Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Формирование урожайности и качества зерна озимой ржи в зависимости от минеральных удобрений и биопрепаратов в лесостепи Среднего Поволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Формирование урожайности и качества зерна озимой ржи в зависимости от минеральных удобрений и биопрепаратов в лесостепи Среднего Поволжья"

На правах рукописи

005051805

МЛКЛРЕІІКИНА Анастасия Геннадьевна

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ И КАЧЕСТВА ЗЕРНА ОЗИМОЙ РЖИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И БИОПРЕПАРАТОВ В ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

11 АПР 2013

Саранск - 2013

005051805

Работа выполнена на кафедре технологии производства и переработки растениеводческой продукции ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва»

Научный руководитель - доктор с.-х. наук

Кар гни Василий Иванович

Официальные оппоненты - доктор с.-х. наук

Немцев Сергей Николаевич, главный научный сотрудник отдела земледелия ГНУ «Ульяновский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Россельхозакадемии;

кандидат с.-х. наук Саулин Алексей Алексеевич, ведущий агрохимик отдела агрохимического мониторинга почв ФГБУ «Государственный центр агрохимической службы " Мордовский"»

Ведущая организация Государственное научное учреждение

«Нижегородский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Россельхозакадемии

Защита состоится «12» апреля 2013 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.117.11 при ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» по адресу: 430904, г. Саранск, р.п. Ялга, ул. Российская, 31, ауд. 223.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. М. М. Бахтина ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. Г1. Огарёва».

Объявление о защите диссертации и автореферат диссертации размещены на официальном сайте http://dsov.mrsu.ru

Автореферат разослан «^>> марта 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

¿Г*

В. И. Каргин

ОЫЦЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Основными производителями зерна озимой ржи являются Россия, Польша, Германия и Беларусь, на долю которых приходится более 70 % всего мирового сбора. Площади под этой культурой в России уменьшилась с 28,2 млн га в 1914 г. до 2,1 млн га в 2009 г. (Агропромышленный комплекс..., 2010; Жученко Л. Л., 2009), а валовой сбор зерна составил 4,3 млн т, что ниже оптимальной потребности в 3 раза (СопсЬагспсо А. А., 2010). Сокращение валовых сборов сопровождается ухудшением качества получаемого зерна. Современные исследования доказали высокую значимость ржи в питании. Ржаной хлеб сегодня рассматривается как продукт функционального назначения (Сысуев В. А. и др., 2012). Зерно озимой ржи характеризуется высоким содержанием клетчатки, которая является основой пищевых волокон. Учеными выявлено, что пищевые волокна ржи уменьшают риск онкологических заболеваний и препятствуют развитию диабета 2-го типа у людей зрелого возраста.

Для получения максимально возможной и стабильной урожайности зерна высокого качества на фоне экологического и экономического кризиса важное значение имеют использование новых сортов, вклад которых оценивается на уровне 30 % и более (Жученко А. А., 2004), и совместное применение минеральных удобрений с биологическими. В научной литературе имеется много работ о влиянии минеральных удобрений и биопрепаратов на продуктивность и качество зерна озимой ржи. Однако создание и внедрение в производство новых сортов диктует необходимость оценки их реакции на дозы минеральных удобрений и биопрепараты в конкретных почвснно-климатических условиях. Дело в том, что различия в реакции сортов озимой ржи на использование удобрений весьма велики, поэтому данная проблема требует специального изучения. Необходимость подобных исследований возрастает и в связи с внедрением в производство точного земледелия, где необходима конкретная информация о влиянии доз минеральных удобрений и биопрепаратов на величину урожая и качество зерна новых сортов.

Цель и задачи исследования. Целью исследования явилось изучение особенностей формирования продуктивности озимой ржи сорта Эстафета Татарстана и обоснование приемов получения высокого урожая продовольственного зерна.

В задачу исследований входили:

- изучение особенностей роста и развития озимой ржи в зависимости от минеральных удобрений и биопрепаратов;

- выявление роли минеральных удобрений и биопрепаратов на водопо-требление озимой ржи и эффективность использования ресурсов влаги;

- оценка роли минеральных удобрений и биопрепаратов на фитосанитар-ное состояние посевов озимой ржи;

- выявление динамики содержания подвижных форм азота и фосфора в пахотном слое почвы;

- изучение особенностей формирования урожайности и качества зерна

з

озимой ржи в зависимости от минеральных удобрений и биопрепаратов;

- оценка влияния биологических удобрений на посевные качества семян озимой ржи;

- определение экономической эффективности применения возрастающих доз минеральных удобрений и биопрепаратов в технологии возделывания озимой ржи.

Научная новизна. Применительно к местным ночвенно-климатическим условиям выявлены закономерности роста и развития растений, показан стимулирующий эффект совместного применения минеральных удобрений с биопрепаратами для сорта озимой ржи Эстафета Татарстана, обеспечивающий улучшение посевных качеств семян. Установлено положительное влияние минеральных удобрений в сочетании с биологическими на фитосанигарное состояние посевов, эффективность использования почвенной влаги, сохранность растений озимой ржи, формирование урожайности и качества зерна озимой ржи.

Практическая значимость результатов исследований. Для формирования максимальной урожайности зерна озимой ржи сорта Эстафета Татарстана с высокими технологическими и посевными качествами на выщелоченных тяжелосуглинистых черноземах нами рекомендуется вносить минеральные удобрения в дозе Ы90Р70К80. Для повышения урожайности и качества зерна рекомендуется обработка посевов осенью в фазу кущения и весной в период возобновления вегетации посевов препаратами «Альбит» в дозе 0,04 л/га и «Азотовиг» в дозе 0,4 л/га.

Материалы исследований включены в рекомендации для специалистов сельского хозяйства, они используются для разработки адаптивно-ландшафтной системы земледелия. Полученные данные используются также при чтении лекций специалистам сельского хозяйства Республики Мордовия и в учебном процессе при изучении курсов «Растениеводство», «Земледелие» и других дисциплин по агрономическим специальностям.

Положения, выносимые на защиту:

- влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на полевую всхожесть семян, сохранность растений, водонотрсбленис, фитосанитарнос состояние посевов озимой ржи;

- формирование элементов структуры урожая и качества зерна в зависимости от доз минеральных удобрений и биологических препаратов;

- влияние биопрепаратов на изменение посевных качеств семян озимой

ржи;

- экономическая оценка применения минеральных удобрений в сочетании с биопрепаратами.

Апробация работы. Основные положения и выводы диссертации были доложены на международных конференциях «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии получения сельскохозяйственной продукции» (Саранск, 2010-2012); Международной научно-методической конференции, посвященной памяти академика РАСХН Немцова Николая Сергеевича (Ульяновск, 2012); Всероссийской конференции «Перспективные направления исследований в земледелии и растениеводстве» (Ульяновск, 2011); Огаревских чте-

ниях МГУ им. Н. П. Огарева (Саранск, 2011, 2012); Республиканских совещаниях работников сельского хозяйства Республики Мордовия (Саранск, 2010— 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 156 страницах машинописного текста в компьютерном исполнении, состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы, включающего 177 наименований, содержит 27 таблиц, 5 рисунков, 21 приложение.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика проведении исследований. Для оценки влияния минеральных удобрений в сочетании с биологическими препаратами на величину урожая, химический состав и качество зерна озимой ржи (Беса1е сегеа1е Ь.) сорта Эстафета Татарстана в 2009-2012 гг. на Мордовской сортоиспытательной станции был заложен полевой двухфакторный опыт:

Фактор Л (минеральные удобрения): 1. Без удобрений (контроль); 2. Ы3оР7оК8о (под предпосевную обработку); 3. ¡\тбоР7оК8о (под предпосевную обработку); 4. М60Р7оК8о (под предпосевную обработку) + N30 (рано весной в подкормку); 5. М6оР7оК8о (иод предпосевную обработку) + N64 (рано весной в подкормку).

Фактор В (биопрепараты): 1. Без обработки (контроль); 2. «Планриз» -1 л/га; 3. «Азотовит» - 0,4 л/га; 4. «Лгровит-кор» - 2 л/га; 5. «Альбит» - 0,04л/га.

Расчет дозы минеральных удобрений проводился на запрограммированный урожай озимой ржи 5,0 т/га. Дозы минеральных элементов определяли с учетом нормативного баланса элементов питания, установленного для условий Мордовии А. В. Ивойловым (1997). Во втором варианте вынос по азоту компенсировали на 20 %, в третьем - на 40 %, в четвертом - на 60 %, пятом - на 80 %, вынос по фосфору компенсировали на 100 %, а по калию - на 60 %.

Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое опытного участка составляло 7,22-7,72 %; рН сол. — 4,9-5,2; сумма поглощенных оснований - 21,6-22,6; гидролитическая кислотность - 5,7-6,2 ммоль/100 г почвы, содержание Р2О5-153-160; К20- 150-152 мг/кг почвы.

Повторность трехкратная. Размер делянок первого порядка 75 м" (5 х 15 м), второго — 15 м" (5 X 3 м). Расположение делянок систематическое. Предшественник - чистый пар.

Биологическими препаратами обрабатывали посевы в фазу кущения осенью и весной.

Метеорологические условия были различными по годам. Осенью 2009 г. создались благоприятные условия для получения всходов. Вегетационный период 2010 г. отличался крайней засушливостью: в мае гидротермический коэф-

фициент составил 0,5, а в июне 0,3. Осенью 2010 г. количество осадков превышало многолетние, что привело к переувлажнению почвы в посевах озимой ржи. Вегетационный период 2011 г. приближался к срсднемноголетним значениям. В мае 2012 г. гидротермический коэффициент составил 0,9, что отрицательно сказалось на формировании посевов озимой ржи.

В течение вегетации проводили фенологические наблюдения в соответствии с методикой Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1989). Учеты, наблюдения и анализы выполняли в соответствии с общепринятыми методиками (Доспехов Б. А., 1985; Опытное дело..., 1982; Методические указания..., 1983; Методические указания..., 1985).

Статистическая обработка результатов исследований осуществлена с использованием дисперсионного анализа с применением пакета программ прикладной статистики «Stat» (версия 2.6, ИВЦ МарГУ, 1993). Определение достоверности средних многолетних показателей опыта проводили в соответствии с рекомендациями (Афанасьев Р. А., 2004).

Экономическую эффективность рассчитывали на основе технологических карт возделывания озимой ржи.

Влияние минеральных удобрений в сочетании с биопрепаратами на рост и развитие озимой ржи

Продолжительность вегетационного периода озимой ржи составила 317— 327 суток. Она менялась в основном в зависимости от метеорологических условий. В крайне засушливом в 2009/10 сельскохозяйственном году она составила -317 дней; в благоприятном 2010/11 сельскохозяйственном году - 327 дней. Промежуточное положение занимал 2011/12 сельскохозяйственный год, когда продолжительность вегетационного периода составила 325 дней.

Продолжительность вегетационного периода характеризовалась слабой величиной изменчивости в зависимости от минеральных удобрений. Согласно нашим наблюдениям, под влиянием повышенных доз минеральных удобрений она увеличилась всего на 1-2 дня.

Полевая всхожесть и сохранность растений. Полевая всхожесть имеет важнейшее значение для оценки качества посевов и служит основным показателем, который влияет на густоту стеблестоя. Иследования свидетельствуют, что под влиянием минеральных удобрений произошло достоверное снижение числа всходов (табл. 1).

Формирование урожайности озимой ржи в значительной мере зависит от способности растений противостоять неблагоприятным условиям зимовки, которые оказываются неодинаковыми в разные годы. В среднем за три года число перезимовавших растений под влиянием минеральных удобрений возросло на 6-14 шт./м". Наибольшее число перезимовавших растений отмечалось при внесении NjoPyoKgo. Под влиянием минеральных удобрений число сохранившихся к весне растений увеличилось на 2,3-5,5 %.

Достоверное увеличение числа перезимовавших растений отмечено в результате обработки посевов биологическими препаратами. Если на варианте без

Таблица 1 - Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на число растений озимой ржи, шт./м", среднее за 2010-2012 гг.

Фактор Число растений

Л В всходы перезимовавших перед уборкой

Без удобрений Контроль 438 246 189

Планриз 444 256 197

ЛЗОТОВИТ 443 255 197

Лгровит-кор 444 258 199

Альбит 447 264 203

ЫзоРтоКво под предпосевную обработку Контроль 435 252 202

Планриз 437 263 211

Азотовит 438 263 212

Агровит-кор 437 263 213

Альбит 439 270 218

ТчГ60Р70К80 под предпосевную обработку Контроль 436 257 212

Планриз 438 266 220

Азотовит 437 266 221

Лгровит-кор 438 267 223

Альбит 438 272 227

ИбоРтоКда под предпосевную обработку + N30 весной в подкормку Контроль 436 261 218

Планриз 438 271 227

Азотовит 437 270 227

Агровит-кор 437 271 228

Альбит 438 277 233

НбоРтоКзо под предпосевную обработку + И64 весной в подкормку Контроль 434 265 223

Планриз 435 269 228

Азотовит 435 269 227

Агровит-кор 436 269 228

Альбит 426 273 233

Среднее ГІ0 фактору Л Контроль 443 256 197

НзоРуоКм 437 262 211

КбоРто^о 437 266 221

^(Д^оКзО 437 270 227

^24Р7()К80 435 269 228

Среднее по фактору В Контроль 436 256 209

Планриз 438 265 217

Азотовит 438 265 217

Агровит-кор 438 266 218

Альбит 440 271 223

НСР05 ч.р. 8 17 19

НСР05 А 4 8 9

НСР05 В 4 7 8

обработки посевов биопрепаратами оно составило 256, то после обработки увеличилось до 265-271 шт. - иа 9-15 шт./м2 (НСР по этому фактору составляет 7 шт./м"). Лучшая сохранность отмечена на вариантах, где посевы обрабатывали препаратами «Агровит-кор» и «Альбит», под влиянием которых число сохранившихся растений увеличилось на 3,9-5,9 %.

Для оценки влияния минеральных удобрений и биопрепаратов особое значение имеет сохранность растений, обусловливающая продуктивность посевов. В нашем исследовании она определялась главным образом метеорологическими условиями. Небывалая жара в весенне-летний период 2010 г. и почти полное отсутствие осадков привели к выпадению большей части растений, высокая их сохранность наблюдалась в благоприятном 2011 г., в 2012 г. она была ниже из-за выпревания растений, высокой температуры весной и отсутствия осадков в первые декады мая (см. табл. 1).

В среднем за 2010-2012 гг. на контроле число сохранившихся растений составило 197 шт./м". При внесении удобрений оно достоверно увеличивалось (до 211-228 растений на 1м2- увеличение составило 14-31 растение при НСР05, равном 9). Наибольшая сохранность растений отмечена на вариантах, где вносили Ы90Р70К80. Обработка посевов биологическими препаратами также достоверно увеличила этот показатель. Если без обработки растений количество к уборке составило 209 шт./м", то обработка посевов биопрепаратами увеличивала их число до 217-223 шт./м2 (увеличение составило 18-24 шт./м2 при НСР05, равном 8). Наибольшая сохранность растений озимой ржи отмечена на посевах, которые обрабатывали препаратом «Альбит».

Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на засоренность посевов озимой ржи. В среднем за три года число сорных растений в фазу колошения под влиянием минеральных удобрений достоверно увеличивалось на 20-30 %, а в период уборки - на 24-35 %. Наибольшая засоренность отмечена при внесении Ы124Р7оК8о (табл. 2). Под влиянием биопрепаратов к моменту уборки наблюдалось достоверное увеличение числа сорных растений, наиболее существенное на вариантах, где посевы обрабатывали препаратом «Альбит».

В среднем по опыту за три года сухая масса сорных растений в фазе колошения на варианте без удобрений составила 38,4 г/м2. При внесении минеральных удобрений она достоверно снизилась до 31,7-34,7 г/м2, или на 10- 17 % по отношению к контролю.

Перед уборкой в среднем по опыту сухая масса сорных растений возросла на 14 % и составила 46,9 г/м". Под влиянием минеральных удобрений произошло ее достоверное снижение. Если на варианте без удобрений она составила 51,3 г/м", то при внесении минеральных удобрений - 47,3^14,2 г/м2, то есть снижение составило 8-14 %.

Биологические удобрения во все фазы развития растений озимой ржи не оказывали достоверного влияния на массу сорных растений.

Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на водонотрсблс-ние озимой ржи. В условиях недостаточного увлажнения влага становится основным фактором формирования полноценного урожая, при недостатке которой происходит подавление фотосинтетических процессов, наблюдается быст -

Таблица 2 - Влияние доз минеральных удобрений и биопрепаратов па засоренность посевов озимой ржи, среднее за 2010-2012 гг.

Фактор Число сорных растений, шт./м" Сухая масса сорных растений, г/м"

А В колошение перед уборкой колошение перед уборкой

Без удобрений Контроль 11 18 38,3 51,1

Планриз 10 16 39,2 52,4

Азотовит 9 16 38,2 51,0

Агровит-кор 9 18 38,5 51,4

Альбит 10 18 37,6 50,8

ЫзоР7оК8о под предпосевную обработку Контроль 11 20 35,0 46,9

Планриз 12 22 35,3 48,0

Азотовит 12 22 34,9 47,2

Агровит-кор 11 20 34,6 47,2

Альбит 12 22 33,9 47,1

N60^70^0 под предпосевную обработку Контроль 11 20 33,4 46,7

Планриз 11 21 33,6 47,1

Азотовит 12 22 32,5 45,4

Агровит-кор 12 23 33,3 46,7

Альбит 13 23 32,7 46,1

МеоРуоКво под предпосевную обработку + N30 весной в подкормку Контроль 13 20 32,2 45,4

Планриз 12 22 32,2 44,6

Азотовит 12 22 31,6 44,7

Агровит-кор 13 22 32,2 45,6

Альбит 13 24 32,2 45,6

ИбоРтоКзо под предпосевную обработку + N64 весной в подкормку Контроль 14 24 31,6 44,5

Планриз 13 22 31,6 44,9

Азотовит 12 23 31,8 44,1

Агровит-кор 13 23 32,0 43,4

Альбит 14 23 31,7 44,2

Среднее по фактору А Контроль 10 17 38,4 51,3

НзоР7ОК8О 12 21 34,7 47,3

N60P70K.se 12 22 33,1 46,4

N^70^0 13 22 32,1 45,2

^24Р7ОК80 13 23 31,7 44,2

Среднее по фактору В Контроль 12 20 34,1 46,9

Планриз 12 21 34,4 47,4

Азотовит 11 21 33,8 46,5

Агровит-кор 12 21 34,1 46,9

Альбит 12 22 33,6 46,8

НСР05 Ч.р. 2 3 4,9 5,5

НСР05 Л 1 1 2,2 2,5

НСР05 В 1 1 2,1 2,4

рое отмирание листьев. В наших исследованиях минеральные удобрения и биопрепараты не оказали влияния на накопление влаги в почве, однако ее ресурсы использовались растениями более эффективно при их внесении (табл. 3).

Таблица 3 - Эффективность использования влаги посевами озимой ржи в зависимости от минеральных удобрений и биопрепаратов, среднее за 20092012 гг.

Вариант Расход влаги за вегетационный период, т

всего на 1 т зерна

Без удобрений (контроль) 2 337 900

И,ОР7ОК8О 2 360 782

Н60Р7оК80 2418 725

^90^70^80 2 454 702

1^124Р7оК80 2 474 733

Контроль 2 409 796

Планриз 2 409 762

Азотовит 2 409 759

Агровит-кор 2 409 756

Альбит 2 409 766

НСР05 ч. р. 59

НСР05 А 27

НСР05 В 26

В среднем за три года расход влаги на 1 т зерна при внесении минеральных удобрений снижался на 13-22 %. Наиболее эффективно влага использовалась на варианте с внесением 90 кг азота на фоне фосфорно-калийных удобрений. Снижение водопотрсбления под влиянием биологических удобрений составило 4-5 % по сравнению с контролем. Наиболее эффективно влага использовалась при совместном применении минеральных удобрений с биопрепаратами.

Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на содержание подвижных форм азота и фосфора. Развитие растений озимой ржи тесно связано с наличием в почвенном профиле доступных для растений форм элементов питания. Полученные данные свидетельствуют о хорошей обеспеченности опытных участков подвижными формами азота, фосфора и калия. Проведенное исследование позволяет сделать вывод, что содержание подвижного азота зависит в первую очередь от метеорологических условий. В крайне засушливом 2010 г. содержание нитратов снижалось в 1,8-4,0 раза по сравнению с благоприятным 2012 г.

Количество нитратов существенно менялось в зависимости от внесения минеральных удобрений. В фазу колошения на контроле их содержание составило 32,2 мг/кг, а под влиянием минеральных удобрений достоверно возросло на 8,4-39,1 %. Наибольшее накопление нитратов отмечалось при внесении минеральных удобрений в дозе ^0Р70К80. В фазу полной спелости под влиянием

минеральных удобрений их количество возросло на 4,2-13,4 мг/кг, или на 2374 %.

Достоверное увеличение содержания нитратов в фазу колошения отмечалось при обработке посевов препаратами «Лзотовит», «Лгровит-кор» и «Альбит».

Исследования свидетельствуют, что фосфатный режим почв при сельскохозяйственном их использовании в значительной степени определялся влиянием удобрений. В период возобновления весенней вегетации содержание подвижных форм фосфора на контроле составило 146,6 мг/кг. При внесении полного минерального удобрения его накопление достоверно увеличилось на 11,0— 14,9 мг/кг почвы, или на 8—10 % по отношению к контролю.

В фазу колошения содержание подвижного фосфора на контроле составило 141,3 мг/кг. Под влиянием полного минерального удобрения оно достоверно увеличилось на 12,6-14,3 мг/кг, или на 9 -10 % по отношению к контролю. К началу уборки этот показатель на контроле составил 129,6 мг/кг, а при внесении полного минерального удобрения - 145,9-147,0 мг/кг, то есть достоверно увеличился на 16,3-17,4 мг/кг (на 12,6-13,4 %).

Влияние биопрепаратов на содержание подвижных форм фосфора во все фазы развития растений озимой ржи было недостоверным.

Формирование урожая и качества зерна в зависимости от минеральных удобрении и биопрепаратов

Изменение условий роста и развития растений под воздействием минеральных удобрений и биопрепаратов оказало существенное влияние на урожайность и качество зерна озимой ржи. В наших исследованиях сбор зерна менялся также в зависимости от метеорологических условий.

В благоприятном 2011 г. урожайность зерна составила 4,33 т/га, а в резко засушливом 2010 г. - 2,34 т/га. Под влиянием минеральных удобрений урожайность увеличилась на 16-35 %. Наибольшая прибавка получена при внесении туков в дозе Ыбо-эдР7оК8о. Увеличение дозы азотных удобрений не привело к росту валового сбора (табл. 4).

Вклад биопрепаратов в повышение урожайности был менее значительным. Под их влиянием она увеличилась на 4—6 %. Наибольшее влияние биопрепаратов отмечено при внесении низких доз азотных удобрений. Если на контроле под их влиянием урожайность выросла на 0,20-0,27 т/га, то при внесении азота более 90 кг на 1 га - 0,08-0,20 т/га. Наибольшая прибавка получена на варианте, где посевы обрабатывали «Альбитом» и «Азотовитом».

Минеральные и биологические удобрения позволяют снизить негативное влияние метеорологических факторов на урожайность.

В наших исследованиях под влиянием минеральных удобрений произошло увеличение практически всех показателей элементов структуры урожая по сравнению с контролем: число продуктивных стеблей достоверно увеличилось на 32-76 шт./м", масса зерна с колоса - на 0,05-0,11 г, достоверно повысилось число зерен в колосе. Наиболее высокими эти показатели были при внесении ^оРуоКво.

Таблица 4 - Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность и качество зерна озимой ржи, среднее за 2010-2012 гг.

Фактор Урожайность, Белок, Масса 1 000

А В т/га % зерен, г

Контроль 2,42 9,4 28,0

Планриз 2,62 9,6 28,6

Без удобрений Азотовит 2,62 9,7 27,7

Агровит-кор 2,65 9,7 27,7

Альбит 2,69 9,6 27,6

Кошроль 2,86 10,0 27,7

КзоРто^о под Планриз 3,04 10,1 27,4

предпосевную Азотовит 3,05 10,3 27,7

обработку Агровиг-кор 3,06 10,3 27,7

Альбит 3,09 10,2 27,8

Контроль 3,20 10,3 28,2

КбоР^о под Планриз 3,37 10,4 28,2

предпосевную Азотовит 3,38 10,6 28,5

обработку Агровит-кор 3,40 10,7 28,5

Альбит 3,40 10,6 28,5

М60Р7оК8о под Контроль 3,46 10,7 29,0

предпосевную Планриз 3,49 10,9 29,0

обработку + Азотовит 3,51 11,1 29,0

N30 весной в Агровит-кор 3,50 11,1 29,1

подкормку Альбит 3,56 11,1 28,8

М60Р70К80 под Контроль 3,36 11,2 29,1

предпосевную Планриз 3,44 п,з 28,9

обработку + Азотовит 3,45 11,6 28,9

N64 весной в Агровит-кор 3,46 11,7 28,9

подкормку Альбит 3,46 11,6 28,6

Контроль 2,60 9,6 27,9

Среднее по фактору А НзоРтоКво 3,02 10,2 27,7

^боР 70^80 3,35 10,5 28,4

^оРтоКда 3,50 11,0 29,0

1^|24Р7оК80 3,43 11,5 28,9

Контроль 3,06 10,3 28,4

Среднее по фактору В Планриз 3,19 10,5 28,4

Азотовит 3,20 10,7 28,4

Агровит-кор 3,21 10,7 28,4

Альбит 3,24 10,6 28,3

НСР05 ч. р. 0,30 0,33 1,3

НСР05 А 0,21 0,15 0,6

НСР05 В 0,19 0,14 0,5

Содержание белка менялось в зависимости от складывающихся погодных условий и доз азотных удобрений. 13 засушливом 2010 г. оно составило в среднем по опыту 11,9 %, при выпадении большого количества осадков (2011 г.) -9,5 %.

В среднем за три года содержание белка под влиянием минеральных удобрений достоверно выросло на 0,6-1,9 % (НСР составляла 0,33). При внесении 30 кг азота перед посевом оно повысилось на 0,6 %, а при увеличении дозы до 60 кг/га - на 0,9 %. Дополнительная весенняя подкормка азотными удобрениями в дозе 30 кг/га увеличила содержание белка на 1,4 %. При повышении их дозы за счет проведения раннсвессннсй подкормки (64 кг/га д. в.), этот показатель увеличился на 1,9 % в сравнении с контролем. Достоверный рост накопления белка отмечался и при обработке посевов биопрепаратами. Он составил от 0,2 до 0,4 % (ПСР - 0,14 %).

Масса 1 000 зерен у сорта Эстафета Татарстана в годы исследований варьировала от 25,9 до 30,3 г, размах варьирования составлял 0,7-4,4 г. Коэффициент вариации по массе 1 000 зерен за три года составил 0,8-5,2 %, что указывает на незначительную изменчивость этого признака. Он имел максимальное значение в 2010 г. (5,2 %) и минимальное - в 2011 г. (0,8 %). Этот показатель достоверно увеличивался при внесении минеральных удобрений. Наибольшая масса 1 000 зерен отмечалась при внесении ЫздРуоКад. Влияние биологических удобрений было недостоверным.

С увеличением дозы азотных удобрений содержание азота в зерне достоверно повышалось с 1,69 до 2,01 %. Наибольшее содержание азота отмечалось при внесении М|24Р70К80- Под влиянием биопрепаратов оно также достоверно увеличивалось на 0,03-0,06 %. Колебания в содержании азота отмечалось по годам. Если в 2010 г. оно составило 1,94 %, то в 2011 г. - 1,66, а в 2012 г. - 1,95 %.

Влияние биопрепаратов на посевные качества семян. Исследованиями выявлено, что обработка посевов биопрепаратами оказывает воздействие на посевные качества семян: энергию прорастания, лабораторную всхожесть, силу роста, жизнеспособность. В наших исследованиях под их влиянием энергия прорастания возросла на 3-5 %, лабораторная всхожесть - на 2-3 %, сила роста-на 1-3 % (табл. 5).

Таблица 5 - Посевные качества семян озимой ржи в зависимости от использования биопрепаратов

Вариант Энергия прорастания, % Лабораторная всхожесть, % Сила роста, % Жизнеспособность, %

Контроль 88 95 93 95

Планриз 91 97 94 98

Азотовит 91 97 95 98

Агровит-кор 92 98 96 98

Альбит 93 98 96 98

Экономическая оценка применения минеральных удобрении и биопрепаратов в посевах озимой ржи

Экономическая эффективность применения минеральных удобрений и биопрепаратов свидетельствует, что в среднем за три года наибольший условно-чистый доход получен при применении минеральных удобрений в дозе М90Р70К80, где, по сравнению с контролем, увеличение составило 11,3 % (табл. 5). Дальнейшее повышение доз азотных удобрений снизило условно-чистый доход, что связано с высокой стоимостью минеральных удобрений и увеличением затрат по их внесению.

Таблица 5 - Экономическая оценка применения минеральных удобрений и биопрепаратов при возделывании озимой ржи, в среднем за 2010-2012 гг.

Вариант Условно-чистый доход, р./га Рентабельность, %

Без удобрений 11 624 177

(контроль)

^оР7оК«0 12 547 146

М60Р70К80 12 757 119

^оР7оК-8(> 12 934 112

1^124Р70К80 10 644 79

Контроль 11 705 120

Планриз 12 060 117

Азотовит 12 202 119

Агровит-кор 12 091 116

Альбит 12 589 123

Применение биопрепаратов при возделывании озимой ржи экономически выгодно. Под их влиянием условно-чистый доход повышался на 3,0-7,6 %. Наибольший доход в расчете на 1 р. затрат на биопрепараты получен при применении «Альбита» и «Азотовита», под влиянием которых он увеличивался на 4,2-7,5 %.

ВЫВОДЫ

1. Под влиянием минеральных удобрений и обработки посевов биопрепаратами повышается экологическая пластичность, и улучшаются адаптивные свойства растений в осенне-зимний период. Число перезимовавших растений в первом случае достоверно увеличилось на 2,6—4,3 % по сравнению с контролем, во втором - на 1,5-2,8 %.

2. Внесение полного минерального удобрения и обработка посевов биопрепаратами оказали положительное влияние на сохранность растений к уборке. Под влиянием полного минерального удобрения она достоверно увеличилась на 3,9-7,9 %, по сравнению с контролем, а обработка посевов биоиренара-

тами способствовала ее росту - на 1,4-2,0 %. Из используемых биопрепаратов в условиях эксперимента наиболее эффективным оказался «Альбит».

3. Под влиянием минеральных удобрений отмечалось достоверное увеличение числа сорных растений во все фазы развития озимой ржи, но оно не сопровождалось повышением нх массы. Оказалось, что на вариантах с применением минеральных удобрений в посевах озимой ржи высота сорных растений, их сухая масса, число семян на 1 растение по сравнению с вариантом без внесения удобрений снижается, что связано с повышением конкурентоспособности растений озимой ржи на этих вариантах.

4. Потребность в воде изменяется в зависимости от фазы развития растений озимой ржи. Наименьшее се количество они потребляют в фазу посев -всходы, а в осенний период - 13,8 % от всей расходуемой ими влаги. В среднем по опыту суточное потребление влаги составило в осенний период 0,60 мм, в весенне-летний - 1,64 мм. При внесении минеральных удобрений суточное се потребление растениями достоверно увеличивалось: на контроле они расходовали 1,58 мм, а при внесении удобрений - 1,69-1,78 мм.

5. Уровень минерального питания и обработка посевов биопрепаратами оказывают существенное влияние на эффективность использования ресурсов влаги. Снижение се расхода на образование 1 т зерна под влиянием минеральных удобрений составило 13,1-22,2 %, а биологических удобрений - 4,1-5,3 % по сравнению с контролем.

6. Усиление роста и развития растений на вариантах с внесением минеральных удобрений происходит за счет увеличения содержания подвижных форм азота, фосфора, что приводит к усиленному развитию корневой системы растений в подпахотных слоях, лучшему использованию ресурсов влаги и солнечной энергии.

7. Внесение оптимальных доз минеральных удобрений в сочетании с биопрепаратами является сильнодействующим фактором, который способствует лучшему формированию элементов структуры урожая: увеличению числа растений и продуктивных стеблей, длины колоса с одновременным увеличением числа зерен в колосе, их массы.

8. Улучшение условий роста и развития растений озимой ржи на вариантах с внесением минеральных удобрений и биологических препаратов обусловило формирование более высоких урожаев зерна озимой ржи с лучшим качеством. Под влиянием минеральных удобрений урожайность повысилась на 23,1-34,6 %. Наибольшая прибавка получена при внесении осенью 60 кг азота на фоне фосфорно-калийных удобрений и 30 кг весной в подкормку. Более высокая эффективность биопрепаратов отмечена при внесении низких доз азотных удобрений. Наибольшая прибавка урожая получена на варианте, где посевы обрабатывали препаратами: «Азотовит» и «Альбит».

Под влиянием азотных удобрений содержание белка достоверно увеличивалось на 0,6-1,9 %, а под воздействием биопрепаратов - на 0,2-0,4 %.

9. Посевные качества семян озимой ржи зависят от погодных, почвенных, экологических и агротехнических условий. Установлено, что семена, полученные с посевов, обработанных раствором с биопрепаратами, характеризуются

повышенной энергией прорастания, лучшей всхожестью, силой роста, жизнеспособностью и лучшими морфомстрическими показателями развития проростков озимой ржи.

10. Паши расчеты свидетельствуют, что наибольший условно-чистый доход получен при применении минеральных удобрений в дозе Ы90Р7оК8о- Дальнейшее увеличение дозы азотных удобрений привело к его снижению.

Использование биопрепаратов при возделывании озимой ржи экономически выгодно. Наибольший доход в расчете на 1 р. затрат на биопрепараты получен при применении «Альбита» и «Лзотовига». Условно-чистый доход при обработке посевов этими препаратами увеличился на 4,1-6,3 % по сравнению с контролем.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Па хорошо окультуренных черноземах выщелоченных гяжслосуглини-стых Республики Мордовия с высоким содержанием подвижного фосфора и калия при возделывании озимой ржи сорта Эстафета Татарстана рекомендуется вносить минеральные удобрения в дозе ^оРуоКзо-

Биологическую обработку посевов следует проводить при внесении минеральных удобрений в дозе N"'..1'-;или их отсутствии препаратами «Альбит» (0,04 л/га) и «Азотовит» (0,4 л/га) оссныо в фазу кущения и весной в период возобновления вегетации растений.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ НО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки:

1. Каргин В. И. Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность зерна озимой пшеницы и озимой ржи в лесостепи Среднего Поволжья / В. И. Каргин, А. А. Ерофеев, И. А. Латышова, А. Г. Макаренкина, Н. А. Перов // Достижения науки и техники АПК. - 2012. -№ 1. - С. 9-11.

2. Каргин В. И. Засоренность посевов озимой ржи и озимой пшеницы в зависимости от системы удобрения / В. И. Каргин, А. А. Ерофеев, А. Г. Макаренкина, И. А. Латышова, Н. А. Перов // Достижения науки и техники АПК. 2012. №2.-С. 27-29.

3. Ерофеев А. А. Влияние доз минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность озимых культур / А. А. Ерофеев, А. Г. Макаренкина, И. А. Латышова, В. И. Каргин // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2012. -№ 3. - С. 26-31.

Статьи в других изданиях:

4. Каргин В. И. Влияние некоторых элементов агротехники на урожайность озимой ржи / В. И. Каргин, А. Г. Адмайкииа // Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии получения сельскохозяйственной

продукции: материалы VI Мсждунар. иауч.-практ. коиф., посвящ. памяти проф. С. А. Лапшина, Саранск, 25 февр. 2010 г. / редкол.: Л. Н. Логинова (отв. секретарь) [и др.]. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2010. - С. 329-331.

5. Адмайкина А. Г. Влияние биопрепаратов на перезимовку и урожайность озимых культур в Республике Мордовия / А. Г. Адмайкина, И. А. Лагышова, В. И. Каргин, А. А. Ерофеев, Р. А. Захаркина // Перспективные направления исследований в земледелии и растениеводстве : материалы Всерос. науч.-практ. конф. (п. Тимирязевский, 26-28 окт. 2011 г.). - Ульяновск : УлГТУ, 2011.-С. 12-15.

6. Лагышова И. А. Влияние биопрепаратов на посевные качества озимой пшеницы и озимой ржи / И. А. Лагышова, А. Г". Адмайкина, В. И. Каргин, А. А. Ерофеев // Перспективные направления исследований в земледелии и растениеводстве : материалы Всерос. науч.-практ. конф. (и. Тимирязевский, 2628 окт. 2011 г.). - Ульяновск : УлГТУ, 2011.-С. 246-249.

7. Каргин В. И. Влияние средств химизации на урожайность озимой ржи / В. И. Каргин, А. Г. Адмайкина // XXXIX Огаревские чтения : материалы науч. конф. : в 3 ч. Ч. 2: Естественные науки. - Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2011.-С. 152-153.

8. Макаренкина А. Г. Влияние минеральных удобрений на засоренность посевов озимой ржи / А. Г. Макаренкина, В. И. Каргин, С. П. Савкин,

A. А. Ерофеев // Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции : материалы VIII Мсждунар. науч.-нракт. конф., посвящ. памяти проф. С. А. Лапшина, Саранск, 12-13 апр. 2012 г. / редкол. : С. В. Емельянов (отв. секретарь) [и др.]. -Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2012. - С. 252-254.

9. Макаренкина А. Г. Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на продуктивность озимых культур / А. Г. Макаренкина, И. А. Латышова,

B. И. Каргин, С. П. Савкин // ХЬ Огаревские чтения : материалы науч. конф. : в 3 ч. Ч. 2. Естественные науки. - Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2012. - С. 247251.

Подписано в печать 04.03.13. Объем 1,0 п. л. Тираж 100 :ж.ч. Заказ № 263. Типография Издательства Мордовского университета 430005, г. Саранск, ул. Советская, 24

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Макаренкина, Анастасия Геннадьевна, Саранск

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОСИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ Н. П. ОГАРЕВА»

На правах рукописи

МАКАРЕНКИНА АНАСТАСИЯ ГЕННАДЬЕВНА

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ И КАЧЕСТВА ЗЕРНА ОЗИМОЙ РЖИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И БИОПРЕПАРАТОВ В ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук В. И. Каргин

Саранск 2013

СОДЕРЖАНИЕ

С.

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8

Народнохозяйственное значение и биологические 1.1. 8 особенности озимой ржи

1.2. Влияние минеральных удобрений на продуктивность 13

Влияние биологических удобрений на продуктивность

1.3. 22 озимой ржи

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ

2. 32 ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Схемы проведения исследований 32

2.2. Почвы опытных участков 35

2.3. Метеорологические условия в годы проведения опытов 37

2.4. Методика проведения исследований 42

2.5. Агротехнические условия проведения полевого опыта 44 ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В СОЧЕТАНИИ

3. С БИОПРЕПАРАТАМИ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ 46 ОЗИМОЙ РЖИ

Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на ^ продолжительность вегетационного периода

Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на ^ полевую всхожесть и сохранность растений

3.2.1. Полевая всхожесть 50

3.2.2. Сохранность растений озимой ржи за осенне-зимний период 52 Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на ^ засоренность посевов озимой ржи

Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на ^ водопотребление озимой ржи

Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на содержание подвижных форм азота и фосфора ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ И КАЧЕСТВА ЗЕРНА 4. ОЗИМОЙ РЖИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МИНЕРАЛЬНЫХ 84

УДОБРЕНИЙ И БИОПРЕПАРАТОВ

4.1. Урожайность и качество зерна озимой ржи 84

4.2. Влияние биопрепаратов на посевные качества озимой ржи 98

4.3. Качество зерна озимой ржи 101 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ

5. МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И БИОПРЕПАРАТОВ В 108 ПОСЕВАХ ОЗИМОЙ РЖИ

ВЫВОДЫ 111

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ 114

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 115

ПРИЛОЖЕНИЯ 134

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертации. Основными производителями зерна озимой ржи являются Россия, Польша, Германия и Беларусь, на долю которых приходится более 70 % всего мирового сбора. Площади под этой культурой в России уменьшилась с 28,2 млн га в 1914 г. до 2,1 млн га в 2009 г. (Агропромышленный комплекс..., 2010; Жученко А. А., 2009), а валовой сбор зерна составил 4,3 млн т, что ниже оптимальной потребности в 3 раза (Ооп-сЬагепсо А. А., 2010). Сокращение валовых сборов сопровождается ухудшением качества получаемого зерна. Современные исследования доказали высокую значимость ржи в питании. Ржаной хлеб сегодня рассматривается как продукт функционального назначения (Сысуев В. А. и др., 2012). Зерно озимой ржи характеризуется высоким содержанием клетчатки, которая является основой пищевых волокон. Учеными выявлено, что пищевые волокна ржи уменьшают риск онкологических заболеваний и препятствуют развитию диабета 2-го типа у людей зрелого возраста.

Для получения максимально возможной и стабильной урожайности зерна высокого качества на фоне экологического и экономического кризиса важное значение имеют использование новых сортов, вклад которых оценивается на уровне 30 % и более (Жученко А. А., 2004), и совместное применение минеральных удобрений с биологическими. В научной литературе имеется много работ о влиянии минеральных удобрений и биопрепаратов на продуктивность и качество зерна озимой ржи. Однако создание и внедрение в производство новых сортов диктует необходимость оценки их реакции на дозы минеральных удобрений и биопрепараты в конкретных почвенно-климатических условиях. Дело в том, что различия в реакции сортов озимой ржи на использование удобрений весьма велики, поэтому данная проблема требует специального изучения. Необходимость подобных исследований возрастает и в связи с внедрением в производство точного земледелия, где необходима конкретная информация о влиянии доз минеральных удобрений и биопрепаратов на величину урожая и качество зерна новых сортов.

Цель и задачи исследования. Целью исследования явилось изучение особенностей формирования продуктивности озимой ржи сорта Эстафета Татарстана и обоснование приемов получения высокого урожая продовольственного зерна.

В задачу исследований входили:

- изучение особенностей роста и развития озимой ржи в зависимости от минеральных удобрений и биопрепаратов;

- выявление роли минеральных удобрений и биопрепаратов на водопо-требление озимой ржи и эффективность использования ресурсов влаги;

- оценка роли минеральных удобрений и биопрепаратов на фитосани-тарное состояние посевов озимой ржи;

- выявление динамики содержания подвижных форм азота и фосфора в пахотном слое почвы;

- изучение особенностей формирования урожайности и качества зерна озимой ржи в зависимости от минеральных удобрений и биопрепаратов;

- оценка влияния биологических удобрений на посевные качества семян озимой ржи;

- определение экономической эффективности применения возрастающих доз минеральных удобрений и биопрепаратов в технологии возделывания озимой ржи.

Научная новизна. Применительно к местным почвенно-климатическим условиям выявлены закономерности роста и развития растений, показан стимулирующий эффект совместного применения минеральных удобрений с биопрепаратами для сорта озимой ржи Эстафета Татарстана, обеспечивающий улучшение посевных качеств семян. Установлено положительное влияние минеральных удобрений в сочетании с биологическими на фитосанитарное состояние посевов, эффективность использования почвенной влаги, сохранность растений озимой ржи, формирование урожайности и качества зерна озимой ржи.

Практическая значимость результатов исследований. Для формирования максимальной урожайности зерна озимой ржи сорта Эстафета Татарстана с высокими технологическими и посевными качествами на выщелоченных тяжелосуглинистых черноземах нами рекомендуется вносить минеральные удобрения в дозе М90Р7оК8о. Для повышения урожайности и качества зерна рекомендуется обработка посевов осенью в фазу кущения и весной в период возобновления вегетации посевов препаратами «Альбит» в дозе 0,04 л/га и «Азотовит» в дозе 0,4 л/га.

Материалы исследований включены в рекомендации для специалистов сельского хозяйства, они используются для разработки адаптивно-ландшафтной системы земледелия. Полученные данные используются также при чтении лекций специалистам сельского хозяйства Республики Мордовия и в учебном процессе при изучении курсов «Растениеводство», «Земледелие» и других дисциплин по агрономическим специальностям.

Положения, выносимые на защиту:

- влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на полевую всхожесть семян, сохранность растений, водопотребление, фитосанитарное состояние посевов озимой ржи;

- формирование элементов структуры урожая и качества зерна в зависимости от доз минеральных удобрений и биологических препаратов;

- влияние биопрепаратов на изменение посевных качеств семян озимой

ржи;

- экономическая оценка применения минеральных удобрений в сочетании с биопрепаратами.

Апробация работы. Основные положения и выводы диссертации были доложены на международных конференциях «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии получения сельскохозяйственной продукции» (Саранск, 2010-2012); Международной научно-методической конференции, посвященной памяти академика РАСХН Немцева Николая Сергеевича (Ульяновск, 2012); Всероссийской конференции «Перспективные направления

исследований в земледелии и растениеводстве» (Ульяновск, 2011); Огарев-ских чтениях МГУ им. Н. П. Огарева (Саранск, 2011, 2012); Республиканских совещаниях работников сельского хозяйства Республики Мордовия (Саранск, 2010-2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 156 страницах машинописного текста в компьютерном исполнении, состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы, включающего 177 наименований, содержит 27 таблиц, 5 рисунков, 21 приложение.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Народнохозяйственное значение и биологические особенности озимой ржи

Озимая рожь - важная зерновая продовольственная и кормовая культура, особенно в районах с ограниченным возделыванием озимой пшеницы. В зерне ржи в зависимости от условий выращивания и сорта содержится 9-17 % белка, 52-63 % крахмала и 1,6-1,9 % жира.

Физиологи сравнивают полноценность растительных белков с полноценностью белка молока, которая принимается за 100 %. Для белка зерна ржи этот показатель составляет 83 %, а для зерна пшеницы только 41 %. Зерно ржи значительно богаче зерна пшеницы по содержанию витаминов В2 и Е. Однако производство зерна ржи существенно отстает от потребностей перерабатывающих отраслей Мордовии.

Ржаной хлеб - ценный пищевой продукт, отличается высокой калорийностью и обладает специфическим вкусом и ароматом. Он содержит полноценные белки и витамины группы Аь Вь В2, Е, РР и др. По переваримости и усвояемости ржаной хлеб уступает пшеничному, однако превосходит его по биологической ценности белка, содержит примерно в 1,5 раза больше лизина и несколько больше треонина и тирозина. Зерно ржи используют в спиртовой и крахмалопаточной промышленности. Очищенные зародыши зерна благодаря высокому содержанию основных питательных веществ - белка, жира, сахара, витаминов и минеральных соединений - нашли широкое применение в фармацевтической и пищевой промышленности при изготовлении специальных лечебных препаратов и высокопитательных концентратов.

Озимую рожь как быстрорастущее весной растение используют в качестве самого раннего зеленого корма. Цельное и дробленое зерно ржи (дерть, кормовая мука) применяют в качестве концентрированного корма в животноводстве. Отруби, получающиеся при помоле, из-за большого содержания в них оболочек зерна, менее переваримы, чем кормовая мука. Их используют

главным образом при откорме крупного рогатого скота, а кормовую муку -преимущественно при откорме свиней. Ржаной мукой и отрубями часто сдабривают грубые корма - сено, солому и полову.

Ржаную солому в запаренном виде используют как грубый корм. Соломенную резку употребляют в качестве примесей при силосовании сочных кормов (тыквы, кормового арбуза, капусты).

Из соломы ржи изготавливают маты, оберточную бумагу, шляпы и другие изделия. Из соломы получают кристаллический сахар, целлюлозу, фурфурол, уксус, лигнин, а также используют ее на подстилку животным.

Культурная рожь (по данным Вавилова Н. И.) произошла от дикой сор-но-полевой ржи, которая и сейчас еще засоряет посевы пшеницы и ячменя в предгорных районах Кавказа.

Рожь считается относительно молодым хлебным растением, человек начал возделывать ее позднее пшеницы, ячменя и других полевых культур. Первые сведения о ржи встречаются у Плиния (I в. до н. э.). В III и IV вв. славянские племена высевали рожь в южных районах, отсюда она распространилась по европейской части нашей страны. В Сибирь озимая рожь проникла значительно позднее - в XVII в. вместе с русскими поселенцами.

В культуре преимущественно распространена озимая рожь, яровую рожь (ярицу) возделывают на небольших площадях в некоторых районах Восточной Сибири.

Основные посевы ее распространены в Европе, включая Скандинавские страны, и в США. Главные производители ржи - СНГ, Германия, Польша, Франция, США.

Озимая рожь распространена очень широко. Посевы ее в РФ простираются от тундры до южных пустынь, от районов запада до сурового малоснежного северо-востока Сибири. На севере посевы ржи достигают Заполярья - 69° с. ш., а в Сибири - 64° с. ш., на юге - 45° с. ш. Наибольшие площади она занимает в Нечерноземной, Центрально-Черноземной зонах, Среднем Поволжье, Западной и Восточной Сибири.

В современном мировом земледелии по посевным площадям (9,6 млн. га) и валовым сборам зерна (20,0 млн. т) озимая рожь занимает 6-7-е место среди зерновых культур, уступая пшенице, рису, ячменю, кукурузе, просу и овсу. В последние десятилетия в мире по разным причинам происходит сокращение производства, потребления и объема международного оборота зерна ржи. В результате сокращения площадей озимой ржи в ряде стран (в частности, в СНГ) стал ощущаться дефицит зерна озимой ржи, которое, как оказалось, не может быть полностью заменено зерном других культур (Урбан Э. П., Гордей С. Я., Сорока С. В. и др.„ 2007; Привалов Ф. И. , 2008; ГолубИ. А., 1994).

Значительные площади озимая рожь занимает в Республике Беларусь, т. к. она является относительно нетребовательной к почвенным условиям (гранулометрическому составу, степени кислотности и т. д.), отличается сравнительно низким требованием к интенсивности возделывания (внесению удобрений и пестицидов), а также меньшим варьированием урожайности в условиях экстремальных метеорологических воздействий. Рожь по праву считается культурой низкого экономического риска, и на протяжении столетий обеспечивала население Беларуси полноценным питанием, т. к. в ее зерне содержится больше незаменимых аминокислот, чем в пшенице, а биологическая ценность белка превышает стандарты ФАО/ВОЗ. Озимую рожь используют на пищевые, кормовые и технические цели, при производстве крахмала, спирта, квасного солода и т. д. Высока роль озимой ржи как хорошего предшественника (Урбан Э. П., Гордей С. Я., Сорока С. В. и др., 2007; Голуб И. А., 1994).

В настоящее время около 70% площадей озимой ржи в Беларуси занято тетраплоидными сортами, которые характеризуются достаточно высоким потенциалом урожайности, однако имеют и ряд отрицательных признаков, вследствие которых они не получили широкого распространения в Западной Европе. Это подверженность отрицательным воздействиям неблагоприятных

факторов внешней среды, более низкая (на 10-15%) озерненность колоса, повышенная склонность к прорастанию и другие.

В сравнении с тетраплоидной, диплоидная рожь менее требовательна к почвенным условиям, более устойчива к неблагоприятным воздействиям внешней среды, имеет более развитую корневую систему. Зерно диплоидных сортов озимой ржи характеризуется лучшим хлебопекарным качеством по сравнению с тетраплоидными сортами, которые более пригодны для получения комбикормов. В Беларуси в последние годы зарегистрирован целый ряд диплоидных сортов озимой ржи,

По прогнозу, в 2010-2011 гг. в структуре посевных площадей озимой ржи в целом по республике 55 % займут диплоидные сорта. Однако их технологические особенности в отношении оптимизации условий минерального питания практически не изучены.

В исследованиях Н. И. Лещенко, А. X. Шакирзянова, В. А. Мызгаевой (2007) показано, что появление короткостебельных сортов озимой ржи привело к изменению морфологической структуры растения, у них стал формироваться более крупный колос, несколько увеличилась листовая поверхность, а длина стебля уменьшилась на 35-40 %. Рожь имеет стеблевой тип фотосинтеза, поэтому растения должны быть генетически защищены от листостебле-вых инфекций. На фоне же усиливающегося развития болезней, вызываемых несбалансированным применением удобрений, несоблюдением севооборотов или их перенасыщением зерновыми культурами, аномальными погодными условиями, недостатком пестицидов и др. необходимы сорта с комплексной устойчивостью.

Растения озимой ржи от посева до созревания проходят этапы своего развития, которые проявляются в морфологических изменениях. Характер прохождения их определяется почвенно-климатическими условиями, биологическими особенностями сортов и особенностями возделывания растений озимой ржи. Изменяя дозы применяемых минеральных удобрений в сочетании с биологическими препаратами можно оказывать непосредственное вли-

яние на сроки прохождения отдельных фенологических фаз. Продолжительность вегетационного периода является важнейшей характеристикой современных сортов озимой ржи. Он складывается из продолжительности межфазных периодов, которые определяются сортом, климатическими условиями и технологией возделывания. В течение вегетационного периода в растении в определенной последовательности проходят биохимические и морфологические изменения, внешним проявлением которых является последовательное появление вегетативных, генеративных и репродуктивных частей и органов растения. Эти изменения лежат в основе разграничения вегетационного периода на фенологи�