Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ И СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ И СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ"



На правах рукописи

ЧИБИС Валерий Викторович

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ И СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.01 — Общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Омск 2005

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный аграрный университет» и Государственном научном учреждении «Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства».

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор {а,Ф. Неклюдов};

доктор сельскохозяйственных наук B.JI. Ершов

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Н.В. Абрамов; кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник B.C. Бойко

Ведущая организация - Федеральное государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Уральская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита состоится 3 июня 2005 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 220.050.01 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессиональною образования «Омский государственный аграрный университет» по адресу: 644008, г. Омск-8, Институтская площадь, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Омский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан 31 марта 2005 г.

Ученый секретарь J*}/} / JS

диссертационного совета /"д В.П. Пьянов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для успешного решения зерновой-проблемы в России необходимо резко увеличить производство зерна фуражных культур. Использовать зерно пшеницы на корм, как зачастую' происходит на практике, экономически невыгодно. В Западной Сибири основные зернофуражные культуры - ячмень н овес. Ячмень используют на корм, в продовольственных и технических целях. ' *

Зерно ячменя — прекрасный концентрированный корм. Он имеет продовольственное значение, как крупяная культура и ценное сырье для приготовления пивного солода.

Материалов по эффективности размещения ячменя в севообороте не достаточно в связи с объемностью, методической сложностью проведения исследований и многообразием задач. В настоящее время остро встал вопрос о создании местной сырьевой базы для пивоваренной промышленности. Ежегодно миллионы долларов уходят из бюджета "сибирского региона на закупку сырья за рубежом. Обеспечение перерабатывающей промышленности сырьем возможно только при сочетании трех факторов: наличия местных адаптированных сортов ячменя, технологии их возделывания в соответствующих почвенно-климатических условиях и экономической выгоде товаропроизводителей. Подбор предшественников ячменя в условиях интенсификации и специализации производства, направленный на повышение урожайности и ей стабильности, при одновременном обеспечении требуемого качества зерна, является одним из основных элементов технологии возделывания этой культуры для нужд переработчиков.

Цель исследований - выявить эффективные предшественники и целесообразность применения средств химизации при возделывании ячменя на фураж, семена и для пивоварения в условиях южной лесостепи Западной Сибири.

Задачи исследований:

- изучить динамику влагозапасов и расход влаги посевами ячменя в зависимости от предшественника;

- выявить особенности минерального питания ячменя различного назначения в зависимости от предшественника;

- изучить влияние предшественника на засоренность посевов ячменя;

- установить влияние предшественника на продуктивность ячменя, выращиваемого на фураж, семена и для пивоварения;

- определить целесообразность применения средств химизации (удобрения, гербициды) и их влияние на урожайность и качество зерна ячменя в звене севооборота с занятым паром;

- дать экономическую и энергетическую оценку эффективности предшественников и средств химизации при возделывании ячменя.

Научная новизна. В работе установлены и обоснованы эффективные предшественники для возделывания ячменя

раж, семенные и технические цели; выявлены корреляционная и регрессионная зависимости урожайности и показателей качества зерна ячменя (содержание белка, экстрактивность, прорастаемость, лабораторная, всхожесть семян, масса 1000 зерен и др.) от факторов плодородия черноземной почвы, обусловленных предшественником на равнинном агроландшафте южной лесостепи Западной Сибири, позволяющие прогнозировать величину и качество урожая; показаны высокая эффективность применения удобрений и гербицидов при возделывании ячменя на фураж и ухудшение пивоваренных свойств зерна ячменя на фоне азотнофосфорных удобрений в звене севооборота с занятым паром. .

Положения, выносимые на защиту:

- предшественники для вырашнвання ячменя ка пивоваренные цели, фураж и семена; ■■ ■

- обусловленные предшественником элементы плодородия почвы (запасы влаги, содержание доступных элементов литания, количество и масса сорняков), влияющие на формирование показателей качества зерна ячменя;

- экономическая и биоэнергетическая целесообразность выбора предшественников и использования средств химизации для получения зерна различного назначения. .

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Данная работа представляет собой этап по совершенствованию и оптимизации отдельных элементов зональной технологии возделывания ячменя в условиях* южной лесостепи Западной Сибири. Внедрение рекомендуемых элементов технологии обеспечивает стабильный сбор 2,5-3,0 т/га товарного зерна для различных целей. Результаты исследований прошли производственную проверку на полях ОПХ «Омское», Омского района и КФХ «Н.В. Падолько» Любинского района, Омской области в 2002—2004 гг. на площади 380 га. Использование рекомендованных предшественников и средств химизации позволило увеличить рентабельность производства до 210-370%, чистый доход составил 3267-5025 руб/га.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на конференциях молодых ученых Сибирского федерального округа (ОмГАУ, 2003 г.) и СибНИИСХоза (2004); на восьмой и девятой научных конференциях профессорско-преподавательского состава (ОмГАУ, 2002, 2003 гг.) и опубликованы в четырёх работах объемом 1,0 печ. л.

Объём и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 197 страницах и состоит из введения, пяти глав, выводов, рекомендаций производству, библиографического списка (200 наименований, в т.ч. иностранных - 15). В работе содержится 31 таблица, 21 рисунок и 46 приложений.

Условия, объект к методика исследований. Исследования проводились в 2001-2004 гг. на стационаре лаборатории севооборотов ПНУ СибНИИСХ СО РАСХН, который расположен в зоне южной лесостепи. Погодные условия в годы исследований были разнообразны: в 2001 г. отмечены благоприятные погодные условия в летние месяцы, с преобладаем умеренных температур и равномерным выпадением осадков; в 2002 г. преобладала прохладная и дождливая

погода в течение всей вегетации; 2003 г. был влажным и жарким, с неравномерным распределением осадков в течение вегетации; 2004 г. характеризовался высокими температурами воздуха и недостатком влаги (на 50 мм ниже средне-многолетних).

Почва опытного участка - лугово-чернозСмная тяжелосу глинистого грансо-ставз, гумуса - около 6,5%. Имеет благоприятные водно-физические свойства

Объект исследования - ячмень посевной (Hordeum sativum L) в системе аг-рофитоценоз — погодные условия — почва.

Изучение, предшественников для ячменя, возделываемого на различные цели, проводилось в двух полевых опытах, заложенных методом расщепленных делянок в стационарных севооборотах, прошедших более семи ротаций:

1) полевой зернопаровей четырехпольный с занятым паром (с применением удобрений*) и чередованием культур: бобово-мятликовая смесь на зелёный корм - ячмень—ячмень—овёс;

2) полевой зернопаровой четырехпольный с занятым паром (без применения удобрений) с чередованием культур: бобово-мятликовая смесь на зелёный корм-ячмень-ячмень—овйс;

3) полевой зернопропашкой пятипольный с чередованием культур: кукуруза - ячмень — ячмень - горох — пшеница;

4) полевой зернопаровой шестипольный с чередованием культур: чистый пар — ячмень - ячмень—горох — ячмень—ячмень;

5) полевой зерновой двухпольный с чередованием: овес — ячмень;

6) полевой зерновой двухпольный с чередованием: пшеница - ячмень; •

7) бессменный посев ячменя (до 2000 г. бессменная пшеница).

Опыт J. Подбор предшественников ячменя.

Изучались семь предшественников: 1. Пар чистый. 2. Пар занятый (бобово-мятликовая смесь'на зеленый корм). 3. Кукуруза. 4. Вика. 5. Пшеница, б. Овес. 7. Бессменный посев ячменя.

Повторность в опыте трёхкратная. Размещение делянок рендомизнрованное, повторений, - в три яруса. Размер делянок 0,138 га (110x12,5 м), учетная площадь делянки 220 м3. Сорт ячменя в опыте Омский 90 пивоваренного назначения селекции СибНИИСХ. "

Опыт 2. Эффективность.предшественников и средств химизации при возделывании ячменя различных сортов.

Изучалось влияние предшественников и средств химизации на рост, развитие и урожайность сортов ячменя при возделывании на различные цели. Сорта ячменя Омский 90 и Омский 87, селекции СибНИИСХ размешались в севообороте 1,2 и 4 первой культурой и повторно по следующим предшественникам: пар чистый; пар занятый (бобовэ-мятликосая смесь на зелёный корм) без и с применением удобрений; бессменный посев ячменя.

Повторность опыта трехкратная, размер делянок 451 м1 (110x4,1 м), учетная площадь делянки 220 м1.

* Удобрения (N30P30) на 1 га севооборотной площади. <

Основная обработка почвы под ячмень по предшественникам первой группы отвальная (ПЛН-4-45) на глубину 23-25 см, после зерновых - плоскорезная (ОПТ-3-5) на глубину 12-14 см. Удобрения вносились сеялкой СЗ-З.б перед посевом. Срок посева — третья декада мая, норма высева — 4,5 млн. всхожих зерен на гектар. Предпосевная обработка (КПС-4 + Б Л-0,9) на глубину 4-6 см. Посев рядовой (С3-3,6). После посева проводилось при катывание почвы кешьчато-шпоровымн катками (3 ККШ-6). В фазу кущения применялись гербициды группы 2,4-Д, Уборка урожая в фазу полной спелости прямым номбайнорованисм Сампо-130.

Наблюдения н учеты проводились по общепринятым методикам. Влажность почвы —весовым методом в слое 0-100 см, в сроки: перед посевом, в фазу колошения, перед уборкой. Элементы питания в почве: определяется в смешанных образцах, отобранных одновременно с образцами надоажность. Рг05 и КгО в слое 0-20 см, М-КОэ в слое 0-40 см. Содержание нитратного азота — по Гран-дваль-Ляжу, подвижного фосфора и обменного калия — из одной вытяжки по Чирикову. Биохимический анализ зерна ячменя проводился в лаборатории физиологии и биохимии растений ГНУ СйбНИИСХ по общепринятым методикам. Содержание валовых форм азота, фосфора и калия в растениях - в лаборатории анализа кормов Центра агрохимической службы «Омский» по общепринятым методикам. Учет засоренности посевов ячменя по всем вариантам опытов - по методике НИИСХ Юго-Востока (1969) и СйбНИИСХ (1977). Фенологические наблюдения, определение структуры урожая проводили согласно методике ГСИ (1984). Учет густоты стояния растений в период полных всходов и перед уборкой проводили на постоянных площадках в четырехкратной повторности. Посевные качества семян - в соответствии С ГОСТ 12042-80, ГОСТ 12038-84, Урожайность пересчитывали на 100%-ю чистоту и 14%-ю влажность. Математическая обработка данных по БЛ. Доспехову (1979). Биоэнергетическая оценка дана по методике Ю.И. Ермохина, А.Ф. Неклюдова (1994). Оценка экономической эффективности предшественников - по методике СибНИИСХ (1977).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ **'".,

- ^ . _ . » . *

Влияние предшественников и средств хммщаиннна элементы почвенного плодородия при возделывании ячменя ~ '

Особенности водного режима. Максимальные запасы влаги в метровом слое почвы отмечались после чистого пара, в среди ем'за годы исследований — 148 мм. Зто на 15 мм (10,1%) больше, чем после других предшественников первой группы. Запасы влаги при повторных посевах по этим предшественникам ежегодно были практически на 20 мм (14,6%) ниже. Однако эти различия4 меньше по сравнению со среднемноголешими значениями, которые по данным'А.Ф. Неклюдова (1990) составляют не менее 30 мм. Благодаря увеличению количества зимних осадков в последние годы даже при посеве по пшенице, овсу И'бессменно запасы влаги были не ниже 123 мм, т.е. близки к оптимальным для условий зоны.

В наших исследованиях коэффициент водопотребления был выше в повторных посевах по всем предшественникам. При повторном посеве после за-

пятого пара и в бессменном посеве отмечен максимальный расход воды, в среднем на 35-40 мм/т (30%), обусловленный ухудшением условий питания и конкуренцией с сорной растительностью. Коэффициент водопотребления нивелируется в посевах по зерновым предшественникам овсу и пшенице от 119,4 до 122,6 мм на тонну зерна. ' " -

Додя влияния предшественника на водопотребление посевов ячменя составила около 30% (табл. 1). Применение удобрений обеспечило более экономное потребление влаги сортами, в среднем на 18,2 мм (14%).

Таблица I

Расход воды сортами ячменя в зависимости от применения средств

химизации (и среднем га 2002-2004 гт.)

___В миллиметрах на тонну

Вариант Омский 90 Омский 87

Первая культура по занятому пару Гербициды , 119,9 131,9

Удобрения + Гербициды 105,7 116,5

Повторный посев после занятого пара - Гербициды ' 136,1 149,8

Удобрения + . , Гербициды ■ 117,6 124,9

Доля влияния фактора Удобрения 51,6%

Сорт 17,3%

Предшественник 28.8%

За период исследований доля влияния удобрений на расход воды ячменем была максимальной (51,6%). Существенное значение в расходования влаги играет особенность сорта. Ячмень Омский 90 на 15-20 мм ($,4%) меньше расходовал влаги на тонну зерна, чем ячмень Омский 37.

В условиях южной лесостепи наиболее рационально ячмень использовал влагу после занятого пара с применением удобрений, чистого пара, менее экономично -при повторных посевах по предшественникам первой группы, зерновых и бессменно. Продуктивнее использование влага ид&гу ячменя Омский 90.

Питательный режим. Питательный режим почвы зависел от предшественника и условий года. Обеспеченность культуры нитратным азотом по А.Е. Кочергнну (1965) была на уровне от среднего до низкого. Перед посевом в по"1ве в слое 0-40 см максимум содержалось 10,9 мг/кг нитратного азота. В зависимости от условий годэ н предшественника этот показатель изменялся от 3,6 до 12,7 мг/кг почвы. Динамика нитратного азота под ячменем зависела от погодных условий роста и развития. Большинство лет исследований в целом были благоприятными по увлажнению, поэтому наряду с выносом азота агрофитоценозом в почве шла его нитрификация, поэтому по некоторым вариантам отмечено некоторое увеличение его к фазе колошения и к уборке.

В наших исследованиях не отмечено существенного влияния предшественников на содержание подвижного фосфора. Содержание фосфорной кислоты в среднем было в пределах средней обеспеченности (13-17 мг/100 г) для зерновых культур.

Содержание обменного калия в почве к моменту посева ячменя по годам изменялось, без четкой связи с предшественниками (21,4-33,8 мг/100 г почвы) и находилось по ФБ. Чирккову (1956) на уровне высокой обеспеченности растений. ■ "

Как показали исследования, внесение удобрений (МзоРзо) в звене зернопа-рового севооборота с занятым паром позволило повысить содержание нитратного азота на 4,8 мтУхг, а фосфора г на 8,0 мг/100 г почв'ы,до уровня высокой обеспеченности. . ' '

Засоренность посевов.-Засоренность посевов зависела от биологических особенностей культуры, погодных условий и предшественников. В посевах ячменя после чистого пара сорняков было всегда в 1,5-4,0 раза меньше, чем после остальных предшественников (табл. 2). ' *'" ' "

Чистый пар эффективнее боролся как с однолетними двудольными, так и кор-неотпрысковыми сорняками. Их доля в агрофтоценнозе с ячменем 0,3-1,0%. Следующим по эффективности был занятый пар,'засоренность посевов здесь была существенно меньше (5,4%), в сравнении с кукурузой, викой, овсом и пшеницей (7,7-12,0% к общей надземной массе). В посевах ячменя после вики резко возрос удельный вес корнеотпрысковых сорняков (до 5 %).

Таблица 2

Видовой состав сорняков в агрофнтоцеинозе в период налива ячменя

Вариант Всего сорняков Мятликов вые Малолетние двудольные Кор неотпрысковые

чувствительные к 2,4-Д устойчивые к 2,4-Д

Ячмень после чистого пара " - 15/1,8" 2/0,1 3/1,0 8/0,4 2/0,3

Ячмень после занятого пара 23/5,4 5/1,3 :' 10/1,5 ■ 2/0,5

Ячмень после кукурузы 28/7.7 6/0,3 5/0,6 13/4,3 4/2,5

Ячмень после вики 21/9.2 ■ 1/0,4 2/0,7 9/3.1 . 9/5,0

Повторный посев после чистого пара 25/4,1 9/0,3' 3/2,1 9/0,9. 4/0,8

Повторный посев после занятого пара 32/10,8 6/0,6 10/8,1 10/1,0 6/1,1

Повторный посев после кукурузы ■ * •• 44/16,7 13/0,4 4/2,7 13/4,0 14/9,6

Повторный посев после . вики - ! 28/8,6 3/2,3 '2/0,5 12/2,2 11/3,6

Посев после пшеницы '40/12,0 6/1,5 4/1,1 17/3,1 13/6,3

Посев после овса 29/10,3 2/0,9 4/1,5 ' - 12/3,6 11/4,3

Посев бессменно 64/20,4 35/4,6 2/0,9 14/4,5 *- 13/10,4

^Числитель - количество сорняков, пггУм ; знаменатель - дол* сорняков, в процентах от обшей надземной массы агрофнтоценоза.

В повторных посевах ячменя засоренность повысилась в два и более раза, до среднего уровня. Исключение — повторный посев после чистого пара, где засоренность оставалась низкой. При чередовании ячменя с пшеницей и овсом засоренность контролировалась гербицидами 2,4-Д только на среднем уровне. В бессменном посеве ячменя засоренность практически ежегодно была на уровне 20%, так как произошло стабильное нарастание мятликовых и устойчивых к 2,4-Д сорняков (просо сорнополевое (Echinochloa colonum), овсюг обыкновенный (Avena fatua), горец вьюнковый (Poiigonum convolvulus), липучка ежевидная (Lappula cchinata).

По данным дисперсионного анализа, большее влияние на засоренность посевов ячменя без применения удобрений оказывал предшественник, доля фактора 85,7%. Доля влияния сорта составила всего 13,6%. Посевы сорта Омский 90 отличались меньшей засоренностью по сравнению с сортом Омский 87. Различия в численности сорняков составляли от 35 шт-Ли1 в посевах по чистому пару, до 110 штУм1 в бессменных посевах. Это связано с влиянием предшественника, а также спецификой сорта, Омский 90 наращивал большую биомассу.

Применение удобрений на фоне гербицидов ведет к снижению засоренности посевов ячменя. Поп действием средств химизации существенно снижалась численность сорняков, влияние удобрений было максимальным — 76,3% (табл. 3).

Таблица 3

Засоренность посевов ячменя различиых сортов в зависимости от применения средств химизации в звене севооборота с занятым паром

Вариант Сорт Засоренность Доля сорняков в агрофитоценнозе, %

шт./м2 г/м1

Первая культура после занятого пара Гербициды Омский 90 49 320 10,9

Омский $7 59 419 21,3

Удобрения + Гербициды Омский 90 27 138 . 4,5

Омский 87 32 246 7,6

Повторный посев после занятого пара Гербициды Омский 90 63 346 11,2

Омский 87 69 488 15,8

Удобрения + Гербициды Омский 90 37 341 7,0

Омский 87 46 385 .9,3

Доля фактора Удобрения 76,3 70,6

Сорт 6,9 38,9 20,1

Отмечено, что фактор сорта существенно влиял и на численность, и на массу сорняков в посевах. Как следствие, уровень засоренности существенно изменялся

в зависимости от сорта (20,1%). Засоренность посевов ячменя сорта Омский 90 была существенно ниже, чем у ячменя Омский &7 по всем вариантам.

Урожайность и качество зерна ячменя в зависимости , , от предшественника и средств химизации ^

Урожайность зерна ячменя в зависимости от предшественника. Самой высокой, во все годы исследований, урожайность ячменя была по чистому пару— 2,79 т/га и вике — 2,57 т/га (табл. 4). . .

. • Таблица 4 Урожайность зерна ячменя Омский 90 в зависимости от предшественника _-. ■■■ _1 . - В тоннах с гектара

Вариант 2001 г. 2002 г. 2003 г. 2004 г. Среднее

Ячмень после чистого пара 2,5В 3,67 2,65 2,25 2,79

Ячмень после занятого пара " ■ 1,86 3,17 2,36 1,75 2,29

Ячмень после кукурузы 1,95 2,91 2,37 1,58. 2,29

Ячмень после вики- 2,39 3,46 2,58 1,85 ■ 2,57

Повторный посев после чистого пара 2,45 3,05 2,19 2,09 2,45

Повторный посев после занятого пара ■ _ 1.58 2,67 2,05 1,46 .1,94

Повторный посев после кукурузы 1,76 2,58 2,28 1,25 1?92

Повторный посев после вики . 2,15 2,59 2,35 1,58 2,17

Посев после пшеницы - 2,28 2,28 1,57 2,23

Посев после овса - 2,91 2.29 1,65 2,28

Бессменный посев ' , - 2,56 1,65 1,09 1,77

НСРМ 0,32 037 0,31 0,29 0,15

Существенно ниже по уровню урожайности ячмень после занятого пара и кукурузы (в среднем на 11%). Ухудшение условий роста н развития в повторных посевах, посевах после пшеницы и овса привело к снижению урожайности в среднем по вариантам на 0,3 т/га (15%). Самая низкая урожайность практически всегда в бессменных посевах.

Метолом корреляционного анализа установлено, что большее влияние (г «• 0,82) на величину урожая оказали погодные условия в течение вегетации. Представление о влиянии агрометеорологических условий роста и развития на урожайность ячменя дает уравнение множественной регрессии, которое отражает комбинированное действие факторов: у = 4,57 — 0,24 х + 0,013 2, (где у -урожайность зерна т/га; х — среднемесячная температура воздуха'в период всходы - колошение, °С; г — сумма осадков в этот же период, мм).

На фоне влияния погодных условий года предшественник существенно регулирует урожай культуры через запасы влаги в слое почвы 0-50 см в фазу колошения (г = 0,54), содержание нитратного азота в почве перед лосевом (г = 0,76) и засоренность посевов (г = -0,83). С помощью анализа линейной

регрессии определено влияние выше перечисленных элементов плодородия на урожайность зерна ячменя в зависимости от предшественника (г = 0,96). Уравнение множественной регрессии выглядит, следующим образом: у = 2,96 + + 0,02х +0,062-0,01 5, где у —урожайность зерна, т/га; х - запасы влаги в слое почвы 0-50 см в фазу колошения, мм; ъ - содержание нитратного азота в слое почвы 0-40 см перед посевом, мг/кг, 5 — засоренность посевов, штУмг.

Урожайность.зерна ячменя в зависимости от сорта и средств химизации. В годы исследований сорта ячменя различного направления вели себя по-разному. Наибольшая урожайность зерна формируется при посеве после чистого пара. У сорта Омский 87.она.составила 2,44 т/га, что на 10,7% меньше по сравнению с сортом Омский 90 (табл. 5)..

-/■ г Таблица 5

Урожайность ячменя различных сортов в зависимости от предшественника

Вариант 2002 г. 2003 г. 2004 г. Среднее

Омский 90

Ячмень после чистого пара 334 2,38 2,23 2,70

Ячмень после занятого пара 2,95 2,31 1,50 2,20

Повторный посев посте чистого пара 2,99 2.21 1,94 2,40

Повторный посев после занятого пара 2,54 1,70 1,24 1,90

Бессменный посев 2,50 1,64 0,9$ 1,70

Омский 87

Ячмень после чистого пара 2,84 2,38 2,01 2,44

Ячмень после занятого пара 2,42 2,28 1,23 1.95

Повторный посев после чистого пара 2,43 2?09 1,62 2,10

Повторный посев после занятого пара 2,05 1,81 1,01 1,66

Бессменный посев 2,09 1,66 0,81 1,50

А: Предшественник 0,22 0,21 •0,26 0,25

ПС?и1 В: Год 0,12 0,11 0,14 0,15

При бессменном посеве уровень урожайности сортов снизился в среднем на 62% в сравнении с посевами после чистого пара. Наибольшую урожайность за период исследований показал ячмень Омский 90 в 2002 г. при посеве по чистому пару - 3,34 т/га. Данный сорт характеризуется высокой степенью адаптации к природным условиям южной лесостепи, обладает высоким потен-ииалом продуктивности и подругам предшественникам.

В среднем прибавка от применения удобрений и гербицидов была больше у сорта Омский 90 - на 0,3 т/га (20%), чем у сорта Омский 87 (рис. 1). Ячмень Омский 87 оказался менее отзывчивым на применение средств химизации, давая более низкий уровень урожайности как первой культурой - на 0,28 т/га (13%), так и повторно - на 0,34 т/га (17%), чем ячмень Омский 90.

Первая культура . Повторный посев

В Омский 90 □ Омский 87

Рис. 1. Урожайность сортов ячменя различного направления в звене зернопарового севооборота с унятым паром в зависимости от применения удобрений (в среднем за 2002-2004 гг.)

Установлено, что на урожайность сортов ячменя влияет совокупность факторов: предшественник, сорт и удобрение, которые, сочетаясь в определенных метеорологических условиях года, дают разный эффект.

Наибольшее влияние на формирование урожая сортами ячменя оказали предшественник - 39,6% и применение удобрений — 38,6%. Доля влияния фактора сорта была существенной и составила 17,7%,

Посевные и кормовые свойства зерна ячменя. По результатам дисперсионного анализа двухфзкторного опыта доля влияния сорта на формирование посевных качеств была даже выше, чем доля влияния предшественника. Доля участия сорта в формировании энергии прорастания семян составила 5]%, тогда как предшественник только на 46% регулировал этот показатель. Лабораторная всхожесть семян на 41% лимитировалась предшественником, в то время как сортовые особенности - на 59%. Масса 1000 семян на 66% определялась сортом и на 31%- предшественником.

На формирование посевных свойств зерна большее влияние оказывало содержание доступного азота в корнеобитаемом слое 0-40 см и слабо зависело от запасов влаги перед посевом. Отмечена поломггельная средней тесноты связь содержания азота со всхожестью, энергией прорастания и массой 1000 семян. Засоренность посевов отрицательно влияла на формирование посевных качеств семян, отмечена отрицательная средней тесноты связь.

Количественное представление о влиянии предшественника на изменение качества семян дают уравнения множественной регрессии, где представлено комбинированное действие факторов, регулируемых предшественником в кон-

кретных агрометеорологических условиях. Уравнения множественной регрессии: энергия прорастания — у = 87,7 + 0,26 х - 0,24 г; лабораторная всхожесть — у = 96,5 + 0,22 х - 0,2 Щ масса 1000 семян - у = 48,73 + 0,98 х - 0,09 2, где у -искомый показатель, % (г); х - запасы нитратного азота в почве перед посевом в слое 0-40 см, мг/кг; г — численность сорняков в агрофитоценнозе ячменя в период налива зерна, шт/м5, В период исследований, предшественник, регулируя урожайность ячменя, во многом определял питательную ценность зерна. Предшественники чистый пар и вика увеличивают содержание белка в зерне н£ 2,3%, или на 0,14 тонны с гектара, в сравнении с другими предшественниками, в основном за счет лучшей обеспеченности посевов азотом и продуктивной влагой.

По мере удаления посевов ячменя от паровых предшественников выход белка снижался на 0,1-0,2 т/га. Содержание жира и лизина в зерне практически не изменяется в зависимости от предшественника и сорта (Рф < Рт).

Формирование показателей пивоваренного качества зерна ячменя. Для пивоваренного ячменя важную роль имеет содержание белка в зерне: чем его меньше, тем выше качество пива.

¡. В наших опытах увеличение количества белка в зерне отмечалось прн посеве первой культурой по всем предшественникам первой группы. Больше всего белка накапливалось в зерне ячменя посеянного после вики - 14,3% и чистого пара - 13,9%. По мере ухудшения почвенного плодородия в повторных посевах и после зерновых содержание белка снижалось с 13,2 до 11,6%.

На основании корреляционного анализа и расчета уравнений регрессии установлены зависимости формирования ячменя пивоваренного назначения от элементов плодородия почвы, регулируемых предшественником. Количество продуктивной влаги, накапливаемое предшественником,- являясь лимитирующим фактором при формировании урожайности зерна в условиях южной лесостепи, практически не влияло на пивоваренные свойства зерна ячменя. На основании обобщения коэффициентов корреляции между содержанием белка в зерне и запасами нитратного азота перед посевом (г = 0,76), между содержанием белка в зерне и долей сорняков в агрофитоценнозе ячменя (г = -0,68) было получено множественное уравнение регрессии у = 11,7 + ОДЗ х -0,04 г, где у - содержание белка в зерне, %; х — запасы нитратного азота перед посевом в слое 0-40 см, мг/кг; г - доля сорняков в агрофитоценозе, %,

Регулируя водный к питательный режимы агрофнтоценоза ячменя, предшественник влияет на качество зерна через химический состав растения в течение его вегетации. При сопоставлении содержания азота в массе растений ячменя во время колошения с содержанием белка в зерне нами отмечена положительная средней тесноты связь (г » 0,58), выраженная уравнением регрессии у = 2,44 х + + 8,54 (рис. 2).

'Таким образом,, с помощью почвенно-растительной диагностики посевов ячменя после различимте предшественников можно еще до уборки культуры с долей вероятности 30-50% прогнозировать содержание белка в зерне ячменя.

Содержание валового азота в растениях, %

Рис. 2. Зависимость содержания белка в зерне ячменя от содержания азота в массе растений в фазу колошения (в среднем за 2002-2004 гг.) - -

Статистическая обработка результатов биохимических анализов показала, что влияние предшественников на содержание крахмала в зерне пивоваренного ячменя, а также на экстрактивность и шгёнчатость зерна было несущественным. Больше всего на формирование этих "показателей (от 86 до 93,3%) оказывали влияние погодные условия. Ухудшение условий выращивания растений способствовало снижению содержания крахмала в зерне ячменя (доля влияния 17,2%). Экстрактивность напрямую зависела (г *= 0,54) от запасов влаги в фазу колошения и была обратно пропорциональна содержанию азота в почве в згу же фазу (г "= -0,52). Пленчагостъ лимитировалась степенью увлажнения почвы, так как в более благоприятные по степени увлажнения годы тшенчагосгь бью ниже (г = -0,6). Таким образом, содержание крахмала, экстрактивность и пленчатостъ определяются погодными условиями, в первую очередь увлажнением (г = -0,8) и особенностью сорта.

Основное влияние на накопление белка в зерне ячменя, размешенного в звене с занятым паром, оказало применение удобрений (43%), а также сочетание факторов года и удобрения - 20%. Сорт, как фактор, определял накопление белка в зерне ячменя на 10%. Факторы года и предшественника - только на 2%, а их взаимодействие — $%. Тройное сочетание факторов: год — предшественник -удобрения - на 6%. Влияние этнхфакторов было существенным.

В течение трех из четырех лет (75% случаев) нами был получен ячмень с содержанием белка ниже 12% в повторных посевах после кукурузы, а также в повторных посевах после занятого пара (бобово-мятликовая смесь). По остальным вариантам содержание белка в зерне превышало требования ГОСТ 5060-86 и было не пригодно для использования в пивоварении.

Экономическая и биоэнергетическая оценка предшественников ячменя и применение средств химизации . .

Экономическая оценка. Затраты на производство зерна ячменя определялись в зависимости от места культуры в звене севооборота. Наибольшие затра-

ты на гектар составили 3702 руб. при посеве первой культуры по чистому пару. Наименьшие затрать) (1988, 2000 рубУга) были при бессменном посеве и повторно после кукурузы. Стоимость применения гербицидов в среднем составляла 152руб. на гектар, или 10% от всех затрат.

При возделывании ячменя по различным предшественникам чистый доход и рентабельность производства зависят не только от уровня затрат, но и от качества получаемой продукции. Они определяются в основном стоимостью тонны зерна ячменя различного назначения. Различия по стоимости 1 тонны зерна между фуражным и пригодным к пивоварению зерном составляют 1200 руб.

Оценка экономической эффективности предшественников при получении только фуражного ячменя показала, что чистый доход — 3267 рубУга и рентабельность — 251% были самыми высокими при повторном посеве после чистого пара. Также выгодными оказались посевы после зерновых: овса— 2998 рубУга, 241%; пшеницы - 2876 руб./га, 237%. Полученный при посеве ячменя по предшественникам первой группы чистый доход в среднем на 29,6% ниже, чем в повторных посевах. Рентабельность в этих вариантах ниже в среднем на 70,5%.

^ Зерно ячменя с содержанием белка (до 12%), соответствующим требованиям для пивоварения, в условиях южной лесостепи было получено в повторных посевах после занятою пара и после кукурузы. За счет более высокой стоимости продукции в этих вариантах отмечено увеличение чистого дохода на 2400 рубУга, рентабельности - на 126%, что обеспечило большую эффективность производства ячменя для пивоваренной промышленности в сравнении с фуражным ячменем.'

. Использование удобрений снизило рентабельность производства в среднем на 10%, однако чистый доход увеличился в среднем на 379 руб. с гектара. Получение ячменя сорта Омский 90 с пивоваренным качеством в повторном посеве после занятого пара позволило получить чистый доход на 2616 руб. больше, чем при получении фуражного зерна ячменем Омский 87. Уровень рентабельности по вариантам различался на 139%.

Биоэнергетическая эффективность. Анализ структуры затрат энергии на производство зерна ячменя по различным предшественникам показал, «по 30,0-47,9% всех затрат приходится на семена. На топливо, машины и оборудование тратится меньше — от 18,7 до 31,8%. При применении удобрений затраты на перечисленные статьи снижаются от 3,0 до 18,0%, так как пятая часть всех затрат приходится на удобрения и гербициды. Применение удобрений и гербицидов резко увеличивало затраты совокупной энергии как у первой культуры 18Д7 ГДж/га, так и в повторном посеве-17,17 ГДж/га.

Энергетический коэффициент увеличивался в вариантах без применения удобрений в.среднем на 10-15% за счет значительного снижения затрат на уборку продукции. Приращение валовой энергии также снижается в этих вариантах: на 2,7 ГДж/га — по предшественникам первой группы и на 1,49 ГДж/га - при повторном посеве. Самый низкий возврат энергии был отмечен в бессменном посеве - 16,96 ГДж/га.

Оценивая предшественники ячменя по биоэнергетическим показателям, можно отметить, что эффективнее всего возделывать его в звеньях севооборотов с чистыми и занятыми парами, а также с викой. В этих звеньях при затратах в 1 ГДж/га происходит возврат в среднем 2,88 ГДж/га энергии с производимой продукцией. Применение средств химизации в севообороте с занятым паром не восполняется энергетически в урожае.

ВЫВОДЫ '

1. Наибольшие запасы продуктивной влаги в почве перед посевом ячменя были после чистого и занятого пара (148,5 и 144,2 мм соответственно). Наименьшее количество влаги зафиксировано при повторном посеве после кукурузы-99,3 мм. " ' - . " '

. 2. Расход влаги на создание урожая зависел от уровня плодородия почвы под предшественником. Чем дальше поле с посевами ячменя удалялось от пара и предшественников первой группы, тем сильнее увеличивался расход воды культурой. Более эффективно потреблял влагу ячмень сорта Омский 90, чем , Омский 87. На формирование тонны зерна ячмень'Омский 90 в среднем расхо-,, довал 1233 мм влаги, что меньше на 15,3 мм (11%) среднего показателя у ячменя Омский 87. , """"-

3. Применение удобрений в зернопаровом севообороте с занятым паром снижало расход влаги ячменем Омский 90 на 16 мм/т, а ячменем Омский 87 — на 20 мм/г. Доля влияния удобрений в снижении расхода влаги составила 51,6%.

. 4. Накопление нитратного азота в почве зависело от погодных условий года и предшественников. Обеспеченность нитратным азотом ячменя изменялась в зависимости от предшественник^ от средней до низкой. Средний уровень обеспеченности азотом отмечен перед посевом ячменя после вики -10,9 мг/кги чистого пара — 10,7 мг/кг. Низкое или очень низкое содержание азота в почве после остальных предшественников ьповторныхи бессменных посевах.

5. Влияния чередование культур на содержание в почве доступного фос- • фора н обменного калия не установлено. Обеспеченность растений ячменя подвижным фосфором была средней, а калием — высокой.

6. Засоренность посевов ячменя зависит от предшественника и места в севообороте. Наибольший уровень засоренности отмечался при бессменном посеве ячменя - в среднем составляет 20,4%; Наименьшая засоренность при посеве его после чистого н занятого пара и составляет соответственно 2,0 и 5,4%. При. посеве ячменя после других предшественников уровень засоренности был в пределах от 8 до 12%. Соотношение групп сорняков в посевах по предшественникам различалось. Так, * в подавлении мятликовых сорняков эффективными предшественниками оказались вика и овес. В посевах по вике отмечено увеличение количества корнеотпрысковых сорняков.

7. Урожайность сортов ячменя различного назначения существенно зависела от погодных условий года (доля фактора 34,9%), от предшественника (до-

ля фактора 10,1%) и сорта (доля фактора 9,7%). Максимальное влияние на урожай сортов ячменя оказало сочетание факторов года н сорта—44,7%,

8. Самую высокую урожайность ячменя обеспечивал посев после чистого пара - 2,79 т/га. Существенное снижение уровня урожайности зерна отмечено после вики, занятого пара и кукурузы, урожайность в эгнх вариантах ниже в среднем на 11%. Сильнее последействие чистого пара отмечено в повторных посевах, урожайность получена на уровне предшественников первой группы. Самой низкой урожайность была при бессменном посеве ячменя -1,77 т/га.

9. При применении удобрений на фоне гербицидов в звене зернопарового севооборота с занятым паром обеспечило увеличение урожайности зерна ячменя на 0,25 т/га. Доля участия удобрений в формировании урожая составила -38%. Сорт Омский 90 более отзывчив на применение удобрений и обеспечивает урожайность выше в среднем на 20%, чем у сорта Омский 87.

10. Посевные качества зерна ячменя улучшались по предшественникам первой группы, в сравнении с повторными посевами и посевами после пшеницы, овса и бессменно. Основное влияние на формирование посевных качеств оказывал предшественник, доля влияния 53%, наибольшее влияние — 68% на лабораторную всхожесть. Сорт также существенно влиял на формирование семян (доля фактора 28,5 %). Влияние удобрений на качество семян составило около 9%- Лучшего качества семена формировались в посевах первой культурой по чистому н занятому пару.

11. Содержание белка в зерне ячменя существенно изменялось по предшественникам, от 14,3 до 11,6%. В большинстве лег содержание белка в зерне ниже 12%, сформировался только в повторных посевах ячменя после кукурузы и занятого пара (И ,9 и 11,6% соответственно). Содержание белка в зерне определялось степенью обеспеченности растений нитратным азотом почвы в первой половине вегетации (г = 0,75).

12. Четырехфакторкый дисперсионный анализ показал, что в период исследований основное влияние на накопление белка в зерне ячменя, размещенного в звене с занятым паром, оказало применение удобрений (43%), а также сочетание факторов года и удобрений — 20%. Доля фактора сорта составила 10% и также была существенна.

13. По совокупности экономических показателей: чистому дохода (3267, 2998 руб./га) и уровню рентабельности (251. 241%) выделяются соответственно варианты возделывания ячменя на фураж повторно после чистого пара и посевы после овса. Производство зерна пивоваренного качества в повторных посевах после занятого пара и кукурузы на силос увеличило в этих вариантах чистый доход на 2400 руб./га и рентабельность-на 126%.

14. С точки зрения биоэнергетики эффективнее возделывать ячмень в звеньях севооборотов с чистыми и занятыми (бобово-мятлнковая смесь) парами, атакже с викой. В этих звеньях при затратах в 1 ГДж/га происходит возврат в среднем 2,88 ГДж/га энергии с производимой продукцией.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

В условиях южной лесостепи Западной Сибири нз почвах со средним содержанием гумуса при возделывании ячменя с цепью увеличения производства зерна и достижения высокой экономической эффективности рекомендуется:

1. Для производства зерна пивоваренного ячменя использовать повторные посевы после кукурузы и повторные посевы после занятого пара (бобово-мятликовая смесь). Необходимо использовать сорт Омский 90, отличающийся высокой и стабильной урожайностью, пластичностью и более низким содержанием белка в зерне. - ■ -

2. Размещать посевы ячменя, предназначенного на фураж второй культурой, после чистого пара, вики и после овса.

3. Для производства семян использовать звенья полевых севооборотов с чистым и занятым паром (бобово-мятликовая смесь) с применением удобрений..

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Чибис, ВВ. Влияние пред шественника на формирование пивоваренных свойств зерна ярового ячменя сорта «Омский 90» в условиях южной лесостепи Западной Сибири / В.В. Чнбнс // Молодые ученые Сибирского региона- аграрной науке. —Омск; 2004. - Вып. 4. - С 77-82.

2. Чибис, ВВ. Влияние условий выращивания ярового ячменя на формирование показателей пивоваренного качества зерна в южной лесостепи Западной Сибири / ВВ. Чибис // Сельское хозяйство Сибири. - Омск,2004. - № 10. - С. 23-26.

3. Чибис, ВВ. Формирование пивоваренных свойств зерна ячменя посте различных предшественников в южной лесостепи Западной Сибири / ВВ. Чибис, АЛ. Шмаков // Севооборот в современном земледелии: сб. докл. междунар. гауч. конф. - М., 2004, —С. 202 - 205.

4. Чибис, В.В. Продуктивность ячменя в зависимости егг предшественника и средств химизации в условиях южней лесостепи Западной Сибири / ВВ. Чибис, ВЛ Ершов // Проблема н перспективы свиноводства: материалы междунар. конф. по свиноводству (24-25 декабря 20О4 г.). - Омск, 2005. - С. 123-130.

Per. №27. Сдано в набор 17.03.05. Подписано в печать 25.03.05. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Печать на ризографе. Печ. л. 1,0 (0,93). Уч.-изд. л. 1,3. Тираж 110 экз. Заказ Ц

Издательство ФГОУ ВПО ОмГАУ. 644008, Омск, ул. Сибаковская, 4, тел. 65-35-18.

Отпечатано в рецакциокно-попиграфическом отделе издательства ФГОУ ВПО ОмГАУ.

m-629 0