Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность различных технологий возделывания ячменя в условиях Центрального региона России

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Эффективность различных технологий возделывания ячменя в условиях Центрального региона России"

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи ТИТОВА ЕЛЕНА МИХАЙЛОВНА

: РГБ ОД " 3 Ш 1ГЛ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ /ЦЕНТРАЛЬНОГО РЕГИОНА РОССИИ

С пециал ьность 06.01.09 - растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Орел-2000

Работа выполнена кафедре растениеводства факультета агробизнеса и экологии Орловского государственного аграрного университета 1997-1999 гг.

Научные руководители:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Наумкин В.Н. кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Лопачев H.A. доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лоханов А.П. кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Макеева Т.Ф. Брянская государственная сель сшхозяйственная академия

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Защита состоится « >¿./ » С/Ai

lÁufJZ 2000 г. в

часов на заседании диссертационного совета К. 120. 33.02. в Орловском государственном аграрном университете по адресу: 302019, г. Орел, ул. Ген. Родина, 69.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Орловского государственного аграрного университета по адресу: 302019, г. Орел, Бульвар Победы, 19, 5а.

Автореферат разослан <.<*£>/ » 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

профессор

Л.П. Степанова

1. Общая характеристика работы

Актуальность темы. Важнейшей задачей современного растениеводства центрального региона России, в том числе и Орловской области, является увеличение производства биологически полноценного и экологически безопасного зерна. Являясь ценной продовольственной и фуражной культурой, ячмень в решении этой задачи занимают особое место. Площади под ним в Орловской области ежегодно составляют около 187 тыс. га и занимают до 26% посевных площадей зерновых культур.

В хозяйствах региона урожайность ячменя составляет не больше 50-60% реально возможного уровня, а тем более при возделывании его как покровной культуры. Для решения этой проблемы необходима разработка дифференцированных технологий, основанных на интенсификации биологических факторов, максимально приближенных к местным условиям и оказывающих положительное влияние на состояние почвы, окружающей среды, повышение урожайности н качества продукции. Этой проблеме и посвящена настоящая работа.

Цель и задачи исследований. Цель исследований состояла в там, чтобы обосновать и разработать дифференцированные технологии возделывания ячменя как покровной культуры, обеспечивающие урожайность на уровне 4 - 4,3 т/га с хорошими показателями качества экологически безопасного фуражного зерна с высокой экономической и энергетической эффективностью. Для достижения поставленной цели предусматривалось решить следующие задачи:

- изучить особенности роста и развития растений ячменя и динамику показателей их фотосинтетической деятельности в зависимости от технологических приемов возделывания.

- установить влияние способов обработки почвы, системы удобрений и защиты растений на засоренность посевов ячменя;

- выявить действие технологий на урожай ячменя, на структуру урожая;

- определить влияние приемов основной обработки почвы, систем удобрений и защиты растений на качество зерна ячменя;

- дать экономическую и энергетическую оценку различным технологиям возделывания ячменя в полевом плодосменном севообороте.

Научная новизна. На основе системных исследований для условий Орловской области предложена технология возделывания ячменя с подсевом многолетних трав с ограниченным применением средств химизации в плодосменном севообороте по последействию

различных органических удобрений. Дано комплексное (агрономическое, экономическое, энергетическое, природоохранное) ее обоснование. Показана целесообразность на хорошо окультуренных темно-серых лесных почвах замены вспашки на глубину 20-22 см поверхностным рыхлением на 8-10 см.

Практическая ценность. Сельскохозяйственному производству предлагается вариант технологии возделывания ячменя с подсевом многолетних трав с умеренным использованием средств химизации и заменой традиционной вспашки поверхностным рыхлением почвы. Это позволяет получить урожай до 4,3 т/га экологически безопасного фуражного зерна при одновременном уменьшении энергозатрат на 24-30%.

Реализация результатов исследований. Освоение научных разработок выполнено в учхозе "Лавровский" Орловского района Орловской области.

Результаты исследований вошли в Методические указания к лабораторно - практическим занятиям для студентов агрономического факультета (1996, 1998) и используются в учебном процессе при изучении курса "Растениеводство" в Орловском ГАУ.

Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследований доложены и получили положительную оценку на международных научно-практических конференциях (Орел, 1997; Рязань, 1998), Российской научно-практической конференции (Орел,1999) и кафедре растениеводства ОГАУ (1997-1999г.г).

Публикации. По материалам исследований опубликованы 9 статей и 2 методических указания.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 148 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, вы-иодов и предложений производству, списка литературы и приложений. Текст иллюстрирован 14 таблицами и 3 рисунками. Список литературы включает 264 источника, в том числе 11 иностранных.

2. Содержание работы Условия и методика исследований. Исследования проводили на опытном поле Орловского ГАУ в 1997 - 1999 гг. Почва опытного участка темно-серая лесная среднесуглиннстая. Содержание гумуса (по Тюрину) в пахотном слое 4,48 %, подвижных форм фосфора -14,6 и калия - 14,8 мг/100г почвы, рН водной вытяжки - 5,8. Метеорологические условия в годы проведения исследований были различными. Так, в 1997 году за период вегетации выпало 395 мм осадков, что на 120 мм больше среднемноголетнен нормы при темпера-

туре воздуха близкой к среднемноголетней, что и обусловило уровень гидротермического коэффициента (ГТК) равным 1,94. Наиболее благоприятными были условия 1998 года, когда ГТК составил 1,3 при среднемноголетнем значении его в области 1,2. В 1998 году за период вегетации ГТК был равен 1,07, что ниже среднем ноголет-него значения. Вегетационный период характеризовался недостатком влаги в критические для роста и развития ячменя фазы и неравномерным распределением тепла.

Полевой стационарный опыт для решения поставленных задач был заложен в 1996 году в семипольном полевом севообороте со следующим чередованием культур: многолетние травы I г. п. - многолетние травы 2 г.п. - озимая пшеница - гречиха - люпин - кукуруза - ячмень с подсевом многолетних трав.

Объектом исследований являлся рекомендованный производству сорт ячменя Визит. Опыт заложен в трехкратной повториости по каждому варианту при систематическом их расположении (табл.1). Общая площадь делянки составляла 28,4 м2, а учетная -18 м".

Органические удобрения вносили под предшественник (кукурузу на силос) в количестве: - навоз 50 т/га, солома 5-6 т/га, сидератб-8 т/га. На ячмене изучалось их последействие. Минеральные удобрения в форме нитрофоски с соотношением КРК 1:1:1 вносили весной под культивацию. Широкое применение пестицидов заключалось в двукратной обработке фунгицидом реке (50% к.е., 0,5 л/га) .гербицидом базагран М (37,5% к.э.,3 л/га) и инсектицидом БИ-58 (40% к.э.,1 л/га). Умеренное применение пестицидов - в однократной обработке фунгицидом на фоне обработки гербицидом и инсектицидом.

При разработке и оценке сложных систем принцип единственного различия должен выступать в ранге технологий, различающихся между собой не по одному какому-либо приему, а по целому ряду их. Это ничуть не противоречит методике опытного дела. Вопрос состоит в том, что сравнивать надо не какой-либо набор случайных необоснованных для местных условий технологий, а целый ряд их, входящий в стройную цельную систему, где варианты технологий разработаны с учетом определенных принципов и методов. Все наблюдения, анализы в исследованиях проводили по типовым методикам. Статистическую обработку результатов исследований проводили по стандартным программам на персональном компьютере.

1. Схема опыта по изучению технологий возделывания ячменя в _________севообороте__________

Варианты Элементы технологии

Обра- . бота почвы Система удобрений Система защиты

1 Вспашка 20-22 см Без удобрений (гапраль) Без пестицидов

2 3 НоРегКю Широкое применена пестишдав

Навоз+^в&о

4 Сачсм+свдерот+КаР^Ксо

5 Навсв + солома + свдграг + Умеренное применение песпзддав

6 Навов +• сапсма + свдерат + КазРйцК^

7 Навго+солома+■ а щерат Без пестицидов

8 Поверхностная 8-Юсм Безудофений(ющроль) Безгесгиигиов

9 ЩУчо Широкое применение пестилдэв

10 Навсв+Н^аКа)

11 Сати+сиасрет+КхР^й

12 13 Навсв + солома + сцлерат + ^зсРхК» Умд>енное применение песпшщов

Навов + ссиома + ащряг + ИвРЛ

14 Навго+солома+■ овдиг Без пестицидов

3. Результаты исследований Динамика роста растений и накопление сухой биомассы. На линейный рост растений ячменя существенное влияние оказали технологии возделывания (табл. 2).Это влияние начинало проявляться с фазы выхода в трубку. В дальнейшем рост растений проходил наиболее интенсивно на вариантах технологий с применением средств химизации, чем на вариантах с биологической технологией (без средств химизации) и на контрольных вариантах. В фазу молочной спелости высота растений на вариантах с пестицидами достигала от 69,4 до 76,1 см, а на биологических вариантах - от 58,4 до 59,1 см на контроле - от 56,3 до 57 см. Это свидетельствует о положительном влиянии удобрений и пестицидов на процессы роста растений. Поверхностная безотвальная обработка почвы как фактор

сохранения влаги в силу сложившихся погодных условий в последние два года исследований способствовала лучшему росту и развитию растений ячменя, а потому на вариантах с поверхностным рыхлением почвы растения имели и большую высоту к фазе молочной спелости.

2. Показатели фотосинтетической деятельности посева ячменя в

зависимости от технологий возделывания (1997-1999 гг.)

Ва ри- анты Высота растений, см Площадь листьев, тыс. м2/га Сухая биомасса, н/га ФП, ТЫС. М" суток/та

Ку ще- ние Выход в труб ку Колошение Полочная :пелость

1 56,3 9.4 25,0 18,1 6,6 54,2 840,7

2 69,4 13,0 Гзм 33,1 21,4 91,2 1439,4

3 73,3 13,5 41,9 39,1 23,2 101,0 1589,4

4 70,5 13,4 40,1 37,4 22,4 97,9 1532,8

5 75,2 15,1 49,0 43,0 25,2 115,5 1799,4

6 75,5 51,3 44,5 25,3 116,5 1856,4

7 58,4 11,3 29.3 20,8 9,2 62,9 1000,6

8 57,0 9,8 27,1 19,9 6,3 1~55^8 897,7

9 70,5 13,1 38,6 36,6 24,2 97,2 1509,0

10 74,4 13,7 45,1 40,3 25,5 105,7 1683,4

11 71,6 13,7 44,3 40,8 25,6 107,3 1677,6

12 75,5 15,3 49^2 42,5 25,1 116,6 1820,6

13 76,1 15,6 51,8 45,0 26,0 117,8 1885,2

14 59,1 11,6 29,7 22,5 8,6 65,2 1025,4

Примечание: показатели высоты растений приведены в фазу молочной спелости черна, сухой биомассм - в фазу восковой спелости, ФП - за весь период вегетации.

Линейный рост растений определял накопление сухой биомассы, о чем свидетельствует коэффициент корреляции г = 0,99 + 0,01, т.е. накопление биомассы на 98% зависело от линейного роста. Форма связи выражается следующим уравнением регрессии: У = 118,7 + 3,08Х (1) при Ьух = 3,08+3,1 Результаты трех лет исследований показывают, что на вариантах технологий с применением средств химизации растения накапливали сухого вещества в 1,5 - 2 раза больше, чем без их применения. Наибольшей величины данный показатель был достигнут на вариантах с биологизированной технологией возделывания (5, 6, 12,

13) и варьировал от 115,5 до 117,8 и/га в фазу восковой спелости. Контроль и варианты с биологической технологией значительно уступали, что в дальнейшем отразилось на величине урожая. Он снизился с 4 - 4,3 т/га до 2,6 т/га. Расчет коэффициентов корреляции подтвердил наличие высокой прямой зависимости между накоплением сухой биомассы и величиной урожая зерна (г=0,99 + 0,08).

Формирование листовой поверхности, фотосинтетического потенциала н эффективность его работы. Во все годы исследований как по вспашке так и по поверхностной обработке почвы наибольшая листовая поверхность ячменя формировалась на вариантах технологий с применением средств химизации, достигая максимальных размеров в фазу выхода в трубку 38,4 - 51,8 тыс. м"/га. На вариантах с последействием органических удобрений без применения средств химизации этот показатель был значительно ниже 29,3 - 29,7 тыс. м2/га и еще меньше на контрольных вариантах. Поверхностная обработка почвы в среднем за годы исследований способствовала увеличению формирования площади листьев на 4 % по сравнению с вариантами технологий по вспашке.

В дальнейшем ассимиляционная поверхность посевов уменьшалась. При этом на контроле и на вариантах с биологической технологией площадь листьев сокращалась быстрее, чем на вариантах с применением средств химизации, что в дальнейшем отразилось на урожайности ячменя. Зависимость урожая зерна (У) от площади листьев (X) в фазу выхода в трубку определялась уравнением регрессии:

У = 0,13 + 0,08Х (2)

при г = 0,98 ± 0,13 Ьух = °>08 ± °>01

Улучшение условий произрастания растении на фоне поверхностной обработки почвы положительно влияло на формирование фотосинтетического потенциала (ФП). Наибольший ФП отмечен на варианте технологии с поверхностным рыхлением почвы на фоне совместного последействия навоза, соломы, сидерата с внесением КдаРбоКчл в сочетании с умеренным применением пестицидов (13) и составил 1885,2 тыс.м2 сут./га, что на 1 % выше, чем на соответствующих вариантах по вспашке и в 2 -2,1 раза больше, чем на контрольных вариантах.

На вариантах технологии без применения средств защиты растений (7, 14), вследствие сокращения периода продуктивной работы листьев из-за естественного старения, пораженное™ их болезнями и повреждения вредителями, ФП формировался более низкий, однако превышал контроль на 14 - 19 %.

При повышении ФП происходило некоторое снижение ЧП. Расчет коэффициента корреляции показал, что связь эта средняя (г = - 0,63). И тем не менее снижение ЧП не повлияло на общую продуктивность посева, поскольку шла компенсация за счет значительно большей листовой поверхности.

Зависимость урожайности ячменя от продуктивной работы листьев выражается уравнением регрессии:

У= 16,31 -2.22Х (3)

при г = - 0,62 ± 0,48 Ьух = 2,22 + 1,70

Таким образом, фотосинтетическая деятельность посева ячменя определялась технологиями возделывания.

Засоренность посева ячменя. Одной из причин снижения урожайности ячменя является засоренность посева. По результатам первого учета выявлено, что поверхностная обработка почвы приводила к увеличению количества сорняков по сравнению со вспашкой с 87 шт./м2 до 102 шт./м2. На вариантах технологий с повышенным фоном питания (6, 13) увеличивалась численность сорняков по сравнению с контролем в 1,8 раза. За период вегетации вследствие биологического подавления сорняков растениями ячменя, а также подпокровными многолетними травами, и в результате применения гербицида к уборке засоренность значительно снизилась. При этом на вариантах с интенсивной технологией и технологией с элементами биологизации снижение было более значительным, т.е. в 1,3-3 раза по вспашке ив 1,6 — 2,5 раза по поверхностной обработке превышало биологические и контрольные варианты. Влияние степени засоренности (X) на урожайность зерна ячменя (У) в наших исследованиях выражается уравнением регрессии:

У = 5 - 0,07Х (4)

при г = - 0,87 ± 0,3 Ьух = - 0,06 ± 0,2

В еще большей степени величина урожая (У) зависела от сухой массы сорняков (X).

У = 5 - 0,08Х (5)

при г = - 0,93 ± 0,24 Ьух = - 0,08 ± 0,02

Урожайность ячменя и ее структура. Результаты исследований показывают, что урожайность ячменя сильно изменялась по годам в связи с различными метеорологическими условиями (табл.3).

3. Урожайность зерна ячменя в зависимости от технологий

возделывания в 1997-1999 годах, т/га

Варианты Годы Средняя Прибавка, т/га

1997 1998 1999

1 2 3 4 5 6

1 2,4 2,1 1,8 2,1 —

2 3,8 2,7 3,2 1,1

-* 4,2 3,1 3,7 1,6

4 3,9 3,0 3,5 1,4

5 3,9 4,6 _ 3,5 4,0 1.9

6 3,8 4,9 3,7 4,2 2.1

7 2,9 2,7 2,2 2,6 0,5

8 2,1 23 2,1 2,2 —

9 4,0 2,8 3,4 1,2

10 4,3 3,5 3,9 1,7

11 4,2 3.6 3,9 1,7

12 3.7 4,7 4,1 4,2 2,0

13 3.7 4,9 4,2 4,3 2,1

14 2,6 2,8 2,5 2,6 0,4

НСР05 0,27 0,17 0,53

Примечание: урожайные данные ячменя приведены к 100 % чистоте и 14 % влажности зерна.

В 1998 году, когда гидротермический коэффициент (ГТК) был равен 1,3 и близок к среднемноголетним значениям в области (1,2) получена наибольшая урожайность. В 1997 году (ГТК - 1,94) избыток влаги, полегание растений, вынужденное быстрое созревание привело к неполноценному наливу, появлению щуплости зерна и в результате этого снижению урожая. В 1999 году, из-за недобора влаги в ответственные для ячменя фазы роста и развития, урожайность получена на уровне 1,8 - 3,7 т/га по вспашке. При поверхностной обработке почвы создавались условия, способствовавшие повышению урожая до 2,1 - 4,2 т/га.

На вариантах технологий с элементами биологизации (6, 13), где создавались оптимальные условия для активного развития растений, урожай возрастал с 2,1 и 2,2 т/га на контроле до 4,2 и 4,3 т/га по вспашке и поверхностной обработке соответственно. На вариантах (2, 9) с последействием навоза, внесением 1\16!>РйоКйо в сочетании с широким применением пестицидов урожайность повышалась в 1,7 раза. Варианты технологий с последействием нетрадиционных видов органических удобрений (солома + сидерат), внесением

Ы(Д)Р(,оКй) в сочетании с фоном защиты растений в среднем за годы исследований обеспечивали урожайность ячменя примерно на таком же уровне, хотя по вспашке отмечено некоторое снижение до 3,5 т/га. На вариантах с биологической технологией возделывания ячменя получена урожайность 2,6 т/га, что на 0,5 т/га выше, чем на контроле.

Повышение урожайности ячменя происходило за счет всех элементов структуры урожая (табл. 4). Наивысшие показатели кустистости и числа продуктивных стеблей отмечены на вариантах с последействием навоза, соломы, сидерата, внесением 1Ч6оРбоКьо в сочетании с умеренным применением пестицидов (6, 13). Число продуктивных стеблей в среднем за годы исследований было в 1,6 раза больше, чем на контрольных вариантах. Коэффициент продуктивной кустистости превышал контроль в 1,2 раза.

Варианты (7, 14) с биологической технологией возделывания ячменя превышали контрольные по количеству продуктивных стеблей на 15 %, а по коэффициенту продуктивной кустистости - на 6%.

В значительной степени применение средств химизации влияло и на продуктивность колоса. На вариантах технологий с использованием минеральных удобрений масса зерна с одного колоса была на 12 -20 % и 14-21 % выше, чем на контрольных. На биологических вариантах этот показатель на 6 и В % превосходил контроль, но значительно уступал вариантам технологий с применением средств химизации.

В тесной связи с увеличением продуктивной кустистости (X), озернепности колоса (2) находилась и величина урожая зерна ячменя (У). Эта связь выражается уравнениями регрессии:

Посевные, товарные и кормовые показатели качества зерна ячменя. Технологии возделывания ячменя оказывали влияние не только на урожайность, но и на качество зерна. На вариантах технологий (2-6, 9-13) с применением средств химизации формировалось более выполненное зерно. Масса 1000 семян на этих вариантах была на 11 % выше в сравнении с контролем и на 8 % - в сравнении с биологическими вариантами (7, 14). Примерно такая же закономерность прослеживалась и в изменении натуры зерна (табл. 4).

У = 7,25 + 5,2Х при г= 0,95 +0,19

(6)

Ьух=0,52 ±0,16

У = 0,522 - 7,48 при г =0,89 ±0,28

(7)

Ьух=0,52 ±0,16

4.Показатели качества зерна ячменя в зависимости от техноло-

гий возделывания, 1997 - 1999 гг.

Варианты Масса 1000 семян, г Натура, г/л Протеин, % Сбор протеина, кг/га Содержание фосфора, % Нитраты, мг/кг

1 49,17 601 9,84 205,5 0,41 35,8

2 54,62 636 11,06 365,9 0,67 36,8

3 55,62 639 12,52 464,2 0,97 65,4

4 54.96 638 11,82 410,2 . 0,91 61,6

_ 53,15 625,6 11,25 453,0 0,69 54,9*

6 53,66 626 11,49 480,5 0,72 54,3

7 50,00 610 10,73 278,2 0,64 82,4

8 49,28 603 9,34 202,4 0,46 32,8

9 55,03 638 10,24 353,3 0,55 34,6

10 55,84 639,5 11.36 449,6 0,79 36,0

11 55,56 640 10,86 426,7 0,72 33,1

12 53,20 630 10,51 439,0 0,60 43,6

13 53,89 631 10,69 465,1 0,63 51,3

14 50,37 612,3 9,66 258,2 0,55 48,9

На вариантах технологий с применением средств химизации значительно повышалось содержание протеина в зерне ячменя. Интенсивная технология возделывания (вар. 2-4, 9-11) обеспечила повышение протеина на 1,96 % по вспашке и на 1,48 % - по поверхностной обработке в сравнении с контрольными вариантами (1, 8). На вариантах (6, 13) с последействием навоза, соломы, сидерата но фону М„оРбоКбо при умеренном применении пестицидов отмечено незначительное снижение содержания протеина по сравнению с вариантами раздельного внесения навоза и соломы с сидератом, хотя общий сбор протеина здесь получен наибольший - 480,5 кг/га по вспашке и 465,1 кг/га по поверхностной обработке почвы.

По содержанию фосфора в зерне прослеживалась тенденция повышения его на вариантах технологий с применением средств химизации независимо от способа обработки почвы.

Уровень применения средств химизации не оказывал отрицательного влияния на качество зерна. Содержание нитратов в зерне не превышало ПДК (300 мг/кг).

Исследования показали, что в современных условиях основная доля затрат на производство зерна приходится на средства химизации (более 70 %) и в первую очередь на пестициды. В связи с этим возделывание ячменя по технологиям с применением средств химизации приводило к увеличению производственных затрат в 3,4 раз в сравнении с контролем. Но при этом возрастала и продуктивность, что в свою очередь повышало стоимость валовой продукции и в итоге приводило к получению более высокого чистого дохода. Он возрастал с 1909,8 руб./га на контроле до 2300,6 руб./га на этих вариантах.

Самая низкая себестоимость продукции отмечена на вариантах (7, 14) с биологической технологией - 28 и 24 руб./ц по вспашке и поверхностной обработке соответственно. Замена вспашки поверхностным рыхлением способствовало повышению всех показателей экономической эффективности.

При существующем диспаритете йен на зерно и средства его производства экономические показатели технологий не дают объективной оценки. Поэтому разработка технологий в современных условиях требует адекватной оценки их по затратам энергии на выполнение отдельных приемов с тем, чтобы предложить хозяйствам наиболее ресурсосберегающие технологии (табл. 5).

Универсальным показателем оценки энергетической эффективности является энергетический коэффициент.

Наиболее низкий энергетический коэффициент отмечен на контрольном варианте с применением вспашки и составил 1,85. Замена последней поверхностным рыхлением почвы повышала его до 2,13 на соответствующем варианте.

На вариантах технологий с применением средств химизации и поверхностной обработки почвы коэффициент повышался до 2,18 -2,65. На фоне вспашки на соответствующих вариантах он составлял 1,97-2,43.

На вариантах, где ячмень выращивался по технологии с совместным последействием навоза, соломы, сидерата, внесением МмР30К-зо в сочетании с умеренным применением пестицидов на фоне поверхностной обработки почвы энергетический коэффициент достигал максимума - 2,65. Следовательно, эта технология является самой эффективной с энергетической точки зрения.

5. Энергетическая оценка технологий возделывания ячменя _______(1997-1999 гг.)__

Варианты Затраты энергии, тыс. МДж/га Накопленная энергия в зерне, тыс. МДж/га Затраты энергии на 1 ц зерна, ГДж Энергетический коэффициент

1 14,6 27,5 7,0 1,85

2 21,6 43,0 6,6 1,97

3 22,5 48,1 6,2 2,13

4 22,1 45,6 6,4 2,05

5 21,4 52,2 5,4 2,43

6 23,3 54,2 5,6 2,28

7 15,6 33,8 6,0 2,16

8 13,2 28,2 6,1 2,13

9 20,5 44,8 6,1 2,18

10 21,5 51,4 5,5 2,39

11 21,4 51,1 5,4 2,38

12 20,3 54,2 4,9 2,65

13 22,1 56,4 5,0 2,54

14 14,3 34,8 5,4 2,43

Выводы

1. Возделывание ячменя сорта «Визит» с подсевом многолетних трав в полевом плодосменном севообороте по адаптивным энергосберегающим технологиям на темно-серых лесных почвах обеспечивает получение стабильных урожаев экологически безопасного и биологически полноценного зерна на уровне 4 т/га.

2. Агротехнические приемы возделывания ячменя оказывали влияние на линейный рост и накопление сухой биомассы растениями ячменя. Существенные различия начинали проявляться с фазы выхода в трубку. В среднем на двух фонах обработки почвы на всех вариантах с применением средств химизации высота растений и сухая биомасса в фазу восковой спелости составили 73,2 см и 106 ц/га. На вариантах без средств химизации (биологическая техноло-

гия) по двум фонам обработки почвы показатели были ниже в 1,4

раза.

3. Максимальная площадь листовой поверхности 47,6 тыс. м'/га у растений ячменя формировалась в фазу их выхода в трубку на вариантах с органоминеральнымн системами удобрений и применением средств защиты растений на фоне поверхностной обработки почвы. А на фоне вспашки она несколько снижалась до 45,6 тыс. м"/га.

Площадь листьев в 51,6 тыс. м2/га растения формировали на вариантах с совместным последействием навоза (50 т/га), соломы (5 т/га), сидерата (6-8 т/га) и внесением К60Р(,оК6о в сочетании с умеренным применением пестицидов независимо от способа обработки почвы. На вариантах с биологической технологией площадь листьев уменьшалась до 29,3 тыс. м2/га по вспашке и до 29,7 тыс. м2/га по поверхностной обработке почвы. Минимальная площадь листьев сформировалась на контрольных вариантах.

4. Высокий фотосинтетический потенциал посева (ФП) отмечен на вариантах с последействием органических удобрений, применением средств химизации на фоне поверхностной обработкой почвы и составил 1766,7 тыс. м2 сутки/га, что на 4,3 % больше, чем на соответствующих вариантах но вспашке.

Наиболее мощный ФП 1885,2 тыс. м2 сутки/га сформировался на варианте с совместным последействием навоза (50 т/га), соломы (5 т/га), сидерата (6-8 т/га) при внесении Н6оРбоК<ю и умеренном использовании пестицидов на фоне вспашки и поверхностной обработки почвы. Без средств химизации на фоне последействия только органических удобрений ФП был ниже и составил соответственно 1025,4 тыс. м" сутки/га.

5. На вариантах с применением средств химизации отмечено снижение чистой продуктивности на 8,5 % в среднем за вегетацию. На вариантах с биологической технологией чистая продуктивность фотосинтеза была выше и составила 6,0 г/м" сутки по вспашке и 5,7 г/м" сутки по поверхностной обработке почвы.

6. Поверхностная обработка почвы по сравнению со вспашкой приводила к увеличению количества сорняков в фазу кущения с 87 до 102 шт/м2 и, несмотря на применение гербицида, эта тенденция сохранилась до уборки урожая. Сухая же масса сорняков по вариантам вспашки и поверхностной обработки почвы к концу вегетации ячменя отличалась незначительно. На вариантах технологий с применением средств химизации к уборке по сравнению с биологическими и контрольными вариантами количество сорняков уменьши-

лось в 1,3-3,0 раза по вспашке и в 1,6-2,5 раза по поверхностной обработке.

7.Высокий урожай ячменя 4,2 т/га обеспечили технологии с совместным последействием навоза, соломы, сидерата, внесением Ьт61|Р6пК6о и умеренным применением пестицидов по вспашке и 4,3 т/га по поверхностной обработке почвы. Значительно ниже сбор зерна - 2,4 и 2,7 т/га получен на вариантах с биологической технологией на обоих фонах обработки почвы.

8. Наивысшие показатели структуры урожая отмечены на вариантах с последействием навоза, соломы, сидерата в сочетании с умеренным применением пестицидов и внесением Т^РбоК-бо- Варианты с биологической технологией превышали контрольные по числу продуктивных стеблей на 15%, по продуктивной кустистости -на 6%.

9. Наибольший процент содержания протеина 12,52 % в зерне ячменя был на вариантах с традиционной органо-минеральной системой удобрений по вспашке и 11,36% по поверхностной обработке. Последействие органических удобрений без применения средств химизации способствовало незначительному повышению содержания протеина на 0,89 % по вспашке и на 0,32 % по поверхностной обработке по сравнению с контролем.

На вариантах с биологизированной технологией было снижение содержания протеина по сравнению с вариантами с интенсивной технологией, однако при этом получен наибольший сбор протеина - 480,5 кг/га по вспашке и 465,1 кг/га по поверхностной обработке. Биологическая технология обеспечила сбор протеина 278,2 кг/га по вспашке и 258,2 кг/га по поверхностной обработке почвы.

10. Самый высокий чистый доход обеспечила технология с элементами биологизации при внесении Ы30РзоК.зо 3367 руб./га по поверхностной обработке почвы.

Биологические технологии уступали по этому показателю всем вариантам и чистый доход здесь составил 2401 руб./га по вспашке и 2464 руб./га по фону поверхностной обработки почвы.

Самая низкая себестоимость продукции отмечена на варианте (14) с биологической технологией -24 руб./ц.

11. Наиболее высокая энергетическая эффективность отмечена на вариантах с совместным последействием навоза, соломы, сидерата, внесением К30Р3оК.зв и умеренным применением пестицидов на фоне поверхностной обработки почвы (13). Энергетический коэффициент при этом составил 2,65.

Предложения производству

1. На темно-серых лесных почвах в плодосменном севообороте с размещением ячменя после кукурузы, под которую внесены органические удобрения (навоз 50 т/га, солома 5-6 т/га, зеленые удобрения 6-8 т/га), его можно возделывать по технологии с умеренным применением пестицидов, внесением N30P30K30 или Н^Р^К^о, обеспечивающей получение урожая зерна до 4 - 4,3 т/га с высокими показателями экономической и энергетической эффективности.

2. На темно-серых лесных почвах центрального региона России, в том числе и Орловской области, с относительно небольшими потенциальными запасами семян сорняков в почве при размещении ячменя после пропашных культур замена традиционной вспашки на менее энергоемкую поверхностную обработку вполне целесообразна, что подтверждается агрономическими, экономическими и энергетическими показателями.

3. Для получения экологически безопасного зерна ячменя на уровне 2,6 т/га и с меньшими затратами его следует выращивать на фоне последействия органических удобрений без применения средств химизации.

Список опубликованных но теме диссертации работ

1. Методическое руководство по выполнению курсовых работ по растениеводству для студентов агрономического факультета. - Орел: Изд-во ОГСХА. - 1996. - 48 с.( в соавторстве).

2. Засоренность и продуктивность ячменя с подсевом многолетних трав в зависимости от обработки почвы и удобрений // Агропромышленных комплекс России в период глубокого реформирования: актуальные проблемы и пути их решения / Мат. науч.- практ. Конференции. - Орел. - 1997. - С. 37 - 38.

3. К вопросу об ограничении применения средств химизации при возделывании ячменя с подсевом многолетних трав // Защита растений от вредных организмов в условиях биологизации земледелия / Мат. Всероссийской науч.-практ. конференции. - Орел: Изд-во ОГСХА. - 1998.-С. 104- 105.

4. Технология возделывания ячменя. Агроэкологические аспекты совершенствования технологии возделывания ячменя // Arpo XXI. - 1998. - №12. - С. 18 - 19 (в соавторстве).

5. К методике оценки эффективности биологизированных технологий возделывания кормовых культур (ОГСХА) // Ресурсосберегающие приемы и технологии возделывания сельскохозяйст-

венных культур / Тезисы докладов. - Рязань. - 1998. - С. 130-132 (в соавторстве).

6. Методические указания и задания для самостоятельной подготовки по изучению курса "Растениеводство" студентами агрономического факультета. - Орел: Изд-во ОГСХА. - 1998. - 45 с. (в соавторстве).

7. Биологизация земледелия и экология Центральной России // Достижения аграрной науки в решении экологических проблем Центральной России / Тезисы докладов Российской науч.-практ. конференции. - Орел: Изд-во ОГСХА. - 1999. - С. 145 - 147 (в соавторстве).

8. Формирование продуктивности ячменя и многолетних трав в зависимости от обработки почвы и удобрений // Физиология растений - основа рационального земледелия. - М.: РАН. - 1999. -С. 32 - 33 (в соавторстве).

9. Влияние удобрений и пестицидов на продуктивность ячменя в севообороте // Достижения аграрной науки в решении экологических проблем Центральной России / Тезисы докладов Российской науч.-практ. конференции. - Орел: Изд-во ОГСХА. - 1999. - С. 259-261.

10. Агроэкологические основы современных адаптивных, ресурсосберегающих технологий возделывания зерновых культур (Методическое руководство). - Орел. - 2000. - 25 с. (в соавторстве).

11. Формирование урожая ячменя в зависимости от сочетаний удобрений и приемов основной обработки почвы // Достижения науки и техники АПК. - 2000. - № 5.- С. в печати (в соавторстве).

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Титова, Елена Михайловна

Введение 4 1. Значение приемов возделывания в формировании посевов ячменя

Обзор литературы)

1.1. Влияние способов обработки почвы на формирование урожая ячменя

1.2. Продуктивность ячменя в зависимости от систем удобрений

1.3. Защита растений ячменя - надежный резерв повышения урожайности

1.4. Влияние приемов возделывания на качество зерна ячменя

2. Цель, задачи исследований, методика и условия проведения опытов

2.1. Место, схема опыта и агротехника - - ";:

2.2. Почвенные и агрометеорологические условия

2.3. Методика проведения исследований

3. Формирование урожая ячменя в зависимости от приемов возделывания

3.1. Фотосинтетическая деятельность посева

3.1.1. Динамика роста растений и накопление сухого вещества

3.1.2. Формирование листовой поверхности

3.1.3. Фотосинтетический потенциал посева и чистая продуктивность фотосинтеза

3.2. Влияние основной обработки почвы и средств химизации на засоренность посева ячменя

3.3. Урожайность ячменя и структура урожая

3.4. Влияние технологий возделывания на качество урожая

4. Экономическая оценка эффективности приемов возделывания ячменя

5. Энергетическая оценка эффективности приемов возделывания ячменя

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Эффективность различных технологий возделывания ячменя в условиях Центрального региона России"

Важнейшей задачей современного растениеводства в центральном регионе России, в том числе и Орловской области, является увеличение производства биологически полноценного и экологически безопасного продовольственного и фуражного зерна. В решении этой проблемы значительная роль отводится ячменю, площади под которым в Орловской области ежегодно составляют около 187 тыс. га и занимают до 26% посевных площадей зерновых культур.

В хозяйствах региона урожайность ячменя составляет не более 50-60% руально возможного уровня. Для решения этой проблемы необходима разработка дифференцированных технологий, основанных на интенсификации биологических факторов, максимально приближенных к местным условиям и оказывающих положительное влияние на состояние почвы, окружающей среды, повышение урожайности и качества продукции.

В условиях адаптивного растениеводства среди агротехнических мероприятий, направленных на увеличение урожайности культур, в частности ячменя, важное место принадлежит научно-обоснованным способам обработки почвы, при которых создаются благоприятные условия для роста и развития растений. Важное условие достижения высоких урожаев ячменя - это удовлетворение потребностей растений в питательных веществах, защита растений от болезней, сорняков и вредителей, а также повышение эффективного плодородия почвы.

Исследований по комплексному влиянию вышеназванных факторов на продуктивность ячменя проведено мало. В лесостепной зоне они практически отсутствуют. В связи с этим данная работа посвящена изучению комплексного воздействия обработки, систем удобрений, систем защиты растений на величину и качество урожая ячменя и в итоге разработке и обоснованию технологий с минимальными энергетическими затратами.

Тема данной работы являлась составной частью комплексной темы исследований кафедры растениеводства: "Разработать энергосберегающие, высокопродуктивные, экологически безопасные системы земледелия для лесостепной зоны Европейской части России".

Диссертационная работа выполнена на опытном поле кафедры растениеводства Орловского государственного аграрного университета в 1997 -1999 гг.

В результате исследований установлено:

- при размещении ячменя на темно-серой лесной почве в плодосменном севообороте после кукурузы замена традиционной вспашки на 20-22 см поверхностной обработкой на 8-10 см вполне оправдана и в годы с недостаточным увлажнением способствует повышению продуктивности ячменя;

- выращивание ячменя на фоне последействия органических удобрений способствовало получению экологически безопасной и дешевой продукции;

- применение минеральной, традиционной органо-минеральной, нетрадиционной органо-минеральной систем удобрений в сочетании с широким применением пестицидов способствовало увеличению урожайности ячменя в 1,3 раза по сравнению с органической системой удобрений без применения пестицидов;

- выращивание ячменя с использованием навоза в сочетании с соломой, сидератом и минеральными удобрениями на фоне умеренного применения средств защиты растений способствовало получению высокой и стабильной урожайности.

Эти основные положения и выносятся на защиту.

1. Значение приемов возделывания в формировании посевов ячменя