Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Изменение урожайности и биохимического состава растений озимой ржи под действием средств химизации

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Изменение урожайности и биохимического состава растений озимой ржи под действием средств химизации"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИИ ИНСТИТУТ УДОБРЕНИЙ И АГРОПОЧВОВЕДЕНИЯ имени Д. Н. ПР5ШШИКОВА

На правах рдкописи

ПАСННКОВ АЛЕКСАНДР ВАСИЛЬЕВИЧ

ИЗМЕНЕНИЕ УРОЖАЙНОСТИ И БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТ^л РАСТЕНИЙ ОЗИМОЙ РЖИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ

Специальность 06.01.04 - агрохимия

Авт»реферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСШ - 1994

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Северо-Востока имени академика Н.В.Рудницкого

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук Пронина Н.Б.

Официальные оппоненты: диктор биологических наук, профессор Соколов О.Л., кандидат биологических наук Дорожкина Л.П.

Ведущее предприятие - ЦИИйО

Зацита состоится .....^¿¿/'/ГЛ*...............1994г.

в "14" час. "00" мин. на заседании специализированного совета Д 020. 09. 01 Всероссийского научно-исследовательского института удобрений и агропочвоведения ииени Д.Н. Пряниини-кова (127550, Москва, И-550, ул. Прянииникова, 31, специализированный совет ВИУй).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУЙ.

Автореферат разослан

1994г.

Пченый секретарь специализированного совета -доктор сельскохозяйственных наук, профессор

О. Воллейдт

ОБШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В настоящее время одним из главных направлений исследований является разработка оптимальных систем комплексного применения минеральных удобрений и химических средств защити ог болезней и полегания в период вегетации озимой ржи. Интенсивная технология в сочетании с агротехническими мероприятиями должна обеспечить высокий урожай с хорояими качественными показателями без отрицательных последствий для окружающей среды, то есть блок химизации должен быть экономически эффективным и экологически безопасным. В интенсивных технологиях средствам химизации отводится очень важная роль, однако, максимальный эффект достигается лишь при оптимальном их сочетании со всеми другими факторами интенсификации.

В научных работах последних лет приводятся многочисленные результаты исследований действия пестицидов, удобрений и отдельных агроприемов при возделывании озимой ржи, но, несмотря на внсокув эффективность некоторых приемов, механическое объединение их в единый технологический комплекс часто не дает определенного ре-здльтата. При внесении высоких доз удобрений часто увеличивается масса наиболее вредоносных сорняков, усиливается опасность полегания даже короткостебельных сортов, резко повивается степень пораженности растений вредителями и болезнями.

Совместное или последовательное комплексное применение средств химизации в интенсивных технологиях приводит к тому, что эти средства неизбежно вступают в сложные процессы взаимодействия с растением и окружавшей средой. При этом возможны изменения не только в величине урожая и свойствах почвы, но и в накоплении токсических соединений в конечной продукции (нитратов, тяжелых металлов и остатков пестицидов), что представляет потенциальную опасность для человека и животных.

В связи с этим, программой наших исследований предусматривалось реиение следуюцих задач:

- исследовать закономерности действия и взаимодействия азотных удобрений, фунгицидов и ретарданта при раздельном и комплексном их применении на величину урожая и качественные показатели зерна озимой ржи С технологические, хлебопекарные и посевные);

- определить оптимальные сочетания азотных удобрений, фунгицидов и ретарданта при возделывании по сидеральным парам корот-

-г-

костебельного сорта озимой реи с доминантных типом короткосте-бельности;

- исследовать изменения биохимического состава зерна и растений озимой ржи при раздельном и комплексном применении средств химизации, включая данные по изменение содержания енрого белка, небелковых соединений азота и аминокислот, сырого жира и крахмала, сырой клетчатки и золы, переваримости зерна и сырого белка;

- изучить динамики разложения пестицидов в почве и растениях и определить их остаточные количества в зерне и соломе;

- исследовать влияние комплексного применения средств химизации на микробиологическув активность почвы и накопление тяжелых металлов в зерне и соломе;

- изучить действие комплекса средств химизации на фитосани-тарное состояние посевов и структуру урожая;

- дать энергетичеекдю оценку комплексного применения средств химизации.

Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые на дерново-подзолистых почвах Северо-Востока Нечерноземья России на основе полного факториального эксперимента проведены комплексные исследования по изучении действия и взаимодействия азотных удобрений, фунгицидов и ретарданта на урохайность короткостебельного сорта озимой ржи с доминантным типом короткостебельности. В процессе исследований изучены биохимические изменения в зерне озимой ржи, изменения технологических, посевных и хлебопекарных свойств зерна и микробиологической активности почвы при комплексном использовании средств химизации. Доказано, что комплексное применение средств химизации способствует суцественному увеличению уровня урожайности зерна при одновременном улучиении фиюсанитарного состояния посевов. Исследованиями установлено, что при научно-обоснованном применении средств химизации предлагаемая технология возделывания озимой рми энергетически эффективна и экологически безопасна.

Апробация работы. Результаты исследований доло«ены и обсушены на научной конференции молодых ученых (ВИУй, 1993) и научно-практической конференции (Кировский СХИ, 1933).

Результаты исследований проверены и подтверждены в производственных условиях ОПХ "Пригородное" Кирово-Чепецкого района Кировской области.

Обьем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выво-

дов и практических предложений. Работа изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит 54 таблицы, 3 рисунка и 52 приложения. Список использованной литературы включает 259 наименований отечественных и зарубежных авторов.

Публикация. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 7 печатных научных работах.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Для изучения действия и взаимодействия средств химизации на урожайность и биохимические показатели зерна и растений озимой ржи были проведены краткосрочные полевые и производственные опыты. Опыты проводили на опытном поле НИИСХ Северо-Востока в Киро-во-Чепецком районе Кировской области. Преджественники озимой ржи: в 1989 и 1991г.г.-рапс на зеленое удобрение, в 1990г.-горох на зеленое удобрение. Посевы рапса и гороха - рекогносцировочные. В краткосрочных ыелкоделяночных опытах возделнвался корот-костебельннй сорт озимой ржи "Крона" с доминантным типом корот-костебельности.

Почва опытных участков дерново-подзолистая среднесуглинистая: рН(КС1) 4.3-4.8; подвижный фосфор 125-142 кг/кг и обменный калий 165-171 мг/кг (по Кирсанову); гумус (по Горину) 1.60-1.66%; гидролитическая кислотность 3.7-3.8 и сумма поглощенных оснований 16.4-17.4 мг/экв на 100 г. почвы; степень насыщенности основаниями 80.2- 82.ОХ.

Исследования проведены на основе специально спланированного многофакторного эксперимента (Методические рекомендации по проведении полевых и производственных .... 1985). Схема краткосрочного мелкоделяночного опыта представляет собой полный 4-х факторный факториальшй эксперимент, выражаемый формулой 4*2*2*2 и содержит 32 варианта, где изучались 4 уровня азотного (А) питания (А1-Н 0. А2-И 60-до посева, ЙЗ-Н 90 (И 60-до посева + N 30-весенняя подкормка), А4- К 120 (Н 60-до посева + N 30-весен-няя подкормка + Н 30-трубкование); по две нормы фунгицидов фун-дозола (Ф) и тилта (Т) и ретарданта кампозана (К) (без обработки и рекомендуемые производственные нормы). Общая площадь делянки в 1989г. 100 кв.м.. учетная - 54.8 кв.м., в 1990 и 1991г.г. - 50 и 16.1 кв.м. соответственно. Повторность: 3-х кратная.

Фосфорно-калийные удобрения в дозе (РК)ЗО вносили Фоном, азотные - дробно, согласно схеме опыта. Средства защиты растений

от болезней и полегания применяли раздельно в соответствии с методическими указаниями ВИЗР (1985): фдндозол (0.3 кг/га д.в.) -в третьей декаде сентября для уменьшения пораженное™ растений озимой ржи снежной плесеньв в период зимовки; кампозан (2 л/га д.в.) - в середине фазы выхода в трубку против возможного полегания растений; тилт СО,125 л/га д.в.) - при появлении первых признаков заболевания растений озимой ржи для защиты колоса и листового аппарата от комплекса болезней.

Зчет урожая озимой ржи проводили спложным методом поделяночно в 1989г. комбайном СК-5 "Нива", в 1990 - 1991г.г.- "Сампо-500".

Анализа почвы, зерна и растений выполнялись по соответствующим ГОСТам, ССТан и общепринятым методикам.

Статистическая обработку полученных экспериментальных данных проводили методом регрессионного (Statgraphiks - Statistical Graphics Systei, версия 3.0, 1985-1988r.r. Метод "Forward autonatic") и корреляционного анализов С Доспехов, 1985) в информационно-вычислительном центре ВИУЙ и ШИСХ Северо-Востока.

Метеорологические условия в годы проведения исследований.

Период осенней вегетации растений озимой ржи во все годы заканчивался в основном в сроки, близкие к среднекноголетним. Условия зимовки не сильно различались -по годам исследований и характеризовались высоким снежным покровом: в 1988-1989 - 55-58, в 1989-1990 - 56-66, в 1990-1991 - 59-78 см и. как следствие, слабым промерзанием почвы. При сравнении со среднемноголетниии данными весенне-летний период вегетации 1989 года характеризовался как сухой и жаркий; 1990- влажный и теплый; 1991-засуили-вый и жаркий в первой половине, теплый и влажный - во второй половине вегетации.ГТК (возобновление вегетации-цборка) составил по годам 0.94, 1.29 и 1.56 соответственно.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Изменение фитосанитарного состояния посевов озимой рки под действием средств химизации.

Применение кампозана на всех уровнях азотного питания существенно уменьшало высоту и повывало устойчивость растений озимой ржи к полегание. Высота растений в вариантах без обработки кам-позаном в Ш3г. составила 105, в 1990г.-136, в 1991г.-104 см.; при применении кампозана - 91, 122 и 86 сы.(умсньвсние соответственно: 13.3, 10.3 и 17.ЗХ). Более слабое влияние кампозана

на устойчивость растений ржи к полеганию отмечено в 1989 и 1991г.г. Наиболее сильное дейстшм применение кампозана оказало в 1990г., когда кампозан повысил устойчивость растений к полеганию на средней и повыиенном уровнях азотного питания на 0.6-0.?, а на высоком - на 1.0-1.3 балла. Ниже представлены уравнения регрессий, характеризующие зависимости высоты и устойчивости растений озимой ржи к полеганию ог изучаемых факторов: высота растений = 130.62 - 15.94К +- 0.28А*Т; R = 0.98; SE = 1.20 устойчивость к полеганип = 5.0 - Q.44A - 0.05А*А - 0.05А*Т -

- 0.03А*Ф + 0.26А*К; R = 0.99; SE -- 0.04

Взаимодействие: азотные удобрения-кампозан свидетельствует о повышении эффективности ретарданта при внесении азотных удобрений.

Осеннее профилактическое применение фундозола снижало интенсивность заражения растений озимой ржи снежной плесенью на 71-86%, а их гибель -на 16-212. Однократная обработка тилтом снижала поражениость ассимиляционного аппарата ржи мучнистой росой на фоне N 60 на 89.2, N 90 -на 88.9, Н 120 -на 87.3%: бурой ржавчиной -на 74.8, 73:7 и 71.8% соответственно. Применение тилта ограничивало степень пораженности мучнистой росой до 2.8-3.1%, бурой ржавчиной -до 2.6-3.4% площади листовой пластинки.

Представленные ниже уравнения регрессии свидетельствуют, что применение азотных удобрений суцественно повывало, а тилт и взаимодействие азотных удобрений и тилта суцественно снижало поражениость ассимиляционного аппарата листовыми заболеваниями:

мучнистая роса - 6.73 + 16.39Д + 0.85Ф*К -4.34Т -5.75fl#T -

- 1.15ñ*ft - 0.49A*Í>, R = 0.97, SE = 1.68;

бурая ржавчина = 5.97 + 6.68A + С.23Ф*К - З.ОЗТ - 2.11А*Т -

- 0.49A*fl -0.14й*Ф, R = 0,99. SE = 0.48

Слабое достоверное влияние в усилении пораженности растений озимой ржи мучнистой росой и бурой ржавчиной оказало взаимодействие фундозола с кампозаном, но в то же время, взаимодействие азотных удобрений с фундозолом снижало пораженность растений ржи этими заболеваниями. Взаимодействие fl*T свидетельствует о повышении эффективности фунгицида при внесении азотных удобрений.

Действие комплекса средств химизации на продуктивность озимой В»и.

- б -

Фактическая урожайность озимой ржи варьировала в годи проведения исследований в зависимости от складывавшихся погодно-кли-матических условий в период вегетации и комбинаций средств химизации. Так. в 1989г. урожай повыжался с 20.1 до 34.8, в 1990г. -с 33.7 до 5В.1. в 1991г. - с 34.9 до 53.0 ц/га (табл. 1).

Таблица 1

Влияние средств химизации на урожайность зерна озимой ржи, ц/га

60 90 120 Вариант О ВО 90 120

1989 1990

20.1 26.2 27.9 29.4 0 33.7 37.0 38.6 37.6

19.1 27.1 29.6 30.4 К 28.9 40.4 43.1 43.4

23.8 30.3 31.4 33.2 К+Т 34.3 49.7 56.4 56.8

22.8 28.8 32.0 32.5 т 37.1 46.2 49.0 46.7

25.4 30.1 30.2 30.6 в 39.8 40.6 41.8 40.9

25.1 29.8 30.0 30.5 Ф+К 38.3 44.6 47.2 49.1

28.6 32.0 33.4 34.8 Ф+К+Т 43.9 51.0 56.8 58.1

28.4 30.4 31.7 31.9 Ф+Т 40.7 49.7 50.6 49.8

1991 ср. за 1989-1991г.г.

34.9 36.0 37.2 38.6 0 29.6 33.1 34.6 35.2

26.6 28.4 30.9 32.7 К 24.9 32.0 34.5 35.5

31.5 33.4 35.7 37.2 К+Т 29.9 37.8 41.2 42.4

44.8 46.7 49.3 50.5 Т 34.9 40.5 43.4 43.3

39.0 39.4 40.1 40.8 Ф 34.7 36.8 37.4 37.4

28.9 33.7 35.5 37.8 Ф+К 30.8 36.0 37.6 39.1

37.1 43.6 46.8 48.3 Ф+К+Т 36.5 42.2 45.7 47.1

46.1 48.9 50.7 53.0 Ф+Т 38.4 43.0 44.3 44.9

Прибавки урожая зерна озимой ржи от азота были наиболее высокими в 1989, наиболее низкими - в 1991г. Независимо от комбинаций средств защиты растений наиболее эффективным оказалось применение азота в дозе 30 кг/га д.в. дробно в два приема: N 60 до посева + К 30 весенняя подкормка. Применение Фундозола увеличивало урожайность зерна по сравнении с контрольными вариантами по азоту, однако, его эффективность с усилением уровня азотного питания снижалась. Обработка посевов короткостебельного сорта рхи кампозаном в 1989г. оказалась малоэффективной, в 1990г. прибавки зерна от применения кампозана возрастали с усилением уровня азотного питания, в 1991г. применение кампозана привело к су-

щественному снижению урожая зерна. Из одиночных сочетаний средств защити растений применение тилта било наиболее эффективный как по уровни урожайности, так и по величине прибавки урожая. Из двойных комбинаций средств защиты растений наименее эффективным оказалось сочетание фундозола с кампозаном, а наиболее эффективным - сочетание фундозола с тилтом. За счет комплексного применения азотных удобрений и тройного сочетания средств защиты происходил дальнейвий рост урожайности. Исследования показали, что наибольиуи отдачу азотные удобрения и средства защиты растений обеспечивали при совместном комплексном их использовании. ;

Как свидетельствует модель урожайности в опыте 1989г. досто- I верное положительное влияние на урожайность зерна озимой ржи . оказало применение фундозола, взаимодействие азотных удобрений и ; тилта и взаимодействие азотных одобрений и кампозана. Взаимодействие азотных удобрений, фундозола и тилта в этом году приво- • дило к некоторому снижении дрожая зерна (табл. 2). Наибольжее | достоверное положительное влияние на урожайность зерна озимой ржи в опыте 1990г. оказало применение фундозола и тилта, а также 1 взаимодействие азотных удобрений, кампозана и тилта. В опыте 1991г. применение кампозана привело к достоверному снижению урожайности, а достоверное положительное влияние на урожайность зерна ржи оказало только применение тилта и взаимодействие азот- ! ных удобрений и тилта. Анализ модели урожайности в среднем за три года опытов свидетельствует, что достоверное положительное 1 влияние на урожайность зерна озимой ржи оказали азотные удобрения, фундозоя, тилт и взаимодействие азотных удобрений и тилта, а применение кампозана приводило к достоверному снижении урожайности. Обращает на себя внимание наличие отрицательных коэффициентов при зависимостях й*й и Й*Ф. Отрицательный коэффициент при зависимости й*й указывает на то, что при возрастании доз азотных удобрений эффективность каждой их последушщей дозы, по сравнении с предыдущей, снижается. Отрицательный коэффициент при зависимости Й*Ф показывает, что с усилением уровня азотного питания эффективность применения фундозола снижается. Взаимодействие азотные удобрения-тилт свидетельствует о повыжении эффективности Фунгицида при внесении азотных удобрений.

Сравнение экспериментальных и теоретических данных по урожайности по года« исследований и в среднем за три года показывает их хорожее совпадение, о чем свидетеяьствупт высокие показатели

Таблица 2

Математические зависимости урожайности озимой ржи (9) от при-менямнх средств химизации

Год опыта Модель урожайности И БЕ

1989 9 = 15.77 + 5.08Ф + 2.13Й*Т + 0.43в*К -

- 0.72А*Ф*Т 0.79 1.69

1990 9 = 26.0В f 4.00Ф + 3.04Т + 1.38Й*К*Т 0.83 2.96

1991 9 = 38.08 - 8.00К + 6.96Т + 1.33Й*Т 0.80 3.28 1989-1991 9 = 17.19 +■ 7.95Й + 5.56Ф + 4.34Т +

+ 0.93Й*Т - 4.40И - 2.05Й*Ф - 1.11й*А 0.98 0.71 при коэффициенте 8. Так, например, в среднем за три года фактический урожай на абсолютном контроле составил 29.6 ц/га, теоретический - 29.3 ц/га; при использовании максимальной дозы азота и тройной комбинации средств защиты растений (Ф+К+Т) фактический урожай равен теоретическому.

Изменение показателей структуры урожая под действием средств химизации.

Уравнения регрессии, представленные в таблице 3 свидетельствуют, что достоверное положительное действие на общее количество растений и густотд продуктивного стеблестоя оказали азотные удобрения и взаимодействие азотных удобрений с фундозолом.

Таблица 3

Математические зависимости основных элементов структуры

урожая от применяемых средств химизации

Год опыта Яравнение регрессии П БЕ

1989-1991 КР = 140.2 + 5.64ft + 0.02А*Ф 0.33 13.66

1989-1991 ПС = 280.2 + 35.08ft + 0.50А*Ф 0.78 21.92

1989-1991 ПК = 2.07 + 0.17Й - О.ОШ1 0.78 0.10

1989-1991 МЗ = 0.98 + 0.I9T - 0.05Ф - 0.02й»й 0.83 0.05 1989-1991 43 = 38.34 + 2.94Т - 1.19К 0.52 1.49

где: КР - обцее количество растений, вт/м;

ПС - густота продуктивного стеблестоя, вт/м; ПК - коэффициент продуктивной кустистости; МЗ - масса зерна с одного колоса, г. 43 - число зерен в колосе, жт.

Коэффициент продуктивной кустистости достоверно попытало применение азотных удобрений, а взаимодействие фундозола и тилта достоверно снижало этот показатель. На массу зерна с одного колоса достоверное положительное влияние оказало только применение тилта. д применение фундозпла и азотных удобрений достоверно

— .'.V____1,л1ис тилта увеличивало, а капозана - снижало

число зерен в колосс.

Количественные изменения и соотношения основных элементов питания по фазам развития озимой рви,

Количественные изменения в содержании общего азота и нитратов в растениях озимой ржи определялись в основном уровнен азотного питания, который не оказывал существенного влияния на содержание фосфора и калия, а последовательное комплексное применение фун-дозола, кампозана и тилта на всех уровнях азотного питания не приводило к существенным изменениям в содержании основных элементов питания по фазам вегетации.

Сравнивая полученные данные по содержании основных элементов питания по фазам вегетации растений озимой ржи с их оптимальным содержанием по В.В.Церлинг (¡978) нужно отметить, что при применении азотных удобрений их фактическое значения.не отличались от оптимальных. Исключение составляет содержание калия в растениях озимой ржи в фазу весеннего отрастания, когда фактическое содержание его было ниже, чем рекомендуемый средний оптимум по В.В.Церлинг на 0.88-1.132. Исследованиями не выявлено существенных изменений в соотножениях основных элементов питания (Н:Р205:К20) в сравнении со средними оптимальными по В.В.Церлинг (1978) в зависимости от уровня азотного питания и комплексного применения средств защиты растений. Последовательное комплексное применение фундозола, кампозана и тилта в рекомендуемых нормах на всех уровнях азотного питания не оказывало существенного влияния на качественнув сторону минерального питания, наблюдались в оспошпш некоторые1 количественные различия, обусловленные применением азотных удобрений.

Влияние средств химизации на элементный состав, содержание азотистых соединений, цглеводов и жиров в зерне озимой ржи.

Возраставшие {¡ровни азотного питания, независимо от комбинаций средств защиты растений, увеличивали содержание общего азота и сырого белка в зерне озимой ржи во все годы исследований.

Последовательное комплексное применение фундозола, кампозана и тилта во все годы исследований несколько снижало содержание общего азота в зависимости от уровня азотного питания на 0.15-0.282, сырого белка - на 1.1-1.62. Звеличение содержания сырого белка происходило как за счет белковых, так и небелковых соединений азота, однако, доля белкового азота от общего несколько снижалась и составила в среднем в варианте без внесения азота - 0.92-0.93, при внесении максимальной дозы азота N 120 - 0.90-0.91. Иследованиями не выявлено усиления накопления небелкового азота как при раздельном, так и при комплексном применении средств защиты растений. Во все годы исследований содержание нитратов в зерне озимой ржи не зависело от комбинаций средств защиты растений и с возрастанием уровня азотного питания имело тенденции к увеличении, но не превывало ПДК С300 мг/кг).

Проведение регрессионного анализа подтвердило положительную роль азотных удобрений в повышении содержания общего азота и сырого белка в зерне озимой ржи. Слабое достоверное отрицательное действие на содержание общего азота в зерне ржи оказали взаимодействия: кампозан - тилт и азот - фундозол, а сырого белка -взаимодействия: фундозол - кампозан и азот - тилт (табл. 4).

Таблица 4

Математические зависимости биохимических показателей зерна озимой ржи от применяемых средств химизации

Показатель Уравнение регрессии R SE

Содержание общего азота У - 1.59 + 0.16ft - 0.04К*Т -

- 0.02й*Ф 0.89 0.06 Содержание сырого белка У - 8.45 + 0.94А - 0.23Ф*К -

- 0Л0П*Т 0.89 0.32 Содержание крахмала 9 = 49.66 + 1.03К*Т - 0.34fUft 0.72 1.03 Крахмал/сырой белок У -- 5.43 + 0.2S1UT t 0.07А*Ф -

- 0.660 0.88 0.25 Содержание клетчатки У = 2.67 + 0.13fi - 0.48Т 0.54 0.26 Содержание сырого жира 9=1.75 — const 0.00 0.20 Переваримость зерна 9 = 36.99 + 0.95ft*K - 0.87Ф*Т 0.25 3.68 Переваримость сыр.белка 9 = 69.74 t 1.84ft - 0.92Ф*Т 0.22 -1.25

Такии образом, основное влияние на накопление сырого белка do все годы исследований оказывал уровень азотного питания, а

- il -

действие фундозола, кампозана и тилта при их раздельном применении и в различных комбинациях друг с другом проявлялось в тенденции к снижению содержания сырого белка в зерне озимой ржи. Полученные данные показывают, что с повышением уровня азотного питания суммарное количество аминокислот и незаменимых аминокислот в зерне озимой ржи возрастало, но доля незаменимых аминокислот от их общего количества в зерне несколько снижалась в оба года исследований. Проведение регрессионного анализа подтвердило положительную роль азотных удобрений в повыиении суммарного содержания аминокислот и суммы незаменимых аминокислот. Существенных изменений в соотноиении аминокислот под действием средств химизации не происходило.

Усиление уровня азотного питания и повышение белковости зерна сопровождалось снижением содержания главного составляющего углеводного комплекса - крахмала. Проведение регрессионного анализа подтвердило отрицательную роль азотных удобрений в накоплении крахмала в зерне озимой ржи. Взаимодействие кампозана с тилтом оказывало существенное положительное влияние на накопление крахмала. Уравнения регрессии, представленные в таблице 4 свидетельствуют, что на величину соотношения крахмал/сырой белок оказывали существенное влияние те же факторы, которые определяли накопление крахмала и сырого белка в зерне озимой ржи. Увеличение накопления сырой клетчатки в зерне озимой ржи происходило в основном с усилением уровня азотного питания, а применение кампозана в год с нормальным увлажнением и тилта в 1990 и 1991г.г. уменьшало ее содержание.

Содержание сырого жира в зерне озимой ржи варьировало в пределах 1.36-3.30% и составило в среднем 1.75%. Исследованиями не выявлено каких-либо закономерностей в изменениии его содержания в зерне в зависимости от комбинаций средств химизации.

Различия в содержании фосфора (Р205) и калия (К20) в зерне озимой ржи были несущественными и не занисели от комбинаций средств химизации. Содержание фосфора находилось п пределах 0.59-0.69%, калия - 0,54-0.58%.

Определение переваримости зерна и сырого белка показало, что переваримость зерна озимой ржи колебалась в пределах 31.3-46.4%, переваримость сырого белка составила 61.8-80.4%. Прпг.епение регрессионного анализа свидетельствует, чти гредства химизации при раздельном и комплексном их применении не оказывали существенно-

го влияния на переваримость зерна и содержащегося в нем сырого белка.

_Влияние комплексного "пичснония средств химизации на накопления тяжелых металлов в зерне и соломе.

При проведении исследований определяли содержание свинца СРЬ), кадмия (Сй), никеля ГНI ). хрома (Сг), меди (Си) и цинка (7п) в почве, г) зерне и соломе озимой рки. Исследования показали, что почвы опытных участков имели слабую загрязненность этими элементами.

Исследованиями установлено, что возрастающие уровни азотного питания не оказывали существенного влияния на накопление тяжелых металлов в зерне озимой ржи, а последовательное комплексное применение фундозола, кампозана и тилта на всех уровнях азотного питания в сравнении с контрольными вариантами по азоту не влияло на накопление в зерне свинца, никеля, меди и цинка.

Приведенные ниже уравнения регрессии показывают, что последовательное комплексное применение фундозола. кампозана и тилта существенно снижало содержание хрома и повыпало содержание кадмия в зерне озимой ржи.

Сг = 0.69 - 0.26И, К = 0.76, БЕ = 0.08;

Сй = 0.042 + 0.025К, Я = 0.55, 5Е = 0.011;

где К - комплексное применение фундозола, кампозана и тилта.

Исследованиями не установлено существенных изменений в накоплении свинца, кадмия, никеля, хрома, меди и цинка в соломе озимой ржи как в зависимости от уровня азотного питания, так и от комплекса средств защиты растений.

Изменение технологических качеств зерна. хлебопекарных свойств муки и посевных качеств семян озимой пжи поп пяйствием средств химизации.

Возрастающие уровни азотного питания, независимо от комбинаций средств зациты растений, снижали массу 1000 зерен, натуру и выход муки 1 сорта, но повывали содержание сырой золы в зерне ржи. Исследованиями установлено, что степень изменения показателей технологических качеств зерна зависела от условий увлажнения весенне-летнего периода вегетации и комбинаций средств защиты растений. Зерно с наиболее высокими показателями технологических качеств было получено в 1990 и 1991, с более низкими - в 1989г. Стекловидность зерна не зависела от комбинаций средств химизации

и в большей степени определялась метеорологическими условиями весенне-летнего периода вегетации. Применение фундозола, независимо от уровня азотного питания, приводило к формировании зерна с более низкими, а применение тилта - с более высокими показателями технологических качеств. Негативное или позитивное влияние кампозана на технологические качества при возделывании ко-роткостебельного сорта определялось величиной дозы азота и уровнем увлажнения весенне-летнего периода вегетации. Применение кампозана в 1989г. не оказало существенного влияния на технологические качества. А в 1990г. кампозан при раздельном применении и в различных комбинациях с фундозолом и тилтом оказал положительное действие на технологические качества. В год с резким недостатком влаги в период трубкование-колошение (1991) негативное влияние кампозана проявилось в снижении массы 1000 зерен, натуры и в увеличении содержания сырой золы. Исследованиями установлено, что зерно с более высокими показателями технологических качеств формировалось при совместном комплексном использовании азотных удобрений и средств защиты растений.

Представленные ниже уравнения регрессии показываит, что применение фундозола достоверно снижало кассу 1000 зерен, применение тилта повывало натуру и массу 1000 зерен, а использование азотных удобрений ухудшало эти показатели. Содержание сырой золы в зерне существенно повышало применение азотных удобрений и взаимодействие азотных удобрений с фундозолом. Выход муки 1 сорта повывгало взаимодействие азотных удобрений с тилтом. а применение азотных удобрений снижало значение этого показателя.

Масса 1000 зерен = 25.60 + 2.24Т - 0.73А - 0.18Ф, R = 0.90, SE = 0.50;

Натура зерна = 686.87 + 7.44Т - 6.41fi. R = 0.77. SE = 4.47;

Содержание сырой золы = 1.96 4 0.02Й + 0,01Д*Ф, R = 0.62, SE = 0.04;

Выход муки 1 сорта - 43.34 0.60ÍUT - 2.00А, R = 0.55. SE = = 1.20

Зерно озимой р*и, выраженное без применения гррдств защиты растений и с применением фундозола, кампозана и тилта в различных комбинациях друг с другом на всех уровнях а.нпного питания по показатели "Число падения" относится ко 2 классу качества (140-200 сек). Такое зерно при переработке в муку любого выхода гарантирует устойчивое хорошее качество хлеба. Лишь в 1989г.

зерно, полученное с контрольных вариантов по азоту и при применении кампозана, тилта и комбинаций: камнозан + тилт и фундозоль тилт на всех уровнях азотного питания по показателю "Число падения относилось к 3 классу качества (80-140 сек). Вероятно это связано с нетипично жарким летом этого года. Проведение пробной выпечки показало, что выпеченный хлеб имел оценку в пределах 3.5-4.0 балла, то есть хлеб из муки всех вариантов опыта обладал хорошим качеством. Исследованиями выявлена устойчивая тенденция к снижению показателя "Число падения" с усилением уровня азотного питания. Хлеб с наихудиим качеством был получен в вариантах, где применялась максимальная доза азота.

Определение всхожести семян озимой ржи через месяц после уборки показало, что тилт при раздельном применении и в различных комбинациях с фундозолом и кампозаном существенно снижал значения этого важного показателя посевных качеств. Всхожесть семян в контрольных вариантах составила 58-642, при использовании тилта-27-352. Через весть месяцев после уборки всхожесть семян практически не отличалась от контрольных вариантов и соответствовала 1-му и 2-му классам посевного стандарта.

Изменение численности микроорганизмов при комплексном применении средств химизации.

Проведение исследований показало, что последовательное комплексное применение кампозана и тилта не является токсичным по отношению к общей численности микроорганизмов. Применение кампозана и тилта не оказывало длительного ингибирующего действия на численность аммонифицирувщих бактерий (ШМ); бактерий, использующих минеральные источники азота и актиномицетов (КАЙ); грибов (Чапек) и олигонитрофилов (Эжби). На нулевом (И 0), среднем (И 60) и повышенном (К 90) уровнях азотного питания в сочетании с последовательным применением кампозана и тилта существенных изменений в динамике численности микроорганизмов не обнаружено. На высоком уровне азотного питания (Н 120), независимо от применяемых средств защиты растений, наблюдалось снижение численности грибной микрофлоры, аммонификаторов и олигонитрофилов, что вызывает опасения с точки зрения экологии, так как направленность микробиологических процессов здесь такова, что со временем может оказать отрицательное воздействие на плодородие почвы.

Остаточные количества применяемых пестицидов в почве, расте-

- 15 -

ниях. зерне и соломе озимой ржи.

В почве тилт обнарджен в малых количествах на уровне 0.04-0.10 мг/кг через пять дней после обработки. Следы препарата (0.008-0.014 мг/кг) обнаружены спустя 15 дней после его применения. Через месяц после обработки остаточных количеств тилта в почве не обнаружено. Содержание тилта в растениях озимой ржи через пять дней после обработки составило 0.2-0.7 мг/кг, спустя 15 дней содержание тилтя уменьшилось в два раза, а через 30 дней в растениях обнаружены лишь незначительные количества тилта (следы). вровень азотного питания не оказывал влияния на скорость разложения тилта в растениях и накопление его остаточных количеств в зерне и соломе озимой ржи. В фазу полной спелости остаточных количеств тилта и фундозола в зерне и соломе не обнаружено. Только в 1990г. в 4-х из 32-х изучаемых вариантов в зерне были обнаружены незначительные количества тилта (0.01-0.05 мг/кг. ПДК-0.1). Эти варианты представляют собой парные сочетания кампозана с тилтом. При применении тройной комбинации средств зациты (Ф+К^Т) на всех уровнях азотного питания остаточных количеств тилта и зерне и соломе не обнаружено.

Энергетическая оценка комплексного применения средств химиза-щш.

Затраты энергии или общие энергозатраты на производство зерна озимой ржи рассчитаны нами на основе типовых норм выработки ... (1981) по технологической карте. Расчеты показали, что общие энергозатраты на 1 га и энергозатраты на производство 1 ц зерна возрастали с увеличением доз азотннх удобрений и применяемых средств защиты растений. Обцие энергозатраты при последовательном комплексном применении фундозола, кампозана и тилта в сравнении с контрольными вариантами по азоту возрастали на 13.2-18.0'/, а энергозатраты на производство 1 ц зерна уменьшались на 6.6-13.5Х.

Ниже представлены уравнения регрессии, характеризующие зависимость показателей энергетической эффективности от применяемых средств химизации.

Общие энергозатраты пп возделыванию озимой ржи - 9000.49 +

+ 5908.ОШ * П^.ЛРТ I 337.48Ф*К + 282.57Ф*Т + 170.Ш*К -

- 488.5ВА*Й. I? - 0.99. 5Е = 243.54;

Энергозатраты на производство 1 ц зерна - 423.56 > 150.15К >

90.15(1 + 8.02П*Ф - 41.3ЯТ - 38.85Ф+К - 18.25П*К - 11.90П*Т,

I? - 0.98, БЕ = И.33;

Накопленная энергия (зерно) = 45444.34 » 2712.С1П*Т + 3319.84Ф*Т, К = 0.85, $Е - 3373.00;

Коэффициент энергетической эффективности = 3.46 + 0.31Т +

+ 0.19Ф + 0.13й#К 4 0.10Ф*К + 0.02 (1*П - 0.69К - 0.43Д -

- 0.07А*Ф, Я = 0.98, БЕ -- 0.05

Из представленных моделей видно, что усиление уровня азотного питания увеличивало общие энергозатраты, энергозатраты на производство 1 ц зерна и снижало коэффициент энергетической эффективности, а величина накопленной энергии в зерне определялась теми комбинациями средств химизации, при использовании которых были получены наиболее стабильные прибавки урожая. Существенное положительное действие на величину коэффициента энергетической эффективности оказало применение фунгицидов, взаимодействие азотных удобрений с кампозаном и фундозола с кампозаном. Применение кампозана на посевах короткоетебельного сорта озимой ржи существенно снижало коэффициент энергетической эффективности.

Анализ структуры энергетических затрат по возделывании озимой' ржи показал, что 47.77. энергозатрат приходится на минеральные удобрения и химические средства защиты растений, причем, доля энергозатрат на использование средств защиты составила 6.6Х от общей суммы энергозатрат. На уборку урожая приходится 33.4% энергозатрат, в т. ч.'20.3% - на подработку зерна; на обработку почвы и посев - 18.ЭХ, в т.ч. 11.ОХ - на семена.

ВЫВОДИ.

Результаты исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. Использование факториальной схемы опытов обеспечило получение больиого обгема научной информации, математический анализ которой позволяет выбрать экологически безопасные и энергетически наиболее эффективные уровни азотного питания в сочетании с применением средств защиты растений.

2. Комплексное применение средств химизации в интенсивной технологии возделывания озимой ржи в Северо-Восточной части Нечерноземья России на дерново-подзолистых среднекислых почвах с повывенным содержанием подвижного фосфора и обменного калия обеспечивало получение высокого уровня урожайности короткосте-бельного сорта с доминантный типом короткостебельности при вира-

цивании его по сидеральным парам. В 1989г. урожай зерна на фоновом варианте составил 20.1, в 1990г. - 33.7 и в 1991г. - 34.9 ц/га; а при внесении максимальной дозы азота 120 кг/га д.в. и комплексном применении средств защиты растений от болезней и полегания - 34.8, 58.1 и 48.3 ц/га соответственно. Исследованиями установлено, что за счет комплексного применения средств защиты растений формируется от 50 до 70%, а в благоприятные годы - до 80% прибавки урожая.

3. Оценка фитосанитарного состояния посевов озимой ржи в многофакторных опытах показала, что в годы с нормальным увлажнением на повышенном и высоком уровнях азотного питания наблюдается сильное полегание растений даже короткостебельных сортов озимой ржи, что приводит к снижению урожая. Повышение уровня азотного питания способствует усилению пораженности растений озимой ржи мучнистой росой и бурой ржавчиной. Блок защиты растений, особенно на повыженном и высоком уровнях азотного питания, существенно улучшает фитосанитарное состояние посевов озимой ржи. Установлено, что повышение эффективности использования азотных удобрений обеспечивается при комплексном их использовании с фунгицидами.

4. Последовательное комплексное применение фундозола, кампо-зана и тилта на всех уровнях азотного питания не приводило к ухудшении показателей структуры урожая, а в большинстве случаев улучшало их.

5. Последовательное комплексное применение фундозола, кампо-зана и тилта в рекомендуемых производственных нормах на всех уровнях азотного питания не оказывало существенного влияния на характер онтогенетической изменчивости r содержании основных элементов питания в растениях озимой ржи по фазам вегетации.

6. Возрастающие уровни азотного питания, независимо от комбинаций средств зациты растений, увеличивали в зерне абсолютное содержание пбщегп, белкового и нпбелкопого азота и нитратов. Увеличение содержания сырого белка происходило как за счет белковых, так и небелковых соединений азота, однако, доля белкового азота от о6«,л и i.~ci-.iuu.:.<> си.шалаы». Л'гйи i им: фупди.шла, камно злил и тилта при их раздельном применении и в различных комбинациях друг с другом проявлялось в тенденции к снижению содержания сырого белка п зерне озимпй рки. С повышением уровня азотного питания возрастало суммарное содержание аминокислот и сумма незаменимых аминокислот, но доля незаменимых аминокислот от их об-

цего количества в зерне несколько снижалась. Использование средств защиты растений при раздольном -и комплексном их применении не оказывало существенного влияния на соотноиение аминокислот. Усиление уровня азотного питания и повышение белковости зерна сопровождалось снижением содержания крахмала и, как следствие, снижением крахмало-протеинового соотновения. Использование средств защиты не снижало, а в больиинстве случаев повывало содержание крахмала и не оказывало существенного влияния на содержание сырого жира, фосфора и калия. Увеличение содержания сырой золы происходило при возрастании уровня азотного питания и использовании фундозола. С усилением уровня азотного питания происходило увеличение содержания сырой клетчатки, а применение кампозана в год с нормальным увлажнением и тилта во все годы исследований уменьшало ее содержание. Исследованиями установлено, что существенных изменений в переваримости зерна озимой ржи и содержащегося в нем сырого белка под действием раздельного и комплексного применения средств химизации не происходило.

Изменения в биохимическом составе, происходящие под действием средств химизации, определялись в основном уровнем азотного питания, а использование фундозола, кампозана и тилта как при их раздельном применении, так и в различных комбинациях друг с другом не оказывало существенного отрицательного влияния на биохимические показатели зерна озимой ржи.

7. Комплексное применение средств защиты растений не приводило к усилению накопления тяжелых металлов СРЬ. N1, Сг, Си и 2п) в зерне и соломе озимой ржи при возделывании ее по сидеральным парам и на почвах, слабо загрязненных этими элементами. Увеличение накопления Сй и снижение накопления Сг в зерне озимой ржи под действием последовательного комплексного применения фундозола, кампозана и тилта требует дальнейшего детального изучения.

8. С усилением уровня азотного питания наблюдалась устойчивая тенденция к ухудяенип технологических качеств зерна и хлебопекарных свойств муки. Наиболее низкие значения этих показателей получены при внесении азотных удобрений в дозе N 120. Последовательное комплексное применение средств защиты растений не ухуд-вало технологические и хлебопекарные качественные показатели зерна озимой ржи, а в больиинстве случаев - способствовало их улучвению.

9. Использование тилта при раздельном применении и в различ-

с комбинациях с фундозолом и кампозаном на всех уровнях азот-'0 питания существенно снижало всхожесть семян озимой ржи че-з месяц после уборки. Через «есть месяцев после уборки всхо-:ть семян восстанавливалась и соответствовала 1-му и 2-му ассам посевного стандарта.

10. Последовательное комплексное применение кампозана и тилта рекомендуемых производственных нормах оказывало лииь временное здействие на почвенную микрофлору и не оказывало длительного кси^ескогО действия на общув численность различных групп поч-нных микроорганизмов. Направленность микробиологических про-1СС0В на высоком уровне азотного питания (Н 120), независимо от шбинаций средств защиты растений, может оцениваться как эколо-(чески небезопасная для почвенной микрофлоры, поэтому этот ва-гант не может быть рекомендован производству.

11. Изучение закономерностей поведения тилта в почве и расте-яях озимой ржи позволило установить, что в почве и растениях го разложение в основном завериается в течение 30 дней после роведения обработки. В фазу полной спелости остаточных коли-еств фундозола и тилта в зерне и соломе озимой ржи не обнаруже-о. Искличспие составляет 1990г., когда в 4 из 32-х исследуемых ариантов в зерне были обнаружены незначительные количества тил-а СО.01-0.05 мг/кг, ПДК - 0.1 мг/кг). Эти варианты представляют :обой парные сочетания кампозана с тилтом. поэтому из 32-х изу-гаемых вариантов применения средств химизации могут быть выбраны (есколько альтернативных вариантов, которые обеспечивают получе-ше зерна, не загрязненного остатками фунгицида.

12. Комплексное применение средств химизации характеризуется высокой энергетической эффективности. Во все годы исследований при комплексном применении средств защиты растений накопленная энергия в зерне и коэффициент энергетической эффективности были выше, а энергозатраты на I ц зерна - ниже, чем в контрольных вариантах по азоту.

13. Производственная проверка лучпих комбинаций блока химизации подтвердила их высокую эффективность. Прибавка терна при этой в зависимости от сорта озимой ржи составила 5.7-11.1 ц/га.

Предложения производству:

1. На дерново-подзолистнх почвах с повышенным содержанием подвижного фосфора и обменного калия Севпро - Восточной части

Нечерноземья России для получения уровня урожаев зерна озимой ржи 45 - 50 ц/ra при возделывании короткостебельннх сортов по сидераяьным пара* рекомендуется применение фундозола для улучве-ния перезимовки; тилта - при появлении первых признаков заболевания растений: кампозана - только в годы с нормальным или избыточным увлажнением при применении азотных удобрений в дозе Н 90 дробно: Н 60 до посева + К 30 в фазу весеннего отрастания.

2. Зерно озимой ржи, собранное с поссг.ов, обработанных тил-том, не следует высевать в текущем году, а использовать его в качестве переходящего семенного фонда.

По материалам диссертации опубликованы следуищие работы:

1. Пономарева Ii.И., Пасынков A.B. Использование тилта на посевах озимой ржи и ячменя. Информ. листок. К 75, Кировский ЦНТИ, 1991.- Зс.

2. Пасынков Й.В. Эффективность комплексной химизации при возделывании озимой ржи. Информ. листок. N 125, Кировский ЦНТИ, 1991.- Зс.

3. Пасынков Й.В. Применение кампозана на посевах короткосте-бельного сорта озимой ржи "Крона". Лнформ. листок. N 126, Кировский ЦНТИ. 1991.- Зс.

4. Пасынков Й.В. Реакция сортов озимой ржи на комплексное применение средств химизации. Информ. листок. N 65, Кировский ЦНТИ, 1993.- Зс.

5. Пасынков A.B., Иешегова Т.К. Последействие комплексного применения средств химизации на посевные качества и зараженность семян озимой ржи корневыми гнилями, Информ. листок. Н 190, Кировский ЦНТИ, 1993.- Зс.

6. Пасынков Й.В. Изменение биохимических показателей зерна озимой ржи под действием предств химизации //Всеросс. науч-но-техничпгкла конференция "ЯфФектиттсть средств химизации и продуктивность сельскохозяйственных кулы'ур": Тез. докл. К., 1993.- С.16-17.

7. Пасынков Й.В. Эффективность комплексной химизации при возделывании озимой ржи //Научно-производственная конференция "Рациональное использование земельных ресурсов России":Тез. докл.-Киров, 1393.- С. Я7 .