Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Агроэкологические аспекты комплексной химизации земледелия степной зоны Южного Урала
ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия
Автореферат диссертации по теме "Агроэкологические аспекты комплексной химизации земледелия степной зоны Южного Урала"
ГГЪ од
2 ( т 15.
правах
правах рукописи
КАРАКУЛЕВ Владимир Васильевич
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КОМПЛЕКСНОЙ ХИМИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ СТЕПНОЙ ЗОНЫ ЮЖНОГО УРАЛА
Специальность: 06.01.04 - Агрохимия
06.01.15 - Агроэкология
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
Москва, 1996
Работа выполнена в Оренбургском государственном аграрном университете и Всероссийском научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишникова в 1976-1995 гг.
Научный консультант — доктор биологических наук, профессор, член-корреспондент РАСХН В.Ф. Ладонин.
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор И.А. Шильыиков; доктор биологических наук, профессорР.И. Слов-цов; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Х.П. Пекеньо.
Ведущая организация — НПО "Южный Урал"
в 14 часов на заседании диссертационного совета д.uzu.ua.и± при Всероссийском научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишникова (127550, Москва, ул. Прянишникова, 31, специализированный совет ВИУА).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУА.
Автореферат разослан_1996 г.
Защита диссертации состоится
1997 г.
Ученый секретарь диссертационного совета — доктор сельскохозяйственных наук,профессор
Л.П. Воллейдт
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Обеспечить стабильное функционирование современного эколого-ландшафтного земледелия можно путем внедрения научно обоснованных, приспособленных к местным условиям, зональных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. В таких технологиях важное значение приобретают не только уровень применения удобрений, но и рациональное внесение средств защиты растений от сорняков, вредителей и болезней (Н.З. Милащенко, 1986; В.А. Захаренко, 1992, 1996; В.Ф. Ладонин, 1992; Н.И. Цимбалист, 1993). Комплексное применение средств химизации порождает массу научных проблем, в том числе и экологического плана.
В настоящее время разработан ассортимент средств химизации, установлены дозы (нормы), сроки и способы их применения, обеспечивающие высокую эффективность удобрений, пестицидов и регуляторов роста растений. Эти средства, применяемые в едином блоке совместно или последовательно, неизбежно вступают в сложные процессы взаимодействия, характер которых трудно предсказуем и теоретически недостаточно обоснован.
Вопросы оптимизации применения средств химизации и их комплексной оценки относятся к недостаточно изученным или совершенно не разработанным для агроэкосистем региона Южного Урала и являются актуальными. Особенно возрастает их значимость в связи с обострением экологических, энергетических и экономических проблем.
Важное значение приобретают исследования по выяснению реакции различных видов пшеницы к воздействию гербицидных препаратов на разных уровнях минерального питания, для уточнения безопасных регламентов их применения.
Требуются экспериментальные данные по влиянию современных комбинированных гербицидов на видовой состав агрофитоценозов и продуктивность культур зернопаропропашного севооборота при различных приемах основной обработки почвы, направленных на сохранение почвенного плодородия.
Цель и задачи исследований. Главная цель работы — обоснование и разработка оптимальной системы комплексного применения удобрений, химических средств защиты растений от вредителей и сорняков в адаптированных к местным условиям технологиях возделывания сельскохозяйственных культур, которые, в сочетании с агротехническими мероприятиями, обеспечивали бы высокий урожай с хорошими качественными показателями без ущерба окружающей среде.
Для достижения этой цели предусматривалось:
— изучить закономерности действия, взаимодейстзия и последействия удобрений п пестицидов при их комплексном применении на формирование продуктивности растении различных культур в звеньях зернопаропропашного севооборота;
— выявить видовую чувствительность яровой пшеницы на разных фонах минерального питания к действию 2,4-Д для обоснования безопасных регламентов применения этого препарата и на его основе других комбинированных гербицидов;
— изучить влияние комплекса средств химизации, новых гербицид-ных препаратов на фитосанитарное состояние посевов основных зерновых культур в севообороте при различных приемах основной обработки почвы;
— исследовать динамику поступления и накопления питательных веществ (N,P,K ) в культурные и сорные растения при последовательном и совместном внесении средств химизации;
— определить оптимальное сочетание азотных удобрений, гербицида и инсектицида при разработке адаптивной, щадящей технологии возделывания яровой пшеницы;
— провести экологическую оценку комплексного применения средств химизации, влияния новых гербицидных препаратов на биологическую активность почвы, наличие остаточных количеств пестицидов и тяжелых металлов в основной и побочной продукции яровой пшеницы;
— дать энергетическую и экономическую оценку технологий возделывания зерновых культур (озимая и яровая пшеница) в зависимости от уровня применения средств химизации, приемов основной обработки почвы и ухода за паром в паровом звене севооборота.
Научная новизна. На основании полевых опытов, по неполной схеме-выборке полного факториального эксперимента, впервые в зоне Южного Урала выявлены оптимальные сочетания доз азотных удобрений и норм средств защиты растений с количественными градациями изучаемых факторов и их влияние на элементы продуктивности, урожай и качество яровой пшеницы. Использованы современные математические методы анализа полученной информации с помощью персонального компьютера IBM PC.
Оптимизация параметров блока химизации явилась теоретической основой для разработки применения комплекса азотных удобрений и пестицидов в перспективных технологиях возделывания яровой пшеницы.
Обоснованы оптимальные сроки и нормы внесения современных гербицидных препаратов в паровом поле и в посевах других культур севооборота, позволяющие расширить спектр их действия и последействия на сорные растения путем комбинирования и меньшей нормы внесения, снизить и убрать полностью гербицидный прессинг на культурные растения за счет улучшения питания, обработки почвы в период отсутствия культурных растений быстроразлагающими гербицидами, как дополнение к биологической конкуренции культурных растений к сорнякам в севообороте, особенно при почвозащитной обработке почвы.
Выявлена необходимость более строгой регламентации при регистрации и включении в список разрешенных для опытно-производственного применения препаратов путем проверки на толерантность к комбиниро-
ванным гербицидам на основе 2,4-Д двух распространенных лидов пшеницы — мягкой и твердой.
Доказано, что при научно-обоснованном применении средств химизации предлагаемые технологии экологически безопасны, способствуют рациональному использованию удобрений и пестицидов, сохранению почны от водной и ветровой эрозии.
Практическая значимость работы. Оптимизация параметров блока химизации и его комплексная оценка способствует повышению роли науки и информации о формировании продуктивного агрофитоценоза, вооружает специалистов руководством к экологическому, энергетическому и экономическому обоснованию применения средств химизации в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур, позволяет получать устойчивые, экологически чистые урожаи в условиях степной зоны Южного Урала.
Эксперименты по комбинированию общепринятого гербицида 2,4-Д с производными сульфонилмочевины и проверке эффективности их влияния на видовой состав сорняков, продуктивность зерновых культур, послужили основанием для создания заводского комбинированного препарата — трезор (НИТИГ, г. Уфа), выполнена работа по его всесторонней оценке.
Результаты проведенных исследований позволили более рационально применять современные комбинированные гербицидные препараты без ущерба для окружающей среды в сочетании с энерго- и ресурсосберегающими почвозащитными приемами обработки почвы в севообороте.
В целях более безопасного использования гербицидов при их регистрации и включении в "Список..." для производственного применения установлена необходимость их строгой проверки с учетом видовых особенностей яровой пшеницы.
Ведется постоянная работа в творческом коллективе по внедрению разработанных технологий в ряде районов Оренбургской области на площади 250-300 тыс. га.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены в целом ряде хозяйств Оренбургской области. Экспериментально-аналитический материал, выводы и рекомендации производству включены в следующие работы: "Рекомендации по борьбе с сорняками в Оренбургской области" (1984), "Интенсивные технологии возделывания зерновых культур в Оренбургской области" (1987), "Справочник агронома" (1989), "Система сухого земледелия в Оренбургской области" (1992), "Технология возделывания проса и гречихи в условиях степной зоны Южного Урала" (1994), "Практическое руководство по технологии внесения средств химизации" (1995).
Апробация работы. Основные результаты диссертации представлялись, докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях в г.г. Орле (1979), Санкт-Петербурге (1980), Оренбурге (1985, 1989, 1994,
1995, 1996), Барнауле (1991), Самаре (1996), областных и районных совещаниях, семинарах, в выступлениях по областному радио и телевидению, публикациях в районных и областных газетах.
Публикации. Всего опубликована 41 работа, в том числе 33 по теме диссертации, основные из которых размещены в журналах "Агрохимия", "Химия в сельском хозяйстве", "Вестник с.-х. науки", "Земледелие", "Уральские Нивы", "Защита растений", в сборниках научных трудов (г.г. Саратов, Оренбург, Уфа, Ульяновск), областном центре HTII. Издано два пособия: "Технология возделывания проса и гречихи в условиях степ-нон зоны Южного Урала (4,5 п.л.) и "Практическое руководство по технологии внесения средств химизации (9 и.л.), допущенные Главным управлением высших учебных заведении МСХ и продовольствия РФ в качестве учебных пособии для студентов сельскохозяйственных вузов по агрономическим специальностям.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, девяти глав, выводов и практических предложений, списка литературы, приложений. Основные положения диссертации изложены на 284 страницах машинописного текста. Она содержит 85 таблиц, 4 рисунка и 42 приложения. Список использованной литературы включает 445 работ отечественных и зарубежных авторов.
Работа выполнялась в соответствии с Государственной программой "Зерно" на 1986-1990 г.г. и комплексной темой № 01910006987 "Разработать зональные системы управления плодородием почвы и продуктивностью агроэкосистемы в интенсивном экологически сбалансированном земледелии с доведением продуктивности пашни до 25-30 ц кормовых единиц с гектара".
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Условия и методы исследований
Почвенно-метеорологические условия. Степная зона Южного Урала характеризуется резкой континентальностью климата, неустойчивостью и недостаточностью атмосферных осадков, сухостью воздуха, интенсивностью процессов испарения и обилием солнечного освещения в течение весенне-летнего сезона. Абсолютная амплитуда температур достигает 85-87\ За период май-сентябрь выпадает около 45-50% годовой нормы осадков. Максимальное их количество отмечается в июле.
Гидротермический коэффициент (ГТК) составляет в сухостенной зоне — 0,5-0,6, в степной — 0,7-0,9. Приход фотосннтетически активной радиации (ФАР) за период май-сентябрь колеблется в зоне в незначительных пределах — 1365-1378 МДж/м2, что при создании посева с 4% КПД ФАР в течение всего вегетационного периода достаточно для получения 25-30 ц к.ед. с га. Сумма положительных температур свыше 10 С колеблется в
пределах 2100-290СГС. Суховеи различной интенсивности наблюдаются в течение 30-40 дней. Основные агроклиматические показатели в годы проведения исследований были неодинаковыми и отличались от среднемного-летних данных.
Основные опыты проводились на среднемощном среднесуглинистом, террасовом на древнем аллювии южном черноземе с содержанием гумуса в пахотном слое около 3,5%. Реакция почвы близка к нейтральной (рН 7,5-7,7), карбонатность почвы в верхних горизонтах незначительная, с глубиной возрастает. Содержание подвижного фосфора 27,0-36,4 и обменного калия 225-350 мг/кг почвы по Мачигнну, общего азота — в среднем 0,22%, нитратного азота — 6,8-17,0 мг/кг.
Методы исследований. Полевые опыты проводились в 1976-1979, 19871995 г.г. в паровом и пропашном звеньях зернопаропропашного севооборота стационара кафедры земледелия и технологии производства продукции растениеводства в учебно-опытном хозяйстве Оренбургского аграрного университета. Эффективность современных гербицидных препаратов проверялась в опытно-производственном хозяйстве Челябинского НИИ сельского хозяйства.
Всего за изучаемые годы было выполнено 9 опытов.
Исследования проведены в краткосрочных опытах по различным схемам: 1) простые вариантные схемы; 2) факториальные опыты: а) с расщепленной делянкой; б) без расщепления делянок; в) неполные схемы-выборки в 2-4-кратной повторности с размером учетных делянок от 20 до 900 кв. метров.
Первоначальные исследования (1976-1979 г.г.) были направлены на изучение взаимодействия минеральных удобрений и гербицида 2,4-Д, с учетом их последействия на сорные и культурные растения. При полевых испытаниях использовали схему комплексного опыта с двумя видами яровой пшеницы (мягкой — сорт Саратовская 42 и твердой — сорт Харьковская 46 ), двумя фонами минерального питания (без удобрений, К45Рб0К20) и пятью нормами внесения гербицида аминная соль 2,4-Д (1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0 кг/га д.в.). Такая схема изучалась в звене: яровая пшеница (опыт 1) — ячмень-последействие (опыт 2), завершающем зернопаропро-пашной севооборот. Последействие гербицида и удобрений на следующее поколение семян изучаемых пшениц определялось в мелкоделяночном лабораторно-полевом опыте (опыт 3) путем пересева полученных опытных семян на следующий год по чистому пару с одинаковой нормой высева. Определялась урожайность и качество семян следующего поколения.
В период с 1987 по 1991' г.г. были продолжены исследования по влиянию гербицидов третьего поколения, производных сульфонилмочевины (в чистом виде, в смеси с другими гербицидами и удобрениями) в посевах яровой пшеницы (опыт 4) с высевом на следующий год тест-культуры — кукурузы и в посевах проса (опыт 5).
В 1990-1992 г.г. изучалась эффективность дробного внесения азотных удобрений, гербицида кафпон и инсектицида метафос на яровой пше-
нице. Схема опыта представляла выборку, составляющую 1/4 часть полного факториального эксперимента 4 х 4 х 4 в трех повторениях, содержащую 16 вариантов, в которых изучались 3 фактора в 4-х градациях каждый. Схема опыта отличалась тем, что в 4-х количественных градациях норм средств химизации шаг между соседними нормами может быть как прерывным, так и непрерывным. Такой шаг выбран с учетом целесообразности применения норм средств химизации или в пределах уже отработанных интервалов норм пестицидов, или в пределах норм до максимально рекомендуемых "Списком химических и биологических средств борьбы с вредителями и болезнями растений, сорняками и регуляторов роста растений, разрешенных для применения в сельском хозяйстве...".
Фактические нормы пестицидов и дозы азотных удобрений и их символы представлены в таблице 1. В дальнейшем при интерпретации данных для удобства изложения материала будут использованы такие допущения: 0 — отсутствие фактора, 1 — минимальная доза (норма), 2 — средняя и 3 — максимальная доза (норма) средств химизации.
Таблица 1
Фактические градации доз (норм) средств химизации
№ п/п Фактор и (символ) Доза (норма) средств химизации, согласно факториальной схеме, кг/га, (л/га)
1 Азотное удобрение: (п) ох) 0ХХ) 2 20 4 40 7 70
2 Гербицид: 0 1 2 3
0 1 2 3
3 Инсектицид:(1) 0 1 2 3
0 0,35 0,70 1,05
Примечание: х) символы
хх) фактические дозы (нормы) средств химизации
Эти символы доз азотных удобрений и норм пестицидов использовали при математической обработке исследуемых вариантов опыта на компьютере.
В течение 1991-1995 г.г. в паровом (опыт 7) и пропашном (опыт 8) звеньях зернопаропропашного севооборота изучалась почво- и ресурсосберегающая технология обработки почвы с использованием гербицида раундап в период парования и по стерне яровой пшеницы под посев кукурузы. В паровом звене изучались два способа основной обработки почвы: вспашка ПН-4-35 и безотвальная обработка стойками СибИМЭ, а уход за паром — общепринятый "механический" пар (5 культиваций с боро-
нованием и прикатыванием), "химический" пар — раундап в два срока (2 + 2 л/га) и второй "химический пар" — баковая смесь раундапа с лонтрелом (2 + 0,3 л/га) в первый срок и раундап 2 л/га в июле (по второй волне сорняков). Определялось действие и последействие пара на засоренность и продуктивность следующих после пара культур: озимой и яровой пшениц. В 1992-1993 г.г. раундап вносили по стерне яровой пшеницы 25 августа без предварительного лущения в норме 4 л/га с помощью ОПШ-15 с приспособлением фирмы "Монсанто". Через 15 дней после химической прополки проводилась основная обработка почвы под кукурузу различными орудиями (отвальная — плуг с предплужником ПН-4-35, почвозащитные: плоскорезом — КПГ-2-150, стойками СибИМЭ и чизелем — ПЧ-2,5). Учитывалось последействие пожнивного применения раундапа при различных приемах обработки на засоренность и урожайность следующей после кукурузы культуры — яровой пшеницы.
В 1993-1995 г.г. в посевах яровой пшеницы (опыт 9) изучалась сравнительная эффективность современных послевсходовых гербицидных препаратов фирм "Сиба" (Швейцария), "АргЭво" (ФРГ), "Рон-Пуленк" (Франция).
Анализы почв и растений выполнены в ОГАУ, ВИУА, ВИР стандартными методами. Математическую обработку данных проводили методами дисперсионного и регрессионного анализов с помощью ЭВМ в лаборатории комплексного применения средств химизации в ВИУА.
Наблюдения за продукционными процессами в посевах культурных растений, их урожайностью и структурой урожая осуществляли общепринятыми методами (Н.З. Станков, 1964; П.Г. Найдин, 1968; В.Н. Перегудов, 1978; Б.А. Доспехов, 1985).
Анализ остатков пестицидов в свежеотобранных растениях (в динамике) и в зерне определяли методом тонкослойной хроматографии (Л.Д. Стонов и В.Н. Фофанов, 1975; В.Д. Чмиль и C.B. Чулкова, 1978).
Микробиологические исследования проводили согласно методическим рекомендациям (Основные микробиол. и биохпм. методы исслед. почвы, 1987; Методич. рекоменд. по оценке токсическ. действия пестицидов..., 1981).
Учет засоренности посевов — количественно-весовой с определением глубины отмирания корней многолетних корнеотпрысковых сорняков по Уиверу и Казакевичу.
Количество вредителей в посевах определяли по методике ВИЗР. Экономическая оценка эффективности комплексного применения удобрений и средств защиты проведена в соответствии с рекомендациями ВИУА, ЦИНАО и других научных учреждений. Основным методом оценки является сопоставление ее показателей с учетом разницы стоимости урожая и дополнительных затрат на его получение.
Энергетическая оценка технологий возделывания зерновых культур (яровой и озимой пшеницы) выполнена в соответствии с методическими рекомендациями (Биоэнергетическая оценка с.-х. технологий..., 1983; Энергетическая эффективность... 1985).
2. Действие и взаимодействие пестицидов и удобрений на фито-санитарнос состояние посевов в звеньях зсрнопаропропашного севооборота.
2.1. Динамика изменения засоренности посевов в звеньях зернопа-ропропашного севооборота под влиянием различных приемов обработки почвы и применения средств химизации
В условиях повышенной эрозионной опасности (к водной и ветровой эрозии) чистых паров проведение безотвальных почвозащитных основных обработок почвы, сокращение механических обработок, числа проходов техники по полю можно добиться при введении в технологию обработки паров быстроразлагающихся общеистребительного действия гербицидов, например раундапа. Однако в засушливых условиях эффективность раундапа против корнеотпрысковых сорняков очень низка. Для более полного уничтожения многолетников, их корневой системы, а также второй волны сорняков есть смысл гектарную норму раундапа 4-5 л препарата разделить на два срока внесения: первый в июне — 2 л/га с добавлением лонтрела 0,3 л/га по препарату с целью более полного подавления корнеотпрысковых сорняков, второй — в июле (за 20-30 дней до предпосевной культивации) — 2 литра раундапа на гектар против всходов поздних малолетних сорняков. Исследования показали, что замена иссушающих и разрушающих почву механических обработок с помощью раундапа и лонтрела способствует очищению почвы и посевов от семенных и вегетативных зачатков сорняков, полному уничтожению как надземной, так и подземной массы многолетних сорняков на достаточную глубину, в том числе вьюнка полевого (рис. 1).
А — раундап Б — раундап + лотггрел
29
^ ; ^ [. Раундап + лснггрел (2+0,Зл/га) 12. Раундап - 2 л/га
50
10
20
30
40
50
60 см
Условные обозначения:
О-отвальная обработка В-почвозащитная (ОЛИМЭ)
Рис. 1. Глубина отмирания корневой системы иыонка полевого (перед посевом озимой пшеницы) при обработке черного пара гербицидами, среднее за 1992-1993 г.г.
Все это положительно сказалось на снижении засоренности посевов не только озимой пшеницы, но следующей за ней яровой пшеницы. II если общее количество сорняков по изучаемым способам основной обработки пара и ухода па паром было практически одинаковым, количество многолетников и общая сухая масса сорняков были наименьшими на варианте с "химическим" паром (раундап + лонтрел (2 + 0,3 л/га), раундап — 2 л/га)— 15 г/м- против 30 и -10 г на изучаемых способах основной обработки почвы и механического ухода за паром (контроль).
В пропашном звене возделывание кукурузы при разных приемах основной обработки почвы с предварительной обработкой стерни предшественника — яровой пшеницы раундапом показывает, что наиболее целесообразно его применение при безотвальных способах, особенно против многолетних сорняков. Вспашка нивелирует разницу но засоренности на необработанных и и обработанных раундапом вариантах. Попытка проследить последействие раупдана на засоренность следующей после кукурузы яровой пшеницы не выявила каких-либо закономерностей в составе и количестве сорняков.
2.2. Действие и г.ааи.модсчЧсчвне гербицидов и удобрении на ласореи-цосчь посевов зерновых культу]) и глубину отмирания корневой системы многолетних корнеотпрысковых сорняков
Действие и ирплр.чрнствш' удобрепии п гербицида 2.-1-Л на зпгопен-
11"счь посевов зсрн"иьгу культур (яровая пшеница — ячмень). Комплексное применение гербицида 2,-1-Д и минеральных удобрений при их последовательном внесении обеспечили более полную гибель сорняков в посевах изучаемых видов яровой пшеницы- На удобренном фоне гибель сорняков составила <57,0-98,9%, а воздушно-сухая масса сорняков снизилась на 78,1-99,2% против 53,1-95,7% па неудобренном фоне.
Траншейные раскопки показали, что внесение минеральных удобрений способствует увеличению глубины отмирания вертикальных корней молокана татарского ог гербицида в 1,5-2 раза. Высокая эффективность денет кия гербицида па корневую систему при его комплексном применении с минеральными удобрениями объясняется тем, что сорняки, погло-пыя питательные вещества удобрении, ускоряют свой рост, а гербицид лучше поражает активно растущие меристематнческпе ткани.
Применение минеральных удобрений, увеличивая гербицидную активность препарата п год внеегння и повышая конкурентность культурных растений ячменя в последующем, обеспечивает большее снижение количества и массы сорняков, чем там, где удобрения не вносились (табл. 2).
Таблица 2
Влияние средств химизации на засоренность посевов в звене "яровая пшеница—ячмень" (прямое действие, ср. 1976-1977 г.г., последействие сред. 1977-1978 г.г.)
Варианты опыта 1-ое звено: "мягкая пшеница — ячмень" 2-ое звено: "твердая пшеница — ячмень"
норма расхода гербицида, кг/га д.в. фон питания прямое действие последействие прямое действие последействие
Воздушно-сухая масса сорняков перед уборкой, г/м2
без гербицида О ЫРК 58,5 120,1 92,2 179,5 62,5 133,6 80,0 153,4
Снижение массы сорняков, % к контролю
1,0 О ИРК 54,4 83,4 7,9 16,5 60,0 87,5 12,5 18,5
1,6 О ЫРК 81,2 92,3 13,2 22,1 80,8 94,1 17,5 25,1
2,0 О ЫРК 91,3 97,3 18,7 27,6 92,0 ' 97,3 21,3 28,3
Уменьшение засоренности в посевах ячменя в какой-то мере может проявиться и в паровом поле, что позволит сократить число иссушающих и разрушающих почву механических обработок.
Влияние различных уровней применения средств химизации на засоренность посевов яровой пшеницы. В полевых испытаниях различных уровней химизации в посевах яровой пшеницы (1990-1992 г.г.) наблюдения за фитосанитарной обстановкой опытного участка в течение вегетации позволили более детально проанализировать различный характер распространения малолетних и многолетних сорняков в течение вегетации, накопления сухой биомассы и тем самым объяснить степень их влияния на формирование урожая и качество зерна яровой пшеницы (табл. 3,4).
Таблица 3
Математические зависимости засоренности и сухой массы сорняков в посевах яровой пшеницы от применяемых средств химизации
Год Уравнение
И
Кол1гчество сорняков перед уборкой, шт./кв. м
1991 125,712-85,912ё +17,562 £ 0,971
1992 152,687-106,1бб82+6,8961+18,687§ 0,976
Сухая масса сорняков, г/кв. м
1991 29,912-23,212е+5,062й2 0,941
1992 15,062-6,987§-0,332пг-0,368ш+0,97^1 0,971
Многолетние сорттяки Количество сорняков перед уборкой, шт./кв. м 1990 5,114-0,6962-0,092т 0,831
1992 21,274-0,275п-15,400ё+3,187ё2 0,964
Сухая масса сорняков, г/кв. м 1990 42,727-16,208е+2,50(^-0,288ш 0,964
1992 133,542-2,402n-96,886g+21,187g2 0,989
Несмотря на значительное количество малолетних сорняков перед уборкой пшеницы, они не смогли существенно повлиять на урожайность и качество продукции этой культуры потому, что были не в состоянии сформировать для этого достаточного количества своей биомассы вследствие их позднего отрастания и успешной конкуренции с ними культурных растений. Малолетние сорняки, проросшие после кущения яровой пшеницы из-за недостатка света, воды, питательных веществ , имели высоту всего 3-5 см, а их сухая биомасса не превышала и 30 г на кв. метр.
Для многолетних сорняков характерно увеличение их количества в течение вегетации.
Применяемый гербицид снижает численность многолетников. Минимальная норма кафпона 1 л/га уменьшает количество растений молокана татарского в 3-3,5 раза, вьюнка полевого — в 1,2-2 раза, средняя и максимальная дозировки снижают численность молокана в 6-10 раз, вьюнка — 1,5-3 раза, совместное применение максимальной нормы гербицида в баковой смеси с мочевиной уменьшало засоренность вьюнком в 6 раз.
Представленные модели подтверждают наличие синергизма от взаимодействия средств химизации. Чистоты посевов, как показывает оптимизация данных, можно достичь уже при норме расхода гербицида равной 2,4 л/га на максимальной уровне азотного питания.
Таблица 4
Влияние уровня применения средств химизации на засоренность посевов яровой пшеницы
Уровень применения средств химизации
Показатель 4БЕ отсут- мини- сред- макси- опти- сочетание
ствие мальныи ний мальны мальный факторов
Малолетних
1991 Многолетних
1990
1992
Малолетних
1991 Многолетних
1990 1992
Количество сорняков перед уборкой, шт./м2 44,4 126 57 24 26 21
3,2 5,4 4,2 3,0 1,1 1,1
4,4 21,3 8,5 2,1 1,8 0,8
Воздушно-сухая масса сорняков, г/м2
16,4 29,9 11,8 3,7
13,6 42 31,2 133
28 53
18 15
5,8
11 17
3,3
11
6
ё2,Ь
п7е313 г^2,4
е2,з
п7е313 п7£2,3
36,4
. 51,0
36,8
-1-1-1- -1-1-
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 см
Глубина огмирапия вертикальных корней
Условные обозначения:
Окафюн (1,0 кг/га д. в) 02,4-Д (1,5 кг/га) Л — без удобрений Б — баковая смесь с мочевиной ^ )
20
Рис. 2. Действие гербицидов на корневую систему молокана татарского в посевах яровой пшеницы при отдельном внесении и в баковой смеси, среднее за 1991-1992 г.г.
Траншейные раскопки выявили, что обработка корнеотпрысковых сорняков баковой смесью, состоящей из мочевины (И20) и гербицидов каф-пон и 2,4-Д, способствовала более глубокому отмиранию вертикальных корней многолетников (рис. 2).
Наши исследования определили, что при соблюдении агротехники возделывания яровой пшеницы в степной зоне Южного Урала, данная культура может успешно конкурировать с малолетними сорняками и можно отказаться от химической прополки. При наличии многолетних сорняков требуется использование гербицидов, особенно при внесении удобрений. При этом достаточно довести число сорных растений до уровня ниже порога вредоносности. Для этого можно применять не макси. мальные, а средние и даже минимальные нормы гербицида, что способствует снижению затрат и улучшению экологической обстановки в посевах.
2.3. Действие современных гербицидных препаратов на засоренность посевов яровой пшеницы и проса
Для выяснения возможности использования препаратов производных сульфонилмочевины на черноземных почвах изучалось действие и последействие гербицидов глин, гранстар в рекомендуемых дозировках и их баковых смесей с уменьшенной в два раза дозировкой аминной соли 2,4-Д в сочетании с удобрениями — для расширения спектра действия на сорные растения и снижения возможного токсического действия на культурные растения и окружающую среду.
Использование баковой смеси 2,4-Д с глином и гранстаром в дозировках, уменьшенных в два раза, обеспечили практически такую же чистоту посевов, что и при внесении одних гербицидов в общепринятых дозировках. Учет последействия изучаемых гербицидов и их баковых смесей выявил значительное последействие глина 10 г/га и баковой смеси 2,4-Д 1,25 л/га + глин 5 г/га (снижение засоренности 72,6-76,0% к контролю).
Существенное снижение количества и массы сорняков было отмечено при обработке посевов проса Оренбургское 9 в фазу кущения баковой смесью глин 7,5 г/га + мочевина 20 кг/га д. в. и двухкратной химической прополкой аминной солью 2,4-Д с расходом по 0,5 кг/га д. в. в фазу полных всходов и в кущение. При использовании баковой смеси глина и мочевины общее количество сорных растений в сравнении с контролем (без гербицида) уменьшилось на 76,6%, из них многолетних корнеотпрысковых — на 88,0%, общая масса сорняков к уборке снизилась на 80,6%, в том числе корнеотпрысковых — на 73,5%.
Испытание в 1994-1995 г.г. современных гербицидных препаратов трезор, топик, сатис, пума-супер комби, дезормон + гранстар определило высокую биологическую эффективность трезора, баковой смеси дезормона с гранстаром, сатиса и пума-супер комби (75-90%).
Траншейные раскопки показали, что более полная гибель корневой системы многолетних сорняков наблюдалась при внесении трезора (1,2 кг/га) и баковой смеси дезормон (0,75 л/га) + гранстар (10 г/га). Использование в баковой смеси комбинированного препарата трезор второго компонента — лограна, производного сульфонилмочевины, способствовало повышению биологической эффективности гербицида до 85-88%, что превосходит 2,4-Д. Использование гербицида пума-супер комби (1,8 л/га) в посевах яровой пшеницы позволит сэкономить производственные расходы благодаря возможности ведения одновременной борьбы за одну рабочую операцию при смешанной засоренности поля как со злаковыми, так и широколистными сорняками.
2.4. Распространение вредителей в посевах яровой пшеницы в зависимости от применяемых средств химизации
Подтверждено непосредственное действие инсектицида на заселенность растений насекомыми — хлебной полосатой блохой, шведской мухой, пшеничным трипсом, вредной черепашкой, жуком-кузькой. Биологическая эффективность минимальной нормы метафоса против трипсов составила в 1991 г. — 62-76%; средней — 71-86% и максимальной — 92-95%. В 1992 г. соответственно: 35-47%, 82-88 и 88-94%. Количество клопа-черепашки в 1991 г. уменьшилось при норме расхода препарата 0,35 л/га на 50-70%; при 0,7 л/га на 75% и при 1,05 л/га на 75-100%. В 1992 г. соответственно: 29-43%; 86 и 93-100%.
Как показывают уравнения регрессии, численность клопа-черепашки и трипсов после обработки уменьшалась при возрастающих нормах инсектицида.
Тр 91 =37,838 — 26, 5891 — 0,153п2 + 5.212Р — 0,339ш — 0,396е1;
11=0,99; ДИ=±15,9
Кл 92 =1,345 — 0,6551 + 0,075Р; 11=0,96; ДИ=+0,36,
где Тр — количество трипсов, экз/колос; Кл — количество клопа-черепашки, экз/кв. м; 91,92 — данные за 1991, 1992 г.г.; ДИ — доверительный интервал.
Отмечено отрицательное взаимодействие сочетаний азотных удобрений с инсектицидом и гербицида с инсектицидом, проявившееся в снижении численности трипсов. Сочетание факторов, при втором и третьем учете (на 7 и 14 день после обработки), позволяет на максимальном уровне азота получить достаточный эффект от инсектицида в уменьшенной дозировке.
3. Закономерности действия и взаимодействия средств химизации на продукционные процессы в посевах и урожайность сельскохозяйственных культур
3.1. Формирование продуктивности посевов различных видов яровой пшеницы при последовательном внесении средств химизации и их последействие на следующую культуру севооборота
Комплексное применение удобрений и средств защиты растений, вызывая улучшение питания, с одной стороны, и изменяя устойчивость аг-рофитоценоза к пестицидам на морфо-физиологическом уровне, оказывает существенное влияние на динамику роста и развития культурных растений, формирование продуктивного стеблестоя и, в конечном итоге, на их урожайность.
Важнейшим условием в оценке эффективности последовательного внесения средств химизации (удобрения, гербицид) является изучение реакции всего растения и отдельных его органов у различных видов яровой пшеницы на воздействие изучаемых факторов.
Результаты исследований показали, что гербицид 2,4-Д первое время после обработки снижает активность меристематических тканей. Особенно это заметно при внесении максимальной нормы 2,4-Д на неудобренном фоне. Удобрения ослабляют токсичность препарата, и к концу вегетации высота обработанных и необработанных растений выравнивается, а на удобренном фоне даже превышает необработанные.
При внесении на одном участке удобрений и гербицида в изучаемых дозировках выживаемость растений пшеницы, особенно твердой, увеличивается на 1,8-3,1%, что обеспечило более густой стеблестой пшеницы в уборку, что явилось важным фактором получения прибавки урожая.
Обработка гербицидом оказала заметное влияние на формирование фотосинтетического аппарата, особенно при высокой засоренности в благоприятные по погодным условиям годы. Удобрения помогают культурным растениям быстрее преодолеть временную депрессию, вызванную 2,4-Д, и способствуют увеличению площади и продолжительности жизни листьев.
Химическая прополка изменяла интенсивность накопления сухого вещества растениями пшеницы. Степень этих изменений зависела от погодных условий, фона минерального питания, изучаемого вида пшеницы и нормы расхода препарата. Более высокие темпы накопления сухого вещества растениями пшеницы при внесении удобрений произошли за счет интенсификации поступления в растения пшеницы элементов минерального витания в результате сокращения потребления их сорняками. По распределению корней в пахотном слое твердая пшеница находилась в более выгодном положении, чем мягкая пшеница.
Исследованиями установлено, что эффективность последовательного внесения удобрений и гербицида находилась в соответствии со степенью
засоренности посевов, погодными условиями и видовыми особенностями изучаемых пшениц.
При комплексном применении удобрений и гербицида 2,4-Д прибавка урожая зерна мягкой пшеницы составила 2,0-4,3 ц с га (10,5-22,5% к контролю), зерна твердой пшеницы дополнительно получено 1,2-3,9 ц с га (9,4-30,5%). Прибавка урожая получилась в основном за счет лучшей озер-ненности колоса и большей массы зерна в нем.
Максимальная дозировка гербицида (2,0 кг/га д.в.) вызвала снижение урожайности зерна по сравнению с оптимальной нормой (1,6 кг/га). В этом случае твердая пшеница снизила урожайность в меньшей степени, чем мягкая пшеница.
Учет последействия комплексного применения удобрений и гербицида 2,4-Д на урожайность следующей после пшеницы культуры — ячменя показал, что последействие удобрений (без гербицида) проявилось в увеличении урожайности ячменя на 0,6-0,7 ц с га. Наибольшая (достоверная) прибавка получилась от последействия максимальной нормы расхода гербицида — 2,0 ц с га. На неудобренном фоне по предшественнику мягкая пшеница дополнительно получено 1,6 ц с га (11,3% к контролю), по твердой пшенице — 2,0 ц/га (13,3%). На удобренном фоне эта прибавка составила соответственно 2,0 ц/га (13,5%) и 2,5 ц/га (15,9%). Из этого следует, что в посевах ячменя, при соблюдении всех правил агротехники, химическую прополку 2,4-Д можно не проводить, если в предшествующем году на этом поле применяли гербицид в сочетании с внесением N Р К„0 под основную обработку.
Сбор зерна в звене "мягкая пшеница — ячмень" на неудобренном фоне был максимальным при норме расхода гербицида 1,4 кг/га. В этом же звене на удобренном фоне прибавки урожая от изучаемых норм были больше, чем на фоне без удобрений, а самая высокая прибавка получилась от действия гербицида в норме 1,6 кг на га (6,6 ц с га). Максимальная продуктивность звена "твердая пшеница — ячмень" была достигнута при тех же дозировках гербицида, что и в первом звене, и составила на неудобренном фоне 27,1 ц/га (3,7 ц/га к контролю), на фоне МРК-32,4 ц с га (6,6 ц с га).
Отрицательное влияние удвоенной нормы расхода гербицида на пшеницу, особенно мягкую, не компенсируется теми прибавками, которые получаются от последействия этой дозировки.
3.2. Урожайность п структура урожая яровой пшеницы при совместном применении средств химизации
По результатам исследований в 1990-1992 г.г. получены модели зависимостей урожайности яровой пшеницы от изучаемых факторов (табл. 5).
Таблица 5
Математические зависимости урожайности яровой пшеницы от применения средств химизации
Год Уравнение Я
1990 13,148+0,623п+0,456^-0,051п -0,093пг 0,906
1991 15,712+0,27 1е+0,1161 -0,19бй1 0,650
1992 13,145+0,бЮп+2,537й-0,060п i-i),6G0g 2 0,946
Модель урожайности 1990 г. свидетельствует о непосредственном положительном влиянии азотных удобрений и гербицида и их незначительном отрицательном взаимодействии на урожай яровой пшеницы. Однако практически максимальную урожайность (15,1 ц/га) молено было получить при применении 34 кг азотных удобрений в сочетании с 2 л/га гербицида (табл. 6). Дальнейшее увеличение дозы азота не увеличивало урожайность пшеницы. Математическая обработка данных урожайности в засушливом 1991 году показала на несущественные различия этого показателя по вариантам опыта, о чем свидетельствует и довольно низкий коэффициент регрессии (11=0,65) в уравнении модели.
Таблица 6
Влияние уровня применения средств химизации на урожайность яровой пшеницы
Год 4ЭЕ Уровень применения средств химизации
отсут- мини- сред- макси- опти- сочетание
ствие мальный нии мальный мальный факторов
1990 1,2 13,2 14,5 15,0 14,4 15,1 пЗ,4К2
1992 1,9 13,2 16,0 17,1 16,2 17,1 п4,0й1,9
В опыте 1992 г. прямое действие на урожайность яровой пшеницы оказали азотные удобрения и гербицид. В условиях данного года для получения урожайности яровой пшеницы не ниже 16,0 ц/га вполне достаточно внесения азотных удобрений непосредственно перед посевом в дозе 20 кг/га и минимальной нормы гербицида. Применение некорневой подкормки в фазу кущения пшеницы в дозе 20 кг/га и средней нормы гербицида кафпон 2 л/га позволяет получить дополнительно еще 1 ц основной продукции. Следует отметить, что предлагаемые дозировки азотных удобрений даны на фоне минеральных удобрений, внесенных с осени в дозе М40Р10, а также фосфорных Р](1 — перед посевом.
Оценивая влияние действия каждого фактора средств химизации в отдельности и при их сочетании на урожайность яровой пшеницы, установле-
но, что самым существенным фактором за все годы исследований (за исключением 1991 г.) являются азотные удобрения. Причем наибольшая прибавка получена за счет предпосевного внесения азота в дозе 20 кг/га. Дальнейшее же увеличение доз азотных удобрений за счет применения некорневых подкормок либо не влияет на урожайность пшеницы, либо незначительно повышает ее. Эффективность азотного удобрения зависит от уровня засоренности сорными растениями посевов исследуемой культуры и, как следствие, от применения гербицида. Если за счет предпосевного внесения азотных удобрений в 1990 г. получена прибавка урожая порядка 1,1-1,3 ц/га, то обработка гербицидом посевов культурных растений в максимальной и минимальной норме позволяет получить еще дополнительно 0,6-0,8 ц/га.
При сильной засоренности посевов яровой пшеницы в 1992 г. эта закономерность проявляется более ярко. В данном случае при применении средних норм гербицида и дозы азотных удобрений получено дополнительно 3,6 ц/га зерна пшеницы, при отсутствии гербицида — только 0,9 ц/га. Следовательно, прирост урожайности в 1990 г. складывался из прибавки, обеспечивающейся в результате применения азотных удобрений (62%), применения гербицида (38Уо), в 1992 г. соответственно — 25% и 75%.
Инсектицид за все время исследований либо не оказывал влияния, либо незначительно влиял на урожайность зерна (1991 г.).
Прибавки урожая были получены в основном за счет лучшей сохранности растений к уборке, озерненности колоса и массы зерна с колоса.
Факторы химизации, в т.ч. и азот, не оказали достоверное влияние на продуктивную кустистость яровой пшеницы. На количество зерен в колосе непосредственное влияние оказали все компоненты блока химизации за исключением инсектицида. В первый и последний годы эксперимента азотные удобрения повышали этот показатель, но до определенного уровня, который, как показывает оптимизация данных, соответствует дозе 53 кг/га в 1990 г. и 49 кг/га — в 1992 году. При этом более эффективное влияние проявили азотные удобрения, применяемые при предпосевной культивации, менее эффективным было проведение некорневых подкормок.
Модели зависимости структуры урожая от изучаемых факторов: Количество зерен в колосе 1990 14,154 + 0,713п + 0,239й — 0,068п2 — 0,077пг; 11-0,96; ДИ=±0,7 1992 18,497+0,336и + 0,685г' — 0,034п2 — 0,163г; 11=0,93; ДИ=±0,8
Гербицид в целом также действовал положительно на количество зерен в колосе, хотя в 1990 г. выявлено его отрицательное влияние от совместного применения с азотными удобрениями.
Таким образом, блок защиты растений позволяет получить значительно большую эффективность от применяемых удобрений.
Производственная проверка результатов проведенных научных исследований на нолях акционерных обществ "Авангард", им. Свердлова Кур-манаевского района Оренбургской области показала достаточную эффективность сочетания некорневых подкормок мочевиной с внесением герои-
цида кафпон и инсектицида метафос в посевах яровой пшеницы (прибавки урожая от 2,0 до 2,6 ц с 1 га). Проведение поздней некорневой подкормки азотными удобрениями с метафосом увеличило массу 1000 зерен, повысило количество и качество сырой клейковины.
3.3. Влияние современных гербицидных препаратов на урожайность сельскохозяйственных культур при различных приемах основной обработки почвы и внесения удобрений
Приемы основной обработки черного пара, а также химические обработки парового поля гербицидами раундап и лонтрел оказали влияние на величину урожая зерновых культур, возделываемых в звене севооборота „черный пар — озимая пшеница — яровая пшеница (последействие). Контрольный вариант — отвальная обработка почвы с механическими приемами ухода за паром (табл. 7).
Таблица 7
Урожайность зерновых культур в паровом звене севооборота в зависимости от приемов основной обработки черного пара и способов ухода за ним, учхоз ОГАУ
Приемы основной Способы ухода за паром (1992-1993 г.г.) Урожайность зерна, ц/га Продуктивность 1 га севооборот-
обработки пара (1991-1992 г.г.) озимой пшеницы (19931994 г.г) яровой пшеницы (19941995 г.г) ной площади звена: пар — оз. пш.— яр. пшеница, ц
механическая
Отвальная обработка (5 культивации с борон, и 30,1 13,2 14,4
Безотвальная прикатывая.) 30,1 13,2 11,5
Отвальная химическая обработка в 2 срока раундап 31,1 13,8 15,0
Безотвальная (2+2 л/га) химическая 31,2 13,4 11,9
Отвальная обработка в 2 срока: раунап + лонтрел (2+0,3 31,8 11,9 15,6
оезотвальная
л/га); раундап 2 л/га
32,5
15,0
15,8
Оценка продуктивности парового звена севооборота: пар — озимая пшеница — яровая пшеница выявила незначительные различия изучаемых приемов основной обработки пара при механических способах ухода за ним в весенне-летний период. Химические приемы ухода за паром, особенно при использовании баковых смесей общеистребительного гербицида раундап с лонтрелом, способствуют увеличению продуктивности парового звена севооборота на 1,2-1,3 ц с га. При этом сохраняется структура почвы и не снижается ветроустойчивость поверхности парового поля.
Внесение раундапа по стерне пшеницы с последующей через 2 недели основной обработкой почвы под кукурузу различными орудиями повлияло на засоренность посевов кукурузы, что в свою очередь сказалось на урожайность зеленой массы (табл. 8).
Таблица 8
Урожайность зеленой массы кукурузы в зависимости от приемов основной обработки почвы и применения гербицида раундап в пожнивной период, ц/га (средн. 1993-1994 г.г.)
Фактор А (основная обработка Фактор В Отклонение
(применение раундапа) по фактору
почвы) без раундап, А В
гербицида 4 л/га
Отвальная, 28-30 см контроль 225 244 19
Плоскорезная, 28-30 см 188 215 -37 27
Безотвальная, 28-30 см 170 198 -55 28
Чизельная, 38-40 см 177 200 -48 23
НСР05, ц/га 6,7-9,9 4,8-7,0
Отмечено стабильное увеличение урожайности зеленой массы кукурузы от применения раундапа на безотвальных фонах обработки почвы на 19-28 ц/га, что находится в прямой зависимости от засоренности посевов многолетними корнеотпрысковыми сорняками. Так же четко прослеживается достоверное снижение урожайности кукурузы при возделывании ее на безотвальных фонах по сравнению со вспашкой (37-55 ц/га от контроля).
В опыте 1987-1989 г.г. по изучению влияния производных сульфо-нилмочевины (глин, гранстар), 2,4-Д и их баковых смесей на урожайность зерна яровой пшеницы, выращиваемой на различных фонах минерального питания, с учетом последействия на урожайность зеленой массы
кукурузы используемой в качестве тест-культуры для определения токсичности остатков хлорсульфурона, выявлено, что изучаемые препараты в баковых смесях с дозировками, уменьшенными в два раза, не уступали по своему положительному влиянию на урожайность тем вариантам, где применялись только одни гербициды в общепринятых дозировках.
Внесение удобрений при посеве пшеницы в сочетании с химической прополкой баковыми смесями 2,4-Д с глином и гранстаром (тиаметурон) обеспечили увеличение урожайности на 3,0-3,2 ц с га по сравнению с неудобренным контролем (без гербицидов). Эта прибавка была обеспечена такими элементами структуры урожая, как количество колосков, число и масса зерен с одного колоса.
Последействие глина в норме 10 г/га по препарату проявилось в снижении урожайности кукурузы на 49-58 ц с га по сравнению с контролем (без гербицида). Сочетание 2,4-Д с глином и гранстаром в половинных дозировках отрицательного последействия на рост и развитие кукурузы не оказали.
Данные учета урожайности яровой пшеницы и кукурузы (как биоиндикатора) показали, что на черноземных почвах с нейтральной реакцией почвенного раствора и при наличии в посевах многолетних сорняков производные сульфонилмочевины целесообразнее использовать в малых дозировках как компонент баковых смесей.
Изучение реакции проса на воздействие гербицида 2,4-Д, глина и их баковых смесей в сочетании с мочевиной показало, что производные сульфонилмочевины не оказывают отрицательного воздействия на растения проса. Химическая прополка способствовала увеличению урожайности зерна проса Оренбургское 9 на 1,2-3,6 ц с га. Самыми оптимальными вариантами оказались варианты с внесением 2,4-Д в половинных дозировках 0,5 кг/га д.в. в два срока (в фазу полных всходов проса и начало выхода в трубку) и баковая смесь глина (7,5 г/га д.в.) с мочевиной (Ы20).
Использование производных сульфонилмочевины в настоящее время затруднено из-за отсутствия возможности точного дозирования при очень низких нормах расхода препарата в полевых условиях. Поэтому производство таких баковых смесей целесообразно только в промышленных условиях. Таким препаратом является, например, комбинированный гербицид трезор, 60% с.п. (59,6-2,4-Д, 0,4-триасульфурон), разработанный научно-исследовательским институтом гербицидов и регуляторов роста растений (НИТИГ) совместно с фирмой Сиба.
Урожайность зерна яровой пшеницы сорта Саратовская 42, полученного под влиянием трезора и других современных гербицидных препаратов, превышала контроль (без гербицидов) на 1,1-3,1 ц/га. Самыми эффективными оказались комбинированные препараты: трезор (прибавка 3,1 ц/га), дезормон + гранстар (прибавка 2,9 ц/га), пума-супер комби (прибавка 2,1 ц/га). При использовании трезора гербицидная нагрузка на гектар, по сравнению с 2,4-Д, сокращается на 20-30%.
Производственные испытания трезора и других препаратов в посевах пшеницы в различных почвенно-климатических условиях Южного Урала (Оренбургская, Челябинская, Курганская области и юг республики Башкортостан) показали стабильное превышение гербицидного действия трезора по сравнению с 2,4-Д при наличии малолетних и многолетних сорняков в посевах зерновых культур (В.В. Каракулев, A.M. Давыдов, С.А. Камчатный, 1996).
4. Содержание, накопление и вынос макроэлементов яровой пшеницей н сорняками при последовательном и совместном внесении минеральных удобрений и пестицидов
4.1. Поступление питательных веществ в вегетирующие растения различных видов пшеницы и динамика их накопления при последовательном внесении минеральных удобрений и гербицида 2,4-Д
Показано, что первоначально (фаза трубкования) абсолютное содержание азота и фосфора в неудобренных растениях мягкой пшеницы, под влиянием изучаемых дозировок 2,4-Д, снизилось, калия — вначале возросло (норма 1,0 кг/га), в дальнейшем, по мере увеличения нормы расхода препарата, также снизилось по сравнению с контролем. На удобренном фоне содержание азота и калия увеличилось, фосфора — практически не менялось.
У твердой пшеницы, растущей на удобренном фоне, отмечалось только снижение накопления фосфора.
В дальнейшем содержание азота, фосфора и калия в вегетативной массе опытных и контрольных вариантов выравнивалось. Поступление фосфора в растения, обработанные максимальными нормами препарата, происходило медленнее, чем азота и калия. По общему выносу питательных веществ (кг/га) твердая пшеница за счет формирования меньшего урожая уступала мягкой пшенице.
4.2. Содержание и вынос макроэлементов яровой пшеницей и сорняками при совместном внесении средств химизации
Связь между средствами химизации и содержанием NPK в тканях растений пшеницы в различные фенофазы неустойчива. Не обнаружено зависимости от применяемых средств химизации на содержание в зерне пшеницы таких элементов, как фосфор и калий.
Комплекс средств химизации, включающий азотные удобрения, гербицид кафпон и инсектицид метафос, в испытанных дозах (нормах) и сочетаниях в целом существенно не влиял на качественную сторону нита-ння. Наблюдались в основном количественные различия в накоплении элементов в тканях. Средства химизации (пестициды), улучшая санитарное состояние посевов, способствовали более лучшему росту и развитию
растений, что при достаточной обеспеченности элементами минерального питания увеличивало их общее потребление.
В нашем опыте был изучен вынос основных элементов питания малолетними и многолетними сорняками при различных уровнях применения средств химизации (табл. 9).
Таблица 9
Влияние уровня применения средств химизации на вынос МРК сорняками
Уровень применения средств химизации
Годы 4ЭЕ отсутствие минимальный средний максимальный оптимальный сочетание факторов
Вынос малолетними сопляками. кг/га
Азот
1991 3,0 6,5 2,8 1,1 1,5 1,0 £2,3
1992 2,4 4,2 2,1 1,1 1,0 0,0 п7е2,4
Фосфор
1991 1,6 2,8 1,1 0,3 0,5 0,3 £2,3
1992 0,8 1,1 0,9 0,5 Калий 0,2 0,0 п5,6й3
1991 6,0 13,6 5,0 1,3 2,7 1,0 £213
1992 2,-1 1,5 2,0 л нос много 0,7 летними с Азот 0,7 орняками. 0,0 £2,5
1990 4,8 10,6 7,1 4,8 3,7 3,7 ез
1992 9,2 36,4 14,6 4,2 1,4 1,5 П7в2,3
Фосфор
1990 1,2 6,2 4,1 2,5 1,5 1,5 п7йЗ
1992 3,2 12,5 5,1 1,8 Калий 1,3 0,6 п7к2,1
1990 8,0 15,7 8,9 1,9 3,9 3,9 £3
1992 1,2 38,6 13,5 3,2 7,6 2,9 £2,2
Сочетание азотных удобрений с гербицидом вызвало снижение выноса ОТК сорняками. Математические модели, характеризующие зависимость выноса NPK сорняками от применяемых средств химизации (их сочетания), показали, что минимальный вынос макроэлементом сорняками, в том числе и многолетними, можно достичь путем уменьшения нормы расхода гербицида кафпон с 3 до 2,1 л/га при максимальном уровне азотного питания.
5. Качество основпой продукции в зависимости от применяемых средств химизации
5.1. Технологические показатели качества зерна различных видов яровой пшеницы при последовательном внесении удобрений
и гербицида 2,4-Д
В наших опытах уничтожение сорняков, при внесении оптимальной дозировки гербицида, сопровождающее созданием благоприятных условий для роста и развития растений различных видов пшеницы, дополнялось непосредственным токсическим воздействием повышенных дозировок 2,4-Д на обмен веществ в пшенице, выращенной в условиях различной обеспеченности их минеральной пищей.
Внесение гербицида в общепринятой дозировке 1,0 кг/га д.в. способствовало повышению относительного содержания белка и клейковины в зерне пшениц, полученном с изучаемых фонов минерального питания, за счет более интенсивного усвоения азота культурными растениями вследствие сокращения потребления его сорняками.
Содержание клейковины в мягкой пшенице при увеличении герби-цидной нагрузки (без удобрений) практически не изменялось (0,6-0,8% от контроля), на удобренном фоне несколько увеличилось (0,5-2,0%). В зерне твердой пшеницы, полученном без удобрений, под воздействием гербицида относительное содержание белка, по сравнению с контролем, снижалось, что связано с увеличением урожайности этого вида пшеницы под влиянием гербицида. Использование повышенных дозировок препарата отрицательного влияния на содержание белка и клейковины, по сравнению с общепринятой, не оказало.
Содержание аминокислот в белке изменялось мало. При комплексном применении удобрений и гербицида отмечалась тенденция к снижению биологической ценности белка, что обусловлено увеличением доли заменимых аминокислот (главным образом глютаминовой и пролина) в белковом комплексе зерна испытываемых видов пшеницы.
Физические показатели качества зерна: масса 1000 зерен, энергия прорастания и всхожесть семян под действием всех изучаемых дозировок гербицида по фонам питания и видам пшеницы были на уровне контроля (без гербицида).
5.2. Влияние различных уровней применения средств химизации на технологические и хлебопекарные качества зерна яровой пшеницы
При оценке качества зерна яровой пшеницы большое внимание уделяют пищевым достоинствам и технологическим свойствам.
Проведение регрессионного анализа опытных данных во все годы исследований подтвердило положительную роль азотных удобрений в
повышении содержания сырого белка и клейковины в зерне яровой пшеницы.
где Б — белок, К — клейковина, ДИ — доверительный интервал.
Как видно из моделей в первый и последний год исследований на содержание белка н зерне влияли только азотные удобрения, в 1991 г. кроме положительного их действия на этот показатель отмечено положительное влияние инсектицида. В течение 3 лет исследований гербицид кафпон на белковость зерна пшеницы не оказывал влияния. Как показывает оптимизация данных по этому показателю, максимальное содержание белка (14,88%) молено было бы достигнуть при внесении 70 кг/га азота в сочетании с инсектицидом в норме 0,7 л/га.
Максимального содержания клейковины 1 группы качества в благоприятные годы (1992 г.) — 29,3%, как показывает оптимизация данных, можно добиться при максимальных дозах и нормах средств химизации, уменьшив расход гербицида при этом до 2,6 л/га.
Возрастающие дозы азотных удобрений в подавляющем большинстве случаев способствуют увеличению общего содержания аминокислот в зерне яровой пшеницы. Лишь в опыте 1990 г. содержание таких аминокислот, как серии и глицин и в 1991 г. аланин и метионин, было максимальным на безазотном фоне. Гербицид повышал содержание гистидина в 1990 г., треонина и серина в 1991 г., глицина и метионина в 1992 г.
Биологическая ценность белка в зерне пшеницы от применяемых средств химизации существенно не изменялась.
Комплексное применение средйтв химизации не оказало значительного влияния на хлебопекарные качества муки яровой пшеницы. Исключение составляет показатель "сила муки", на который в опыте 1992 г. повлияли возрастающие дозы (нормы) азотных удобрений и инсектицида, которые на максимальном уровне их применения повысили этот показатель в 2,5 раза по сравнению с вариантом, где средства химизации отсутствовали.
Целенаправленно изменяя условия минерального питания и улучшая фитосанитарную обстановку в посевах яровой пшеницы, можно способствовать улучшению качества зерна, не только регулируя содержание белка и клейковины в зерне, но и изменяя его физико-химические свойства.
Б90=11,563 + 0,204п;
Б91=12,847 + 0,138п + 1,0971 — 0,28П2;
Б92-11,572 + 0,295п;
К90=23,851 + 0,596п — 1,886й + О.бббг2; К91=29,639 + 0,334п + 0,5451;
11=0,65; ДИ=±2,0 11=0,81; ДИ=±1,5 И—0,81; ДИ=±1,4 11=0,87; ДИ=±4,3 11=0,79; ДИ=±1,0
К92=21,679 + 0,099п2 — 0,227^ + 0,13212 + 0,172п£
11=0,98; ДИ=±2,5
6. Экологическая оценка комплексного применения средств химизации
6.1. Влияние комплексного применения средств химизации на содержание тяжелых металлов и биологическую активность почвы
Определение валового содержания ТМ в почве опытного участка показало, что применяемые средства химизации даже при максимальных дозах (нормах) либо не оказывали влияние на содержание этих химических элементов, либо совсем незначительно увеличивали по сравнению с контролем.
Оценка действия средств химизации на численность микроорганизмов при возделывании яровой пшеницы проведена в 1990-1991 г.г. с целью определения экологически неблагоприятных уровней средств химизации в опыте. В качестве микробиологических объектов были выбраны бактерии рода Аго1,оЬас1ег, а также проведен анализ на содержание общего количества микроорганизмов в почве.
Установлено, что компоненты применяемых средств химизации по-разному оказывают влияние на биологическую активность микрофлоры почвы. Гербицид и азотные удобрения практически не оказывали на нее влияние, метафос оказывал временное ингибирующее влияние при максимальной норме его применения 1,05 л/га в слое 0-10 см на бактерии рода Аго(;оЬас1ег и способствовал снижению численности общего количества микроорганизмов в первое время после обработки.
Исследования но влиянию гербицидов третьего поколения, характеризующихся очень высокой физиологической активностью (глин, гранс-тар) в посевах пшеницы были дополнены изучением их влияния в чистом виде и в смеси с 2,4-Д на почвенную микрофлору.
Полученные данные свидетельствуют о том, что внесение изучаемых гербицидов и их баковых смесей с 2,4-Д может вызвать временную перегруппировку различных микроорганизмов или временное изменение интенсивности биологических процессов, не подавляя почвенной микрофлоры.
При экологической экспертизе технологий возделывания с.-х. культур определялась микробиологическая активность почвы при внесении раундапа в паровом поле в летний период под посев озимой пшеницы и по стерне яровой пшеницы перед основной обработкой под кукурузу.
Анализ группового состава микроорганизмов перед посевом озимой пшеницы показал некоторое увеличение численности азотобактера и цел-люлозоразрушающих бактерий в "химическом" пару при почвозащитной обработке почвы стойками СибИМЭ. Замена механических обработок химическими — раундапом, раундапом в смеси с лонтрелом, отрицательного влияния на микробиологическую активность почвы не оказала.
Количественные и качественные изменения микроорганизмов в слое 0-10 см наблюдались под влиянием способов обработки почвы под кукуру-
зу. На глубине 10-20 см колебаний численности микроорганизмов через 15 дней после внесения раундапа по стерне пшеницы не отмечено.
6.2. Остаточные количества пестицидов и содержание тяжелых металлов в основной и побочной продукции пшеницы
Было интересно определить как влияет усиление обмена веществ при внесении удобрений у различных видов яровой пшеницы на детоксика-цию 2,4-Д кислоты при различной гербицидной нагрузке.
Наблюдения за динамикой остаточных количеств 2,4-Д кислоты показали уменьшение ее количества за счет увеличения массы растений, детоксикации гербицида в жизнедеятельных клетках.
Определено, что снижение концентрации 2,4-Д связано в основном с метаболизмом молекул гербицида, а не с его биологическим разбавлением (табл. 10).
Таблица 10
Значение доли биологического разбавления (%) в процессе детоксикации 2,4-Д у разных видов пшеницы
Период Время, сут. Без удобрений ЫРК
Вид развития пшеницы 2,4-Д 1,0 кг /га 2,4-Д 1,6 кг/га 2,4-Д 1,0 кг /га 2,4-Д 1,6 кг/га
мягкая пшеница всходы -трубкование 1 - 31 28,5 34,7 23,4 29,4
твердая пшеница то же 1 - 31 23,5 26,5 21,2 23,4
Доля биологического разбавления 2,4-Д не превышала в целом по опыту 35%. Усиление питания растений способствовало интенсификации обмена веществ и разрушению молекул гербицида. Зерно, полученное на вариантах с различной гербицидной нагрузкой, остаточных количеств гербицида не содержало.
Остаточные количества инсектицида метафос, гербицида кафпон в основной и побочной продукции яровой пшеницы, выращенной при различных уровнях внесения средств химизации, не обнаружены.
При определении содержания ТМ в зерне пшеницы отмечено превышение ПДК по таким элементам, как свинец, кадмий, независимо от наличия или отсутствия применения средств химизации. Содержание остальных элементов — цинка, меди, мышьяка, ртути — в зерне ниже ПДК, хотя отмечена тенденция к увеличению содержания цинка и меди при возрастании норм расхода азотных удобрений и пестицидов (инсектицида и гербицида).
6.3. Последействие гербицида и удобрений на продуктивность и химический состав следующего поколения семян различных видов пшеницы
Для более полной экологической оценки комплексного применения удобрений и гербицида, особенно в повышенных дозировках, семена твердой и мягкой пшеницы, полученные иод влиянием удобрений и гербицида, высевали на следующий год. Данные учета урожайности зерна следующего поколения семян и их математическая обработка показали, что колебания между вариантами оказались несущественными. Химический состав зерна, полученного с посева опытных семян, колебался в незначительных пределах.
7. Энергетическая оценка технологии возделывания зерновых культур (яровая и озимая пшеницы) в зависимости от уровня применения средств химизации, приемов основной обработки почвы и ухода за паром в паровом звене севооборота
Анализ затрат совокупной энергии и выхода валовой энергии с продукцией показал, что в засушливых условиях степной зоны Южного Урала эффективность внесения средств химизации, особенно удобрений, в основном зависит от степени увлажнения почвы и количества выпавших осадков.
В средние по увлажнению годы отмечено положительное взаимодействие средств химизации на биоэнергетическую эффективность технологии возделывания яровой пшеницы при их минимальном уровне применения. Средний и максимальный уровни внесения средств химизации по энергетической эффективности уступали минимальному.
В засушливых условиях степной зоны определение энергетической эффективности при внесении удобрений и гербицидов необходимо дополнять данными последействия этих факторов на выход валовой энергии с урожаем следующей культуры севооборота.
Так, применение гербицидов в паровом звене севооборота вместо разрушающих почву механических обработок позволяет снизить энергозатраты, вложенные трудовыми ресурсами, затраты на горюче-смазочные материалы, энергетические затраты на производство техники по сравнению с механическим паром. Одновременно произошло увеличение энергозатрат на пестициды во втором и третьем вариантах "химического" пара по сравнению с механически обработанным паром. По мере повышения урожайности и сбора зерна в звене севооборота на вариантах ухода за паром с помощью гербицидов и их положительным влиянием на продуктивность озимой и яровой пшеницы количество накопленной энергии возрастает (табл. 11).
Ресурсосберегающая почвозащитная технология в виде обработки почвы стойками СибИМЭ оказала положительное влияние на энергетическую эффективность возделывания изучаемых культур в звене севооборота по сравнению со вспашкой парового поля.
Таблица 11
Энергетическая эффективность звена севооборота: пар черный — озимая пшеница — яровая пшеница (на 1 га севооборотной площади)
Обработка почвы Уход за паром Накопленная энергия, МДж Затраченная энергия, МДж Энергетическая эффективность
Отвальная 1 19154 5491 3,49
обработка 2 19861 5839 3,40
(ПН-4-35) 3 20655 5906 3,50
Безотвальная 1 19287 5423 3,56
обработка 2 19729 5765 3,42
(СибИМЭ) 3 21009 5842 3,60
На отвальном фоне наиболее эффективно возделывание зерновых культур по "химическому" пару с применением раундапа в смеси с лонтрелом (энергетическая эффективность 3,50), что связано с уменьшением засоренности посевов следующих после пара культур многолетними корнеотпрыс-ковыми сорняками.
Самый высокий показатель биоэнергетической эффективности возделывания озимой и яровой пшениц в паровом звене севооборота (3,60) получен при обработке почвы под пар стойками СибИМЭ и уходом за паром с помощью гербицидов раундап и лонтрел в первый срок (2 + 0,3 л/га) и раундапом (2 л/га) по второй волне сорняков.
8. Экономическая оценка эффективности возделывания зерновых культур при различных уровнях применения средств химизации, приемов основной обработки почвы и ухода за паром
Приведенные экономические расчеты показали, что эффективность технологии возделывания яровой пшеницы при комплексном применении средств химизации в засушливых условиях степной зоны складывается за счет прибавки урожая пшеницы и получения зерна высокого качества, в частности, от количества и качества клейковины.
Подкормка азотными удобрениями яровой пшеницы в фазу начала молочной спелости зерна позволяет получить содержание клейковины в зерне более 28% и не ниже I группы качества. Поэтому в условиях степной зоны Южного Урала необходимо уделять особое внимание качеству получаемой продукции.
Как показывает оптимизация данных экономической эффективности применения средств химизации максимально чистый доход можно полу-
чить при применении одних азотных удобрений в дозе 33 кг/га (1990 г.) и сочетании максимального уровня азотных удобрений и инсектицида с гербицидом в норме 1,8 л/га (табл. 12).
Таблица 12
Влияние уровня применения средств химизации на показатели экономической эффективности возделывания яровой пшеницы (в ценах 1992 г.)
Уровни применения средств химизации
Годы 4БЕ отсутст- мини- сред- макси- опти- сочетание
вие мальный ний мальный мальный факторов
Стоимость зерна, тыс. руб./га
1990 6,04 24,13 25,49 26,85 28,55 • 28,55 п713
1991 3,19 15,66 17,38 18,14 17,50 18,18 п4,6
1992 3,05 12,31 17,19 20,92 24,77 25,80 п7д1,913
Себестоимость, руб./га
1990 68 665 693 736 815 665 п0
1991 76 796 774 795 896 745 ез
1992 100 794 714 715 817 687 В1.7
Чистый доход, тыс. руб./га
1990 2,94 5,09 6,16 6,30 4,75 6,36 п3,3
1992 3,29 1,80 5,89 8,79 11,46 12,65 n7gl,8iЗ
Окупаемость 1 руб. дополнительных затрат, руб./га
1990 4,16 0,47 2,36 2,67 0,90 5,14
1991 2,48 0,82 1,70 1,84 0,66 1,88 пЗ,4
1992 3,84 1,02 3,07 4,08 3,92 5,79 1^1,413
Рентабельность затрат, %
1990 26,8 48 55 54 37 55 п2,7
1991 44,8 133 131 127 115 133 пО
1992 27,6 20 51 72 88 99 п7&1,713
При экономической оценке технологии возделывания зерновых культур в засушливых условиях Южного Урала необходимо учитывать последействие средств химизации (удобрений, гербицидов) на экономические показатели получения продукции следующих культур севооборота, особенно если это связано с различными затратами на основную обработку почвы (табл. 13).
Таблица 13
Экономическая эффективность возделывания зерновых культур в звене севооборота: пар — озимая пшеница — яровая пшеница при различных приемах основной обработки пара и ухода за ним (в расчете на 1 га севооборот. площади)
Варианты опыта
Показатели отвальная обработка безотвальная обработка
(ПН-4-35) (СибИМЭ)
1 (к) 2 3 1 2 3
Выход продукции, ц 43,3 44,9 46,7 43,6 44,6 47,5
Производственные затраты, тыс. руб. 1049,1 1132,6 1224,6 1034,2 1115,2 1210,6
Дополнительные затраты, тыс. руб. - 83,5 175,4 - 66,1 161,5
Затраты труда, чел. час 14,61 14,17 14,51 14,37 13,94 14,34
Стоимость
продукции по ценам 3675,4 4172,2 4500,1 3598,8 4143,4 4577,5
реализации, тыс. руб.
Стоимость
дополнительной - 149,0 326,4 23,4 120,2 403,8
продукции, тыс. руб.
Чистый доход, тыс. руб. 2526,3 3039,6 3275,6 2564,6 3028,2 3366,9
Рентабельность, % 241 268 268 248 272 278
Окупаемость 1 рубля
дополнительных - 1,8 1,9 - 1,9 2,5
затрат, руб.
Примечание: 1 — "механический" пар; 2 — "химический" пар (раундап в два срока — 2+2 л/га) 3 — "химический" пар; (раундап + лонтрел 2 + 0,3 л/га, раундап — 2л/га)
В целом по паровому звену севооборота, за счет положительного последействия гербицидных препаратов на снижение засоренности посевов яровой пшеницы, окупаемость 1 рубля дополнительных затрат была выше на вариантах с химическими приемами ухода за паром, особенно на фоне почвозащитной ресурсосберегающей обработки почвы.
Расчет экономической эффективности по результатам испытания современных гербицидных препаратов показал, что в 1995 К окупаемость химической прополки посевов яровой пшеницы составила: трезор — 5,3 раза, 2,4-Д — 2,6 раза, сатис — 2,4 раза.
выводы
1. Оценка фитосанитарного состояния агроценозов в нолевых опытах показала, что основной вред сельскому хозяйству степной зоны Южного Урала наносят сорняки, особенно многолетние корнеотпрысковые и вредители. Превышение их численности выше порога экономической вредоносности ставит задачу применения гербицидов и инсектицидов.
2. В результате многолетних исследований с использованием модифицированных схем опытов, маюыатпческих методов и ЭВМ экспериментально доказана целесообразность комплексного применения удобрений и пестицидов последовательно и в баковых смесях, с оптимизацией сочетаний норм и кратности внесения средств химизации.
3. Разносторонняя и многоплановая информация но действию и взаимодействию удобрений и гербицидов позволила разработать перспективные технологии возделывания зерновых культу]), позволяющие уменьшить нормы внесения гербицидов с максимальных до средних и минимальных.
Сочетание удобрений с гербицидами, снижая количество и массу сорняков, способствует более глубокому поражению корневой системы многолетних корнеотпрыс.ковых сорняков, чю положительно сказывается на снижение засоренности следующих культур севооборота. Так, глубина от-мирашш вертикальных корней молокана татарского, при совместном внесении мочевины (И ) с гербицидом кафнон (2 л/га), увеличивается в 1,4 рази по сравнению с отдельным применением гербицида при такой же норме.
4. Комплексное использование средств химизации, в том числе современных гербнцпдних препаратов (раундап, трезор, пума-супер комби и др.) при внедрении редуцированной обработки почвы, в звеньях зернопа-ропропапишго севооборота, расширяет спектр поражаемых видов сорняков, при одновременном снижении и снятии гербнцидного прессинга на культурные растения озимой и яровой пшениц, проса, кукурузы, ячменя.
5. Сочетание почвозащитных обработок, в паровом звене севооборота, с внесением быс.троразлагающегосн гербицида раундап, его баковых смесей с лонтрелом в системе ухода за чистым паром, оказывает такое лее сороочищающее действие, как общепринятые — вспашка и приемы механического ухода за паром (культивация, боронование, прикатывание). Внедрение "химического" пара, при его обработке стойками СибИМЭ, сказывается положительно на снижении засоренности озимой и следующей за пси яровой пшеницы.
6. Внесение раундапа в пожнивной период, после уборки предшественника, влияет на уменьшение засоренности посевов кукурузы многолет ними сорняками при почвозащитных приемах основной обработки (плоскорез, стойки СибИМЭ, чизель). Вспашка, без гербицида, оказывает одинаковое влияние на засоренность кукурузы, как и сочетание раундапа с почвозащитными обработками. Обработка раундапом (4 л/га), в конце лета, не обладает длительным последействием на засоренность посевов культур
пропашного звена севооборота и требует дополнительных мероприятий по борьбе с сорняками.
7. Анализ динамики поражения посевов яровой пшеницы такими вредителями, как клоп-черепашка, трипсы, показывает, что при их численности, не превышающей уровень экономической вредоносности в два раза, можно пользоваться средними и даже минимальными нормами инсектицида (0,70-0,35 л/га), при внесении в баковой смеси с мочевиной, доведя количество вредителей до уровня, при котором они не наносят существенного ущерба производству яровой пшеницы.
8. Исследованиями установлено, что комплексное применение средств химизации оказывает существенное влияние на продукционные процессы и формирование урожая зерновых культур. Выявлена неодинаковая реакция твердой и мягкой пшеницы на ингибирующее воздействие повышенных дозировок гербицида 2,4-Д. Твердая пшеница за счет лучшего развития корневой системы, меньшей площади листьев в момент обработки, большей скорости накопления сухого вещества, оказалась более устойчивой к токсическому влиянию гербицида, чем мягкая пшеница.
9. Совместное применение средств химизации (удобрения, гербицид, инсектицид) обеспечивает получение более высокого урожая зерна пшеницы (с 13,2 до 15,0-17,1 ц/га). Установлено, что величина дополнительного урожая зерна пшеницы в результате применения комплекса средств защиты растений может составлять до 27% от общей прибавки урожая и зависит, в основном, от уровня обеспеченности растений азотом и количества сорных растений на единицу площади.
Моделирование урожайности позволило определить оптимальное сочетание средств химизации для получения максимальной прибавки зерна, что соответствует среднему уровню внесения средств химизации в годы с достаточным увлажнением и минимальному — в засушливых условиях.
10. Дробное внесение гербицидов (раундап, лонтрел), в безопасные для культурных растений сроки в паровом звене севооборота, при почвозащитной безотвальной обработке почвы, не только уменьшает засоренность посевов, сохраняет влагу и структуру почвы, ее ветроустойчивость, но и не снижает продуктивность звена севооборота по сравнению со вспашкой и разрушающими почву механическими приемами ухода за паром.
Внесение раундапа (4 л/га) по стерне пшеницы с последующими безотвальными обработками способствует увеличению урожайности зеленой массы кукурузы на 19-28 ц с 1 га. Так же четко прослеживается достоверное снижение урожайности кукурузы, при возделывании ее на безотвальных фонах, по сравнению с отвальной обработкой, на 37-55 ц с 1 га из-за неблагоприятных агрофизических свойств почвы, сложившихся для кукурузы при почвозащитных приемах основной обработки почвы.
11. Комбинированные препараты — трезор, дезормон + гранстар, пума-супер комби — способствуют увеличению урожайности зерна пшеницы на 2,2-2,9 ц с га. При использовании трезора гербицидная нагрузка на гектар, по сравнению с 2,4-ДА, сокращается на 20-30%.
Одновременное очищение посевов от однодольных и двудольных сорняков при внесении гербицида пума-супер комби сопровождается увеличением урожайности зерна пшеницы на 2,2 ц с га по сравнению с контролем (без гербицида) и 1,3 ц по сравнению с аминной солью 2,4-Д.
12. Математические модели, характеризующие зависимость выноса ЫРК сорняками от применяемых средств химизации (их сочетания), показали, что минимальный вынос макроэлементов сорняками, в том числе многолетними, можно достичь путем уменьшения нормы расхода гербицида кафпон с 3,0 до 2,4 л/га при максимальном уровне азотного питания.
Средства химизации, улучшая санитарное состояние посевов, способствуют росту и развитию растений, что при достаточной обеспеченности элементами минерального питания увеличивает общее потребление азота, фосфора и калия.
Внесение удобрений ослабляет первоначальное ингибирующее воздействие повышенных дозировок 2,4-Д на поступление минеральных элементов в пшеницу. У твердой пшеницы, под влиянием средств химизации, темпы поступления азота, фосфора и калия превышают темпы поступления этих элементов в мягкую пшеницу.
13. Исследуемый комплекс средств химизации (дробное внесение азотных удобрений в баковых смесях с гербицидом и инсектицидом), используемый в соответствии с регламентами его применения, сказывается положительно на качественной характеристике зерна. Показано, что комплекс средств химизации не ухудшает аминокислотный состав, биологическую ценность белка и хлебопекарную оценку зерна, а в ряде случаев способствует их улучшению.
Внесение минеральных удобрений в сочетании с химической обработкой препаратом 2,4-Д повышает белковость зерна изучаемых видов пшениц на 0,3-0,5%. Биологическая ценность белка при этом несколько снижается за счет увеличения доли заменимых аминокислот (в основном глу-таминовой и пролина).
Увеличение гербицидной нагрузки в посевах различных видов яровой пшеницы, возделываемых с удобрениями, не вызвали физиологическую разнокачественность полученных в опыте семян. Продуктивность следующего поколения семян, их химический состав колеблется в незначительных пределах, и по этим показателям они не отличаются от семян, полученных без обработки гербицидом.
14. Применяемые средства химизации даже при максимальных дозах (нормах) либо не оказывают влияние на содержание тяжелых металлов в почве, либо совсем незначительно увеличивают их содержание, по сравнению с контролем. Содержание ТМ в зерне яровой пшеницы, выращенном на разных уровнях сочетания удобрений и пестицидов, не превышает ПДК и зерно, по этому показателю, пригодно для питания.
15. Изучаемые средства химизации (дробное внесение азотных удобрений, их сочетание с пестицидами, баковые смеси 2,4-Д с производными
сульфонилмочевины в посевах яровой пшеницы, внесение раундапа в паровом поле и по стерне под посев кукурузы) не являются токсичными по отношению к общей численности микроорганизмов в почве. Определено, что средства химизации первоначально могут вызвать временную перегруппировку различных микроорганизмов или изменение интенсивности биологических процессов, не подавляя развития почвенной микрофлоры.
16. Содержание остаточных количеств пестицидов в растениях определяется непосредственным их влиянием на защищаемую культуру и мало зависит от других средств химизации. Установлено, что снижение концентрации гербицида 2,4-Д в растениях пшеницы, в динамике, связано, в основном, с метаболизмом молекул гербицида, а не с его биологическим разбавлением.
Результаты анализов остаточных количеств пестицидов в основной и побочной продукции пшеницы свидетельствуют об отсутствии их в конечной продукции, поэтому при соблюдении регламентов применения полученный под воздействием средств химизации урожай является экологически чистым.
17. Расчет биоэнергетической эффективности возделывания яровой пшеницы в засушливых условиях показал, что действие и взаимодействие всех изучаемых средств химизации, при их различных уровнях внесения, определяется складывающимися погодными условиями, в основном наличием влаги, позволяющимися реалйзовывать полученное преимущество в формировании урожая хорошего качества, при снятии конкуренции со стороны вредных объектов.
Ресурсосберегающая почвозащитная технология обработки почвы в паровом звене севооборота, в сочетании с дробным внесением гербицидов в период парования, способствует росту энергетической эффективности парового звена: пар — озимая пшеница — яровая пшеница, несмотря на высокие энергозатраты, связанные с внесением гербицидов.
18. Комплексное применение средств химизации в условиях степной зоны Южного Урала, обеспечивая получение стабильных умеренных прибавок, в то же время способствует существенному улучшению качества зерна, что повышает экономическую эффективность блока химизации, несмотря на диспаритет цен между промышленной и сельскохозяйственной продукцией.
Уровень рентабельности, окупаемость 1 рубля дополнительных затрат были выше там, где вносимые средства химизации проявляли положительное последействие на следующие культуры севооборота. Так, в паровом звене севооборота, за счет положительного последействия гербицид-ных препаратов на снижение засоренности посевов яровой пшеницы, окупаемость 1 рубля дополнительных затрат была выше на вариантах с химическими приемами ухода за паром, особенно на фоне почвозащитной обработки почвы.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В условиях степной зоны Южного Урала для получения уровня урожаев яровой пшеницы — 15-17 ц/га рекомендуется применять: азотные и фосфорные удобрения в дозах М40.45Р40.60 под основную обработку и Н20Р10 под предпосевную культивацию или при посеве.
Для получения высококачественной продукции необходимо внесение азотных удобрений (Мм30) в качестве некорневой подкормки в фазу начала молочной спелости зерна.
Гербициды и инсектициды применять при необходимости, когда засоренность и заселенность вредителями посевов выше экономического порога вредоносности.
В случае неблагоприятной фитосанитарной обстановки, наряду с указанными дозами азотных и фосфорных удобрений, рекомендуется применять минимальные и средние нормы пестицидов в составе баковой смеси с азотным удобрением.
2. Для расширения спектра повреждаемых видов сорняков, особенно устойчивых к 2,4-Д, в посевах яровой пшеницы, рекомендуется использовать комбинированный гербицидный препарат — трезор в норме 1,2 кг/га.
3. При внедрении почвозащитных обработок почвы в паровом звене зернопаропропашного севооборота использовать, в период парования, гербицид раундап в смеси с лонтрелом (2 + 0,3 л/га) в июне (при высоте сорняков 15 см) и раундап в норме 2,0 л/га в июле (по второй волне сорняков).
4. Вносить раундап (4 л/га) в конце лета по стерне под посев кукурузы в пропашном звене севооборота, при почвозащитных приемах обработки почвы (плоскорез, стойки СибИМЭ, чизель), только при значительном засорении многолетними корнеотпрысковыми и корневищными сорняками и выпадении осадков.
5. Рекомендовать Госхимкомиссии при Министерстве сельского хозяйства и продовольствия РФ, для более детальной разработки безопасных регламентов применения гербицидов, учитывать видовую чувствительность пшеницы к ним, с отражением этих различий в "Списке химических и биологических средств борьбы с вредителями, болезнями и сорняками...".
Список основных работ, опубликованных по теме диссертации
1. Ладонин В.Ф., Чикулаев В.П., Каракулев В.В. Влияние повышенных норм 2,4-Д на засоренность и урожай яровой пшеницы //Сб. научных трудов. — Саратов, 1978. — Вып.118. — С.110-114.
2. Каракулев В.В., Чикулаев В.П. Влияние дозанекса и гезарана на засоренность и урожай яровой пшеницы //Сб. научн. трудов. — Саратов, 1978. — Вып.118. — С.114-118.
3. Каракулев B.B. Выбор л расчет норм препарата 2,4-Д //Уральские Нины, 1979. — N 5. — С.22-23.
4. Каракулен В.В., Чшсулаев В.П. Влияние удобрений на зффектив-ность гербицида 2,4-Д в посевах яровой пшеницы /Тезисы докладов научно-производственной конференции но интенсификации сельскохозяйственного производства. — Орел, 1979. — С.51-54.
5. Каракулен В.В., Чикулаев В.П. Влияние удобрений и сортовых особенностей яровой пшеницы на динамику остаточных количеств гербицида 2,4-Д /Тезисы докладов. — Орел, 1979. — С.55-58.
G. Чикулаев В.П., Каракулен В.В. Реакция некоторых сортов ¡цютт пшеницы на повышенные дозы 2,4-Д //Химия в сельском хозяйстве, 1980. —N 4. — С.38-10.
7. Каракулев В.В. Комплексное применение гербицида 2,4-Д и минеральных удобрений в посевах различных сортов яровой пшеницы на мясных черноземах зоны Южного Урала //Автореферат дне. ... канд. с.-х. наук. — М., 1981. — 15 с.
8. Каракулев В.В. Комплексное применение минеральных удобрении и гербицида 2,4-Д //Уральские Нивы, 1981. — N 11. — С.17-19.
9. Каракулев В.В., Грызунов А.II. Прометрнн и трефлан в посевах подсолнечника //Уральские Нивы, 1982. — N G. — С.9.
10. Каракулев В.В. Эффективность комплексного применения минеральных удобрений и гербицида 2,4-Д в посевах яровой пшеницы /» Ми форм, листок ЦНТИ. — Оренбург, 1984. — N 127-84. — 2 с.
11. Рекомендации по борьбе с сорняками в Оренбургской облает:. -Оренбург, 1984. — 39 с. (Коллектив авторов).
12. Каракулев В.В. Влияние минеральных удобрений на эффективность гербицидов производных 2,4-Д в посевах яровой пшеницы и кукурузы /Тезисы докладов научно-практической конференции "Проблемы химизации в растениеводстве Оренбургской области и пути их реализации". — Оренбург, 1985. — С.28-30.
13. Интенсивные технологии возделывания зерновых культур в 0| i h-бургской области. — Челябинск: Юж.-Урал. кн. изд-во, 1987. — 1 Г2 с. (Коллектив авторов).
14. Ладонин В.Ф., Каракулев В.В., Лукин С.М. Теоретические и практические аспекты совместного применения гербицидов и удобрений //Агрохимия, 1985. — N 3. — С.81-85.
15. Каракулев В.В., Дрыгина U.M., Сафонов В.М. Воздействие на урожай кукурузы различных приемов технологии //Уральские Пины, 1987.— N 9. — С.34.
16. Дрыгина U.M., Каракулев В.В., Сафонов В.М. Влияние способов-основной обработки, удобрений и норм высева на продуктивность кукурузы //В сб.: Селекция и агротехника зерновых и зерно-бобовых культур в Среднем Поволжье. — Ульяновск, 1988. — С.73-78.
17. Справочник агронома. — Челябинск: Юж.-Урал. кн. изд-во, 1989.— 287 с. (Коллектив авторов).
18. Ладонин В.Ф., Посмитная Л.В., Лунев М.И., Каракулев В.В., Маркс Е.И. Биометрическая оценка комплексного применения гербицидов и минеральных удобрений на зерновых культурах //Вестник с.-х. науки, 1990. — N 12. — С.92-97.
19. Каракулев В.В., Долматов А.П. Применение баковых смесей средств химизации в посевах яровой пшеницы //Информ. листок ЦНТИ. — Оренбург, 1991. — N 277-91. — 4 с.
20. Ладонин В.Ф., Каракулев В.В., Долматов А.П. Эффективность баковых смесей пестицидов с азотными удобрениями //Химия в сельском хозяйстве, 1993. — N 3-4. — С.17.
21. Каракулев В.В. Действие производных сульфонилмочевины на сорные растения и микрофлору почвы в посевах яровой пшеницы на Южном Урале /Тезисы докладов Всесоюзного научного симпозиума.— Барнаул, 1991. — С.23-24.
22. Соколов Ю.В., Каракулев В.В., Кулагин В.И. Опыт научного обеспечения производства зерна //Информ. листок ЦНТИ. — Оренбург, 1993.— N 84-93. — 4 с.
23. Каракулев В.В., Пащенко П.Д. Химическая прополка и урожайность //Уральские Нивы, 1993. — N 5-6. — С.50-54.
24. Каракулев В.В. Комплексное применение средств химизации в Оренбуржье //Земледелие, 1993. — N 9. — С.13-14.
25. Проектирование севооборотов, системы обработки почвы, разработка комплексных мер борьбы с сорняками и эрозией почвы //Учебное пособие. — Оренбург, 1993. — 28 с. (Коллектив авторов).
26. Титков В.И., Ряховский A.B., Каракулев В.В. Технология возделывания проса и гречихи в условиях степной зоны Южного Урала. — Оренбург, 1994. — 92 с.
27. Каракулев В.В., Долматов А.П. Эффективность комплексного применения средств химизации на яровой пшенице в условиях черноземных почв степной зоны Южного Урала //Тезисы докладов региональной конференции ученых Урала и Поволжья. — Оренбург, 1994. — Т.2. — С.67-68.
28. Каракулев В.В., Долматов А.П. Особенности технологии выращивания яровой пшеницы при комплексном использовании средств химизации //В кн.: Наука и хлеб (Вопросы теории и практики). — Оренбург, 1995. — Вып.2. —С.107-113.
29. Каракулев В.В. Практическое руководство по технологии внесения средств химизации. — Оренбург: Изд-во аграрного унив-та, 1995. — 152 с.
30. Павлова О.Г., Каракулев В.В. Сравнительная эффективность современных гербицидных препаратов в посевах яровой пшеницы //Тезисы докладов научно-практической конференции. — Оренбург, 1995. — Часть 1. — С.43.
31. Долматов А.П., Каракулев В.В. Влияние средств химизации на биологическую активность почвы //Тезисы докладов научно-практической конференции. — Оренбург, 1995. — С.135-136.
32. Павлова О.Г., Каракулев В.В. Энергетическая эффективность возделывания зерновых культур в паровом звене севооборота при различных приемах основной обработки почвы и использовании гербицидов //Тезисы докладов региональной научно-практической конференции. — Оренбург, 1996. — С.146-148.
33. Каракулев В.В., Давыдов A.M., Камчатный С.А. Большие преимущества трезора //Земледелие, 1996. — N3 —С.38-39.
-
Каракулев, Владимир Васильевич
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Москва, 1996
-
ВАК 06.01.04
- Эффективность гербицидов в ресурсосберегающих технологиях возделывания зерновых и пропашных культур в степной зоне Оренбуржья
- Агроэкологическая оценка земель Оренбургской области и принципы формирования адаптивного земледелия
- Разработка элементов системы земледелия эродированных почв Минераловодской холмистой равнины на агроландшафтной основе
- Научные основы разработки адаптивно-ландшафтной системы земледелия в лесостепи Зауралья
- Агроэкологическая роль звеньев системы земледелия в оптимизации фитосанитарного состояния посевов сельскохозяйственных культур
