Формирование запрограммированных урожаев яровых зерновых культур в посевах разной густоты в условиях Верхневолжья

Гуляев, Максим Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Формирование запрограммированных урожаев яровых зерновых культур в посевах разной густоты в условиях Верхневолжья
ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Формирование запрограммированных урожаев яровых зерновых культур в посевах разной густоты в условиях Верхневолжья"

На правах рукописи 005014366

Гуляев Максим Владимирович

ФОРМИРОВАНИЕ ЗАПРОГРАММИРОВАННЫХ УРОЖАЕВ ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В ПОСЕВАХ РАЗНОЙ ГУСТОТЫ В УСЛОВИЯХ ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 5 МА? 2012

Тверь-2012

005014366

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации Усанова Зоя Ивановна

Официальные оппоненты: Долгодворов Владимир Егорович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Российский государственный аграрный университет - МСХА им К.А. Тимирязева, профессор кафедры растениеводства и луговых экосистем Сутягин Виктор Павлович доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Тверская государственная сельскохозяйственная академия, профессор кафедры агрохимии, почвоведения и агроэкологии

Ведущая организация: ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт льна» Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится 22 марта 2012 г. в Ю00 час. на заседании диссертационного совета Д 220.063.01 при ФГБОУ ВПО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 170094, г. Тверь, ул. Маршала Василевского (Сахарово), д.7, Тверская ГСХА

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверской ГСХА

Автореферат разослан февраля 2012г.;

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук, ^ доцент

Н.Н. Иванютина

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Увеличение производства зерна требует поиска новых путей повышения урожайности зерновых культур. Большая роль в решение этой задачи принадлежит биологическому потенциалу новых культур и сортов, оптимизации минерального питания за счет внесения расчетных доз удобрений на запрограммированные уровни урожаев и создания лучшей густоты стояния применительно к конкретным агроэкологическим 'условиям.

В Верхневолжье традиционными яровыми зерновыми культурами являются пшеница, ячмень и овес. В последнее время здесь значительно вырос интерес к новой для региона культуре - яровой тритикале, обладающей многими ценными биологическими и хозяйственными признаками, среди которых - повышенная продуктивность и высокие качества зерна, позволяющие использовать его как на кормовые, так и продовольственные цели. Кроме того, в регион поступают новые сорта яровых зерновых культур, обладающие высоким потенциалом и лучшим качеством зерна. Для широкого внедрения тритикале и новых сортов в производство требуется сравнительное изучение особенностей формирования урожайности и выявление наиболее продуктивных посевов, позволяющих повысить рентабельность зернового хозяйства. Подобных исследований в регионе не проводилось.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - изучить особенности формирования запрограммированных урожаев новых сортов яровых зерновых культур (пшеницы, тритикале, ячменя, овса) на умеренном и повышенном фонах минерального питания в посевах разной густоты; выявить наиболее продуктивные посевы, обеспечивающие получение запрограммированных урожаев зерна в 25 и 35 ц/га высокого качества с наименьшей себестоимостью продукции.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

- изучить особенности роста и развития яровых зерновых культур при разных нормах высева на двух фонах минерального питания;

- выявить особенности формирования густоты стояния, определить полевую всхожесть, сохранность и общую выживаемость семян и растений изучаемых культур в вариантах опыта;

- изучить особенности водопотребления яровых зерновых культур в разные годы в зависимости от норм высева и фона минерального питания;

- определить влияние культуры, фона удобрения, нормы высева на засоренность посевов и пораженность растений корневыми гнилями;

- исследовать особенности фотосинтетической деятельности растений в разных посевах яровых зерновых культур;

- изучить влияние факторов внешней среды и агротехнических приемов на формирование элементов структуры урожая и урожайность яровых зерновых культур;

- определить вклад отдельных факторов и их взаимодействий в формировании запрограммированных урожаев изучаемых культур;

- выявить корреляционную зависимость урожаев сухой фитомассы и зерна от показателей фотосинтетической деятельности и элементов структуры урожая;

- рассчитать экономическую эффективность производства зерна изучаемых культур в разных вариантах технологии возделывания.

Научная новизна. Впервые в условиях Верхневолжья на основании проведения комплексных исследований в многофакторных полевых опытах дано теоретическое обоснование получению запрограммированных урожаев новых сортов яровой пшеницы (Курская 2037), яровой тритикале (Ульяна), ячменя (Сонет), овса (Друг) в посевах разной густоты на умеренном (ЫРК на 25 ц/га) и повышенном (ИРК на 35 ц/га) фонах минерального питания. Выявлены наиболее продуктивные культуры и оптимальные нормы высева, обеспечивающие получение запрограммированных урожаев зерна, наибольшего условно чистого дохода, уровня рентабельности производства с высокой окупаемостью зерном 1 кг д.в. удобрений. Доказана возможность внедрения в регионе новой культуры - яровой тритикале, позволяющей получать урожайность на уровне яровой пшеницы, но превосходящей её по технологическим качествам зерна и клейковины.

Практическая значимость работы заключается в рекомендациях производству:! - целесообразности возделывания по экологически безопасной технологии новых для региона сортов - овса Друг, яровой пшеницы -Курская 2037, яровой тритикале - Ульяна. Они обеспечивают получение запрограммированных урожаев в 25, 35 ц/га и выше, условно чистого дохода в лучших вариантах технологии на умеренном фоне от 5,10 до 8,17 тыс.руб./га, на повышенном - от 5,32 до 6,78 тыс.руб./га с уровнем рентабельности, соответственно по фонам, от 59,2 до 91,6 и 47,9 до 59,1%; 2-оптимапьных норм высева для изучаемых сортов: на умеренном фоне для всех культур - 6 млн., на повышенном - для яровой пшеницы и овса - 7 млн., тритикале - 4 млн. шт. всхожих семян на гектар. Они позволяют получать наибольшую урожайность: на умеренном фоне от 25,8 (тритикале) до 35,6 (овес) ц/га, на повышенном - от 31,0 (тритикале) до 38,0 (овес) ц/га, дополнительно, соответственно по фонам, от 1,91 до 2,57 тыс. руб. и от 0,64 до 2,32 тыс.руб./га условно чистого дохода, повышают рентабельность производства на 6,6 -28,0%; 3-целесообразности возделывания яровой пшеницы и овса на умеренном фоне с внесением расчетных доз ЫРК на урожай в 25 ц/га, что в сравнении с повышенным фоном увеличивает окупаемость 1 кг д.в. удобрений в 1,6 - 1,7 раза, условно чистый доход на 0,81 - 1,15 тыс.руб./га, уровня рента-

бельности на 20,1 — 27,8%. Яровую тритикале предпочтительно выращивать на повышенном фоне минерального питания.

Реализация результатов исследований. Результаты работы внедрены в ФГУГТ «Учхоз Сахорово» Тверской ГСХА на площади 75 га с экономическим эффектом 57,75 тыс.руб.

Апробация работы. Материалы диссертации обсуждались на XVII, XVIII региональных Каргинских чтениях, г. Тверь, ТвГУ (2010, 2011 гг.); на Международной научно-практической конференции "Инновационные технологии как основа развития аграрного образования в АПК региона», г. Тверь, ТГСХА, 2010 г.; на Международной научно-практической конференции «Инновационные процессы - основа модели стратегического развития АПК в XXI веке», г. Тверь, ТГСХА, 2011 г.

Публикации. По материалом диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 1 в рецензируемом журнале «Достижения науки и техники АПК», №11, 2011 г.

Диссертационная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ Тверской ГСХА на 2006-2011 гг., № гос. per. 01.2007 04617.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 1 страницах, содержит 33 таблицы, 39 рисунков, состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, 19 приложений, библиографического списка использованной литературы, который включает 205 наименований, в том числе 23 зарубежных источника.

Основные положения, выносимые на защиту:

- особенности развития и формирования густоты стояния яровой пшеницы, яровой тритикале, ячменя, овса в зависимости от условий года, норм высева и фона минерального питания;

- более экономный расход воды на создание урожая сухой фитомассы и зерна посевами овса, существенное снижение водопотребления яровыми зерновыми культурами при увеличении норм высева до 6 - 7 млн. шт. всхожих семян на гектар и усилении фона минерального питания;

- наименьшая засоренность посевов и повышенная устойчивость к корневым гнилям в сухие годы и при оптимальных нормах высева;

- особенности фотосинтетической деятельности растений в посевах разных видов яровых зерновых культур в зависимости от норм высева, фона минерального питания и обеспеченности теплом и влагой в разные годы;

- сравнительная продуктивность яровых зерновых культур, структура и качество урожая, экономическая эффективность производства зерна на умеренном и повышенном фонах минерального питания при разных нормах высева.

ческую помощь и поддержку при работе над диссертацией, а также всем сотрудникам кафедры общего земледелия и растениеводства за содействие в проведении исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 2. Место, условия и методика проведения исследований

Исследования проводили в трехфакторном полевом опыте в 2009-2011 гг. в севообороте на опытном поле Тверской ГСХА на окультуренной дерно-во-среднеподзолистой остаточно карбонатной глееватой супесчаной почве на морене, осушенной закрытым дренажем. До закладки опытов в почве содержалось: гумуса 1,75 - 2,53% (по Тюрину), Н, г - 44,8 - 68,6 мг/кг (по Корн-филду), Р205 279 - 408 мг/кг и К20 81 -91 мг/кг (по Кирсанову), рНШ11. - 6,72

- 7,32. Мощность пахотного горизонта 20 - 22 см.

Схема опыта включала факторы. А - фон минерального питания: 1 -умеренный, NPK на 25 ц/га (урожай в производстве); 2 - повышенный, NPK на 35 ц/га (по биогидротермическому потенциалу продуктивности); В - яровые зерновые культуры: Bi - пшеница, В2 - тритикале, В3 - ячмень, В4 - овес; С - нормы высева: 4,5,6,7 млн. шт. всхожих семян на гектар. Учетная площадь делянок 3-го порядка 35,6 м2, повторность - трехкратная, размещение вариантов - расщепленными делянками в рендомизированных блоках.

Объекты исследований: яровая пшеница, сорт Курская 2037 (Курский НИИ АПК); яровая тритикале, сорт Ульяна (РУП Научно-практический центр HAH Беларуси по земледелию); ячмень - Сонет (Красноуфимская сел. ст.); овес - Друг (НИИСХ ЦР НЗ и Ульяновский НИИСХ).

Исследования проводили по существующим методикам в земледелии и растениеводстве. Дозы удобрений рассчитывали балансовым методом для каждой культуры (Каюмов М.К., 1989). Полевую всхожесть, сохранность, общую выживаемость семян и растений, густоту стояния определяли по методике З.И. Усановой, 2002; показатели фотосинтетической деятельности растений в посевах - по методике Шатилова И.С., Каюмова М.К., 1978;гоющадь листьев одного растения - весовым методом, в качестве высечек использовали рамку 10x10 см (В.В. Коломейченко, 1972); суммарный фотосинтетический потенциал посева (ФПП) - методом графического интегрирования; чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) - по формуле Кидда, Веста и Бриггса (A.A. Ничипорович, 1956-1978); элементы структуры урожая

- по методике Госсортсети, 1989; распространение и развитие болезней - по методике ВИЗР (1998); засоренность посевов, статистическую обработку урожайных данных и наблюдений по Б.А.Доспехову, 1985, качество клейковины на приборе ИДК-3 по ГОСТ 13586.1-68, множественную корреляцию и регрессию по программе Straz.

Учет урожая проводили поделяночно путем взвешивания зерна с учетной площади делянок при прямом комбайнировании (комбайн «Сампо -130»), Урожайность зерна пересчитывали на 100% чистоту и 14% влажность.

В опыте соблюдали запрограммированную экологически безопасную технологию. Предшественник - вика-овес на зерносенаж. Удобрения вносили весной под 2-ю культивацию. Расчетные дозы составили: на 1-ом фоне -под пшеницу N92.102P0K34.36, тритикале Г^^РоК^-« , ячмень НГ8.29Р0К4;_45, овес на 2 фоне соответственно по культурам - Мш.174Р0Квз_78;

Мпо^РоКтб-??; Ч„.71Р„К7М„; Ng3.94P0K101.103- Посев проводили сеялкой СН-16, рядовым способом семенами категории РСт с нормами высева в соответствии со схемой опыта. Уход состоял из опрыскивания посевов гербицидом Гранстар, 15 г/га + ПАВ «Тренд», 300 г/га).

Погодные условия в году исследований отличались от среднемноголеших. Сумма температур за вегетационный период составила: в 2009г. - 1613,5°С , в 2010г.-1574,5, в 2011г. -1586,8°С при среднесуточной температуре соответственно 16,8; 20,2 и 18,7°С; сумма осадков - 306,7; 104,8 и 233,9 мм при среднесуточной интенсивности осадков - 3,15; 1,34 и 2,75 мм. Близок к нормальным условиям был 2011г. Аномальные условия погоды сложились в 20 Юг. в период от фазы колошение-выметывание до созревания.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3. Особенности роста и развития яровых зерновых культур, формирование густоты стояния 3.1. Развитие растений

Выявлено, что в условиях Верхневолжья изучаемые культуры мало различаются прохождением фаз развития и длиной вегетационного периода. Ухудшение обеспеченности растений влагой в сочетании с повышенными температурами воздуха (2010г.) сокращает вегетационный период по сравнению с нормальными условиями (2011г.) на 15-21 день. В среднем, яровая тритикале и ячмень имеют одинаковый период от посева до твердой спелости (85дн.), у пшеницы и овса он на 2-3 дня длиннее. Увеличение расчетных доз №К на 1-3 дня увеличивает этот период. Повышение нормы высева до 6-7 млн./га ускоряет созревание на 1-2 дня в засушливые годы у всех культур, в нормальные - на 2 - 4 дня у пшеницы и тритикале, но задерживает его на 3 - 4 дня у ячменя и овса на повышенном фоне.

3.2. Формирование густоты стояния

Густота стояния перед уборкой зависит от полевой всхожести, сохранности и общей выживаемости семян и растений за период от посева до созревания. Выявлено, что в годы опыта наибольшее влияние на неё оказала полевая всхожесть, которая в большей мере зависит от нормы высева и усло-

вий года, в меньшей - от фона минерального питания и возделываемой культуры (табл.1). Так, увеличение нормы высева с 4 до 7 млн.шт./га снижало полевую всхожесть на 30,9-41,3% на 1 фоне и на 27,0-36,1% на 2 фоне, в большей мере у пшеницы. Все культуры отличаются высокой сохранностью растений от всходов до уборки в связи с гибелью всех слабых проростков в период от посева до всходов.

1.Полевая всхожесть, сохранность, общая выживаемость и конечная густота стояния яровых зерновых культур, среднее за 3 года

Культура Норма высева, млн./га Полевая всхожесть, % Сохранность, % Общая выживаетсть, % Густота стояния при уборке, шт./мг

1 фон 2 фон 1 фон 2 фон 1 фон 2 фон 1 фон 2 фон

Пшеница 4 87,3 81.2 98,2 97,6 85,8 79,3 343 317

5 66,5 66,9 98,1 97,6 65,3 65,3 326 326

6 53,6 52,4 98,3 97,3 52,7 51,0 316 306

7 46,0 45,1 98,2 97,4 45,2 43,9 316 307

В среднем 63,4 61,4 98,2 97,5 65,4 59,9 325 315

Тритикале 4 76,5 73,3 97,9 97,4 74.9 71,5 299 286

5 62,3 56,5 97,9 97,6 61,0 55,1 305 275

6 51,6 47,3 97,9 97,7 50,6 46,3 303 277

7 44,2 40,0 98,1 97,9 43,4 39Д 303 274

В среднем 58.6 54,3 98,0 97,6 57,4 53,0 302 278

Ячмень 4 70,8 66,2 98,0 97,2 69,4 64,3 277 258

5 55,5 54,3 97,1 97,5 54,1 52,9 270 264

6 47,7 47,6 97,8 97,4 46,7 46,3 280 278

7 37,4 39,2 97,6 97,8 36,6 38,3 256 268

В среднем 52,8 51,8 97,6 97,5 51,7 50,5 270 267

Овес 4 80,5 82,0 98,3 97,8 79,2 80,2 316 320

5 68,0 67,8 98,2 98,3 66,8 66,7 334 333

6 54,6 56,2 97,8 98,1 53,3 55,1 320 330

7 49,6 48,2 98,1 97,5 48,7 47,0 340 329

В среднем 62,8 63,5 98,1 97,9 62,0 62,2 327 328

В связи с этим общая выживаемость, в основном, зависит от полевой всхожести. Наибольшей общей выживаемостью отличаются овес и пшеница, которые сформировали более высокую густоту стояния к уборке. Самая низкая густота стояния создана у ячменя - на 57-61 шт./м2 меньше, чем у овса, что оказало отрицательное влияние на урожайность.

3.3. Влагообеспеченность и водопотребление яровых зерновых культур

Важнейшим фактором, способствующим формированию запрограммированных урожаев, является обеспеченность растений влагой. Нами выявлено, что влажность почвы в посевах яровых зерновых культур в большей степени зависит от количества выпавших осадков и их равномерного распределения в течение вегетации. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом колебались по годам от 210 до 22В мм, сумма осадков - от 105 (2010г.) до 307 (2009г.), суммарное водопотребление составило в 2009г. -527, в 2010г.-333 и в 2011г.-444мм. Резкий дефицит влаги создавался в 2010г. в фазу колошения (вымётывания) и в период формирования, налива и созревания, когда влажность почвы с 27-28% опустилась до 1-5% от ППВ, что оказало отрицательное влияние на урожайность культур. Агротехнические факторы слабо влияют на влагообеспеченность посевов: в отдельные периоды повышение влажности почвы на 1-3% отмечается в более густых посевах, что объясняется уменьшением потерь влаги за счет испарения со свободной поверхности почвы.

2.Биологические коэффициенты водопотребления (Кв биол.) яровых зерновых культур в годы исследований, мм га/ц

Культура Норма высева, млн./га Фон I - на 25 ц/га Фон 2- на 35 ц/га

2009 2010 2011 В среднем 2009 2010 2011 В среднем

Пшеница 4 424 484 722 543 430 724 525 560

5 358 537 663 519 391 637 580 536

6 293 758 583 545 463 544 509 505

7 549 523 514 529 407 592 495 498

В среднем 406 576 620 534 423 624 527 525

Тритикале 4 755 599 712 689 1008 985 642 878

5 717 375 543 545 943 735 494 724

6 681 593 557 697 962 462 707

7 752 443 574 590 548 718 430 565

В среднем 726 453 606 595 799 850 507 719

Ячмень 4 865 343 680 629 661 509 713 628

5 611 426 597 545 663 588 590 614

6 396 758 722 625 435 430 519 461

7 750 603 707 687 539 487 444 490

В среднем 656 532 676 621 574 504 566 548

Овес 4 883 605 520 669 724 " 434 428 529

5 408 501 594 501 473 483 397 451

6 368 454 593 472 263 263 479 335

7 254 399 453 369 398 _310 360 356

В среднем 478 490 540 503 464 373 416 418

В среднем ПО ОПЬЕТУ 566 513 610 563 565 588 504 552

Выявлено, что водопотребление растений зависит от вида культуры, влагообеспеченности их в течение вегетации, а также от нормы высева и фона минерального питания. Так, наиболее экономным расходом воды на создание урожая сухой фитомассы отличается овес, у которого биологические

коэффициенты водопотребления (Кв биол.) на 31-118 мм на 1 фоне и на 107301 мм на 2 фоне меньше, чем у других культур (табл. 2).

Кв биол. и Кв тов., как правило, уменьшаются с повышением нормы высева до 6-7 млн.шт./га. Усиление фона оказывает слабое влияние на Кв биол. и снижает Кв тов., в среднем по культурам, на 304 мм«га/ц (с 1907 до 1603) или на 15,9%, в большей мере у тритикале (на 25%). Самые низкие Кв товарные отмечены на 2 фоне при норме высева 7 млн./га: у пшеницы 1386, тритикале 1408, ячменя 2082, овса 1150 мм.га/ц.

3.4 Засоренность посевов яровых зерновых культур

В годы исследований отмечена высокая засоренность опытных посевов. Наибольшее влияние на неё оказывают условия года, затем нормы высева, биологические свойства культур и фон минерального питания. Так, в засушливых условиях 2010г. засоренность посевов была в 1,4-2,4 раза меньше, чем в другие годы. Лучшими фитоценотическими свойствами обладают посевы ячменя, худшими - тритикале. Так, гибель сорняков в посевах ячменя, в среднем за годы, составила 45,9 (1 фон) - 43,5 (2 фон) %, в посевах тритикале

- 31,8 и 30,0%. Усиление фона снижает гибель сорняков с 37,8 до 34,2%. Увеличение нормы высева до 6-7 млн.шт./га повышает гибель сорняков в течении вегетации, в большей мере на 2 фоне: у пшеницы на 11,6%, тритикале

- на 10,4%, ячменя - на 13,5%, овса на 3%.

3.5 Пораженность болезнями яровых зерновых культур

Нами проведены исследования поражения растений корневыми гниля-ми. вызываемыми возбудителями - Helmintosporium Ofiobolys, Fusarium. Выявлено, что более устойчивыми культурами к корневым гнилям являются овес, сорт Друг и ячмень, сорт Сонет (рис.1)

Яровая тритикале, сорт Ульяна по устойчивости к корневым гнилям близка к яровой пшенице. Наиболее распространенными являются гельмин-тоспориозные и офиболезные корневые гнили. Так, в среднем по культурам распространенность гельминтоспориозной корневой гнили составляет 16 (1 фон) и 13 (2 фон) %, офиоболезной - 13 и 12%, фузариозной - 3 и 4%. Наименьшее распространение корневых гнилей отмечается у пшеницы при норме высева 6 млн., тритикале - 5 млн., ячменя - 7 млн., овса - на 1 фоне -5, на 2-ом - 6 млн. шт. всхожих семян на гектар. В сухие жаркие годы (2010) пораженность растений корневыми гнилями снижается на 21-22%.

5 6 7

ПШеНИЦУ!

4567 4567

тритикале ячмень

4,5,6,7 - нормы высева а пллм.шт./га

Ш Гельмитосгюриоз О Зссго

Рис 1а. Влияние нормы высева и фона минерального питания на распространенность корневых гнилей в посевах яровых зерновых культур, 1 фон среднее за 3 года

■

тритикале ячмень

4,5,6,7- нормы высева в мян.шт,/га

ЕЭ Гельмин г оспориоз ЕЭ Всего

Рис1б. Влияние нормы высева и фона минерального питания на распространенность корневых гнилей в посевах яровых зерновых культур, 2 фон среднее за 3 года

4. Фотосинтетическая деятельность растений в разных посевах яровых зерновых культур

Исследованиями выявлено, что изучаемые культуры значительно отличаются между собой формированием параметров посева, графиками роста площади листьев, ходом продукционного процесса и реакцией на изменяющиеся условия внешней среды, нормы высева и обеспеченности растений минеральным питанием (табл.3).

Площадь листьев посева в период максимума (выход в трубку, колошение-выметывание) больших размеров достигает на умеренном фоне у ов-са(50,6 тыс.м2 /га), на повышенном - у пшеницы (56,5 тыс.м2 /га). Усиление фона минерального питания увеличивает её у пшеницы (в 1,5 раза) и тритикале (в 1,3 раза) и снижает у ячменя и овса (в 1,1 раза). Средняя за вегетацию площадь листьев посева возрастает у всех культур от усиления фона: у пшеницы на 48,8, тритикале-26,1, ячменя - 3,6 и овса -11,0%. Отмечается тенденция к снижению площади листьев посева с повышением норм высева, что объясняется уменьшением площади листьев одного растения при незначительном росте густоты стояния. Овес, в отличие от других культур, характеризуется увеличением площади листьев при повышении нормы высева.

Нами изучены графики площади листьев посева в разных вариантах опыта (приведены в диссертации).

З.Показатели фотосинтетической деятельности в разных посевах яровых зерновых культур, среднее за 2009-2011гг.

Культура Норма высева, млн./га Фон 1 - на 25 и/га Фон 2 - на 35 ю/га

Ьмакс, тыс.м2/ га ФПП, : ТЫС.М X сутки'і з У сухой фито-массы, ц/га ЧПФ, г/мгх сутки Кхоз Ьмакс, тыс.м1/ га ФПП, тыс.м'х сутки/га У сухой фито-мэссы, ц/га ЧПФ, [/м1х сутки Кхоз

Пшеница 4 43,6 1501 84,8 5,51 0.25 60,3 2346 84,4 _3178 0,29

5 35,9 1323 92,1 6,83 0,27 62,9 2064 87,9 4,27 0,32

6 36,6 1319 100,0 7,27 0,31 61,7 1964 87,4 4,70 0,30

7 36,5 1367 82,0 5,97 0,29 40,9 1481 91,8 6,17 0,34

В среднем 38,1 1378 89,7 6,40 0,28 56,5 1964 87,8 4,73 0,31

Тритикале 4 31,8 1303 62,6 5,04 0,27 49,7 1578 51,8 4,71 0,51

5 36,8 1140 81,3 7,97 0,22 48,5 1482 63,7 4,30 0,41

6 36,4 1222 78,8 7,00 0,28 41,1 1348 68,7 4,49 0,42

7 36,0 1292 74,2 6,36 0,27 36,5 1254 81,9 6,36 0,35

В среднем 35,2 1181 74,2 6,59 0,26 44,0 1415 66,5 4,96 0,42

Ячмень 4 36,4 1156 74,4 6,43 0,18 43,0 1266 69,1 5,61 0,22

5 43,7 1422 79,6 6,00 0,19 40,5 1439 70,4 5,32 0,27

6 47,1 1300 79,4 6,2 0,25 39,0 1241 94,7 7,65 0,20

7 43,2 1181 62,8 5,38 0,25 30,3 1114 88,8 8,04 0,22

В среднем 42,6 1265 74,1 6,00 0,22 38,2 1264 80,8 6,66 0,23

Овес 4 46,2 1458 66,7 4,23 0,39 37,5 1414 84.4 6,03 0,34

5 50,3 1448 90,1 5,19 0,34 53,0 1946 97,3 5,17 0,33

6 52,3 1505 97,2 5,56 0,34 46,4 1498 141,4 9,28 0,23

7 53,7 1442 129,7 6,95 0,26 48,9 1681 121,0 7,19 0,27

В среднем 50,6 1463 95,4 5,47 0,33 46,5 1634 111,1 6,97 0,29

В среднем по культурам 41,7 1322 83,5 6,1 1 0,27 46,3 1569 86,6 5,82 0,31

Выявлено, что лучшими графиками формирования площади листьев отличаются варианты, в которых получены более высокие урожаи зерна. На умеренном фоне лучшими графиками отличается овес, на повышенном -яровая пшеница. Ближе к оптимальному графику проходило формирование площади листьев овса на умеренном фоне в 2009г. при норме высева б

млн./га. Так, к фазе выхода в трубку она достигла 35 тыс.м2/га, к фазе вымётывание - максимума-52,6 тыс.м2 /га и на уровне 45 тыс.м2 /га она сохранилась до молочной спелости. Средняя за вегетацию площадь листьев такого посева составила 26 тыс.м2 /га. В этом варианте получен максимальный из всех культур урожай зерна - 42,0 ц/га (при плане 25 ц/га).

Фотосинтетический потенциал посева (ФПП) изменяется в такой же закономерности, как средняя площадь листьев. Наиболее мощным он создается у пшеницы и овса. Тритикале по этому параметру уступает пшенице. Усиление фона минерального питания увеличивает ФПП у пшеницы на 42,5%, тритикале - 24,9%, овса - 11,8%. У ячменя формируется одинаковый ФПП на обоих фонах. Ухудшение условий влагообеспеченности во второй половине вегетации в 2010г. не оказало отрицательного влияния на ФПП.

Урожай сухой фитомассы (У сух. фит.) находится в наибольшей зависимости от культуры, нормы высева и в меньшей - от фона минерального питания и условий тепло- и влагообеспеченности растений. Наиболее высокие урожаи формируют овес и яровая пшеница. В условиях дефицита влаги более высокий урожай на умеренном фоне накапливает тритикале, на повышенном - овес. Усиление фона минерального питания повышает урожай сухой фитомассы у ячменя (на 9,0%) и овса (на 15,8%), но не повышает его у пшеницы и снижает (на 10,4%) у тритикале. Увеличение нормы высева до 6-7 млн./га, как правило, повышает урожай фитомассы.

Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) является сложным показателем и находится в прямой зависимости от Усух. фит. и в обратной - от ФПП. Более высокой ЧПФ на умеренном фоне отличается пшеница и тритикале, на повышенном - ячмень и овес. Усиление фона минерального питания снижает ЧПФ у пшеницы и тритикале, но повышает - у ячменя и овса. Повышение нормы высева, как правило, увеличивает ЧПФ, особенно закономерно на 2 фоне. Дефицит влаги в сочетании с высокими температурами воздуха снижает ЧПФ у всех культур, за исключением тритикале на умеренном фоне минерального питания.

Коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза (КХОз) характеризует направленность продукционного процесса. Выявлено, что он зависит от биологических особенностей культуры и её реакции на изменение погодных условий, нормы высева и обеспеченности растений минеральным питанием. На умеренном фоне большим Кхщ отличается овес (0,33) и яровая пшеница (0,28), на повышенном - тритикале (0,42) и яровая пшеница (0,31). Тритикале имеет характерную особенность при меньших урожаях сухой фитомассы и ЧПФ усиливать отток пластических веществ в основную продукцию-зерно. Влияние норм высева на Кхоз сильнее проявляется на повышенном фоне: увеличение их повышает Кхш у пшеницы и снижает у тритикале и овса, что способствует формированию высоких урожаев при низких нормах высева-4 и 5 млн./га.

5. Урожайность и структура урожая яровых зерновых культур 5.1. Структура урожая

Выявлено, что изучаемые яровые зерновые культуры при одних и тех же условиях выращивания отличаются структурой урожая, реакцией на изменение факторов внешней среды и изучаемых приемов технологии. Густота продуктивного стеблестоя в большей мере зависит от культуры и норм высева. Более высокие параметры она имеет у овса и яровой пшеницы, наименьшие на 1 фоне у тритикале, на 2-ом - у тритикале и ячменя, что объясняется, в основном, меньшей густотой стояния, а не продуктивной кустистостью. Усиление фона уменьшает число продуктивных побегов на 12 шт./м2 в связи со снижением общей выживаемости. Более четкая тенденция увеличения густоты продуктивного стеблестоя от повышения норм высева отмечена у овса (табл.4)

4. Показатели структуры урожая яровых зерновых культур, среднее за 3 года

Культура Норма высева, млн./га Фон I - на 25 ц/га Фон 2 - на 35 и/га

продукт. побеги, шт./м1 озерненность соцветия, шт. масса зерна 1 соцветия, г масса 1000 зерен, г продукт. побеги, шт./м2 озерненность соцветия шт. масса зерна 1 соцветия, г масса 1000 зерен, г

Пшеница 373 19 0,62 32,2 336 26 0,76 30,0

5 300 22 0,74_ 32,8_ 344 25 0,93 32,9

6 346 24 зз7і 326 30 1,00 32,9

7 329 24 0,77 32,5 322 30 1,01 31,7

В среднем 352 22 0,72 32,6 332 28 0,92 31,9

Тритикале 4 312 22 0,75 33,0 335 37 1,02 33,6

5 317_ 21 0.70 33,3 323 32 1.04 _34,1

6 313 28 0,95 33,4 325 ь-Л- 1,16 1 33,7

7 314 31 Г 1,08 33,1 322 31 1,17 35,0

В среднем 314 26 0,87 33,2 326 34 34,1

Ячмень 4 363 10 0,42 44.4 319 17 0,74 44,3

5 391 11 0,46 44,5 321 19 0,99 44,3

6 384 15 0,67 44,8 337 18 0,72 44,6

7 358 12 0,47 44,0 328 20 0,90 43,9

В среднем 374 12 0,50 44,0 326 18 0,84 44,3

Овес 4 J 367 26 0,81 32,3 379 38 1.22 31,6

5 390 27 0,83 32,6 . 399 37 1,21 32,0

6 398 23 0,89 32,5 391 33 1,00 32,2

7 379 38 1,23 32,3 392 38 1,06 31,9

В среднем 383 30 0.94 32,0 390 37 1,13 32.0

В среднем по культурам 356 23 0,76 3 5,5 344 29 1,00 35,5

Озерненность соцветия зависит от культуры и увеличивается при повышении нормы высева, за исключением овса на 2-ом фоне, где она была одинаковой при нормах высева 4 и 7 млн./га. Наибольшим числом зерен в соцветии отличается овес (30 и 37 шт.), наименьшим - ячмень (12 и 18 шт.)

Масса зерна с соцветия оказала наибольшее влияние на урожайность изучаемых культур. Более продуктивным соцветием отличается овес, менее продуктивным - ячмень. Повышение фона увеличивает массу зерна с соцветия на 0,24г (на 31,6%). Увеличение нормы высева, как правило, способствует росту продуктивности соцветия, за исключением овса на 2 фоне, где отмечено некоторое уменьшение массы зерна с метелки в связи с увеличением густоты продуктивного стеблестоя. Засуха 2010г. снизила массу зерна с соцветия, в среднем по культурам, на 1 фоне на 0,15-0,28г, на 2-ом на 0,10-0,59г в связи с плохим наливом и образованием щуплого зерна.

Масса 1000 зерен в условиях засухи снижается по сравнению с другими годами в 1,3-1,6 раза на 1-ом и в 1,2-1,6 раза на 2-ом фоне. Наиболее полновесным зерном характеризуется ячмень. Тритикале отличается от пшеницы большей озернённостью соцветия и более полновесным зерном. Масса 1000 зерен у нее выше, чем у пшеницы на 0,6 (1 фон) - 2,2 (2 фон) г. Норма высева и фон минерального питания не оказывают существенного влияния на этот показатель.

6.2. Урожайность и качество урожая яровых зерновых культур

Выявлено, что в условиях региона более урожайной культурой является овес, сорта Друг, который в любой год обеспечивает получение запрограммированного урожая1-го уровня (25 ц/га) и в среднем за 3 года - 2-го (35 ц/га). Фактически на 1 фоне урожай зерна, в среднем по нормам высева, был на 8 ц/га (12%), на 2-ом - на 3 ц/га выше запрограммированного (табл.5).

Яровая тритикале, сорт Ульяна формирует урожайность близкую с яровой пшеницей, сорт Курская 2037. При лучших нормах высева у обеих культур на умеренном фоне она была выше расчетного уровня на 0,8-2,1 ц/га, на повышенном - ниже на 3,4-4,0 ц/га (10,0 и 11,4%). Менее продуктивным является ячмень, сорт Сонет. Более высокий урожай зерна он формирует в засушливые годы (2010) - 22,3 и 25,2 ц/га, который меньше расчетного на 2,7 и 9,8 ц/га (10,8 и 28,0%).

Лучшей по урожаю зерна являются нормы высева: на 1 фоне - для всех культур 6 млн./га, на 2-ом - для пшеницы, ячменя, овса - 7 млн./га, для тритикале - 4 млн./га.

Посев с лучшей нормой высева обеспечивает получение наибольших прибавок урожая от увеличения расчетных доз NPK: у пшеницы на 18,4, тритикале - 55,0, ячменя - 25,7, овса - 12,1%.

Пшеница, тритикале и ячмень характеризуются одинаковой окупаемостью зерном 1 кг ЫРК: на 1 фоне - 19,1-23,1 кг/кг, на 2-ом - 12,2-14,2 кг/кг. Овес обеспечивает наибольшее получение зерна на 1 кг №К: на 1-ом фоне 31,7, на 2-ом - 18,6 кг. Усиление фона снижает окупаемость удобрений в 1,61,7 раза.

Качество клейковины яровой тритикале по большинству вариантов лучше, чем у пшеницы. Она относится к I группе по ИДК (хорошая). Ухудшение качества клейковины у тритикале отмечалось в 2009г. при норме высева 4 млн./га (II гр.) на 1 фоне, при норме высева 5 млн. в 2010г. (III гр.) и 7 млн. в 2009 и 2011г. (II гр) на 2 фоне. У пшеницы ко II группе по ИДК относилась клейковина во все годы при норме высева 5 млн./га и при 6 млн./га в 2009г. на 1 фоне.

5. Урожайность яровых зерновых культур в годы исследований в зависимости от фона минерального питания и нормы высева, ц/га

Культура Норма высева, млн./га Фон 1 - на 25 ц/г а Фон 2 - на 35 ц/га 2 фон + к 1 фону

2009 2010 201 1 В сред-сред- [1ЄМ 2009 2010 201 1 В сред-среднем и/га %

Пшеница 4 25,6 17,1 25,6 22,8 30,8 20,4 27,4 26,2 3,4 14,9

5 27,7 19,4 32,8 26,6 31,2 22,8 33,5 29,2 2,6 9,8

6 28,5 22,3 30,5 27,1 33,7 24,2 31,2 29.7 2.6 9.6

7 27,1 27,4 25,4 26,6 29,5 31,2 _34,0 31,6 4,9 18,4

В среднем 27,2 21,5 28,6 25,8 31,3 24,6 I 31,6 29,2 3 А 13,2

Тритикале 4 25,9 13,3 20,7 20,0 38,4 17,2 37,5 31,0 11,0 55,0

5 26,7 17,9 20,3 21,6 33,6 20,2 35,4 29,7 8,' 37,5

6 35,7 19,9 22,0 25,8 39,5 21,7 29,5 30,2 4,4 17,0

7 24,2 20,9 24,9 23,3 37,0 25,4 29,8 30,7 7,4 31,8

В среднем 28,1 18,0 22,0 22,7 37,1 21,1 33,1 30,4 7,7 35,3

Ячмень 4 15,0 17.6 13,4 15,3 14,6 20,8 16,5 17,3 2,0 13,1

5 15,8 20,1 16,9 17,6 18,6 24,6 20,5 21,2 3,6 20,4

6 16,0 20,4 17,2 17,9 21,3 25,2 18,1 21,5 3,6 20,1

7 14,3 22,3 16,0 17,5 20,6 27,3 18,0 22,0 4,5 25,7

В среднем 15,2 20,1 15,9 17,1 18,7 24,4 18,3 20,5 3,4 19,8

Овес 4 32,3 22,5 34,6 29,8 35,6 25,1 38,0 32,9 3,1 10,4

5 34,2 25,3 33,8 32,8 37,8 28,2 44,3 36,8 4,0 12,2

6 36,9 27,8 42,0 35,6 38,2 29,5 37,6 35,1 -0,5 -0,1

7 35,5 29,2 37,1 33,9 36,5 32,8 44,8 38,0 4,1 12,1

В среднем 34,7 26,2 38,1 33,0 37,0 28,8 41,2 35,7 2,7 8,6

В среднем по культурам 26,3 21,4 26,2 24,7 31,0 24,8 31,1 29,0 4,3 17,4

НСР05 частных различий 5,03 1,36 1,32 2,57

главных эффектов 1,78 0,33 0,48 0,86

парных взаимодействий 3,56 0,55 0,62 1,58

На 2 фоне ко II группе по ИДК относилась клейковина при норме высева 5 млн./га в 2009 и 2010гг., 6 млн./га в 2009 и 2011гг., 7 млн./га в 2009г. Выявлено, что в вариантах с лучшими по урожаю нормами высева клейковина у обеих культур относится к I группе по ИДК - хорошая.

Доля участия факторов в формировании урожайности в разные годы неодинакова. В засушливом 2010г. одинаковая роль принадлежала культурам и нормам высева (40,9 и 39,4%). В среднем за 3 года на долю культуры приходится 66,4%, норме высева - 15,0%, удобрению - 7,1%. Более значительное взаимодействие наблюдается по факторам ВС, его вклад составляет 3,8%.

Корреляционно-регрессионный анализ выявил разную зависимость конечной продуктивности посевов изучаемых зерновых культур от показателей фотосинтетической деятельности и элементов структуры урожая. Урожай зерна находится в наиболее сильной зависимости: у пшеницы и тритикале от продуктивности колоса, у овса от массы 1000 зёрен, ячменя от густоты стояния и массы зерна с колоса; урожай сухой фитомассы - у пшеницы, ячменя, овса от ЧПФ, у тритикале - от густоты стояния. Выявлены надежные уравнения множественной регрессии (модели урожая), которые можно использовать при программировании.

6. Экономическая эффективность производства зерна яровых зерновых культур

При расчете экономической эффективности затраты на производство зерна определяли в рыночных ценах 2009-2011гг. Стоимость семян - 600 руб./ц, реализационная цена пшеницы - 470, тритикале - 450, ячменя - 430, овса - 400 руб./ц. В результате выявлено, что наиболее экономически выгодной культурой является овес, который в среднем по нормам высева обеспечивает получение наибольшего условно чистого дохода: 7,11 тыс. руб./га на 1 фоне и 5,96 тыс. руб./га на 2 фоне с уровнем рентабельности 81,1 и 53,3%. Яровая тритикале на 1 фоне по УЧД и уровню рентабельности (3,64 тыс. руб./га и 43,2%) уступает яровой пшенице (5,19 тыс. руб./га и 57,6%), а на 2-ом (4,84 тыс. руб./га и 43,0%) превосходит её (4,38 тыс. руб./га и 37,5%). Наименьшие УЧД и уровень рентабельности производства зерна получены при возделывании ячменя, соответственно на 1 и 2 фонах - 1,38 тыс. руб./га и 18,8%; 1,24 тыс. руб./га и 13,2%.

Увеличение производственных затрат на повышенном фоне из-за более высокой стоимости удобрений не компенсируется ростом урожайности, что приводит к снижению УЧД по пшенице на 15,5%, ячменю на 10,7%, овсу на 16,1%, но к повышению его у тритикале на 32,8%. Уровень рентабельности на 2 фоне по всем культурам, кроме тритикале, уменьшается: по пшенице на 20,1; ячменю на 5,6; овсу на 27,8%, а по тритикале не изменяется.

Варианты с лучшей нормой высева обеспечивают получение наибольшего УЧД с более высоким уровнем рентабельности производства и самой низкой себестоимостью зерна. Наибольшие УЧД - 8,17 тыс. руб./га, уровень рентабельности 91,6%, наименьшая себестоимость зерна - 225,42 руб./ц получены при возделывании овса на умеренном фоне с нормой высева 6 млн.шт. всхожих семян на гектар.

Основные выводы

1. Новые для Верхневолжья сорта яровых зерновых культур: пшеницы - Курская 2037, тритикале - Ульяна, овса - Друг при оптимальных нормах

высева обеспечивают получение запрограммированного урожая зерна 1-го уровня (25 u/га) и выше. Овес формирует урожай (38,Оц/га) выше 2-го уровня (35 u/га), пшеница и тритикале на 3,4 и 4,0ц/га (на 10 и 11,4%) ниже. Ячмень сорта Сонет не обеспечивает получение запрограммированных урожаев зерна.

2. На развитие растений яровых зерновых культур (пшеницы, тритикале, ячменя, овса) наибольшее влияние оказывает тепло- и влагообеспечен-ность посевов, чем нормы высева и фон минерального питания. Дефицит влаги в сочетании с высокими температурами воздуха сокращает вегетационный период этих культур на 15-21 день по сравнению с влажными умеренно теплыми годами. Вегетационный период тритикале и ячменя на 2-3 дня короче, чем у пшеницы и овса.

3. В формировании густоты стояния яровых зерновых культур наибольшая роль принадлежит полевой всхожести. При неблагоприятных условиях в годы исследований наименьшей полевой всхожестью (51,852,8%), общей выживаемостью (50,5-51,7%) и густотой стояния к уборке (267-270 шт./м2) отличается ячмень.

Увеличение нормы высева с 4 до 7 млн. всхожих семян на гектар снижает полевую всхожесть на 30,9-41,3%, в большей мере у пшеницы, и оказывает слабое влияние на густоту стояния к уборке.

4.Годы исследований различались по влагообеспеченности посевов как в сумме за вегетацию, так и в отдельные её периоды. Наименьшим суммарным водопотреблением (W) отличался засушливый 2010г., когда запасы продуктивной влаги составили 333 мм и были меньше, чем в другие годы на 111 (2011г.) и 194 мм (2009г.) или на 25,0 и 36,8 %. В этом году влажность опустилась в фазу колошения (вымётывания) до 27-28%, а во время налива и созревания до 1-5% от ППВ.

5.Более экономным расходом воды на единицу сухой фитомассы и зерна отличается овес. На повышенном фоне минерального питания Кв биол. овса составляет 418, Кв тов. - 1224мм»га/ц. Яровая тритикале расходует воды с гектара на 1 ц зерна на умеренном фоне на 250 мм больше, на повышенном на 33 мм меньше, чем яровая пшеница.

Повышение нормы высева и усиление фона минерального питания существенно снижает расход воды на еденицу урожая зерна.

6. Засоренность посевов находится в наибольшей зависимости от влагообеспеченности посевов, чем от нормы высева, фитоценотических свойств культуры и фона минерального питания. В сухие годы она снижается в 1,42,4 раза. Увеличение нормы высева повышает гибель сорняков в течении вегетации, в большей мере на повышенном фоне: в посевах пшеницы на 11,6%, тритикале - 10,4%, ячменя - 13,5%, овса - 3,0%. Усиление фона снижает гибель сорняков, в среднем, на 3,6%.

7. Разные культуры неодинаково устойчивы к корневым гнилям. Более устойчивы ко всем возбудителям (гельминтоспориоз, офиоболез, фузариоз)

являются овес, сорт Друг и ячмень, сорт Сонет, у которых распространенность болезни (23-27%) на 13 и 9% меньше, чем у пшеницы и тритикале.

Корневыми гнилями в меньшей мере поражаются посевы (на 1 и 2 фонах) при нормах высева: у пшеницы - 6 млн./га (33 и 29%), тритикале - 5 млн./га (35 и 34%), ячменя - 7 млн./га (27 и 14%), овса 5 и 6 млн./га (16 и 12%).

Распространенность корневых гнилей снижается в засушливые годы (2010), в среднем по всем культурам на 1 фоне на 12-19%, на 2-ом на 12-22%.

8. В накоплении урожайности яровых зерновых культур наибольшее значение имеют не столько размеры площади листьев посева, сколько графики её формирования. Рост площади листьев посева по графикам, которые близки к оптимальным, способствует накоплению более высоких урожаев зерна.

На умеренном фоне минерального питания лучшими графиками формирования площади листьев отличается овес, на повышенном - яровая пшеница. Эти культуры формируют большие параметры средней и максимальной площади листьев соответственно на 1 и 2 фонах - 22,8 и 50,6 тыс.м2/га (овес) и 29,9 и 56,5 тыс.м2 /га (пшеница). Площадь листьев посева у тритикале меньше, чем у пшеницы.

Более мощный ФПГ! на 1 и 2 фонах создают овес (1463 и 1634), и яровая пшеница (1378 и 1964 тыс.м2 хсутки/га).

Усиление фона минерального питания увеличивает ФПП: у яровой пшеницы на 42,5, тритикале на 24,9, овса на 11,8%. Ячмень на обоих фонах формирует одинаковый ФПП.

9. Более высокий урожай сухой фитомассы накапливает овес (95,9 - 1 фон и 111,1-2 фон, ц/га) и яровая пшеница (89,7 и 87,8 ц/га). Усиление фона оказывает слабое влияние на сбор сухой фитомассы. Максимальный урожай сухой фитомассы у всех культур формируется, как правило, при нормах высева 6-7 млн. всхожих семян на гектар.

10. Яровые зерновые культуры отличаются высокой ЧПФ, которая, в среднем за 3 года и по культурам, на умеренном фоне минерального питания составила 6,11, на повышенном - 5,82 г/м2 хсутки. Более высокой ЧПФ на умеренном фоне отличаются пшеница и тритикале, на повышенном - овес и ячмень. Усиление фона снижает ЧГІФ у пшеницы и тритикале, повышает её у ячменя и овса. Увеличение нормы высева, как правило, повышает ЧПФ. В засушливые годы наибольшее снижение ЧПФ происходит на повышенном фоне в период кущение-выход в трубку.

11. Лучшей направленностью продукционного процесса отличаются на умеренном фоне овес (Кх03 0,33) и пшеница (Кхоз 0,28), на повышенном - тритикале (Кхда 0,42) и пшеница (0,31).

Увеличение нормы высева с 4-х до 6-7 млн. всхожих семян на гектар повышает Кхоз у пшеницы, тритикале и ячменя, снижает - у овса за счет ро-

ста урожайности сухой фитомассы. Усиление фона увеличивает Кхоз у всех культур, кроме овса.

12. Яровые зерновые культуры при одних и тех же условиях выращивания отличаются между собой структурой урожая, а так же реакцией на изменение факторов внешней среды и изучаемых приемов технологии. Овес характеризуется более высоким показателями элементов структуры урожая: количество продуктивных побегов на 1 фоне 383, на 2-ом - 390 шт./м2, число зерен в соцветии - 23 и 29 шт., масса зерна с соцветия 0,94 и 1,13 г., за счет этого он формирует более высокую урожайность.

В накопление урожая зерна у всех культур больший вклад вносит продуктивность соцветия, чем густота продуктивного стеблестоя.

Тритикале отличается от пшеницы большим количеством зёрен в колосе, более крупным зерном и продуктивным колосом, но несколько уступает ей по числу продуктивных побегов на 1 м2.

13. В условиях Верхневолжья наибольшую урожайность формирует овес (сорт Друг), которая при лучших норма высева достигает на умеренном фоне 35,6, на повышенном - 38,0 ц/га, что выше запрограммированной на 10,6 и 3,0 ц/га.

Яровая тритикале Ульяна и яровая пшеница Курская 2037 накапливают близкую между собой урожайность. При лучших нормах высева на умеренном фоне она превышает запрограммированный уровень (в 25 ц/га) на 0,8-2,1 ц/га, на повышенном - недобор к урожаю 2-го уровня (35 ц/га) составляет 3,44,0 ц/га (10,0 и 11,4%). Тритикале отличается хорошим качеством клейковины и не уступает, а в отдельных вариантах - превосходит пшеницу по этому показателю.

Менее урожайным является ячмень (сорт Сонет), который накапливает более высокий урожай в засушливые годы (2010): при лучшей норме высева на умеренном фоне - 22,3, на повышенном 25,2 ц/га.

14. По урожаю зерна лучшей нормой высева на 1 фоне минерального питания для всех культур является 6 млн., на 2-ом - для пшеницы, ячменя, овса - 7 млн., для тритикале - 4 млн. всхожих семян на гектар.

Посев с лучшей нормой высева обеспечивает получение наибольших прибавок урожая от повышения доз КРК: у пшеницы 18,4%, тритикале 56%, ячменя 25,7%, овса 12,1%.

Наибольшей окупаемостью зерном 1 кг. д.в. ЫРК отличается овес: на 1 фоне - 31,7 кг/кг, на 2 фоне - 18,6 кг/кг. Пшеница, тритикале и овес характеризуется одинаковой окупаемостью на 1 фоне 19,1-23,1, на 2-ом - 12,214,2 кг/кг. усиление фона снижает окупаемость удобрений в 1,6-1,7 раза.

15. Множественным корреляционно-регрессионным анализом выявлена наибольшая зависимость урожая зерна пшеницы и тритикале от продуктивности колоса, овса от массы 1000 зерен, ячменя от густоты стояния и массы зерна с колоса, а урожая сухой фитомассы - у пшеницы, ячменя, овса от ЧПФ, у тритикале от густоты стояния.

Получены надежные уравнения множественной регрессии (модели урожая), которые можно использовать при программировании (№№ 2,4,5,7).

16.Наиболее экономически выгодной культурой в Верхневолжье является овес (сорт Друг), который при оптимальной норме высева на умеренном фоне обеспечивает получение 8,2 тыс.руб./га условно чистого дохода с уровнем рентабельности 91,6%, на повышенном - соответственно 6,8 тыс.руб./га и 59,1%.

Яровая тритикале в лучшем варианте на повышенном фоне обеспечивает получение близкого с пшеницей условно чистого дохода (5,3 тыс.руб./га) и уровня рентабельности (47,9%).

Ячмень (сорт Сонет) по всем показателям экономической эффективности производства зерна уступает другим культурам.

Посев с оптимальной нормой высева повышает уровень рентабельности производства зерна на 13,6-28,0% на умеренном и на 6,1-19,6% на повышенном фоне минерального питания.

Наиболее экономически выгодно пшеницу, ячмень и овес возделывать на умеренном, тритикале - на повышенном фоне минерального питания.

Предложения производству

1.В условиях Верхневолжья при получении запрограммированных урожаев яровых зерновых культур и выращивании их по экологически безопасной технологии рекомендуется предпочтение отдавать овсу (сорт Друг), который обеспечивает получение урожайности на умеренном фоне 35,6, на повышенном - 38,0 ц/га, превышающую расчетные уровни в 25 и 35 ц/га на 42,4 и 8,6%, наибольшего условно чистого дохода - 8,2 и 6,7 тыс.руб./га и уровня рентабельности производства 91,6 и 59,1%.

2.В структуре посевов яровых зерновых культур, наряду с яровой пшеницей сорт (Курская 2037), целесообразно использовать яровую тритикале (сорт Ульяна), которая формирует близкие с пшеницей урожаи зерна, характеризуется более крупным зерном и продуктивным колосом, лучшим качеством клейковины, большей отзывчивостью на повышение фона минерального питания.

3. При выращивании новых для региона сортов - яровой пшеницы Курская 2037, яровой тритикале Ульяна, ячменя Сонет, овса Друг посев их проводить с нормами высева: на умеренном фоне минерального питания - 6 млн., на повышенном - яровую пшеницу и овес - 7 млн., яровую тритикале -4 млн., ячмень - 6 млн. штук всхожих семян на гектар, которые обеспечивают получение более высоких урожаев зерна, условно чистого дохода с гектара, уровня рентабельности производства с более низкой себестоимостью зерна.

4. В целях повышения условно чистого дохода и рентабельности зернового производства целесообразно возделывать яровую пшеницу и овес на

умеренном фоне минерального питания с внесением расчетных доз ЫРК на урожайность 25 ц/га,что обеспечивает по сравнению с повышенным фоном увеличение в 1,6-1,7 раза окупаемости зерном 1 кг д.в. удобрений, на 0,811,15 тыс.руб./га УЧД, на 20,1-27,8% уровня рентабельности производства.

Яровую тритикале предпочтительно выращивать на повышенном фоне минерального питания.

Список работ, опубликованных по теме Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Усанова, З.И. Влияние фона минерального питания и нормы высева на продуктивность посевов яровых зерновых культур в условиях Верхневолжья / З.И. Усанова, М.В. Гуляев II Достижения науки и техники АПК. - 2011. - № 11. -С.- 24-27.

Статьи в научных сборниках, материалах конференций

2. Гуляев М.В. Оптимизация минерального питания и густоты стояния в технологии возделывания яровых зерновых культур / М.В. Гуляев // XVII Региональные Каргинские чтения: Тезисы докладов. - Тверь: ТвГУ, 2010,-С. 23.

3. Гуляев, М.В. Влияние фона минерального питания и густоты стояния на получение запрограммированных урожаев яровых зерновых культур / М.В. Гуляев // Инновационные технологии как основа развития аграрного образования в АПК региона // Сб. науч. тр. по матер. Межд. науч,-практ. конф. 1-3 июня 2010 г.-Тверь: ТГСХА, 2010. -Ч. 1,- С 40-42.

4. Гуляев М.В. Роль минерального питания и густоты стояния в получении запрограммированных урожаев яровых зерновых культур / М.В. Гуляев // XVIII Региональные Каргинские чтения: Тезисы докладов. - Тверь: ТвГУ, 2011,- С. 22

5. Усанова, З.И. Сравнительная продуктивность яровых зерновых культур (пшеницы, тритикале, ячменя, овса) при оптимизации минерального питания и густоты стояния / З.И. Усанова, М. В. Гуляев // Инновационные процессы - основа модели стратегического развития АПК в XXI веке / Сб. науч. тр. по матер. Межд. науч.-практ. конф. 30 мая -2 июня 2011 г.Тверь: Тверская ГСХА, 2011 - Т. 1.- С 89-92

Гуляев Максим Владимирович

Специальность06.01.01 - общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Формат 60-481/16 Бумага типографская Гарнитура шрифта «Times» Печать рнзографическая. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ 878.

Издательство Тверской ГСХА. Россия, 170904, г. Тверь, ул. Маршала Василевского (Сахф0в0),д. 7. Тел. (4822)53-12-36

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Гуляев, Максим Владимирович, Тверь

61 12-6/333

ФГБОУ ВПО "ТВЕРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ"

На правах рукописи

Гуляев Максим Владимирович

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель : Заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Усанова Зоя Ивановна

Тверь-2012

Содержание

стр.

Введение............................................................................4

1. ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 .Биологические особенности яровых зерновых культур................9

1.2.Влияние фона минерального питания на формирование урожайности и продуктивности яровых зерновых культур....................................24

1.3. Роль норм высева в получении запрограммированных урожаев яровых зерновых культур....................................................................42

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Место, условия, схема опыта, объекты исследований................56

2.2. Методика проведения исследований......................................59

2.3. Технология яровых зерновых культур (пшеницы, тритикале, ячменя, овса) в опытных посевах в годы исследований.........................................62

2.4. Агрометеорологические условия в годы исследований...............64

З.ОСОБЕННОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ

КУЛЬТУР. ФОРМИРОВАНИЕ ГУСТОТЫ СТОЯНИЯ

3.1 Особенности прохождения фаз развития яровой пшеницы, яровой тритикале, ячменя, овса..................................................................68

3.2. Формирование густоты стояния, полевая всхожесть, сохранность и общая выживаемость.......................................................................71

3.3.Влагообеспеченность и водопотребление яровых зерновых культур.............................................................................................77

3.4. Засоренность посевов яровых зерновых культур.......................91

3.5 Пораженность болезнями яровых зерновых культур..................99

4. ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ РАСТЕНИЙ ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР А ПОСЕВАХ С РАЗНЫМИ НОРМАМИ ВЫСЕВА НА УМЕРЕННОМ И ПОВЫШЕННОМ ФОНАХ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ......................................................105

4.1 Формирование площади листьев посева..................................106

4.2.Фотосинтетический потенциал посева яровых зерновых культур при разных нормах высева на умеренном и повышенном фонах минерального питания...............................................................................122

4.3 Накопление сухой фитомассы посевами яровых зерновых культур ...........................................................................................127

4.4 Чистая продуктивность фотосинтеза яровых зерновых культур... 134

4.5 Коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза яровых зерновых культур........................................................................139

5.УРОЖАЙНОСТЬ И СТРУКТУРА УРОЖАЯ ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР (ПШЕНИЦЫ, ТРИТИКАЛЕ, ЯЧМЕНЯ, ОВСА) В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФОНА МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ И НОРМЫ ВЫСЕВА

5.1 Структура урожая яровых зерновых культур............................143

5.2 Урожайность яровых зерновых культур.................................152

5.3 Качество клейковины яровой пшеницы и яровой тритикале........157

5.4Доля участия факторов в формировании урожайности яровых зерновых культур в разные годы.............................................................159

5.5. Корреляционная зависимость конечной продуктивности яровых зерновых культур от показателей фотосинтетической деятельности и элементов структуры урожая...................................................................160

6.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНА В РАЗНЫХ ВАРИАНТАХ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР................................................164

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.......................................................168

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ......................................173

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................175

ПРИЛОЖЕНИЯ.................................................................194

Введение

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:- изучить особенности роста и развития яровых зерновых культур при разных нормах высева на двух фонах минерального питания;

условно чистого дохода, уровня рентабельности производства с высокой окупаемостью зерном 1 кг д.в. удобрений. Доказана возможность внедрения в регионе новой культуры - яровой тритикале, позволяющей получать урожайность на уровне яровой пшеницы, но превосходящей её по технологическим качествам зерна и клейковины.

Практическая значимость работы заключается в рекомендациях производству:! - целесообразности возделывания по экологически безопасной технологии новых для региона сортов - овса Друг, яровой пшеницы -Курская 2037, яровой тритикале - Ульяна. Они обеспечивают получение запрограммированных урожаев в 25, 35 ц/га и выше, условно чистого дохода лучших вариантах технологии на умеренном фоне от 5,10 до 8,17 тыс.руб./га, на повышенном - от 5,32 до 6,78 тыс.руб./га с уровнем рентабельности, соответственно по фонам, от 59,2 до 91,6 и 47,9 до 59,1%; 2-оптимальных норм высева для изучаемых сортов: на умеренном фоне для всех культур - 6 млн., на повышенном - для яровой пшеницы и овса - 7 млн., тритикале - 4 млн. шт. всхожих семян на гектар. Они позволяют получать наибольшую урожайность: на умеренном фоне от 25,8 (тритикале) до 35,6 (овес) ц/га, на повышенном - от 31,0 (тритикале) до 38,0 (овес) ц/га, дополнительно, соответственно по фонам, от 1,91 до 2,57 тыс. руб. и от 0,64 до 2,32 тыс.руб./га условно чистого дохода, повышают рентабельность производства на 6,6 - 28,0%; 3-целесообразности возделывания яровой пшеницы и овса на умеренном фоне с внесением расчетных доз №>К на урожай в 25 ц/га, что в сравнении с повышенным фоном увеличивает окупаемость 1 кг д.в. удобрений в 1,6 - 1,7 раза, условно чистый доход на 0,81 - 1,15 тыс.руб./га, уровня рентабельности на 20,1 - 27,8%. Яровую тритикале предпочтительно выращивать на повышенном фоне минерального питания.

Реализация результатов исследований. Результаты работы внедрены в ФГУП «Учхоз Сахарово» Тверской ГСХА на площади 75 га с экономическим эффектом 57,75 тыс.руб.

XXI веке», г. Тверь, ТГСХА, 2011 г.

Публикации. По материалом диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 1 в рецензируемом журнале «Достижения науки и техники

АПК», №11, 2011 г.

Диссертационная работа является составной частью плана научно-

исследовательских работ Тверской ГСХА на 2006-2011 гг., № гос. per. 01.2007 04617.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 174 страницах, содержит 33 таблицы, 39 рисунков, состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, 19 приложений, библиографического списка использованной литературы, который включает 205 наименований, в том числе 23 зарубежных источника.

Основные положения, выносимые на защиту:

- особенности развития и формирования густоты стояния яровой пшеницы, яровой тритикале, ячменя, овса в зависимости от условий года, норм

высева и фона минерального питания;

Автор выражает искреннюю и глубокую благодарность научному руководителю, заслуженному деятелю науки Российской Федерации, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Усаноеой Зое Ивановне за методическую помощь и поддержку при работе над диссертацией, а также всем сотрудникам кафедры общего земледелия и растениеводства за содействие в проведении исследований.

1.Обзор источников литературы

1.1 Агробиологические особенности яровых зерновых культур

Яровые зерновые культуры (пшеница, тритикале, ячмень, овес) относятся к семейству Мятликовые (Роасеае).

На основании морфофизиологических различий, барьеров несовместимости при гибридизации, цитологических, физиологических, биохимических и других критериев, тритикале (х Triticosecale Wittmack) признано самостоятельным ботаническим родом. Среди растительного сообщества в таксономическом аспекте тритикале описывается следующим образом: порядок Poales, семейство Роасеае, подсемейство Poaidae, триба Trumentaceae, род

Triticosecale (Хлюпкин В.М., 1988).

Род тритикале характеризуется значительным разнообразием. По уровню плоидности встречаются тетраплоидные (2п=28), гексаплоидные (2п=42), октоплоидные (2п=56) и декаплоидные (2п=70) формы тритикале, однако наибольшее практическое значение, по мнению специалистов, имеют гексаплоиды (Гордей И.А., 1992). У новой зерновой культуры имеются не только озимые и яровые формы, но и двуручки (Хотылева Л.В., Турбин Н.В., 1986). Большинство программ по селекции тритикале в мире концентрируется на яровой форме (Булавина Т.М., 2005).

Биология тритикале во многом схожа с исходными родительскими формами - пшеницей и рожью, однако у этой культуры имеется ряд специфических особенностей, которые необходимо принимать во внимание при ее возделывании. Это касается, прежде всего, определенной специфики тритикале в реакции на основные факторы внешней среды, а также росте, развитии, морфологии растений и их химическом составе (Посыпанов Г.С., 2007).

Корневая система у этих культур мочковатая, состоит из отдельных корешков и множества корневых волосков, отходящих пучками (мочками) от подземных узлов. При прорастании семян сначала образуются зародышевые

корни. Узловые корни у них появляются через 12... 18 дней после всходов. При пересыхании верхнего слоя почвы узловые корни растут слабо или могут не появиться совсем. Так, по данным А.И. Бараева (1978), Ф.Х. Бахтеева (1955), В.Д. Муха, Н.И. Картамышева (2001), A.C. Митрофанова, К.С. Мит-рофановой (1967) при развитии яровой пшеницы только с зародышевой корневой системой урожайность снижается на 30...35 % по сравнению с урожайностью при хорошо развитой зародышевой и узловой корневой системе. Как зародышевые (первичные), так и узловые (вторичные) корни имеют большое значение для роста и развития растений.

По мере роста и развития растений корни удлинняются и проникают в почву на глубину 100... 120 см и более, разветвляются и пронизывают почву во всех направлениях, однако основная масса их (75...90 %) размещается в пахотном слое почвы на глубине 20...25 см, где более активно протекают аэробные процессы. Стебель у яровых зерновых культур — соломина цилиндрической формы, полая, состоит из 5...7 междоузлий, разделенных узлами (перегородками). Рост стебля происходит в результате удлинения всех междоузлий. Первым трогается в рост нижнее междоузлие, затем — последующие, которые обгоняют в росте нижние междоузлия. Интенсивнее всего стебель растет в фазы выхода в трубку и колошения и достигает наибольшей длины в фазе цветения, после чего рост стебля резко замедляется. Стебель яровых зерновых культур способен куститься, образуя из нижних надземных узлов вторичные корни и боковые стеблевые побеги (Борисоник З.Б., 1974,

Вавилов П.П., 1979, Валеев P.M., 1964).

Соцветие у яровых зерновых культур двух типов: сложный колос — у пшеницы, ячменя, тритикале и метелка — у овса. Колос состоит из членистого колосового стержня (продолжение стебля) и колосков, расположенных на его уступах.

Минимальная температура прорастания семян у всех яровых зерновых культур - 1-3°С. Оптимальная температура для роста и развития растений

20-25°С, а максимальная 35°С (Шостко A.B., 2004, Посыпранов Г.С., 1997, 2007).

Оптимальная температура прорастания семян 20°С, минимальная 5°С и максимальная — 35°С. Всходы тритикале появляются на 5...7-й день после посева. Критическая температура для озимых форм в зоне узла кущения —18...—20°С. В зимне-весенний период тритикале менее чувствительна к низким температурам, чем озимая пшеница, но при оттепелях, которые наблюдаются на Кубани, по зимостойкости уступает озимой пшенице, что связано с потерей закалки (Голуб И.А., 1996).

По данным М.Б. Евгеньева (1978), по отношению к недостатку влаги и к высокой температуре воздуха родительские виды тритикале — пшеница и рожь — различаются между собой. Так, пшеница в целом более требовательна к влаге, хотя и есть различия в этом отношении между озимыми и яровыми сортами, а также и сортами одного образа жизни. Рожь менее требовательна, чем пшеница, но все же реагирует на почвенную и воздушную засуху. Данных о поведении линий тритикале в условиях слабой обеспеченности влагой в почве и высоких температур воздуха крайне мало. По некоторым сообщениям линии тритикале могут образовывать довольно мощную корневую систему (влияние генотипа ржи), благодаря которой амфиплои-ды могут иметь преимущество перед другими формами в засушливый период. Отмечены случаи, когда большинство линий тритикале не выделялось по признаку засухоустойч�

Информация о работе

Гуляев, Максим Владимирович
кандидата сельскохозяйственных наук
Тверь, 2012
ВАК 06.01.01

Диссертация

Формирование запрограммированных урожаев яровых зерновых культур в посевах разной густоты в условиях Верхневолжья - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы