Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агротехнические приемы формирования высокопродуктивных ценозов ячменя в условиях лесостепи Поволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Агротехнические приемы формирования высокопродуктивных ценозов ячменя в условиях лесостепи Поволжья"

^ На правах рукописи

ООЬии* > • -

Ситдиков Ильяс Габбасович

АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ ЦЕНОЗОВ ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ

06.01.01 - общее земледелие

Автореферат диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

2 6 Я Н В Ш2

Йошкар-Ола - 2012

005009715

Работа выполнена на кафедре ресурсосберегающих технологий производства сельскохозяйственной продукции ФГБОУ ДПОС «Татарский институт переподготовки кадров агробизнеса» в 2007-2009 гг.

Научный доктор сельскохозяйственных наук

руководитель: Нафиков Макарим Махасимовнч

Официальные доктор сельскохозяйственных наук, профессор оппоненты: Шашкаров Леонид Геннадьевич

кандидат сельскохозяйственных наук Изместьев Владимир Михайлович

Ведущая ГНУ «Ульяновский научно-исследовательский ин-

организация: статут сельского хозяйства Россельхозакадемии»

Защита состоится « 17 » февраля 2012 г. на заседании диссертационного совета ДМ 212.116.02 в ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет» по адресу: 424002 г. Йошкар-Ола, ул. Красноармейская, 71, ауд. 320.

Факс: 8(8362) 424017, e-mail: atf @ marsu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет».

Автореферат разослан «^января 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Н.Ф. Маслова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ячмень уникальная культура, которая возделыва-ется от Заполярья до пустынь на всех континентах. По посевной площади и валовому сбору зерна в мировом земледелии уступает лишь пшенице, рису и кукурузе. В России ячмень используется в основном на корм. Его удельный вес в зернофуражном балансе достигает 70 %. В 1 ц зерна содержится 120 к. ед. и 10 кг переваримого протеина. В зерне накапливается до 12 % белка, 2,4 % жира и 5,5 % клетчатки. Зерно ячменя богато крахмалом, содержит витамины Вь Вг, С, Е и отличается лучшей сбалансированностью белка по аминокислотному составу, чем пшеница, включая незаменимые аминокислоты лизин и триптофан.

В 2010 году в Российской Федерации площадь посева ячменя составляла 9,03 млн. га. В Республике Татарстан по валовым сборам зерна он занимает второе место после пшеницы и используется в основном на корм. При возделывании ячменя производственные затраты на 15-18 % меньше, чем у пшеницы, а себестоимость центнера зерна - ниже на 25-30 %. В связи с этим увеличение производства высококачественного зерна ячменя в настоящее время является одной из важнейших задач земледелия республики. Ее решение возможно только при оптимальном сочетании приемов полевой агротехники и интегрированной защиты растений. Поэтому, разработка адаптированных элементов технологи возделывания культуры необходима для решения проблемы обеспечения животноводства кормами.

Ц.ель н задачи исследований. Цель исследований - выявление оптимальных агротехнических приемов, обеспечивающих формирование высокопродуктивных ценозов ячменя в условиях лесостепи Поволжья.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить особенности роста и развития ячменя сорта Тимерхан в условиях Закамья Татарстана;

- определить влияние приемов обработки, удобрений на физические свойства, влагообеспеченность, пищевой и водный режимы почвы;

- установить влияние изучаемых приемов нафигосанигарное состояние посевов;

- выявить влияние приемов основной обработки почвы, удобрений и средств защиты растений на урожайность и качество зерна;

- дать экономическую и энергетическую оценку возделывания ячменя в зависимости от изучаемых приемов.

Научная новизна. Впервые в условиях лесостепи Поволжья выявлены закономерности роста и развития ячменя в зависимости от обработки почвы, удобрений и средств защиты растений, проведена оценка комплексного их воздействия на урожайность и качество зерна.

Установлено, что использование поверхностной и «нулевой» обработок почвы приводит к ухудшению физических свойств почвы, увеличению засоренности посевов и пораженности растений болезнями.

Основные положения, выносимые на защиту:

- природно-климатические ресурсы Закамья Татарстана позволяют получать 4 т зерна ячменя с 1 га;

- приемы основной обработки почвы оказывают влияние на физические свойства выщелоченного чернозема, пищевой, водный режимы, засоренность посевов и фитосанитарное состояние;

- мелкие обработки без применения гербицидов увеличивают засоренность посевов и снижают эффективность удобрений. При применении гербицидов и удобрений урожайность по вспашке и безотвальной обработке одинакова.

Практическая значимость заключается в установлении комплексного влияния приемов обработки, удобрений и средств защиты растений на физические свойства почвы, пищевой, водный режимы, фитосанитарное состояние, засоренность и фотометрические параметры посевов, позволяющих повышать урожайность и качество зерна ячменя, эффективность возделываемой культуры.

Реализация результатов исследований. Разработанные приемы адаптивной технологи возделывания ячменя изложены в рекомендациях и учебном пособии, которые используются специалистами хозяйств Республики Татарстан. Основные результаты диссертации опубликованы в научных статьях, сборниках научных трудов, материалах научно-практических конференций, а также используются в учебном процессе ВУЗов агрономических специальностей.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных и Всероссийских научно-практических конференциях (Казань, 2010, 2011; Чистополь, 2010; Уфа, 2010; Йошкар-Ола, 2011), научных конференциях Татарского института переподготовки кадров агробизнеса (2010-2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 статей, в том числе 3 в изданиях рекомендованных ВАК РФ. Изданы рекомендации и учебное пособие по технологии возделывания ячменя.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 181 странице компьютерного текста, состоит из введения, трех глав, выводов и рекомендаций производству, включает 28 таблиц, 6 рисунков, 26 приложений. Список литературы состоит из 287 наименований, в том числе 17 иностранных авторов.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили в 2007-2009 гг. на опытном участке Алексеев-ского района Республики Татарстан, который расположен в Закамской зоне. По гранулометрическому составу почва опытного участка выщелоченный тяжелосуглинистый чернозем, которая является типичной для республики и занимает 29,1 % в структуре пашни.

Содержание гумуса в пахотном слое (по Тюрину) - 6,1-6,3 %, щелочно-гидролизуемого азота (по Корнфилду) - 82-85 мг/кг, подвижного фосфора -

167-170, обменного калия (по Чирикову) -172-175 мг/кг почвы, поглощенных оснований 40-40,8 мг-экв/100 г, pH сол. - 5,6-5,7, гидролитическая кислотность - 3,40-3,50.

Для решения поставленных задач был заложен трехфакторный полевой опыт по следующей схеме:

Основная обработка почвы (фактор А): 1. Отвальная вспашка на глубину 22-24 см. 2. Безотвальное рыхление на 20-22 см, 3. Поверхностная обработка на 12-14 см. 4. Нулевая обработка (прямой посев).

Удобрения (фактор Б): 1. Без удобрений (контроль), 2. Расчет на получение 4 т зерна на 1 га.

Средства защиты растений (фактор С): 1. Без средств защиты растений, 2. Химическая защита растений.

Объектом исследований был сорт ячменя Тимерхан, Норма высева 5 млн. всхожих семян на 1 га. Общая площадь делянки 180 м2, учетная - 125 м2. Повторность - трехкратная, размещение делянок - систематическое. Предшественник - однолетние травы. После уборки однолетних трав на вариантах с отвальной вспашкой поводили лущение стерни ЛДГ-15, а через две недели -вспашку плугом ПН-4-35. Весной проводили закрытие влаги, предпосевную культивацию - СП-11+2КПС-4К. Посев проводили сеялкой СЭ-3,6 за исключением «нулевого» варианта (без обработки), где посев произведен сеялкой СЗРС-2,1. Глубина посева 4-5 см. На вариантах с безотвальным рыхлением осенью почву обрабатывали КПШ-5. Поверхностную обработку проводили Б ДМ 6x4.

Инкрустацию семян во всех вариантах проводили с использованием препарата Винцит Форте из расчета 1,5 л на 1 т + ЖУСС-1 (3-4 л/т).

Для защиты от сорняков посевы обрабатывали баковой смесью (секатор Турбо - 75 г/га + Пума Супер 75 - 750 г/га), от болезней - фунгицидом Фаль-кон (0,6 л/га). Уборку ячменя осуществляли комбайном «Енисей» при полной спелости зерна.

В опытах проводили следующие наблюдения, учеты и анализы: плотность сложения почвы определяли в динамике по слоям 0-10; 10-20; 20-30 см с помощью патронов объемом 500 см3; твердость почвы - твердомером И. Ф. Голубева; влажность почвы - термостатно-весовым методом (Доспехов, Васильев, Туликов, 1987); суммарного водопотребления и коэффициента водопо-требления - по А.Н. Костякову (1970); подвижные формы фосфора и обменного калия по Чирикову; содержание гумуса - по И. В. Тюрину; интенсивность распада клетчатки - аппликационным методом по И.С. Петровой; полноту всходов - по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1989); чистоту семян - по ГОСТу 12037-81, энергию прорастания и всхожесть - по ГОСТу 12038-84, массу 1000 зерен -по ГОСТу 10842-80 (Зерновые... 1990, Семена...... 1991); листовую поверхность и листовой фотосинтетический потенциал - по методике A.A. Ничипоровича и др. (1961); видовой состава грибов, выделенных из семян, проводили по В. И. Билай (1977), А. Я. Семенову, В. И. Полтайчук (1982), К.В. Попковой (1988); засоренность

посевов - количественно-весовым методом по Б.А. Доспехову и др. (1985); распространенность и развитие болезней учитывали по А. Е. Чумакову и Т. И. Захаровой (1990); структуру урожая - методом снопового анализа; убирали урожай сплошным комбайнированием; физические и технологические показатели качества зерна определяли по ГОСТам: 13586.3, 13586.5, 10840, 30483,10842. Определение NPK в растительных образцах осуществляли методом мокрого озоления: азота - по Къельдалю, фосфора - колориметрическим методом и калия на пламенном фотометре. Статистическую обработку данных проводили дисперсионным методом по Б.А. Доспехову (1985) с использованием программ Microsoft Excel 97; корреляционно-регрессионный анализ - с помощью программы Statistika ver. 5.5. for Windows; энергетическую оценку - по «Методике энергетической оценки технологии производства продукции растениеводства» (Базаров Е. И., Глинка Е. В., 1983).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ОСНОВНАЯ ОБРАБОТКА ПОЧВЫ

Агрофизические показатели и микробиологическая активность почвы.

Плотность пахотного слоя почвы перед посевом на вариантах нулевой обработки, в зависимости от фонов питания в слое 0-10 см составляла 1,09-1,10 г/см3, в слое 10-20 см - 1,19-1,20 и в слое 20-30 см - 1,26-1,27 г/см3. Перед уборкой ее показатели составили 1,30-1,31; 1,34-1,35 и 1,38-1,40 г/см3, что превышало соответственно на 0,13-0,15; 0,11-0,13 и 0,10-0,13 г/см3 варианты с отвальной вспашкой. Несколько выше она была на вариантах поверхностных обработок. Варианты с проведением безотвального рыхления по уплотнению пахотного слоя почвы занимали среднее положение между отвальной и поверхностной обработкой.

Твердость почвы на фоне без удобрений и средств защиты растений на глубине 5 см по вспашке (в среднем за 3 года) в фазе всходов составила 5,7 кг/см", по безотвальному рыхлению - 6,4, по поверхностной обработке - 6,7 и нулевой обработке 6,9 кг/см*. На глубине 10 см эти показатели составили соответственно 8,6, 12,2, 13,4 и 13,8 кг/см2. С углублением пахотного слоя ее показатели увеличивались, а разница между вариантами обработок была более значительной. Так на глубине 25 см эти показатели составили соответственно 25,8, 27,8 29,8 и 30,4 кг/см2. К уборке общая тенденция твердости почвы по вариантам сохранилась. В засушливом 2009 г. она была выше, в увлажненном 2008 г. - ниже.

Интенсивность распада клетчатки за 30 дней в слое 0-30 см на фоне без удобрений по отвальной вспашке составила 19,4 %, по безотвальному рыхлению - 25,8, по поверхностной обработке - 26,% и «нулевой» обработке - 28,5 %.

При внесении NPK на 4,0 т/га разложение льняного полотна по отвальной вспашке составило 21,0 %, по безотвальному рыхлению - 28,2 и 30,1 %, по поверхностной обработке - 28,8 и «нулевой» обработке - 32,8 %. С увеличением экспозиции до 60 дней, разложение льняной ткани на этих вариантах возрастало соответственно на контроле без удобрений до 34,5; 47,8; 50,8 и 54,5 % , на удобренных фонах - до 38,1 %; 51,5; 51,7 и 59,2 %.

Пищевой режим почвы. Содержание щелочо-гидролизуемого азота на фоне, рассчитанном на 4 т зерна с 1 га по отвальной обработке в слое 0-15 см перед посевом ячменя в 2007 г. составило 92 мг/кг, по безотвальному рыхлению - 106, по поверхностной обработке - 110, и нулевой обработки 115 мг/кг, подвижного фосфора соответственно 196, 185,140 и 192 мг, обменного калия -195, 221,230 и 241 мг/кг почвы.

При поверхностной и «нулевой» обработках наблюдалась дифференциация верхней и нижней частей пахотного слоя по плодородию в пользу верхней, что могло вызвать ухудшение питания растений при недостатке продуктивной влаги в почве или из-за просыхания этого слоя при длительных перерывах между осадками. Тогда как, при вспашке распределение внесенных удобрений в почве происходит более равномерно.

Водный режим почвы. В 2007 г. запас продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом был отличным (170-178 мм), в 2008 г. - хорошим и в 2009 г. - удовлетворительным (136-162 мм).

На фоне без удобрений по отвальной вспашке водопотребление у ячменя в 2007 г. составило 107,9 мм/т, 2008 г. - 112,0, 2009 г. - 109,6 мм/т, тогда как по безотвальному рыхлению эти показатели составили 120,1, 131,0 и 126,8 мм/т, по поверхностной обработке соответственно - 140,0, 137,4 и 148,4 мм/т. При прямом посеве (нулевая обработка) коэффициент водопотребления по годам составил соответственно 175,5 мм, 177,2 и 157, 5 мм/т.

Внесение расчетных норм минеральных удобрений и применение средств защиты растений снижало общее потребление продуктивной влаги на формирование единицы урожая по всем вариантам обработки почвы (рис. 1).

Засоренность посевов. Наиболее высокая засоренность была в варианте «нулевой» обработки, где гербициды не применялись. На данном варианте в фазе всходов на 1 м2насчитывалось 101 шт. сорняков (рис. 2).

Уменьшение интенсивности воздействия и глубины основной обработки почвы, увеличивало общую засоренность посевов к уборке в 2,9-3,7 раза по сравнению с контрольным вариантом.

Обработка посевов ячменя в фазу кущения баковой смесью (Секатор Турбо + Пума Супер 75) гербицидов снижала засоренность посевов, однако закономерность осталась таже. Наименьшая засоренность посевов ячменя была при вспашке и безотвальном рыхлении с использованием гербицида.

Без удобрений Расчет на 4 т

Без средств хим. защиты Хим. защита Без средств хим. защиты Хим. защита

гн«7 г.

64,1

200,0 150.0 100,0 50.0 0,0

175,2

«Вспашка «Бечотвальнаяобработка * Поверхностная обработка я Нулевая обработка

2Ш I.

«Вспашка £ Безотвальная обработка Поверхностная обработка & Ну левая обработка

21109 I. ____

Рис. 1- Коэффициент водопотребления ячменя в зависимости от приемов обработки почвы, удобрений и средств защиты растений, мм/т

Всходы

Без удобрений Расчет на 4 т

Без средств хим. защиты Хим. защита Без средств хим. защиты Хим. защита

100

80

60

40

20

а Вспашка ■ Безотвальная обработка а Поверхностная обработка а Нулевая обработка

Уборка

Без удобрений Расчет на 4 т

Без средств хим защиты Хим защита Без средств хим за- Хим защита

щиты

Рис. 2 - Засоренность посевов ячменя, шт./м2 (средняя за 2007-2009 гг.)

Пораженность болезнями. В зависимости от обработки почвы распространение корневой гнили к фазе кущения варьировало от 12,2 до 16,1 %, развитие болезни - 5,7-8,2 %. К цветению распространение болезни на этом фоне достигло 27,1-31,4, а развитие - 6,6-8,4 %, к фазе восковой спелости пораженность растений ячменя составляла соответственно 34,1-38,1 и 7,1-9,4 %.

Наибольшее поражение растений ячменя корневыми гнилями (распространение - 38,1, развитие - 9,4 %) происходило при «нулевой» обработке почвы в вариантах без применения средств защиты растений и удобрений.

Низкая пораженность растений корневыми гнилями была при вспашке на расчетном фоне в фазе выхода в трубку, где использовался фунгицид Фалькон (1,5 кг/га). Распространение болезни в данном варианте в фазе кущения составило 6,2 %, а развитие - 1,9 %. К уборке эти показатели составили соответственно 27, 4 и 2,7 %.

Рост и развитие растении. Продолжительность вегетационного периода в благоприятном 2008 г. на контроле без удобрений составила 84 дня, на фоне с удобрениями - 88 дней. Самым коротким он был в более засушливом 2009 г. - соответственно 74 и 77 дней. В 2007 г. на варианте без удобрений растений вегиетировали 82, а на удобренных фонах - 84 дня. При внесении удобрений вегетация растений увеличивалась на 2-4 дня.

Фотометрические параметры посевов. Накопление сухой биомассы, продуктивность 1 тыс. ед. ЛФП и коэффициент использования ФАР наибольшими были на фоне без удобрений при отвальной вспашке и безотвальном рыхлении при применении средств защиты растений, составив соответственно 60 кг/га; 2,42 кг зерна и 1,13 %, и 54 кг/га, 2,47 кг зерна и 1,04 % (табл. 1).

При внесении на 4,0 т/га на аналогичных вариантах эти показатели по вспашке были соответственно 107 кг/га; 2,07 кг зерна и 3,08 %, а при безотвальном рыхлении -105 кг/га; 3,06 кг зерна и 2,05 %.

Самые низкие показатели фотосинтетической деятельности посевов ячменя получены при «нулевой» обработке почвы на фоне без удобрений, где средства защиты не применяли и составили соответственно 37 кг/га; 1,97 кг зерна и 0,7 %, что ниже по сравнению с аналогичным вариантом вспашки на 18 кг/га; 0,49 кг зерна и 0,35 %.

Урожайность и качество зерна ячменя. В среднем за три года, наибольшая (3,45 т/га) урожайность зерна при внесении расчетных норм удобрений получена в вариантах без применения средств защиты растений по вспашке. Несколько ниже (3,17 т/га) ее показатели по безотвальной обработке (табл. 2).

Факторы Продуктивность 1 тыс. ед. ЛФП, кг Среднесуточное накопление сухой биомассы, кг/га Использование ФАР, %

А (обработка почвы) Б (удобрения) С (средства защиты)

Вспашка Контроль без средств хим. защиты 2,46 55 1,05

хим. защита 2,42 60 1,13

Расчет на 4 т без средств хим. защиты 2,81 87 1,69

хим. защита 3,08 107 2,07

Безотвальная обработка Контроль без средств хим. защиты 2,39 50 0,94

хим. зашита 2.47 54 1,04

Расчет на 4 т без средств хим. защиты 2,84 80 1,55

хим. защита 3,06 105 2,05

Поверхностная обработка Контроль без средств хим. защиты 2,21 44 0,83

хим. защита 2,42 54 1,02

Расчет на 4 т без средств хим. защиты 2,71 73 1,42

хим. защита 3,05 102 1,98

Без основной Обработки Контроль без средств хим. защиты 1,97 37 0,70

хим. защита 2,32 48 0,92

Расчет на 4 т без средств хим. защиты 2,58 66 1,29

хим. защита 2,93 93 1,81

Таблица 2 - Урожайность ячменя в зависимости от приемов обработки почвы, удобрений и средств защиты

растений, т/га

Факторы Годы Средняя за 3 года Прибавка, кг/га

А(обработка почвы) Б (удобрения) С (средства защиты) 2007 2008 2009 от средств защиты от удобрений от приема обработки

Вспашка Контроль без средств хим. за-

2,32 2,44 1,78 2,18 _ _ -

хим. защита 2,50 2,65 1,94 2,36 180 -

Расчет на 4 т без средств хим. за- 3,65 3,72 2,98 3,45 1270 -

хим. защита 4,40 4,43 3,71 4,18 730 1820 -

Безотвальная обработка Контроль без средств хим. за- 2,10 2,20 1,55 1,95 -230

хим. защита 2,33 2,44 1,77 2,18 230 -180

Расчет на 4т без средств хим. за- 3,34 3,46 2,71 3,17 1120 -280

хим. защита 4,29 4,46 3,61 4,12 950 1940 -60

Поверхностная обработка Контроль без средств хим. за- 1,82 2,01 1,33 1,72 -460

хим. защита 2,31 2,37 1,71 2,13 410 -230

Расчет на 4 т без средств хим. за- 3,11 3,20 2,39 2,90 1180 -550

хим. защита 4,18 4,28 3,45 3,97 1070 1840 -210

Без основной обработки Контроль без средств хим. за- 1,46 1,57 1,26 1,43 -750

хим. защита 1,91 2,04 1,75 1,90 470 -460

Расчет на 4 т без средств хим. за- 2,65 2,80 2,35 2,60 1170 -850

хим. защита 3,60 3,81 3,45 3,62 1020 1720 -560

НСР05 Фактор А Фактор Б Фактор С 0,51 0,36 0,31 0,44 0,31 0,29 0,50 0,34 0,33

Значительно снизилась урожайность в аналогичном варианте при поверхностной и «нулевой» обработках почвы и составила 2,90 и 2,60 т/га (снижение по сравнению со вспашкой составило 550 и 850 кг/га).

При применении средств защиты растений она была одинаковой как при вспашке, так и безотвальном рыхлении и составила на фоне, рассчитанном на 4 т зерна с 1 га соответственно 4,18 и 4,12 т/га.

Самая низкая (1,43 т/га) урожайность зерна получена на фоне без удобрений при «нулевой» обработке почвы без применения средств защиты растений. Применение полного комплекса защиты растений на этом варианте повысило урожайность на 0,47 т/га, а по сравнению с аналогичным вариантом отвальной вспашки снижение составило 0,46 т/га. Если при вспашке на не удобренном фоне содержание белка в зерне составило 13,3 %, то при внесении удобрений оно возросло до 13,8 %, или на 0,5 %. На вариантах, где применялись средства защиты растений содержание белка на удобренном фоне возрастало на 0,1-0,2 %.

Наибольший (5183 кг/га) сбор кормовых единиц и валовое содержание белка с 1 га (577 кг/га) получены при отвальной вспашке при внесении расчетных норм минеральных удобрений и химических средств защиты растений. Несколько ниже (5109 кг/га и 560 кг/га) показатели качества зерна получены при безотвальном рыхлении.

Самыми низкими (1773 кг/га и 179 кг/га) они были при «нулевой» обработке почвы в варианте, где не вносились ни минеральные удобрения, ни средства защиты растений.

Экономическая и энергетическая эффективность возделывания ячменя. Наибольший чистый доход и уровень рентабельности получены при безотвальном рыхлении на расчетном фоне, где применяли средства защиты растений и составили соответственно 6437 руб./га и 70,0 %. Несколько ниже (6078,0 руб./га и 62,0 %) получены показатели при вспашке.

Самый низкий чистый доход и уровень рентабельности получены при «нулевой» обработке почвы на фоне без удобрений - соответственно 729, 0 руб./га и 11,2 %. При «нулевой» обработке почвы при внесении удобрений на 4 т зерна с 1 га в варианте, где использовались средства защиты растений чистый доход составлял 5265,0 руб./га, а уровень рентабельности 62,0 %, в тоже время на аналогичном варианте, где они не применялись эти показатели составили соответственно 2709,0 руб./га и 37,7 %. Наибольший (3,1 и 3,0) коэффициент энергетической эффективности получен при безотвальном рыхлении и вспашке на расчетном фоне питания, где применяли средства защиты растений. Самый низким (2,1) он был при «нулевой» обработке почвы на фоне без удобрений.

выводы

1. Нулевая обработка способствовала уплотнению пахотного слоя почвы. Превышение уплотнения по сравнению с отвальной вспашкой в зависимости от фона составило 0,10-0,15 г/см3. Показатели уплотнения почвы в вариантах с безотвальным рыхлением были средними между отвальной и поверхностной обработкой.

2. При внесении минеральных удобрений и использовании полного средств защиты растений, как при вспашке, так и безотвальной обработки в среднем за три года накапливалось влаги 56,1 и 57,5 мм/т. Коэффициент водо-потребления (170,0 мм/т) значительно возрастает при нулевой обработке почвы без применения средств химической защиты растений. При их использовании на контроле он снизился до 126,7 мм/т (или на 26,5 %).

3. Поверхностная и нулевая обработки вызывают дифференциацию верхней и нижней частей пахотного слоя по плодородию в пользу верхней, что ухудшает питание растений при недостатке продуктивной влаги в почве или при просыхании этого слоя при длительных перерывах между осадками. При вспашке распределение удобрений в почве происходит более равномерно.

4. Самая высокая (101 шт./м2) засоренность наблюдалась в варианте с нулевой обработкой, где гербициды не применяли.

Уменьшение интенсивности воздействия и глубины основной обработки почвы в 2,9-3,7 раза увеличивало общую засоренность посевов к уборке по сравнению с контрольным вариантом.

Обработка посевов ячменя в фазу кущения баковой смесью гербицидов (Секатор Турбо + Пума Супер 75) снижала засоренность посевов. Наилучший уровень контроля сорного компонента агроценозов достигался при возделывании ячменя в вариантах вспашка + гербицид и безотвальное рыхление + гербицид.

5. На вариантах без удобрений и применения средств защиты растений полевая всхожесть по вспашке и безотвальному рыхлению в среднем за три года повышалась на 5-13 шт./м2, на фоне удобрений - на 11-17 шт./м по сравнению с нулевой обработкой.

Наибольшая (80,6 и 81,0 %) полевая всхожесть была при безотвальном рыхлении и вспашке на расчетном фоне в вариантах с химической защитой.

6. Максимальное накопление сухой биомассы, продуктивность 1 тыс. ед. ЛФП и коэффициент использования ФАР были на фоне без удобрений при отвальной вспашке и применении средств защиты растений - соответственно 60 кг/га; 2,42 кг зерна и 1,13 % и при безотвальном рыхлении - 54 кг/га, 2,47 кг зерна и 1,04 %.

При внесении №К на 4,0 т/га на аналогичных вариантах эти показатели составили по вспашке соответственно 107 кг/га; 2,07 кг зерна и 3,08 %, а при безотвальном рыхлении - 105 кг/га; 3,06 кг зерна и 2,05 %.

Самые низкие фотосинтетические показатели посевов ячменя били при нулевой обработке почвы без удобрений и средств защиты - соответственно

37 кг/га; 1,97 кг зерна и 0,7 %, что меньше по сравнению с аналогичным вариантом вспашки на 18 кг/га; 0,49 кг зерна и 0,35 % соответственно.

7. Наибольшая (3,45 т/га) урожайность ячменя при внесении расчетных норм удобрений получена по вспашке без применения средств защиты растений. Несколько ниже (3,17 т/га) урожайность по безотвальной обработке.

Поверхностная и «нулевая» обработки почвы снижали урожайность зерна соответственно на 550 и 850 кг/га. При применении средств защиты растений при вспашке и безотвальном рыхлении на фоне, рассчитанном на 4 т зерна с 1 га она составила соответственно 4,18 и 4,12 т/га.

Самая низкая (1,43 т/га) урожайность зерна получена на не удобренном фоне при нулевой обработке почвы без применения средств защиты растений. При применении полного комплекса защиты растений на данном варианте урожайность повышалась на 0,47 т/га, а по сравнению с аналогичным вариантом отвальной вспашки - на 0,46 т/га.

8. При внесении удобрений содержание белка в зерне на удобренном фоне возросло до 13,8 %, или на 0,5 % по сравнению с контролем. На вариантах с применением средств защиты растений содержание белка на удобренном фоне увеличивалось на 0,1-0,2 %.

Наибольший (5183 кг/га) сбор кормовых единиц и валовое содержание белка (577 кг/га) получены при отвальной вспашке, внесении минеральных удобрений и химических средств защиты растений. Несколько ниже (5109 кг/га и 560 кг/га) эти показатели при безотвальном рыхлении.

Самыми низкими (1773 кг/га и 179 кг/га) они были при нулевой обработке почвы в варианте, где не вносили минеральных удобрений и средств защиты растений.

9. Высокое содержание (азота - 2,21 %, фосфора - 0,85 и калия - 0,64 %) в зерне было при отвальной вспашке при внесении минеральных удобрений и химических средств защиты растений. Несколько ниже - 2,18 %, 0,84 и 0,63 % показатели качества зерна получены при безотвальном рыхлении.

Значительно ниже (2,0 %, 0,82 и 0,57 %) они были при нулевой обработке почвы на вариантах, где не вносили ни минеральные удобрения и средства защиты растений.

10. Наибольший чистый доход и уровень рентабельности получены при безотвальном рыхлении с внесением расчетных доз удобрений и средств защиты растений - соответственно 6437 руб./га и 70,0 %. Несколько ниже (6078,0 руб./га и 62,0 %) эти показатели при вспашке.

Самый низкий чистый доход и уровень рентабельности получены при нулевой обработке почвы на фоне без удобрений - соответственно 729 руб./га и 11,2 %. При внесении удобрений в варианте, где использовались средства защиты растений при нулевой обработке почвы чистый доход составлял 5265,0 руб./га, а уровень рентабельности 62,0 %. На аналогичном варианте, где не использовались эти показатели - соответственно 2709,0 руб./га и 37,7 %. Максимальный (3,1 и 3,0) коэффициент энергетической эффективности полу-

чен при безотвальном рыхлении и вспашке на расчетном фоне питания, где применяли средства защиты растений. Самым низким (2,1) он был при нулевой обработке почвы на фоне без удобрений.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На засоренных полях, при превышении экономического порога вредоносности предпочтение следует отдавать отвальной вспашке.

2. При применении полного пакета защиты растений отвальную вспашку можно заменять безотвальным рыхлением.

Список

работ соискателя, опубликованных по теме диссертации

Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ

1. Нафиков М.М. Урожайность и питательная ценность ячменя в зависимости от агротехнических приемов / М.М. Нафиков, И.Г. Ситдиков, В.Н. Фомин // Кормопроизводство. - № 9. - 2011. - С. 6-8.

2. Ситдиков И. Г. Влияние приемов основной обработки почвы, удобрений и средств защиты растений на продуктивность ячменя / И.Г. Ситдиков, В.Н. Фомин, М.М. Нафиков // Достижения науки и техники АПК. - № 8. -2011.-С. 36-39.

3. Фомин В.Н. Влияние агротехнических приемов на урожайность и качество зерна ячменя / В.Н. Фомин, И.Г. Ситдиков, М.М. Нафиков // Современные проблемы науки и образования. - № 3. - 2011, ссылка http//www.science-education.ru-4697.

Научные статьи, опубликованные в иных изданиях:

4. Фомин В.Н. Влияние основной обработки почв, удобрений и средств защиты растений на урожайность и качество зерна ячменя / В.Н. Фомин, М.М. Нафиков, A.A. Нуруллин, И.Г. Ситдиков, А. А. Замайдинов // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы международной научно-практической конференции. - Йошкар-Ола. - 2011. - Вып. XIII. - С. 24-26.

5. Фомин В.Н. Влияние агротехнических приемов на урожайность и качество зерна ячменя / В.Н. Фомин, A.A. Замайдинов, И.Г. Ситдиков, A.A. Нуруллин, М.М. Нафиков // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы международной научно-практической конференции. - Йошкар-Ола. - 2011. - Вып. XIII. - С. 26-28.

6. Ситдиков И.Г. Влияние агротехнических приемов на урожай и качество ячменя / И.Г. Ситдиков, В.Н. Фомин, М.М. Нафиков / Системы высокоурожайного земледелия и биотехнологии как основа инновационной модерни-

зации АПК в условиях климатических изменений. Материалы международной научно-практической конференции. - Уфа. - 2010. - С. 255-259.

7. Фомин В.Н. Влияние некорневой подкормки на урожайность ярового ячменя / В.Н. Фомин, Р.Н. Ахметгараев, И.Г. Ситдиков // Актуальные проблемы и пути решения инновационного развития агропромышленного комплекса. - Вып. 6. - Казань. - 2011. - С. 173-176.

8. Фомин В.Н. Современное состояние земледелия, проблемы и пути их решения / В.Н. Фомин, И.У. Вальников, М.М. Нафиков, И.Г. Ситдиков // Актуальные проблемы и пути решения инновационного развития агропромышленного комплекса. - Вып. 6. - Казань. - 2011. - С. 176-183.

9. Фомин В.Н. Эффективность применения пестицидов, биофунгицидов и стимуляторов роста при различных системах удобрений / В.Н. Фомин, И.Г. Ситдиков, И.П.Таланов // Актуальные проблемы и пути решения инновационного развития агропромышленного комплекса. - Вып. 6. -Казань. - 2011. - С. 193-200.

10. Ситдиков И.Г. Продуктивность ячменя в зависимости от приемов основной обработки почвы, удобрений и средств защиты растений / И.Г. Ситдиков, С.И. Спичков, В.Н. Фомин // Актуальные проблемы и пути решения инновационного развития агропромышленного комплекса. - Вып. 6. - Казань. -2011.-С. 290-294.

11. Фомин В.Н. Возделывание ярового ячменя в Республике Татарстан: рекомендации / В.Н. Фомин, М.М. Нафиков, И.Г. Ситдиков. - Казань.: ИГМА -пресс, 2010.-36 с.

Заказ № 64. Подписано в печать ! 1.01.2012. Тираж 100. Усл. печ.л. 0,99. Бумага офсетная. Отпечатано с оригинал-макета предоставленного автором.

Отпечатано в ООО «СТРИЬГ» 424002, Россия, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, ул. Кремлёвская, 31

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Ситдиков, Ильяс Габбасович

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Особенности роста и развития.

1.2. Основная обработка почвы.

1.3. Удобрения.

1.4. Защита растений.

2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Природно-климатические условия.

2.2. Метеорологические условия в годы проведения исследований

2.3. Характеристика почвы опытного участка.

2.4. Схема опыта и технология возделывания ячменя.

2.5. Объекты исследований и методика наблюдений учетов и анализов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3. ОСНОВНАЯ ОБРАБОТКА ПОЧВЫ

3.1. Агрофизические показатели и микробиологическая активность пахотного слоя почвы

3.2. Водный режим почвы.

3.3. Динамика элементов питания.

3.4. Засоренность посевов.

3.5. Пораженность растений ячменя корневыми гнилями.

3.6 Рост и развитие растений

3.7. Фотометрические параметры посевов.

3.8. Урожайность, структура урожая и качество зерна ячменя в зависимости от обработки почвы, удобрений и средств защиты растений.

3.9. Химический состав растений и вынос элементов питания

3.10. Экономическая и энергетическая эффективность возделывания ячменя

ВЫВОДЫ.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Агротехнические приемы формирования высокопродуктивных ценозов ячменя в условиях лесостепи Поволжья"

Актуальность темы. Ячмень уникальная культура, которая возделы-вается от Заполярья до пустынь на всех континентах. По посевной площади и валовому сбору зерна в мировом земледелии уступает лишь пшенице, рису и кукурузе. В России ячмень используется в основном на корм. Его удельный вес в зернофуражном балансе достигает 70 %. В 1 ц зерна содержится 120 к. ед. и 10 кг переваримого протеина. В зерне накапливается до 12 % белка, 2,4 % жира и 5,5 % клетчатки. Зерно ячменя богато крахмалом, содержит витамины Вь В2, С, Е и отличается лучшей сбалансированностью белка по аминокислотному составу, чем пшеница, включая незаменимые аминокислоты лизин и триптофан.

В 2010 году в Российской Федерации площадь посева ячменя составляла 9,03 млн. га. В Республике Татарстан по валовым сборам зерна он занимает второе место после пшеницы и используется в основном на корм. При возделывании ячменя производственные затраты на 15-18 % меньше, чем у пшеницы, а себестоимость центнера зерна - ниже на 25-30 %. В связи с этим увеличение производства высококачественного зерна ячменя в настоящее время является одной из важнейших задач земледелия республики. Ее решение возможно только при оптимальном сочетании приемов полевой агротехники и интегрированной защиты растений. Поэтому, разработка адаптированных элементов технологи возделывания культуры необходима для решения проблемы обеспечения животноводства кормами.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - выявление оптимальных агротехнических приемов, обеспечивающих формирование высокопродуктивных ценозов ячменя в условиях лесостепи Поволжья.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить особенности роста и развития ячменя сорта Тимерхан в условиях Закамья Татарстана;

- определить влияние приемов обработки, удобрений на физические свойства, влагообеспеченность, пищевой и водный режимы почвы;

- установить влияние изучаемых приемов на фигосанитарное состояние посевов;

- выявить влияние приемов основной обработки почвы, удобрений и средств защиты растений на урожайность и качество зерна;

- дать экономическую и энергетическую оценку возделывания ячменя в зависимости от изучаемых приемов.

Научная новизна. Впервые в условиях лесостепи Поволжья выявлены закономерности роста и развития ячменя в зависимости от обработки почвы, удобрений и средств защиты растений, проведена оценка комплексного их воздействия на урожайность и качество зерна.

Установлено, что использование поверхностной и «нулевой» обработок почвы приводит к ухудшению физических свойств почвы, увеличению засоренности посевов и пораженности растений болезнями.

Основные положения, выносимые на защиту:

- природно-климатические ресурсы Закамья Татарстана позволяют получать 4 т зерна ячменя с 1 га;

- приемы основной обработки почвы оказывают влияние на физические свойства выщелоченного чернозема, пищевой, водный режимы, засоренность посевов и фитосанитарное состояние;

- мелкие обработки без применения гербицидов увеличивают засоренность посевов и снижают эффективность удобрений. При применении гербицидов и удобрений урожайность по вспашке и безотвальной обработке одинакова.

Практическая значимость заключается в установлении комплексного влияния приемов обработки, удобрений и средств защиты растений на физические свойства почвы, пищевой, водный режимы, фитосанитарное состояние, засоренность и фотометрические параметры посевов, позволяющих повышать урожайность и качество зерна ячменя, эффективность возделываемой культуры.

Реализация результатов исследований. Разработанные приемы адаптивной технологи возделывания ячменя изложены в рекомендациях и учебном пособии, которые используются специалистами хозяйств Республики Татарстан. Основные результаты диссертации опубликованы в научных статьях, сборниках научных трудов, материалах научно-практических конференций, а также используются в учебном процессе ВУЗов агрономических специальностей.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных и Всероссийских научно-практических конференциях (Казань, 2010, 2011; Чистополь, 2010; Уфа, 2010; Йошкар-Ола, 2011), научных конференциях Татарского института переподготовки кадров агробизнеса (2010-2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 статей, в том числе 3 в изданиях рекомендованных ВАК РФ. Изданы рекомендации и учебное пособие по технологии возделывания ячменя.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 181 странице компьютерного текста, состоит из введения, трех глав, выводов и рекомендаций производству, включает 28 таблиц, 6 рисунков, 26 приложений. Список литературы состоит из 287 наименований, в том числе 17 иностранных авторов.