Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность No-till при выращивании яровой пшеницы с использованием куриного помёта, биопрепарата "Тамир" и аммиачной селитры в Оренбургском Предуралье

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Эффективность No-till при выращивании яровой пшеницы с использованием куриного помёта, биопрепарата "Тамир" и аммиачной селитры в Оренбургском Предуралье"

На правах рукописи

БАКАЕВА Юлия Николаевна

ЭФФЕКТИВНОСТЬ Ж)-ТПХ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КУРИНОГО ПОМЁТА, БИОПРЕПАРАТА «ТАМИР» И АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ В ОРЕНБУРГСКОМ ПРЕДУРАЛЬЕ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

21 ОКТ 2015

Оренбург - 2015

005563491

005563491

Работа выполнена на кафедре земледелия, почвоведения и агрохимии федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Оренбургский государственный аграрный университет»

Научный руководитель: БАКИРОВ ФАРИТ ГАЛИУЛЛИЕВИЧ

доктор сельскохозяйственных наук, доцент, профессор кафедры земледелия, почвоведения и агрохимии ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ

Официальные оппоненты: ДЕНИСОВ КОНСТАНТИН ЕВГЕНЬЕВИЧ

доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры земледелия, мелиорации и агрохимии ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова»

ТИХОНОВ НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры общего земледелия и землеустройства ФГБОУ ВО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Ведущая организация: ФГБНУ «Оренбургский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства»

Защита диссертации состоится «/сР» KjOSi^LSL- 2015 г. в на

заседании диссертационного совета Д 220.003.01 i/ри ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ по адресу: 450001, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34. Тел./факс (347) 228-08-98, E-mail: bgau@ufanet.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ и на официальном сайте Министерства образования и науки Российской Федерации http://vak.ed. gov.ru.

Автореферат разослан «6~■> Р/С*т2015 г. и размещён на официальных сайтах: Министерства образования и науки Российской Федерации vak.ed.gov.ru и ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ www.bsau.ru.

Отзывы на автореферат просим направлять в двух экземплярах с печатью организации и заверенными подписями по адресу: 450001, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. 50-летия Октября. 34, ученому секретарю диссертационного совета Д 220.003.01 Гайфуллину P.P. Факс: (347) 228-08-98, E-mail: gayfullin@bk.ru

Ученый секретарь диссертационного совета доктор сельскохозяйственных наук, доцент

Р.Р. Гайфуллин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. По данным экспертов FAO, в 1999 году прямой посев (No-till) во всем мире применялся на площади 45 млн га. В 2003 году этот показатель составлял 72 млн га, в 2009 - 106 млн га, 2014 году - более 145 млн га (Фридрих Т., Дершн Р., 2010; Шурыгин A.B., 2012). Столь быструю экспансию прямого посева в мире специалисты объясняют экономическими преимуществами перед традиционными технологиями обработки почвы и способностью его восстанавливать почву.

Использование соломы и побочной продукции полевых культур в качестве источника углерода и органической мульчи при прямом посеве, способствует повышению эффективности использования водных ресурсов, увеличению урожайности полевых культур (Двуреченский В.И., 2006; Бек Д., 2010; Кроветто К.Л., 2010).

В то же время под влиянием разлагающихся органических веществ (аллелопатия) снижается полевая всхожесть культур и происходит значительная задержка роста растений в ранние фазы (Кроветто К.Л., 2010) и, как следствие, падение урожайности (Мишустин E.H., 1972; Галиакперов А., Немцев С., 2005). Особенно сильно аллелопатия проявляется в повторных посевах культур. В Оренбургском Предуралье в севооборотах часто зерновые размещаются по зерновым, например, яровая пшеница мягкая по яровой твёрдой или мягкой, а также по озимой пшенице. Поэтому вопросы, связанные с уменьшением аллелопатии, в области очень актуальны.

Предлагаемые способы снижения негативного действия органических остатков предусматривают обработку почвы с перемешиванием и заделкой их на 6-10 см (Тулин A.C., Саламашенко B.C., 1976). Но при этом значительно уменьшаются все преимущества, которые обеспечивает соломенная мульча. Кроме того, при сухой осени солома, заделанная в почву, начинает активно разлагаться весной, во время посева ранних яровых, и также оказывает депрессирующее действие на культуру (Ф.Г. Бакиров, 2008). Отсюда, требуется способ устранения аллелопатического влияния соломенной мульчи на культуру с" сохранением её на поверхности почвы. Таким способом может быть обработка соломы, оставленной на поверхности почвы в качестве мульчи, куриным помётом и (или) биопрепаратом «Тамир». Такие исследования не проводились.

В связи с этим изучение вопросов снижения негативного действия соломенной мульчи в повторных посевах зерновых культур является актуальным для современных систем земледелия.

Целью исследования было определение эффективности No-till при применении куриного помёта, биопрепарата «Тамир», аммиачной селитры для уменьшения алеллопатического действия соломенной мульчи и непродуктивного использования водных ресурсов в богарном земледелии, а также в повышении урожайности повторных посевов яровой пшеницы на чернозёмах южных Оренбургского Предуралья.

Задачи исследования:

■ определить влияние соломенной мульчи в No-till технологии на плотность чернозёма южного, засорённость посевов, полевую всхожесть, сохранность, выживаемость, урожайность и качество зерна яровой пшеницы в повторных посевах;

■ выявить роль соломенной мульчи в аккумулировании осадков и повышении эффективности использования почвенных запасов влаги и осадков вегетационного периода повторными посевами яровой пшеницы;

■ установить влияние куриного помёта, биопрепарата «Тамир» и аммиачной селитры при их осеннем применении на токсичность соломенной мульчи, полевую всхожесть, сохранность, выживаемость и урожайность яровой пшеницы;

■ дать оценку экономической и энергетической эффективности применения куриного помёта, биопрепарата «Тамир» и аммиачной селитры по соломенной мульче при выращивании яровой пшеницы по технологии No-till.

Научная новизна. Впервые куриный помёт и биопрепарат «Тамир» были применены для обработки соломенной мульчи без заделки в почву, и установлена высокая эффективность этих приёмов в уменьшении аллелопатического влияния разлагающихся органических остатков на культуру в повторных посевах яровой пшеницы, выращиваемой по технологии No-till в условиях Оренбургского Предуралья.

Установлено, что соломенная мульча при обработке её куриным помётом способствует разуплотнению верхних слоёв почвы, повышает эффективность использования ресурсов влаги в растениеводстве, уменьшает количество сорняков в посевах культуры.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные в ходе исследования сведения позволяют расширить и углубить теоретические основы в области No-till технологии выращивания полевых культур.

Результаты исследований могут быть использованы при разработке ресурсосберегающих технологий выращивания зерновых культур в хозяйствах области, учебном процессе в высших учебных заведениях.

Результаты исследований прошли производственную проверку, нашли широкое применение на территории ООО «Мужичья Павловка» и СПК колхоз «Урал» Оренбургского района Оренбургской области. Экономический эффект составил 167719 и 263360 рублей, уровень рентабельности 75 и 69% соответственно.

Методология и методы исследований. Методология диссертационного исследования основывалась на концептуальных системах знаний и общепринятых специальных методах проведения наблюдений и учётов в земледелии и растениеводстве.

Положения, выносимые на защиту

❖ Соломенная мульча на 6 % повышает полевую всхожесть, на 3,5 % -сохранность и на 8 % - выживаемость яровой пшеницы, но выделяет вещества, которые оказывают ингибирующее действие на проростки и молодые растения яровой пшеницы.

❖ Под действием соломенной мульчи дополнительно аккумулируется 39 мм осадков холодного периода и происходит разуплотнение верхних слоёв почвы, в 1,2 раза повышается эффективность использования ресурсов влаги, уменьшается засорённость посевов малолетними двудольными сорняками.

❖ Куриный помёт уменьшает аллелопатию соломенной мульчи, усиливает её «укрывные» свойства, в результате существенно уменьшаются потери влаги, усиливаются процессы саморазрыхления почвы и на 12,4 % повышается полевая всхожесть, на 10 % - выживаемость и на 43,2 % - урожайность яровой пшеницы. Биопрепарат «Тамир» уменьшает токсичность соломенной мульчи, но в меньшей степени, чем куриный помёт, и на 23,4 % повышает урожайность зерна по отношению к варианту стерня + мульча.

❖ Выращивание яровой пшеницы по технологии No-till с использованием куриного помёта для уменьшения алеллопатического действия соломенной мульчи экономически и энергетически эффективно.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность полученных результатов подтверждается использованием методов корреляционного и дисперсионного анализов.

Основные положения работы докладывались на региональных конференциях учёных Урала и Поволжья (VI научно-практическая конференция «Студенты и аспиранты в науке - 2012», г. Оренбург; «Актуальные проблемы аграрной науки и пути их решения», г. Кинель, 2015 г.), а также расширенных заседаниях кафедры земледелия, почвоведения и агрохимии. По теме диссертации опубликовано шесть научных статей, в том числе три в рецензируемых журналах ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций производству, а также списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 116 страницах компьютерного текста, содержит 21 таблицу в тексте и 48 в приложениях, 10 рисунков. Список литературы включает 202 источника, из них 12 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В первой главе диссертации проводится обзор научной литературы о влиянии способов основной обработки почвы на использование ресурсов влаги, засорённость посевов, плотность почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. Делается вывод о том, что по аккумулированию осадков холодного периода года «нулевая» обработка не уступает другим способам обработки, включая вспашку, но превосходит их по восстановлению плодородия почвы, а также о том, что при «нулевой» обработке возникают проблемы: уплотнение почвы, усиление засорённости посевов. Освещены вопросы аллелопатии и известных способов уменьшения её негативного действия на культуру, которая особенно сильно проявляется в повторных посевах. Раскрыты недостатки этих способов, обосновывается необходимость настоящих исследований.

2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 2011-2013 годах, на территории учебно-опытного поля Оренбургского ГАУ. Почва - чернозём южный среднемощный карбонатный тяжелосуглинистый, с содержанием гумуса .4,1 %, легкогид-ролизуемого азота - 8,4 мг, подвижного фосфора (Р2О5) - 3,25 мг, обменного калия (К20) - 27 мг и обменного кальция (СаО) - 39,0 мг на 100 г почвы. Высокая карбонатность (15,3-23,2%) обусловливает щелочную реакцию почвы с pH 7,6-8,0.

Погодные условия вегетационного периода в годы исследований отличались неустойчивостью, высокими температурами в периоды кущения, цветения и завязывания семян, неравномерным выпадением осадков, что характерно для Оренбургского Предуралья. Три года исследований были абсолютно разными: 2011 год - среднеувлажненным, с ГТК вегетационного периода -0,50, 2012 год - сухим, с ГТК - 0,40. Гидротермический коэффициент 2013 года за май - август равен 1,0, но год был засушливым, так как на величину ГТК повлияли осадки, выпавшие уже после созревания яровой пшеницы. Опыт проводился в четырёх повторениях на делянках площадью 48 м2 (12x4 м) рандомизированным методом и включал 7 вариантов.

Схема полевого опыта: 1. Контроль (без стерни и мульчи); 2. Стерня + мульча; 3. Куриный помёт (без стерни и мульчи); 4. Стерня + мульча + куриный помёт; 5. Стерня + мульча + «Тамир»; 6. Стерня + мульча + аммиачная селитра; 7. Стерня + мульча + куриный помёт + «Тамир». Исследуемая культура была размещена второй культурой в паровом звене севооборота (чистый пар - яровая пшеница - яровая пшеница). На пару в качестве основной обработки почвы применялось мелкое рыхление культиватором Smaragd 9 фирмы Lemken, а уход за паром включал 3-кратную культивацию культиватором ОПО-4,25 на глубину не более 6 см, и обработку гербицидом Ураган-форте после первой культивации. Фоном в полевом эксперименте служило поле без осенней обработки почвы. На всём опытном участке при уборке измельчалась и разбрасывалась солома предшественника, яровой пшеницы. С делянок контрольного и третьего вариантов (куриный помёт, без стерни и мульчи) стерня и солома были удалены. Стерня срезалась на уровне поверхности почвы, а не выдёргивалась с корнем, для того чтобы не нарушать целостность поверхностного слоя. Куриный помёт, биопрепарат «Тамир» и аммиачная селитра вносились сразу после уборки предшественника, с нормами 2 т/га, 4 л/га и 60 кг/га соответственно. Нормы исследуемых препаратов были приняты исходя из общепринятых рекомендаций. Норма высева семян яровой пшеницы сорта Юго-восточная 2 на всех вариантах опыта была одинаковой — 4,5 млн штук всхожих семян на 1 га, и соответствовала рекомендуемой в центральной зоне Оренбургской области. Прямой посев яровой пшеницы осуществлялся сеялкой DMC Primera 6001 немецкой фирмы AMAZONEN-WERKE. Эта сеялка удовлетворяла главному требованию — сохранению всей органической массы (стерни и мульчи из соломы) на поверхности почвы.

Для уничтожения сорняков за 2 дня до посева яровой пшеницы опытный участок обрабатывался гербицидом Ураган-форте нормой 3 Л/га.

В опыте проводились следующие наблюдения и учёты:

1. Оценка метеорологических условий (количество осадков и среднесуточные температуры) в год исследований проводилась с использованием данных Оренбургской АГМС.

2. Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом (Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов A.M., 1987). Пробы почвы отбирались почвенным буром послойно через каждые 10 см на глубину до 1 м в трёхкратном повторении на 1 и 3 повторности каждого варианта опыта перед посевом и перед уборкой яровой пшеницы.

3. Плотность сложения - по методу С.И. Долгова методом режущих колец (цилиндров) по горизонтали через каждые 5 см одновременно с влажностью почвы (Модина С.А., Долгов С.И., 1966.

4. Засорённость посевов определялась количественно-весовым методом по методике ТСХА (Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов A.M., 1987). Численность сорняков подсчитывали на 4 площадках по 0,25 м с 1 и 4 повторностей каждого варианта. Сорняки взвешивали в воздушно-сухом состоянии.

5. Учёт урожая осуществляли комбайном «Сампо-500», данные урожайности приводились к 100 % чистоте и стандартной влажности.

6. Математическая обработка данных урожайности проводилась методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985).

7. Расчет экономической эффективности возделывания зерновых культур проводился с помощью ПЭВМ на основе технологических карт по нормативам и расценкам в сопоставимых ценах.

7. Энергетическая оценка технологий возделывания проведена по методическим указаниям РАСХН и других научных учреждений (Захаренко A.B., 1994; Алабушев A.B., 1997; Лухменев В.П. и др., 1998).

8. Качество зерна яровой пшеницы определяли по ГОСТР 54478-2011 «Методы определения количества и качества клейковины в пшенице».

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевая всхожесть яровой пшеницы

Соломенная мульча повышает полевую всхожесть, сохранность и выживаемость яровой пшеницы (рисунок 1), но выделяет аллелопатические вещества и оказывает ингибирующее действие на проростки и молодые растения яровой пшеницы. Это явление подтверждается тем, что на вариантах с соломенной мульчей всходы пшеницы имеют бледно-зелёный или даже желтоватый (хлорозный) цвет. Куриный помёт и, несколько меньшее, биопрепарат «Тамир» оказывают положительное влияние на сохранность и выживаемость растений яровой пшеницы за счёт уменьшения негативного действия мульчи.

□ Полевая всхожесть Э Сохранность растений ■ Выживаемость растений

Рисунок 1 - Полевая всхожесть, сохранность и выживаемость растений по вариантам опыта, %

Засорённость посевов яровой пшеницы

Повышение засорённости является одной из причин отказа производителей растениеводческой продукции от применения технологии No-till (без осенней обработки почвы и прямой посев).

В поле сорняки в основном были представлены зимующими видами — яруткой полевой (Thlaspi arvense), пастушьей сумкой (Capsella bursa), мелколепестником канадским (Erigeron Canadensis), редко встречались ромашка непахучая (Matricaria perforata Merat) и дескурения Софии (Descurainia Sophia), хариспора нежная (Chorispora tenella), из двулетников очень редко -козлобородник (Tragopogon). Многолетники были представлены вьюнком полевым (Convolvulus arvensis) и осотом полевым (Sonshus arvensis). Необходимо отметить, что мелколепестник канадский ранее в посевах учебно-опытного поля Оренбургского ГАУ не встречался, а в настоящее время наблюдается его быстрое распространение, причём во многих районах Оренбургской области. Вероятно, основной фактор, способствующий этому, - отказ от вспашки.

Соломенная мульча является действенным способом снижения засорённости полей, за счёт уменьшения количества малолетних двудольных сорняков (рисунок 2).

о

Контроль Стерня + Куриный помёт Стерня + мульча мульча +

куриный помёт

Ш малолетних двудольных □ малолетних однодольных

Рисунок 2 - Количество однодольных и двудольных малолетних сорняков в

посевах яровой пшеницы перед обработкой гербицидом Ураган Форте

Сорняки, обладающие способностью быстро отрастать весной, к моменту посева (I декада мая) достигают высоты 15-23 см и тем самым впоследствии затрудняют получение всходов и приносят значительный вред культуре, поэтому уничтожать их необходимо на более ранних фазах их роста и развития, т.е. рано весной.

Водопотребление яровой пшеницы

Соломенная мульча способствует дополнительному аккумулированию 39 мм влаги по отношению к варианту без стерни и мульчи (контроль). Внесение двух тонн куриного помёта по фону стерни с мульчей «усиливает» мощность мульчирующего слоя и «добавляет» в почву ещё 15 мм влаги. В то же время внесение такого же количества куриного помёта по не покрытому стернёй и мульчей фону не обеспечило дополнительного накопления влаги.

Огромное влияние на водопотребление яровой пшеницы оказывали погодные условия года. Повышенные температуры и недостаток влаги, особенно в критические фазы культуры, усиливали суммарное водопотребление посевов и снижали эффективность использования растениями влаги.

Сильно менялись коэффициенты водопотребления яровой пшеницы под влиянием изучаемых приёмов (рисунок 3).

200

150

100

50

0

Рисунок 3 - Коэффициент водопотребления яровой пшеницы, мм/т

Самые высокие значения коэффициентов водопотребления в среднем за три года были получены на вариантах без мульчи, а самые низкие - на участках, где поверхность почвы была защищена стернёй, соломенной мульчей и, дополнительно, куриным помётом. Однако объяснить повышение эффективности использования воды в указанных случаях только действием стерни, мульчи и куриного помёта нельзя, поскольку на втором варианте, где почву защищают стерня и мульча, без куриного помёта, коэффициент водопотребления снизился не столь значительно, как в пятом варианте. Так же, как и поверхностное внесение куриного помёта не дало результата в экономии воды. Следовательно, куриный помёт в качестве мульчи оказывает слабое действие на сбережение влаги, а основное положительное влияние навоза заключается в снижении аллелопатического действия соломенной мульчи, что косвенно подтверждается исчезновением у молодых растений хлорозного цвета. Так же, как и при применении биопрепарата «Тамир» в пятом варианте. Обработка мульчи осенью аммиачной селитрой слабо повлияла на водопотребление яровой пшеницы, следовательно, азотное удобрение не «снимает» аллелопатического действия соломы на яровую пшеницу.

Влияние мульчи из соломы и куриного помёта на плотность чернозёма южного

Причиной отказа производителей растениеводческой продукции от технологии No-till часто является повышение плотности почвы в сравнении со вспашкой и глубоким рыхлением. На это указывают учёные России, занимавшиеся изучением изменения плотности почвы под влиянием различных

.Л

0

Л

Ж

способов обработки почвы (Казаков Г.И., 1997; Мингалев С.К., 2004; Кислов A.B., Бакиров Ф.Г., Федюнин С.А., 2004; Азизов З.М., 2006; Акулова Т.В., 2012; Яковлев В.Х. и Непейвода В.П., 2006; Казанцев С.И., 2013; Рзаева В.В. и Федоткин В .А., 2013) и др. Однако целый ряд исследователей указывают на способность почвы саморазрыхляться (Кроветто K.JL, 2010; Коряковский A.B., 2011; Пантюхов A.M., 2012).

Наши исследования показали, что под влиянием стерни и соломенной мульчи происходит разуплотнение пахотного горизонта, прежде всего за счёт уменьшения объёмной массы верхних слоёв почвы 0-5 см и 5-10 см на 0,04 г/см .

Внесение 2 т/га куриного помёта по мульче усилило процессы разуплотнения почвы. Так, в сравнении с контролем, в верхних слоях плотность почвы уменьшилась на . 0,08 г/см3. Это объясняется утолщением и уплотнением органической мульчи из соломы за счёт заполнения мелкими частицами пустого пространства между соломинами пшеницы, что значительно повышает «укрывные» свойства органической мульчи и существенно уменьшает испарение влаги из почвы. Уменьшение потерь воды способствует увлажнению верхних слоёв почвы и активизации процессов её разуплотнения.

При этом плотность отдельных слоёв почвы на контроле и варианте с куриным помётом без стерни и мульчи даже весной выходит за пределы оптимальных значений для зерновых культур (1,30 г/см3). Тогда как на вариантах с мульчей и мульчи с куриным помётом плотность почвы остаётся в пределах допустимых значений.

Изменение биологической урожайности яровой мягкой пшеницы и её элементов под действием условий выращивания

Исследования показали, что с уменьшением числа продуктивных стеблей значения коэффициента продуктивного кущения, хотя и незначительно, но увеличиваются. Это происходит из-за «срабатывания» у растений компенсаторных свойств, суть которых заключается в том, что из-за последовательного образования продуктивных органов низкие показатели одного из компонентов урожайности в определённой степени компенсируются более интенсивным развитием других.

Наибольшее количество продуктивных стеблей было на вариантах с применением куриного помёта, биопрепарата «Тамир», их совместного использования по фону с мульчированием поверхности почвы соломой, во втором варианте (С+М) количество продуктивных стеблей было ниже на 32, 35 и 38 шт./м соответственно, это является подтверждением того, что происходит снижение аллелопатического действия соломенной мульчи за счёт влияния изучаемых приёмов. Применение же аммиачной селитры увеличило количество продуктивных стеблей всего на 9 шт./м2 (таблица 1).

Таблица 1 - Изменение биологической урожайности яровой мягкой пшеницы под влиянием изучаемых вариантов, в среднем за 2011-2013 гг.

Вариант Число продуктивных стеблей, шт./м2 Коэффициент продуктивного кущения Число зёрен в колосе, шт. Масса 1000 зерен, г Биологическая урожайность зерна, ц/га

Контроль (без стерни и мульчи) 295 1,17 11 32,5 10,5

Стерня + мульча 323 1,13 11 32,7 11,6

Куриный помёт (без стерни и мульчи) 316 1,20 10 32,6 10,3

Стерня + мульча + куриный помёт 355 1,07 12 34,9 14,9

Стерня + мульча + «Тамир» 358 1,12 12 32,0 13,7

Стерня + мульча + аммиачная селитра 332 1,10 10 34,1 11,3

Варьирование значений элементов продуктивности привело к изменению биологической урожайности зерна яровой пшеницы. Самой низкой биологическая урожайность была в контрольном и 3-м вариантах, где отсутствовала стерня и мульча на поверхности поля, — 10,5 и 10,3 ц/га. Мульчирование увеличило показатель биологической урожайности на 1,1 и 1,3 ц/га соответственно. Дополнение стерни и мульчи куриным помётом, биопрепаратом «Тамир» и их сочетание увеличило урожайность на 28, 18 и 29 % соответственно, в сравнении со вторым вариантом.

Урожайность яровой мягкой пшеницы в зависимости от агротехники её выращивания и погодных условий года

Дисперсионный анализ данных урожайности показал, что наименьшая существенная разница (НСР) в 2011, 2012 и 2013 годах составила 1,9, 1,6 и 1,4 соответственно. Эти значения, а также низкие значения относительной ошибки опыта (4,3 % в 2011 году, 6,3 % - в 2012 году и 7,4 % - в 2013 году) свидетельствуют о точности проведенных исследований.

При мульчировании поверхности почвы соломой урожай яровой пшеницы в 2011 году повысился на 1,6 и 2,1 ц/га в сравнении с вариантами без мульчи, т.е. проявилось положительное действие соломенной мульчи на урожайность зерна (таблица 2). В то же время в условиях 2011 года самую высокую урожайность обеспечил седьмой вариант (стерня + мульча + куриный помёт + «Тамир») -

18,3 ц/га. Такая же урожайность (разница математически не доказана) была получена на четвёртом (стерня + мульча + куриный помёт) и пятом вариантах (стерня + мульча + «Тамир») - 17,3 и 17,8 ц/га соответственно. Это является подтверждением того, что соломенная мульча оказывает аллелопатическое действие на растения яровой пшеницы, а куриный помёт и препарат «Тамир» значительно снижают негативное влияние соломы.

Внесение куриного помёта на поле без стерни и мульчи не повлияло на урожайность. Это говорит о том, что куриный помёт не действует на урожай ни в качестве удобрения, поскольку находится на поверхности почвы практически всегда в сухом состоянии, ни в качестве мульчи, так как 2 т/га помёта недостаточно для создания хорошего мульчирующего слоя, способного защитить почву от потерь влаги на испарение.

С такой же закономерностью изменялась урожайность зерна яровой пшеницы по вариантам опыта в 2012 и 2013 гг. В итоге в среднем за три года лучшим по урожайности был четвёртый вариант, где по стерне и мульче был внесён куриный помёт.

Таблица 2 - Урожайность яровой пшеницы в опыте по годам исследований, ц/га

Вариант 2011г. 2012 г. 2013 г. Средняя

Контроль (без стерни и мульчи) 12,0 6,6 5,6 8,1

Стерня + мульча 13,6 8,4 5,7 9,2

Куриный помёт (без стерни и мульчи) П,5 6,8 5,6 8,0

Стерня + мульча + куриный помёт 17,3 13,1 7,8 12,7

Стерня + мульча + «Тамир» 17,8 8,2 7,2 11,1

Стерня + мульча + аммиачная селитра 15,0 8,2 5,9 9,7

Стерня + мульча + куриный помёт + «Тамир» 18,3 10,0 6,7 11,7

НСР05, ц/га 1,96 1,60 1,40

И основными факторами, повысившими урожайность на этом варианте, являются соломенная мульча, сыгравшая положительную роль в накоплении и удержании влаги в почве, и куриный помёт, под влиянием которого значительно уменьшилось аллелопатическое действие разлагающейся соломы и улучшились её «укрывные» свойства, что особенно важно для зон с низкой урожайностью.

Влияние куриного помёта, препарата «Тамир» и аммиачной селитры на содержание клейковины и качество зерна яровой пшеницы

Из данных таблицы 3 видно, что с уменьшением урожайности яровой пшеницы повышается содержание сырой клейковины в зерне и его стекловидность. В то же время изменения показателей качества зерна не прямо пропорциональны изменениям урожайности. Так, например, урожайность зерна в 2012 году уменьшилась в 1,7 раза по отношению к урожайности в 2011 году, а стекловидность не увеличилась, содержание белка же повысилось всего на 0,1 абсолютных процента, тогда как в 2013 году урожайность снизилась в 1,4 раза по отношению к 2012 году, а стекловидность и содержания белка увеличились на 11,2 и 4,1 % соответственно.

Таблица 3 - Зависимость качества зерна яровой пшеницы от условия года и урожайности

Год исследований Средние значения по опыту

урожайность, ц/га стекловидность, % сырая клейковина, %

2011 15,1 72,6 26,6

2012 8,8 65,4 26,7

2013 6,4 76,6 30,8

Кроме погоды на качество зерна оказывают существенное влияние и применяемые приёмы (таблица 4). Внесение куриного помёта осенью по мульче и стерне снимает аллелопатическое влияние органических, остатков и способствует повышению качества зерна яровой пшеницы.

Таблица 4 - Основные оценочные показатели качества зерна яровой пшеницы (в среднем за 2011-2013 гг.)

Вариант Стекловидность зерна, % Сырая клейковина, %

Контроль (без стерни и мульчи) 65,7 25,2

Стерня + мульча 65,7 26,6

Куриный помёт (без стерни и мульчи) 69,7 25,3

Стерня + мульча + куриный помёт 77,4 29,8

Стерня + мульча + «Тамир» 74,0 29,2

Стерня + мульча + аммиачная селитра 69,7 29,4

Стерня + мульча + куриный помёт + «Тамир» 78,5 30,9

Согласно ГОСТ Р 54478-2011, деформация хорошей клейковины, измеренная на приборе ИДК, должна находиться в пределах от 43 до 77 единиц. Чем меньше значение ИДК, тем крепче клейковина. Если ИДК клейковины ниже 18 или выше 102, то качество клейковины считается неудовлетворительным. Из. муки с такой клейковиной нормальный хлеб испечь не удастся. Как видно из данных, приведённых в таблице 5, значения ИДК контрольного, второго и третьего вариантов составил 34; 41 и 38 единиц прибора, т.е. клейковина в этих случаях крепкая. В остальных вариантах клейковина характеризуется как хорошая.

Таблица 5 - Изменение качественных показателей зерна под действием изучаемых вариантов

Вариант идк Группа качества клейковины Класс зерна

Контроль (без стерни и мульчи) 34 II

Стерня + мульча 41 II III

Куриный помёт (без стерни и мульчи) 38 П III

Стерня + мульча + куриный помёт 55 I

Стерня + мульча + «Тамир» 50 I II

Стерня + мульча + аммиачная селитра 49 I

Стерня + мульча + куриный помёт + «Тамир» 53 I II

Следовательно, внесение куриного помёта осенью по мульче и стерне снимает аллелопатическое влияние органических остатков, способствует повышению качества зерна яровой пшеницы.

4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫРАЩИВАНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

Ввиду отсутствия основной обработки почвы в технологиях выращивания яровой пшеницы на всех вариантах опыта наибольший удельный вес в суммарных затратах приходится на семена. При этом наблюдаются заметные колебания этого показателя по вариантам опыта. Наименьшее значение удельного веса затрат на семена (18,8 %) приходится на седьмой вариант, что объясняется увеличением затрат на внесение куриного помёта и расходами на применение биопрепарата «Тамир». По этой причине на данном варианте отмечено наибольшее значение удельного веса по статье затрат на ядохимикаты.

Другой статьёй с большим удельным весом является статья ядохимикаты. При этом наибольшего значения она достигает на вариантах, где применялся

биопрепарат «Тамир», это пятый вариант — 30,4 % и седьмой - 26,9 %, а наименьшего (19,5 %) - на третьем варианте. По другим элементам и статьям затрат колебания удельного веса в опыте незначительны.

Затраты труда на производство 1 ц основной продукции изменялись по вариантам опыта в соответствии с урожайностью и затратами труда на внесение куриного помёта, аммиачной селитры и биопрепарата «Тамир», а также с вывозом соломы с поля. Поэтому самыми высокими (0,34 чел./час и 0,38 чел./час) они были на этих вариантах, где солома отчуждалась, а урожайность зерна яровой пшеницы была самой низкой (8,1 и 8,0 ц/га).

Внесение куриного помёта, биопрепарата «Тамир» и аммиачной селитры приводило к дополнительным затратам энергии. При этом на внесение куриного помёта тратилось 1680 МДж/га, аммиачной селитры - 1736 МДж/га, биопрепарата «Тамир» - 867 МДж/га. Следовательно, внесение куриного помёта не влечёт за собой больших энергетических затрат.

В итоге, по результатам одновременно экономической и энергетической оценок, наиболее эффективным оказалось применение куриного помёта по соломенной мульче. На этом варианте прибыль от реализации основной продукции в расчёте на 1 ц составил 279 руб., на 1 га — 3542,8 руб., уровень рентабельности - 75,2 %, что на 194,3 руб., на 2856,4 руб., на 60,2 % соответственно больше, чем в контроле. Коэффициент энергетической эффективности в этом варианте составил 1,63 против 1,26 в контроле.

ВЫВОДЫ

1. Соломенная мульча повышает полевую всхожесть, сохранность и выживаемость яровой пшеницы, но выделяет вещества, оказывающие ингибирующее действие на проростки и молодые растения яровой пшеницы. Это подтверждается тем, что на вариантах с соломенной мульчей всходы пшеницы имеют бледно зелёный или даже желтоватый (хлорозный) цвет. Куриный помёт и, несколько меньше, биопрепарат «Тамир» уменьшают аллелопатию и оказывают положительное влияние на сохранность и выживаемость растений яровой пшеницы.

2. Зимующие и многолетние сорняки, обладающие способностью быстро отрастать весной, к моменту посева (I декада мая) получают мощное развитие, достигая в высоту 15—23 см и сильно иссушая почву, затрудняют получение всходов, что в конечном итоге негативно сказывается на урожайности культуры. Поэтому уничтожать их необходимо в более ранние фазы, при высоте растений не более 5-6 см. Соломенная мульча является действенным способом снижения засорённости полей за счёт уменьшения численности малолетних двудольных сорняков.

3. Соломенная мульча толщиной 1,5—2,0 см позволяет к моменту посева яровой пшеницы накопить и сохранить в метровом слое почвы на 39 мм влаги больше, чем на вариантах без мульчи. 2 тонны куриного помёта «усиливают» мощность и «укрывные» свойства соломенной мульчи и «добавляют» в почву ещё 15 мм влаги.

4. Водопотребление яровой пшеницы зависит от погодных условий вегетационного периода. Повышенные температуры и недостаток влаги, особенно в критические фазы культуры, увеличивают суммарное водопотребление посевов и снижают эффективность использования растениями влаги. Улучшение условий произрастания растений яровой пшеницы за счёт мульчирования поверхности почвы соломой и ослабления её аллелопатического действия куриным помётом или «Тамиром» значительно повышает эффективность использования водных ресурсов региона.

5. Одной из основных причин уплотнения почвы в No-till является отсутствие или недостаточное количество органических остатков на поверхности поля и, как следствие, иссушения почвы. Соломенная мульча толщиной в 1,5-2 см способствует увлажнению и разуплотнению верхних 0-5 см и 5-10 см слоёв почвы на 0,04 г/см3. Куриный помёт (2 т/га) усиливает процессы разуплотнения почвы за счёт повышения «укрывных» свойств мульчи и существенного уменьшения потерь влаги из почвы.

6. Мульчирование поверхности почвы соломой положительно влияет на элементы структуры урожая, увеличивая количество продуктивных стеблей на 10%, а биологическую урожайность на И % по сравнению с вариантом без мульчи. Дополнение стерни и мульчи куриным помётом способствует увеличению количества продуктивных стеблей на 10 %, биопрепарата «Тамир»-на 11%, их совместного использования - на 12 %, а биологической урожайности- на 28, 18 и 29 % соответственно. Это подтверждает факт снижения аллелопатического действия соломенной мульчи.

7. Большое влияние на урожайность яровой пшеницы имеет время выпадения осадков в период её вегетации. Самой высокой в среднем по опыту (15,9 ц/га) урожайность яровой пшеницы была в 2011 году, когда за вегетационный период выпало 95,9 мм, а в фазу кущения - 38 мм, самой низкой (6,6 ц/га) - в 2013 году, при осадках 194 и 16 мм соответственно.

8. С уменьшением урожайности яровой пшеницы повышается содержание сырой клейковины в зерне и его стекловидность, но изменения показателей качества зерна не прямо пропорциональны изменениям урожайности. Внесение куриного помёта осенью по мульче и стерне снимает аллелопатическое влияние органических остатков и способствует повышению качества зерна яровой пшеницы. Стекловидность по отношению к контролю повышается на 11 %, значения ИДК - на 21 ед. Препарат «Тамир» оказывает достаточно сильное, 8 % и 16 ед. соответственно, влияние, но меньшее, чем куриный помёт.

9. По результатам одновременной экономической и энергетической оценки наиболее эффективным оказалось применение куриного помёта по соломенной мульче. На этом варианте прибыль от реализации основной продукции в расчёте на 1 ц составила 279 руб., на 1 га - 3542,8 руб., уровень рентабельности - 75,2 %, что на 194,3 руб., на 2856,4 руб., на 60,2 % соответственно больше, чем в контроле. Коэффициент энергетической эффективности в этом варианте составил 1,63 против 1,26 в контроле.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Для повышения эффективности использования ресурсов влаги в богарном земледелии и повышения урожайности и качества зерна яровой пшеницы при выращивании её в повторных посевах по технологии No-till в условиях Оренбургского Предуралья необходимо:

1. Всю незерновую часть урожая предшественника оставлять на поверхности почвы в качестве мульчи.

2. Для уменьшения негативного (аллелопатического) действия соломенной мульчи на всхожесть и рост культуры необходимо осенью вносить куриный помёт нормой 2 т/га или обработать её биопрепаратом «Тамир» нормой 4 л/га.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в рецензируемых изданиях, рекомендованных в ВАК РФ

1. Бакиров, Ф.Г. Влияние куриного помёта и препарата Тамир на содержание сырой клейковины и её качество при выращивании пшеницы по технологии No-till / Ф.Г. Бакиров, Ю.Н. Арапова // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2013. - № 4 (42). - С. 58-60.

2. Бакаева, Ю.Н. Влияние куриного помёта и препарата Тамир на всхожесть и урожайность яровой пшеницы в условиях степной зоны Оренбуржья / Ю.Н. Бакаева, Ф.Г. Бакиров // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. — 2014. — № 2 (46). — С. 34 — 36.

3. Бакиров, Ф.Г. Засорённость повторных посевов яровой пшеницы в No-till технологии / Ф.Г. Бакиров, Ю.Н. Бакаева // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. —2015. - № 3 (53). — С. 39 — 40.

Публикации в других изданиях

4. Арапова, Ю.Н. Влияние куриного помёта и препарата «Тамир» на устойчивость яровой пшеницы к корневой гнили и её урожайность в системе нулевой обработки почвы / Ю.Н. Арапова, Т.Г. Черяпина // Студенты и аспиранты в науке - 2012: материалы VI научно-практической конференции / под ред. Г.В. Петровой. - Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2013. - С. 10 - 13.

5. Бакаева, Ю.Н. Солома и куриный помёт в No-till технологии выращивания яровой пшеницы в Оренбуржье / Ю.Н. Бакаева // Актуальные проблемы аграрной науки и пути их решения: сборник научных трудов. — Кинель: РИЦ СГСХА, 2015. - С. 34 - 37.

6. Бакиров, Ф.Г. Влияние мульчирования почвы органическими остатками на водопотребление яровой пшеницы / Ф.Г. Бакиров, Ю.Н. Бакаева // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН (электронный журнал). - 2015. - № 2. — Режим доступа: http://www.elmag.uran.ru

Бакаева Юлия Николаевна

ЭФФЕКТИВНОСТЬ NO-TILL ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КУРИНОГО ПОМЁТА, БИОПРЕПАРАТА «ТАМИР» И АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ В ОРЕНБУРГСКОМ ПРЕДУРАЛЬЕ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Подписано в печать 28.09.2015. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,0. Печать оперативная. Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman. Заказ № 7913. Тираж 100 экз.

Издательский центр ОГАУ 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18. Тел.: (3532) 77-61-43

Отпечатано в Издательском центре ОГАУ