3 тонны. Максимальная урожайность на всех уровнях питания (1,65; 1,85; 1,99 т/га) получена при использовании нормы посева 6 млн. шт./га всхожих семян. Увеличение урожая на этих вариантах по сравнению с нормой высева 4 млн. шт./га составил на естественном фоне 0,18 т/га, при внесении ИРК на 2 т - 0,19 и на 2,5 т — 0,24 т с гектара.

8. На всех уровнях питания увеличение нормы высева независимо от фона питания снижало массу 1000 зерен и натуру зерна. В среднем за три года на естественном уровне питания при высеве 4 млн. шт. масса 1000 зерен составила 30,9, при 7 млн. шт. - 29,6, на удобренном фоне - №К на 2 т/га зерна - 33,2 и 31,8 г, ОТК на 2,5 т/га - 33,7 и 32,2 г.

9. При внесении удобрений на расчетный уровень урожайности 2 т/га зерна увеличилась чистая прибыль по сравнению с естественным фоном питания при оптимальной норме высева на 308 рубУга, №К на 2,5 т/га - 1092 руб./га.

На естественном уровне питания оптимальная норма высева (6 млн.) увеличила чистую прибыль на 1175 руб. по сравнению с нормой высева семян 5 млнУга, рентабельность - на 15 % снизила себестоимость на 16,7 руб. Увеличение нормы посева от 5 до 6 млн. всхожих семян на га способствовало повышению чистой прибыли на II уровне питания на 1043 рубля, III — 1344 руб., уровень рентабельности соответственно на 9 % и 14 %, снижение себестоимости 1 т зерна было соответственно на 162 руб. и 239 руб.

Наибольшее количество чистой энергии (17,0 ГДж/га) и самый высокий коэффициент энергетической эффективности (1,08) получены на фоне внесения расчетных доз NPK на урожайность 2,5 т/га с нормой посева б млн. шт./га.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Применительно к почвенно - климатическим условиям Предкамской зоны Республики Татарстан для получения стабильных урожаев яровой пшеницы полбы сорта Греммэ с высоким качеством зерна рекомендуются следующие приемы ресурсосберегающей технологии:

- использовать норму посева 6 млн. шт./га всхожих семян;

- применять расчетные нормы минеральных удобрений N17~2sPio-i6Kn-23-

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендуемых ВАК Российской Федерации:

1. Сержанов, ИМ. Зависимость урожайности яровой пшеницы от гидротермических условий вегетационного периода в Предкамской зоны Среднего Поволжья / И.М. Сержанов, Ф.Ш. Шайхутдинов, И.И. Майоров, C.B. Петров, Ф.Ф. Галеев// Вестник Казанского государственного аграрного университета. -Казань, 2013. -№ 4(30). - С. 138-142.

2. Петров, C.B. Формирование урожая яровой пшеницы Diccocum (полба) в условиях Предкамской зоны Республики Татарстан / С.В.Петров, Ф.Ш. Шайхутдинов, И.М. Сержанов // Зерновое хозяйство России. - Зерноград, 2014.-№ 6(36).-С.31-38.

3. Петров, C.B. Совершенствование технологии возделывания яровой пшеницы Diccocum (полба) в условиях Предкамской зоны Республики Татарстан / C.B. Петров, И.М. Сержанов, Ф.Ш. Шайхутдинов, В.Ф. Тимофеев // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - Казань, 2014,-№ 3(33).-С. 139-143.

Статьи, опубликованные в других научных журналах и сборниках материалов международных и всероссийских съездов и конференций:

4. Петров, C.B. Перспективы возделывания экологически чистой культуры в Республике Татарстан / C.B. Петров, Ф.Ш. Шайхутдинов // Сб. научных трудов «Актуальные проблемы истории и философии науки на современном этапе развития АПК, биотехнологий и техники, биоэкономики и права, экологии и лесного хозяйства». — Казань, 2012.-С.45-47.

5. Петров, C.B. Совершенствование технологии возделывания пшеницы полбы в условиях Предкамской зоны РТ / C.B. Петров, Ф.Ш. Шайхутдинов,

B.Ф. Тимофеев П Материалы Всероссийской научно-практической конференции. -Казань, 2013.-С. 156-157.

6. Петров, C.B. Урожайность яровой пшеницы при различных фонах питания и нормах высева в условиях Предкамской зоны Республики Татарстан / И.М. Сержанов, Ф.Ш. Шайхутдинов, И.И. Майоров, C.B. Петров, Ф.Ф. Галеев // Материалы Международной научно-практической конференции Казанского ГАУ, посвященной 95-летию агрономического факультета. - Казань, 2014.-

C.188-189.

7. Петров, C.B. Возрождение пшеницы двузернянка (полба) как продовольственной культуры Республики Татарстан / Ф.Ш. Шайхутдинов, C.B. Петров, И.М. Сержанов, В.Ф. Тимофеев, И.Р. Туктамышев // Материалы Международной научно-практической конференции Казанского ГАУ, посвященной 95-летию агрономического факультета. — Казань, 2014.-С.113-114.

8. Петров, C.B. Посевные качества семян экологически пластичных сортов яровой пшеницы в зависимости от норм высева и фона питания в условиях Предкамья Республики Татарстан / C.B. Петров, Ф.Ш. Шайхутдинов, И.М. Сержанов, C.B. Зубарев, Ф.Ф. Галиев // Материалы Международной научно-практической конференции Казанского ГАУ, посвященной 95-летию агрономического факультета. - Казань, 2014.-С.117-118.

\\

Фориат 60x84/16 Тираж 100. Подписано*печати 22.04.2015г.

Печать офсетная. Усл.пл. 1,00.: Заказ 98.

Издательство КГАУ/420015 г-Казаиь, улХМаркса. д.65 Лииензияна издатсльскую дапсльиостъ код 221 ИД №06342 от 28.11-2001 г. Отпечатана» типографии КГАУ 420015 г.Казань, ул-К.Млрсса, д.65. Казанский государственный аграрный университет