Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Комплексное влияние стимуляторов роста и минеральных удобрений на урожайность озимой пшеницы в условиях светло-каштановых почв Калмыкии

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Комплексное влияние стимуляторов роста и минеральных удобрений на урожайность озимой пшеницы в условиях светло-каштановых почв Калмыкии"

На правах рукописи

005010827

ХАЛГАЕВА КЕРМЕН ЭРДНИЕВНА

КОМПЛЕКСНОЕ ВЛИЯНИЕ СТИМУЛЯТОРОВ РОСТА И МИНЕРАЛЬНЫХУДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ КАЛМЫКИИ

специальность 06.01.01 — общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 МАР 2012

Астрахань 2012

005010827

Работа выполнена на кафедре агрономии в ФГБОУ ВПО «Калмыцкий государственный университет»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Оконов Мутул Максимович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

кафедры агрономии Астраханского государственного университета Шахмедов Иршат Шакирович

кандидат сельскохозяйственных наук, ученый секретарь ГНУ «Калмыцкого НИИ сельского хозяйства»

Цаган-Манджиев Николай Лиджиевич

Ведущая организация: ГНУ «Прикаспийский НИИ аридного

земледелии»

Защита состоится «16» марта 2012 г в 13 °°ч. на заседании диссертационного совета Д 212.009.09 при Астраханском государственном университете по адресу: 414056, Астрахань, ул. Татищева, 20А, АГУ, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного университета

Автореферат разослан « Sf» 0е6шиЯ 2012 г.

Тел./факс: (8512) 49-41-68 e-mail: d212.009.09@aspu.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент

А.П. Сорокин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Научные исследования по направлению поиска наиболее эффективных агротехнических приёмов, раскрывающих сортовой потенциал озимой пшеницы и повышающих её урожайность являются важными для современного сельскохозяйственного производства России, в том числе и Республики Калмыкия, поскольку озимая мягкая пшеница засевается в республике ежегодно на площади 180-200 тыс. га и является основной продовольственной культурой.

Одним из наиболее возможных путей повышения урожайности является внедрение в зерновое производство Калмыкии, как зоны рискованного земледелия, наиболее высокопродуктивных и засухоустойчивых сортов. Наравне с использованием интенсивных сортов, регулированием минерального питания, особый интерес в качестве повышающего урожай влагосберегающего агро-приёма, представляет использование стимуляторов роста, обладающих фунги-цидиым, адаптогенпым и имунностимулирующим действием.

Научно доказано, что для эффективного действия ростостимуляторов растений в экстремальных почвенно-климатических условиях необходим высоко-сбалансированный по минеральному питанию почвенный фон. В то же время фитогормональная регуляция процессов метаболизма растений в результате применения стимуляторов роста является высокоспецифичным агротехническим приёмом. Следовательно, воздействие ростостимуляторов и минеральных удобрений на продукционный процесс озимой пшеницы должно быть комплексным, а не взаимозаменяющим.

Таким образом, применение ростостимуляторов на фоне минеральных удобрений в условиях светло-каштановых почв Калмыкии - перспективное, актуальное для аграрного сектора экономики, но малоизученное направление, требующее дополнительных исследований.

Целью исследований являлось научное обоснование комплексного использования стимуляторов роста _ . и минеральных удобрений как элемента адаптивной технологии возделывания озимой пшеницы в условиях светло-каштановых почв Калмыкии.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

-провести сравнительную оценку продуктивности полуинтенсивных сортов мягкой озимой пшеницы и отзывчивости их на воздействие стимуляторов роста;

- установить влияние Биосила, Бинорама и Бишофита на полевую всхожесть, особенности прохождения этапов органогенеза у озимой пшеницы на фоне минеральных удобрений;

- изучить влияние стимуляторов роста на изменение показателей продуктивности растений: густоты стояния, продуктивного стеблестоя, кустистости растений, параметров колоса на фоне азотно-фосфорных удобрений

- определить особенности водопотребления озимой пшеницы в зависимости от применения стимуляторов роста на различных фонах минерального питания;

- изучить влияние стимуляторов роста при регулировании доз минеральных удобрений на фотосинтетическую деятельность посевов озимой пшеницы и питательный режим почвы;

- определить зависимость технологических показателей качества зерна озимой пшеницы от воздействия предпосевных и вегетационных обработок Бишофитом, Биосилом и Бинорамом на различных фонах минерального питания;

- определить наиболее эффективное сочетание регулятора роста и дозы минеральных удобрений и дать экономическую оценку комплексному влиянию стимуляторов роста и минеральных удобрений на продуктивность озимой пшеницы в условиях светло-каштановых почв Калмыкии.

Научная новизна работы заключается в теоретическом обосновании и экспериментальном подтверждении возможности комплексного использования стимуляторов роста и минеральных удобрений, как необходимого элемента технологии возделывания озимой пшеницы. Впервые для условий светло-каштановых почв Калмыкии установлена прямопропорциональная зависимость продуктивности сортов озимой пшеницы от комплексного применения стимуляторов роста Бинорама, Биосила и Бишофита и минеральных удобрений.

Практическая значимость работы. Результаты исследований и разработанные агроприемы по возделыванию озимой пшеницы имеют важное практическое значение для хозяйств всех форм собственности, позволяют повысить урожайность на 11-27 % с высоким экономическим эффектом.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на Всероссийской молодежной научной конференции «Инновационные и предпринимательские проекты среди научной молодежи (г. Элиста, 2009); международной научно-практической конференции, освященной 85-летию аграрной науки Калмыкии «Актуальные проблемы сельскохозяйственного производства» (Элиста, 2010.); 75-й научно-практической конференции «Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Северо-Кавказком федеральном округе (г. Ставрополь, 2011 г)

Основные положения, выносимые на защиту:

- Агробиологические особенности роста и развития озимой пшеницы в зависимости от комплексного применения стимуляторов роста и минеральных удобрений;

- Влияние стимуляторов роста и минеральных удобрений на водопотребле-ние озимой пшеницы сорта «Станичная»;

- Особенности формирования урожайности озимой пшеницы при использовании различных стимуляторов роста на фоне минеральных удобрений.

- Экономическая эффективность комплексного использования стимуляторов роста и минеральных удобрений, как элемента адаптивной технологии возделывания озимой пшеницы в условиях светло-каштановьпс почв Калмыкии.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка и внедрение разработанных агротехнических приемов возделывания мягкой озимой пшеницы проведены в 2010-2011 гг. в СПоК «Агронива» Целинного района и УПХ «Башанта» КалмГУ на площади 420 га.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 4 статьи, в том числе 1 - в изданиях рекомендуемых ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 187 страницах компьютерного текста, включает 9 рисунков, 56 таблиц и 42 приложения. Список используемой литературы включает 214 источников, в том числе 7 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показано современное состояние производства зерна в мире, Российской Федерации и, в том числе, в Республике Калмыкия, актуальность проводимых исследований, сформулированы цели, задачи и новизна исследований, изложены положения, выносимые на защиту.

В первой главе на основе обзора литературных источников проанализирован существующий научный опыт по вопросам влияния минеральных удобрений на урожайность и качество зерна озимой ганеницы (Шатилов, Каюмов, 1971; Столыпин, Филин, 1976, 1987, 1994, 1999, Петинов, 1979; Филимонов, 1983; Шикин, 2003; Dulas, Rikanova. 1983; Greenwood, Verstraeten, Draycott, 1987 и др.), на особенности роста и развития, фотосинтетическую деятельность посевов (Тимирязев, 1936; Биль, 1993; Клейтон, 1984; Музафаров, 1995; Пушкина, Усанова, 2005 и др.). Одним из эффективных приёмов повышения урожайности озимой пшеницы в Республике Калмыкия является внедрение в производство засухоустойчивых сортов, генетически предрасположенных к формированию высококачественной товарной продукции в конкретных почвенно-климатических условиях (Панников, 1977; Молчанов, Колесниченко, 1993; Ков-тун, 2001, 2000; Лиджиев, 2007; Лукьяненко, 1990). Перспективными для светло-каштановых почв центральной зоны Республики Калмыкия являются многие полуинтенсивные сорта мягкой пшеницы Зерноградской и местной селекции. (Гольдварг, Грициенко, Цаган-Манджиев, 2004 и др.). Рассмотрены результаты ранее проведенных научных исследований в области применения стимуляторов роста, как фактора, способствующего реализации потенциала продуктивности сортов озимой пшеницы. Большой практический интерес представляют стимуляторы роста, проявляющие также фунгицидное и иммуностимулирующее действие - Бинорам, Биосил и Бишофит (Оконов, 2007, 2010, Вакуленко, Шаповал, 1995, 1999, 2000, 2001,2005; Церковнова, 2009; Пушкин, 2004; Панина, 2004; Семёнов, 2003; Сухов, 2001; Чернышков, 2008 и др.).

Во второй главе представлена характеристика климатических и почвенных условий территории исследования.

Почвенный покров опытного поля Калмыцкого госуниверситета, где проводились исследования, представлен среднесуглинистыми солонцеватыми

светло-каштаповыми почвами. Почва значительно уплотнена, объёмная масса в метровом горизонте составляет 1,35 г/см3. Реакция почвенного раствора слабощелочная (рН =7,3...8,0). Содержание гумуса низкое: в Амах -1,5-1,6 %, в гор. В - 1,3%. Содержание калия в изучаемой почве высокое - 384 мг/кг, а азота и фосфора находится на среднем уровне (Ы -ИН/ 18,6 мг/кг; N-N03 18,3 мг/кг почвы Р205 - 29,4 мг/кг.

Полевые исследования выполнены в 2007-2011 гг. на опытных полях Калмыцкого госуниверситета и СПоК «Агронива» Целинного района Республики Калмыкия. Территория исследования относится к Центральному сухостепному природно-сельскохозяйственному району Республики.

Для климата этого района характерны континентальность, засушливость, как в жаркий летний, так и в зимний малоснежный период, активный ветровой режим, что ускоряет иссушение почвы и приводит к возникновению дефицита влаги в пахотном слое (табл. 1).

Годы проведения опытов отличались неодинаковыми метеорологическими условиями. Более благоприятные метеорологические условия в период вегетации озимой пшеницы сложились в опытах 2008 - 2010 гг., когда количество осадков за период от посева до уборки (IX - VII) достигало от 350,8 до 400,7 мм, в том числе за период весенне-летней вегетации (IV - VII) они составили: 127,1 мм - 2008 г., 141,5 мм-2009 г.и 198,1 ммв2010г.

Таблица 1.

Характеристика природно-климатических условий территории исследования

Параметры Среднее значение

Средняя температура наиболее холодного месяца, °С наиболее теплого месяца, °С -6...-1 +23...+26

Сумма 1 воздуха > 10иС 3250-3600

Продолжительность периода с 1 воздуха > 0°С, дни 250 - 254

Безморозный период, дни 160-180

Высота снежного покрова, см 3-11

Осадки (Р), мм/год 250-320

Осадки за тёплый период года (1У-1Х), мм 190-220

Осадки в период активной вегетации растений, мм 70-80

Относительная влажность воздуха (IV - IX), % 20-61

Продолжительность вегетационного периода, дни 211-217

Количество дней с суховеями (У-УН), дни 50-55

Испаряемость (Ео), мм/год 930- 1010

ГТК (радиационный индекс сухости) 0,5 - 0,6

Радиационный баланс за вегетационный период (Я), кДж/см2 в год 185...220

Максимум ФАР (VI -VII), кДж/см2 65-67

ФАР за вегетационный период (1У-1Х), ккал/см2 190,4

ФАР (IV - IX), млрд. ккал/га 4,1-4,3

Продолжительность солнечного сияния, час/год 2180-2250

Коэффициент аридности (увлажнения) 0,31... 0,45

Среднемноголетние значения осадков за эти периоды достигали значений соответственно 245 и 165 мм. Самым засушливым оказался 2009 год, отсутствие осадков в августе и сентябре отразилось на поздних сроках сева озимой пшеницы.

В третьей главе описана программа исследований, приведена методика проведения исследований, схема опыта, агротехника, описание сортов и стимуляторов роста.Для достижения цели диссертационной работы и решения поставленных задач закладывали полевые опыты в соответствии с требованиями методики опытного дела Б.А.Доспехова (1985) и Методики государственного сортоиспытания (1986). Схемы опытов включали варианты по факторам, оказывающим существенное влияние на продуктивность озимой пшеницы (сорта, минеральное питание и обработка семян и посевов стимуляторами роста, обладающими фунгицидным и иммуностимулирующим действием).

Опыт 1. «Формирование продукционного процесса различных сортов озимой пшеницы под воздействием стимуляторов роста». Исследования проводились на учебно-опытном поле Калмыцкого госуниверситета в 20072010 гг., изучались 5 сортов озимой пшеницы. Норма и сроки посева, а также доза удобрений (ИзоРзо) в опыте 1 выдерживались в соответствии с зональными рекомендациями и «Системой ведения АПК РК на период 2004-2008 гг.».

Высевались сорта мягкой озимой пшеницы Дон 93-51, Яшкулянка, Станичная, Донская безостая, Булгун, нормой 3,5 млн. шт. всхожих семян на гектар, способ сева - рядовой, глубина заделки семян 6-7 см. Сроки посева: в 2007 г. -18.09; 2008 г. - 25.09; 2009 г. - 20.10; 2010 г. - 5.10. Предшественник чёрный пар, при обработке которого вносили навоз нормой 20...30 т/га. Повторность опытов четырехкратная при рендомизированном размещении вариантов, площадь делянки - 50 (10 х 5) м2.

Дробное внесение минеральных удобрений осуществляли при основной обработке почвы (Рго), при посеве осенью (И^Рш), затем весной - в начале формирования генеративной сферы (конец кущения - выход в трубку) - N20. Для изучения вопроса эффективности применения стимуляторов роста: - Би-норама, Биосила и природного минерала Бишофита на рост и развитие растений за сутки до посева проводили предпосевную обработку семян и в начале фазы выхода в трубку вегетационную опрыскивание посевов (табл. 2).

По результатам первого опыта наиболее отзывчивым на воздействие стимуляторов роста был сорт озимой пшеницы «Станичная», поэтому изучение особенностей продукционного процесса в зависимости от воздействия стимуляторов роста при регулировании фона минерального питания далее продолжили с ним, заложив опыт 2.

Опыт 2. «Изучение влияния стимуляторов роста па формирование продукционного процесса и урожайности озимой пшеницы на различных фонах минерального питания» (табл. 2). Исследования проводились в 20082011 гг. Агротехника опыта 2 аналогична агротехнике опыта 1. Опыт 2 закла-

дывался в соответствии с требованиями методик полевого опыта по Б.А.Доспехову (1985), В.Н. Перегудова (1978) «Планирование многофакторных полевых опытов с удобрениями» и «Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями» ВНИИУА 4.1 (1983) и ч. 2 (1986). В соответствии с расчётом по балансовому метод)' было выяснено, что калийные удобрения вносить не требуется. Расчёты необходимого азотно-фосфорного питания определили следующие нормы и дробные дозы внесения основных элементов питания под планируемую урожайность озимой пшеницы N^60^40 - 3,5 т/га; ^оРво - 4,0 т/га.

Таблица 2.

Схема опыта 2

Варианты Дозы стимуляторов роста

Фактор А фон минерального питания Фактор В стимуляторы роста Предпосевная обработка семян (концентрация) Вегетационная обработка посевов в фазе конец кущения -начало выхода в трубку (состав рабочего раствора) Планируемая урожайность, т/га

без удобрений без обработки (контроль) - - -

Бишофит 2,5 л/т семян 0,03 л/га +100 л/га воды

Биосил 0,05 л/т семян 0,03 л/га + 100 л/га воды

Бинорам 0,05 л/т семян 0,075 л/га+ 300 л/га воды

N$(^40 без обработки - - 3,5

Бишофит 2,5 л/т семян 0,03 л/га + 100 л/га воды

Биосил 0,05 л/т семян 0,03 л/га + 100 л/га воды

Бинорам 0,05 л/т семян 0,075 л/га + 300 л/га воды

И90Рб0 без обработки - - 4,0

Бишофит 2,5 л/т семян 0,03 л/га + 100 л/га воды

Биосил 0,05 л/т семян 0,03 л/га + 100 л/га воды

Бинорам 0,05 л/т семян 0,075 л/га+ 300 л/га воды

Внесение минеральных удобрений в виде двойного суперфосфата и аммиачной селитры осуществлялось: при основной обработке почвы, при посеве осенью, затем весной - при переходе растений к ПНУ этапу органоногенеза (конец кущения - выход в трубку), вторую подкормку давали в конце X этапа органообразователыюго процесса — в фазу созревание - молочная спелость (табл. 3.).

Таблица 3.

Нормы и дозы внесения минеральных удобрений на планируемую

Фактор А фон минерального питания Фактор В стимуляторы роста Сроки внесения удобрений

под основную обработку осенью при посеве весной в фазу выход в трубку-начало колошения в фазу созревание -молочная спелость

N^40 без обработки Бишофит Биосил Бинорам Рзо ИгоРю N40 -

ИяоРбо без обработки Бишофит Биосил Бинорам Р40 ИзоРго N40 N20

Для всесторонней оценки полученных результатов на всех вариантах полевых опытов проводились все необходимые наблюдения, анализы и учёты: фенологические наблюдения за ростом и развитием посевов проводили по всем вариантам опытов, по общепринятой методике; учёт густоты стояния растений проводили по методике Госсортосети в период всходов; влажность почвы в посевах определяли термостатно-весовым методом (ГОСТ 27548-97), в % к абсолютно-сухой почве; измерение высоты проводили в основные фазы (выход в трубку, колошение и полная спелость) развития растений озимой пшеницы; расчёт запасов продуктивной влаги в почве и суммарного водопотребления по межфазным признакам и за вегетацию проводили методом водного баланса по А.Н. Костякову (1971); фотосинтетические показатели посевов устанавливали по методике лаборатории фотосинтеза ИФР им. К.А.Тимирязева РАН; определение структуры урожая проводили по общепринятой методике Госсортиспы-тания (1991); учёт урожая проводился поделяночно, методом сплошного обмолота; экономическая эффективность изучаемых агроприёмов оценивалась по методике МСХ РФ (1990); математическую обработку урожайных данных проводили методом дисперсионного анализа по Б.А.Доспехову (1985).

В четвёртой главе представлены результаты, характеризующие особенности прохождения основных фенологических фаз развития озимой пшеницы, полевую всхожесть и густоту, общую сохранность растений к уборке в зависимости от сорта и обработок стимуляторами роста.

Продолжительность периода (посев-всходы) у сортов озимой пшеницы изменялся в зависимости от сложившихся погодных условий от 7 до 13 суток, сумма температур необходимая для прорастания в среднем составила 195°С.

За годы исследований гидротермические условия в период посева оказывали влияние не только на продолжительность периода, но и на полноту всходов у изучаемых сортов озимых пшениц.

В среднем за 3 года (2007-2010 гг.) лучшие результаты по полевой всхожести семян получены у сорта «Станичная» - 85 % на вариантах с обработкой стимуляторами, причём различие между всхожестью растений от воздействия Бинорама, Бишофита и Биосила небольшое. Полевая всхожесть была меньше на вариантах без обработок стимуляторами 76-79 % Использование биопрепаратов при предпосевной подготовке семян способствовало повышению всхожести на 4-7 %.

На побегообразование наиболее положительное влияние из стимуляторов роста оказывал Биосил, на этом варианте кустистость в 2009 году повышалась до 3,2. Наиболее отзывчивыми на обработку Биосилом оказались сорта озимой пшеницы Станичная и Яшкулянка.

Таблица 4.

Влияние стимуляторов роста на полевую всхожесть и сохранность изучаемых сортов озимой пшеницы_

Сорт Стимуляторы роста Получено всходов, шт./м2 Всхожесть,% Количество растений после зимы, шт./м2 Сохранность растений, %

без обработок 270 77 228 84

ГО ON Биосил 287 82 249 87

1 Я Бишофит 290 83 251 87

Ч Бинорам 294 84 253 86

5 без обработок 293 79 243 83

я й- Бишофит 297 85 258 87

я S н и Биосил 297 85 265 89

Бинорам 297 85 261 88

без обработок 266 76 223 84

и Я О о Бишофит 283 81 246 87

Я о о м Биосил 294 84 255 92

Ч. ю Бинорам 290 83 256 87

я • и без обработок 271 77 218 88

Я W Бишофит 284 82 253 89

& Биосил 289 83 260 90

а Бинорам 293 84 261 89

без обработок 276 79 232 84

fr Бишофит 283 81 244 86

ч >> w Биосил 294 84 258 88

Бинорам 290 83 249 86

Применение стимуляторов роста (биопрепаратов Бинорам и Биосил и минерала Бишофит) во все годы способствовало повышению полевой всхожести семян и, особенно, сохранности растений к уборке. Наблюдалось также некоторое различие в характере кущения и образовании побегов по изучаемым сортам. Менее интенсивно кущение проходило осенью 2007 года, затем в 2009 году (табл. 4).

Сорта озимой пшеницы способны эффективно использовать весенние запасы влаги в почве, формируя более высокий урожай зерна. Причём сорта, которые используют максимум осадков в короткий срок до наступления высоких июньских температур, оказываются более продуктивными. В среднем за 3 года период «весеннее отрастание-колошение» самый короткий по сорту «Станичная»- 52 дня, это короче на 2 дня по сравнению со стандартом Дон 93. Максимальная урожайность была получена с делянок, засеянных озимой пшеницей сортов Станичная - 3,08 т/га и Яшкулянка - 3,05 т/га.

Наблюдения показали, что изучаемые сорта созревали в разное время, что перспективно для создания уборочного конвейера. Так, в 2008 году различие между сортами озимой пшеницы составили 8 суток. Раньше всех созрел сорт «Станичная», позже «Донская безостая». Было отмечено, что в сухие годы разница в созревании сортов сокращалась до 4 суток. Меньше всех амплитуда колебания по срокам созревания составила у сорта Яшкулянка.

Фотосинтетическая деятельность растений в посевах - сложный интегральный процесс, который зависит от взаимосвязи многих внешних факторов (почвенно-климатических, агротехнических, мелиоративных и других) биологических особенностей растений (табл. 5).

Таблица 5.

Фотосинтетическая деятельность различных сортов озимой пшеницы __(средняя за 2008-2010 гг.) __

Фактор А стимуляторы роста Площадь листьев (шах) тыс.м2/га ФП, тые.м2 ■ дней/га ЧПФ, г/м2-сутки КПД ФАР, % Урожайность сухой биомассы, т/га Доля зерна в общей биомассе, к хоз., %

Фактор В - сорта

без обработки Дон -93

30,7 1410 2,8 1,05 6,65 36,4

Бишофит 40,7 1715 3,4 1,71 7,30 37,0

Бинорам 42,6 1870 3,9 1,92 7,75 7,75

Биосил 44,0 1980 4,1 2,01 8,10 36,4

без обработки Станичная

30,2 1355 3,1 1,02 6,68 35,8

Бишофит 41,4 1740 3,7 1,61 7,16 36,1

Бинорам 43,3 1930 4,1 1,87 7,57 36,7

Биосил 46,7 2210 4,2 2,11 7,96 36,5

без обработки Яшкулянка

29,6 1322 2,9 1,06 6,49 36,0

Бишофит 42,7 1831 3,6 1,70 7,15 35,7

Бинорам 43,8 1951 3,9 1,85 7,60 35,8

Биосил 44,3 2017 4,0 2,08 7,93 36,0

без обработки Булгун

29,6 1340 2,7 1,04 6,30 35,9

Бишофиг 39,0 1695 3,3 1,63 7,07 36,1

Бинорам 41,9 1877 3,8 1,88 7,60 36,8

Биосил 42,7 1950 3,9 1,93 7,83 36,7

без обработки Донская безостая

30,2 1395 2,6 1,00 6,44 35,5

Бишофит 37,7 1590 3,2 1,61 7,26 35,8

Бинорам 41,6 1808 3,7 1,84 7,72 35,9

Биосил 43,1 1948 3,8 1,93 7,83 36,0

По результатам полевых опытов выяснилось, что на формирование суммарной листовой поверхности в посевах озимой пшеницы на малоплодородных светло-каштановых почвах большое влияние оказывает применение азот-но-фосфорных удобрений. С возрастанием дозы удобрений происходило существенное увеличение площади листьев на вариантах с обработкой стимуляторами роста по сравнению с необработанными (контрольными) делянками.

В условиях достаточного увлажнения эта зависимость наиболее выражена, когда в фазе выхода в трубку - начало цветения она достигает максимальных значений. Сорта Зерноградской и местной селекции как более адаптивные к жестким почвенным и климатическим условиям в условиях достаточного увлажнения и минерального питания способны формировать высокопродуктивные посевы. В 2008 и 2009 годы посевы были обеспечены влагой во все основные фазы развития. В 2010 году условия весенней вегетации были достаточно хорошими, а в период формирования и созревания зерна наблюдалась аномально жаркая погода без осадков.

В то же время, при прочих равных условиях, продуктивные качества у разных сортов озимой пшеницы оказались неодинаковыми. Полученные в полевых опытах данные показали, что с возрастанием ассимилирующей поверхности соответственно возрастает коэффициент использования фотосинтетической активной радиации.

Наиболее высокий КПД ФАР на вариантах без обработки стимуляторами наблюдался у сорта Дон - 93 и Яшкулянка (1,06 и 1,05%), Наиболее высокий КПД ФАР соответствовал варианту с обработкой Биосилом у сорта озимой пшеницы Станичная - 2,11%. Таким образом, при применении стимуляторов роста коэффициенты использования приходящей ФАР возрастают по сравнению с необработанными посевами в 2 раза в зависимости от сорта.

В пятой главе по результатам опыта 1 наиболее отзывчивым на воздействие стимуляторов роста, внесение азотно-фосфорных удобрений и условия увлажнения проявил себя сорт мягкой озимой пшеницы Станичная. Агробиологические испытание с данным сортом продолжили с теми же ростостимулято-рами на трёх разных фонах минерального питания.

На продолжительность межфазных периодов и вегетационного периода большое влияние оказало применение биостимуляторов Биосил, Бинорам и в

меньшей степени Бишофит. Наряду с влагообеспеченностью обработка семян озимой пшеницы и посевов стимуляторами роста является значимым фактором, обуславливающим активность прорастания семян и полноту всходов наряду с влагообеспеченностью.

Водный режим озимой пшеницы формировался из приходной статьи водного баланса - почвенные запасы влаги, аккумулирующиеся за счёт попадания в почву атмосферных осадков, и расходной статьи водного баланса - влага, использованная растениями (включая транспирацию), С изменением почвенных запасов влаги и выпавших осадков по годам изменялась и величина суммарного водопотребления (табл. 6).

Таблица 6.

Суммарное водопотребление озимой пшеницы в годы проведения исследований в зависимости от обработки стимуляторами роста (предшественник - черный пар, сорт «Станичная»)_

Годы Использование влаги из почвы Приход влаги от осадков Суммарное водопотребление

ММ 1 % мм | % мм | %

без об эабогки (контроль)

2008-2009 • 130,0 42,5 176 57,5 306 1 100

2009-2010 143 45,8 169 54,2 312 100

2010-2011 161 53,3 141 46,7 302 100

среднее 144,7 47,2 162,0 52,8 307 | 100

с обработкой Бишофитом

2008-2009 136 43,6 176 56,4 312 100

2009-2010 151 47,2 169 52,8 320 100

2010-2011 164 53,8 141 46,2 305 100

среднее 150,3 48,2 162,0 51,8 312 100

с обработкой Бинорамом

2008-2009 154 46,7 176 53,3 330 100

2009-2010 167 50,3 169 49,7 336 100

2010-2011 162 53,5 141 46,5 303 100

среднее 161 49,8 162 _ 50,2 323 100

с обработкой Биосилом

2008-2009 162 47,9 17 6 52,1 338 100

2009-2010 171 50,3 169 49,7 340 100

2010-2011 16 6 54,1 141 45,9 307 100

среднее 166 50,6 162 49,4 328 100

Наиболее благоприятными по условиям увлажнения весны были 2008 и 2010 годы, когда запасы продуктивной влаги в слое - 0,7 м составили 87 и 112 мм в период возобновления вегетации, а в 2009 году - 84 мм. За период март -июнь выпало в условиях центральной зоны республики в 2008 году - 112 мм осадков, что на 30,5% большие среднемноголетней нормы, в 2009 году- 121 мм, а в 2010 году - 140 мм, только в мае - 81 мм. Условия увлажнения были

удовлетворительными и позволили нормально раскуститься растениям в осенний период. Суммарное водопотребление озимой пшеницы по годам исследований различается незначительно по всем вариантам опытов.

В структуре суммарного водопотребления доля почвенной влаги составляет по годам от 42,5 до 53,3 % на неудобренном контроле или в среднем - 47,2 %. Суммарное водопотребление увеличивалось при обработке посевов Био-«шом до 328 мм, по сравнению с контролем 307 мы. При применении стимуляторов роста несколько возрастает доля участия в суммарном водопотребле-нии растений почвенной влаги.

Питательный режим. Наибольшую потребность в элементах минерального питания растения озимой пшеницы испытывают после перезимовки, в начале весенней вегетации, в процессе образовании генеративных органов.

Небольшое возрастание концентрации нитратов в почве зарегистрировано в фазу кущения озимой пшеницы. Связано это с ранневесенней подкормкой азотными минеральными удобрениями. Затем происходит постепенное снижение содержания их в почве и только к концу вегетационного периода - в период формирования зерна наблюдается увеличение концентрации нитратов в почве. Возрастание содержания этих веществ в фазу молочной спелости зерна на вариантах N«^40 и ^сДо происходит вследствие проведения поздней подкормки в период начало колошения вне зависимости от обработок стимуляторами роста. Содержание нитратного азота в почве несколько изменялось по годам исследований. Наибольшее количество нитратов накапливалось в наиболее благоприятные 2008 и 2009 году. В эти годы нитратный азот наиболее интенсивно потреблялся растениями озимой пшеницы по сравнению с 2010 годом.

Рост концентрации аммонийного азота в фазу кущения обусловлен проведением ранневесенней подкормки азотными минеральными удобрениями на всех вариантах опыта, исключая контроль (без применения удобрений). Поздние подкормки в фазу колошения обеспечили на вариантах опыта ИбоР4о и К90Рбо некоторый рост содержания аммонийного азота в почве в фазу молочной спелости зерна. Применение азотно-фосфорных удобрений способствовало повышению содержания аммонийного азота в почве, но не зависело от применения на посевах обработок Бинорамом, Биосилом и Бишофитом. Внесение азотно-фосфорных удобрений приводило к существенному увеличению содержания азота, как в растениях, так и в листьях. Наибольшее процентное содержание азота отмечалось в варианте ^'90Рбо. Так, например, в фазу колошения оно составило 1,6-1,9%, на контрольном варианте содержание азота в верхних листьях в период колошения 2,1-2,5 %. Изучение характера изменений содержания фосфора в различных органах и в целом растении по фазам роста и развития изучаемых сортов озимой пшеницы свидетельствует о закономерном снижении содержания его от кущения до полной спелости. Максимальное содержание общего фосфора в тканях растений в первые фазы развития (кущение-выход в трубку) объясняется тем, что именно в этот период растение нуждается в фосфоре для формирования вегетативных и генеративных

органов. А к концу вегетации потребность в фосфоре для формирования урожая понижается, в связи с чем, происходит уменьшение концентрации его в органах растений, как на обработанных стимуляторами роста, так и не на обработанных посевах озимой пшеницы. К полному соз реванш о концентрация фосфора в тканях растений снижается в 1,3-1,5 раза.

В шестой главе проанализированы результаты по влиянию стимуляторов роста на урожайность озимой пшеницы, как в зависимости от сорта, так и в зависимости от доз удобрений. Ростостимуляторы оказывали положительное влияние на урожайность озимой пшеницы. Погодные условия всех лет исследований, кроме 2009 года складывались благоприятно для роста и развития, и значительных отклонений от НСР05 не выявлено. Самая высокая урожайность получена в опыте с сортами Станичная — 3,08 т/га и Яшкулянка - 3,05 т/га под воздействием обработки Биосилом, (табл. 7).

Таблица 7.

Влияние сорта и симуляторов роста на урожайность озимой пшеницы __(на фоне КзрРзо), т/га_

Сорта -фактор А Стимуляторы роста - фактор В Годы проведения исследований

2007-2008 2008-2009 2009-2010 средняя

Дои 93 (в!) без обработки 2,62 2,66 2,20 2,49

Бишофит 2,75 3,00 2,56 2,77

Бинорам 2,96 2,82 2,65 2,81

Биосил 2,91 2,79 2,79 2,83

Станичная без обработки 2,67 2,66 2,55 2,64

Бишофит 2,95 2,89 2,68 2,84

Бинорам 3,04 3,02 2,94 3,00

Биосил 3,22 3,03 2,99 3,08

Донская безостая без обработки 2,48 2,56 2,25 2,43

Бишофит 2,71 2,72 2,67 2,70

Бинорам 2,82 2,75 2,68 2,75

Биосил 2,86 2,80 2,77 2,81

Яшкулянка без обработки 2,79 2,91 2,41 2,70

Бишофит 2,91 2,93 2,86 2,90

Бинорам 3,04 3,08 3,00 3,04

Биосил 3,09 3,08 2,98 3,05

Булгун без обработки 2,48 2,57 2,12 2,40

Бишофит 2,69 2,68 2,61 2,66

Бинорам 2,80 2,71 2,59 2,70

Биосил 2,77 2,78 2,73 2,76

НСР05 А = 0,08 НСР05 В = 0,07 НСР05 АВ = 0,15

В полевом двухфакторном опыте с предпосевной и вегетационной обработкой Биосилом, Бинорамом и Бишофитом, получены данные, подтверждающие достоверную прибавку урожая на всех фонах минеральных удобре-

ний. Повышение азотно-фосфорного питания посевов озимой пшеницы способствовало увеличению урожайности зерна. Так, в среднем в опыте на вариантах без обработки стимуляторами с озимой пшеницей сорта «Станичная» получили прибавку урожайности зерна 0,90-1,26 т/га по отношению к неудобренному варианту (контролю). С учётом величин НСР05 для сравнения частных средних в полевых опытах наиболее эффективным статистически доказанным результатом по урожайности являлся вариант с дозой удобрения Ы60Р4о при обработке посевов стимулятором роста Биосил, на котором в среднем за 3 года была получена урожайность 4,13 т/га (табл. 8).

Таблица 8.

Урожайность озимой пшеницы сорта «Станичная» в годы исследований в зависимости от фона минерального питания и обработки растений стимуляторами роста, т/га

Фактор А фон минерального питания Фактор В обработка стимуляторами роста Годы проведения исследований в среднем за годы исследований Прибавка к планируемой урожайности, т/га

20082009 20092010 20102011

без удобрений (Фон 1) без обработки (контроль) 2,26 2,31 2,48 2,35 -

Бишофит 2,54 2,48 2,54 2,52 -

Биосил 2,64 2,51 2,58 2,58 -

Бинорам 2,63 2,49 2,56 2,56 -

ИбоРад (Фон 2) без обработки 3,57 2,94 3,24 3,25 -0,25

Бишофит 3,71 3,59 3,62 3,64 +0,14

Биосил 3,79 3,72 3,70 3,74 +0,24

Бинорам 3,73 3,65 3,68 3,69 +0,19

№оРбо (Фон 3) без обработки 3,63 3,58 3,61 3,61 -0,39

Бишофит 4,17 3,89 4,15 4,07 +0,07

Биосил 4,14 4,09 4,16 4,13 +0,13

Бинорам 4,18 4,05 4,14 4,12 +0,12

НСРоз А = 0,08 НСР05 В = 0,09 НСР05 АВ = 0,16

Зависимость урожайности от стимуляторов роста на различных фонах удобрений, демонстрирует трехмерная модель, полученная в результате дисперсионного анализа. Максимум функции находится в той части координатной плоскости, которая соответствует варианту с обработкой озимой пшеницы Биосилом на фоне минерального питания К^Рбо (рис. 1).

С помощью дисперсионного анализа данных было получено уравнение множественной регрессии, которое подтверждает существование прямой зависимости уровня урожайности (2) озимой пшеницы от совместного влияния стимуляторов роста (X) и азотно-фосфорных удобрений (У):

г = 75,63У + 17,09Х - 0,09Х2 + 0,03 ХУ - 0,38У2 - 4798,03

Влияние предпосевной обработки семян и вегетационной обработки посевов озимой пшеницы биопрепаратами и минералом Бишофит не ограничивалось только прибавкой урожайности. Выявлено также положительное воздействие регуляторов роста на фоне улучшения минерального питания посевов на качество зерна. За три года исследований содержание сырой клейковины и сырого протеина увеличивалось в среднем на 1,4-2,9 (0,53-0,92) % от воздействия Биосила, на 0,9-2,4 (0,38-0,74)% от воздействия Бишофита и на 0,7-1,8 (0,350,85) % от воздействия Бинорама соответственно (табл. 9).

Рисунок 1. Трёхмерная модель зависимости урожайности мягкой озгшри^ пшеницы сорта «Станичная» от фактора А (минерального питания) и от фактора В (обработка стимуляторами роста - Бинорамом, Бишофитом, Биосилом)

Ш 4

Ш 3,5 03 □ 2.5 Ш32 Ш 1,5

Влияние стимуляторов роста и минеральных удобрений на качество зерна озимой пшеницы в среднем за 2008-2011 гг._

Фактор А фон минерального питания Фактор В обработка стимуляторами роста Натура, г/л стекло- видкость, % Белок, % Клейковина

% идк

без удобрений (Фон 1) без обработки (контроль) 747 58 10,3 21,1 69

Бишофит 751 59 10,6 21,4 70

Биосил 755 61 10,8 21,5 70

Бинорам 761 63 11,0 21,4 70

N^40 (Фон 2) без обработки 752 60 11,8 23,7 72

Бишофит 753 61 12,2 23,6 72

Биосил 756 63 12,3 23,8 71

Бинорам 759 66 12,7 23,8 70

^оРбО (Фон 3) без обработки 756 64 13,5 24,4 75

Бишофит 754 64 13,6 24,1 74

Биосил 757 66 13,8 24,3 73

Бинорам 762 67 14,0 24,3 72

Согласно исследованиям количество белка и клейковины, а также ее качество зависело от применения стимуляторов и различных фонов минеральных удобрений Применение стимуляторов роста на фоне минерального питания ЫбоРад привело к повышению содержания сырой клейковины на 2,6%.

В седьмой главе показаны результаты анализа экономической эффективности, подтверждающие тот факт, что возделывание озимой пшеницы с предлагаемыми новыми элементами технологии в условиях светло-каштановых почв Калмыкии экономически выгодно. Этот вывод подтверждается высоким уровнем рентабельности производства, который в среднем за 3 года на фоне удобрений ИбоРад варьировал в пределах 96 - 109 %, а на фоне удобрений К5оРбо в пределах 87-105 % в зависимости от обработки стимуляторами роста.

Повышение доз азотно-фосфорных удобрений до 90 кг д.в. азота и 60 кг д.в. фосфора на 1 га снижает рентабельность производства по причине увеличения затрат на покупку минеральных удобрений. Так, в среднем за 3 года апробации предлагаемого элемента технологии возделывания озимой пшеницы в варианте без обработки стимуляторами роста рентабельность уменьшалась с 96 до 87 %, а при обработке Бишофитом - со 107 до 102 %, Биосилом - со 112 до 105 % и Бинорамом со 109 до 105 %.

Расчёт чистого дохода показал, что увеличение доз азота и фосфора на фоне Ы90Р60, хотя и повышает затраты, но одновременно повышает чистый доход на 495...635 руб. по сравнению с фоном М6оР40. Взаимоусштивающее влияние удобрений и стимуляторов также отражается в показателях экономической эффективности (табл. 10).

Экономическая эффективность производства зерна озимой пшеницы в зависимости от применения в технологии возделывания стимуляторов роста _на фоне минеральных удобрений (в среднем за 2008 - 2011 гг.)_

Ва рианты Показатели

фон минерального питания стимуляторы роста Урожай ность, т/га Затраты средств на 1 га, руб. Себестоимость 1 т зерна, руб. Стоимость валовой продукции с 1 га, руб. Чистый доход с 1 га, руб. Уровень рентабельности, %

без | удобрений без обработки (контроль) 2,35 4986 2122 8225 3239 65

Бишофит 2,52 5264 2089 8820 3556 68

Биосил 2,58 5277 2045 9030 3753 71

Бинорам 2,56 5285 2064 8960 3675 70

о си о чэ £ без обработки 3,25 5890 1812 11375 5485 96

Бишофит 3,64 6168 1695 12740 6572 107

Биосил 3,74 6189 1655 13090 6901 112

Бинорам 3,69 6181 1675 12915 6734 109

о Он О о» % без обработки 3,61 6760 1873 12635 5875 87

Бишофит 4,07 7038 1729 14245 7207 102

Биосил 4,13 7059 1709 14455 7396 105

Бинорам 4,12 7051 1711 14420 7369 105

Важно отметить, что при взаимодействии стимуляторов и азотао-фосфорных подкормок чистый доход увеличился на 3016...3651 руб./га при обработке Бишофигом; на 3148...3643 руб./га при обработке Биосилом и на 3059...3694 руб./га при обработке Бинорамом, причём варианты опыта с обработкой озимой пшеницы стимулятором роста фунгицидного и иммуностимулирующего действия Биосилом были более экономически оправданными, так как на этом варианте соотношение затрат и чистого дохода было самым оптимальным.

С помощью дисперсионного анализа данных было получено уравнение множественной регрессии:

г = 479,35Х + 545,36У - 2,75 X2 + 1,02 ХУ - 3,13 У2 - 53978,8 подтверждающее существование прямопропорциональной зависимости рентабельности {2) производства зерна озимой пшеницы от одновременного взаимодействия на урожайность двух факторов - обработки стимуляторами роста (X) и внесения в почву азотно-фосфорных удобрений (У) (рис. 2).

а юо

С1 80 СИ то

а 50

О.

Рисунок 2. Трёхмерная модель зависимости рентабельности производства зерпа^ютюй пшеницы от фактора А (внесение азотно-фосфорных удобрений) иютфактора В (обработка стимуляторами роста)

Таким образом, лучшие показатели экономической эффективности производства зерна озимой пшеницы обеспечиваются применением при предпосевной обработке семян и вегетационной обработке посевов стимулятора роста Биосил в сочетании с внесением в почву азотно-фосфорных удобрений в дозе И60Р40.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Получение стабильных урожаев озимой пшеницы в Калмыкии определяется в основном почвенно-климатическими условиями и комплексом применяемых агротехнических мероприятий. Климатически обеспеченная урожайность озимой пшеницы по черному пару в условиях светло-каштановых почв составляет в среднем по сортам (без обработок стимуляторами, фон удобрений ^оРзо) 2,40-2,70 т/га.

2. Стимуляторы роста Бишофит, Биосил и Бинорам на ранних этапах развития вызывают более интенсивное и ускоренное развитие растений озимой пшеницы независимо от фонов минерального питания, что приводит к формированию большего числа побегов и к сокращению фазы кущения и колошения на 2 - 3 дня. Наиболее положительное влияние на побегообразование оказывал Биосил, при этом кустистость повышалась до 3,2. Наименее отзывчивыми на обработку Биосилом оказались сорта озимой пшеницы Станичная и Яшкулян-

ка. По этим же сортам урожайность на варианте с обработкой Биосилом в среднем за 2007-2010 гг. исследований достигала своих максимальных значений: сорт Станичная - 3,08 т/га и сорт Яшкулянка - 3,05 т/га.

3. В результате применения стимуляторов роста коэффициенты использования приходящей ФАР возрастают по сравнению с необработанными посевами в 2 раза в зависимости от сорта. Наиболее высокий КПД ФАР на вариантах без обработки стимуляторами наблюдался у сорта Дон - 93 и Яшкулянка (1,06 и 1,05%). Наиболее высокий КПД ФАР соответствовал варианту с обработкой Биосилом сорта озимой пшеницы Станичная - 2,11%.

4. При обработке посевов Биосилом суммарное водопотребление увеличивалось до 328 мм, по сравнению с контролем 307 мм. При применении стимуляторов роста несколько возрастает доля участия в суммарном водопотребле-нии растений почвенной влаги. В результате взаимодействия на продукционный процесс озимой пшеницы удобрений и ростостимуляторов по вариантам опыта с сортом «Станичная» наблюдалось снижения коэффициента водопо-требления по сравнению с неудобренными вариантами с 170 до 155 мм/т.

5. Наибольшее процентное содержание азота в надземной массе растений озимой пшеницы в среднем за годы исследований отмечалось в варианте Ы90Р60, в фазу колошения 1,6-1,9%, содержание азота в верхних листьях в период колошения достигало 2,1-2,5 %. Концентрация основных элементов питания - азота, фосфора и калия, как в почве, так и в растении в большей степени зависит от условий минерального питания и сложившихся метеоусловий года, чем от обработок стимуляторами роста.

6. В опыте со стимуляторами роста и регулировании минерального питания самыми высокоэффективными были варианты с обработкой семян и посевов Биосилом при дозе удобрений К9аР6п, урожайность достигала 4,13 т/га. В этих же условиях эффект от обработки Бишофитом и Бинорамом оказался несколько ниже, урожайность достигала в среднем за 2008-2011 гг. 4,07 и 4,12 т/га, а прибавка по отношению к контролю соответственно 1,78; 1,72 и 1,77 т/га.

7. Комплексное использование стимуляторов роста и минеральных удобрений, как необходимого элемента технологии возделывания озимой пшеницы повышали урожайность на вариантах с минеральным питанием N60Р.« и ^0Р6о без стимуляторов роста на 0,90 - 1,26 т/га, на вариантах без использования удобрений с обработкой стимуляторами роста: Биосилом - на 0,23 т/га; Бинорамом - на 0,21 т/га; Бишофитом — на 0,17 т/га. Однако совместное применение минеральных удобрений и биостимуляторов увеличило урожайность на 1,29-1,78 т/га по отношению к контролю.

8. Выявлено положительное воздействие регуляторов роста на качество зерна на фоне улучшения минерального питания посевов. За три года исследований содержание сырой клейковины и сырого протеина увеличивалось в среднем на 1,4-2,9 (0,53-0,92) % от воздействия Биосила, на 0,9-2,4 (0,38-0,74)% от воздействия Бишофита и на 0,7-1,8 (0,35-0,85) % от воздействия Би-норама соответственно.

9. По итогам производственного внедрения разработанной технологии комплексного применения регуляторов роста получены не только достоверные высокие прибавки урожая зерна озимой пшеницы хорошего качества, но и значимые показатели экономической эффективности от реализуемого приема. Наиболее экономически выгодно использование в технологии возделывания озимой пшеницы агротехнического приёма с обработкой семян и посевов стимулятором роста Биосил на фоне внесения удобрений в дозе Кй0Р40, так как при общих затратах 6189 руб. на 1 га чистый доход составляет 6901 руб./га, что соответствует высокому уровню рентабельности - 112%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для стабильного получения урожайности зерна озимой мягкой пшеницы на уровне 3,5 т/га, I группы качества клейковины в условиях светло-каштановых почв Республики Калмыкия рекомендуется предпосевная обработка семян озимой пшеницы сорта «Станичная» стимулятором роста Биосил в концентрации 0,05 л/т и обработка вегетирующих посевов в концентрации 0,03 л/га при добавлении в рабочий раствор 100 л/га воды на фоне минеральных удобрений ЫбоРю-

2. Рекомендуется вносить в сухие годы НзоРзо, в обычные - Н^Р^во влажные ГОДЫ - ИдоРбО-

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Оконов, М.М., Халгаева К.Э. Влияние биопрепаратов на продуктивность и качество зерна озимой пшеницы на светло-кашатновых почвах Калмыкии /М.М. Оконов, К.Э.Халгаева //Актуальные проблемы сельскохозяйственного производства: материалы научной конференции, посвященной 85-летию аграрной науки Калмыкии - Элиста: Издательство Калмыцкого государственного университета. - 2010. - С. 118-121.

2. Оконов, М.М., Халгаева К.Э. Влияние удобрений и биологически активных веществ на формирование урожайности сортов озимой пшеницы на светло-каштановых почвах Калмыкии /М.М. Оконов, К.Э.Халгаева // Аграрная наука - Северо-кавказкому округу: сборник научных трудов по материалам 75-й всероссийской научно-практической конференции. - Ставрополь: АГРУ С. -2011. - С.39-43.

3. Халгаева, К.Э. Урожайность озимой пшеницы на светло-каштановых почвах при применении БАВ и удобрений / К.Э. Халгаева // Вестник ИКИАТ, 2011 -№ 2 (23). - С.66-70.

4. Оконов, М.М., Халгаева, К.Э., Унканжинов, Г.Д. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы при использовании Бинорама, Биосила Бишофита на фоне минеральных удобрений /М,М. Оконов, К.Э.Халгаева // Плодородие. -№1 (64)-2012,- С.15-16.

Подписало в печать 13.02.12. Формат 60x84/16. Печать офсетная. Бумага тип. № 1. Усл. п. л. 1,39. Тираж 100 экз. Заказ 1002.

Издательство Калмыцкого университета. 358000 Элиста, ул. Пушкина, 11

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Халгаева, Кермен Эрдниевна, Астрахань

61 Т^-Ь/Ь^Ь

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬГО ОБРАЗОВАНИЯ КАЛМЫЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра агрономии

КОМПЛЕКСНОЕ ВЛИЯНИЕ СТИМУЛЯТОРОВ РОСТА И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ КАЛМЫКИИ

На правах рукописи

Халгаева Кермен Эрдниевна

специальность 06.01.01 — общее земледелие

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Оконов М.М.

Астрахань - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

Введение 4

Глава I Обзор литературы по влиянию минеральных удобрений и ростостимуляторов на продукционный процесс озимой пшеницы 9

1.1 Роль минеральных удобрений в формировании урожайности

/-V

и качества зерна озимои пшеницы 9

1.2. Зависимость фотосинтетической деятельности озимой пшеницы от уровня минерального питания 16

1.3. Влияние сорта озимой пшеницы

на получение высококачественного зерна 19

1.4. Оптимизация продукционного процесса озимой пшеницы

под воздействием стимуляторов роста 22

Глава II Характеристика почвенно-климатических условий

территории исследования 34

Агроклиматические и метеорологические условия

региона исследований 34

2.2. Почвенные условия исследуемой территории 45

Глава III Программа и задачи исследований 49

3.1. Цель и задачи исследований 49

3.2. Схема опыта и методика проведения исследований 51

3.3. Характеристика изучаемых сортов озимой пшеницы 59

3.4. Агротехника возделывания озимой пшеницы в опыте 64

Глава IV Агробиологические особенности органогенеза озимой

пшеницы в зависимости от сорта и ростостимуляторов 66

4.1. Влияние гидротермических условий и стимуляторов роста на полевую всхожесть, густоту посевов и сохранность растений изучаемых сортов озимой пшеницы в осенне-зимний период 66

4.2. Влияние гидротермических условий и стимуляторов роста на органогенез растений изучаемых сортов

озимой пшеницы в весенне-летний период вегетации 71

4.3. Фотосинтетическая деятельность в изученных сортов озимой пшеницы в зависимости от ростостимулирующего действия Бинорама, Биосила и Бишофита 74

Глава V Формирование продукционного процесса озимой пшеницы в зависимости от стимуляторов роста на различных фонах минерального питания 81

5.1. Комплексное влияние стимуляторов роста и минеральных удобрений на органогенез озимой пшеницы

в осенне-зимний и весенне-летний периоды 81

5.2. Формирование листовой поверхности и фотосинтетического потенциала озимой пшеницы в зависимости

от стимуляторов роста на фоне минерального питания 84

5.3. Составляющие суммарного водопотребления и питательный режим озимой пшеницы в зависимости от взаимодействующего влияния минеральных удобрений и стимуляторов роста 90

Глава VI Урожай зерна озимой пшеницы и его структура 105

6.1. Показатели структуры посевов и урожайность озимой

пшеницы в зависимости от сорта и стимуляторов роста 105

6.2. Показатели структуры посевов и урожайность озимой пшеницы в зависимости от стимуляторов роста

на различных фонах минерального питания 113

6.3. Влияние сорта, обработки стимуляторами роста и Минеральных удобрений на качество зерна озимой пшеницы 120

Глава VII Экономическая эффективность комплексного применения

стимуляторов роста и минеральных удобрений 126

Основные выводы и предложения производству 132

Список использованной литературы 135

Приложения 156

ВВЕДЕНИЕ

Зерновое хозяйство является главной отраслью растениеводства, которая обеспечивает население продовольствием. Среди зерновых культур - пшеница наиболее распространенная на земном шаре. Посевная площадь ее превышает 200 млн. га. Такое монопольное положение среди зерновых культур обусловлено способностью пшеницы синтезировать клейковинные белки, обеспечивающие высокие хлебопекарные качества.

В Республике Калмыкия озимая пшеница высевается ежегодно на площади 180-200 тыс. га и является основной продовольственной культурой, что обуславливает необходимость не только ежегодного получения гарантированных урожаев, но и увеличение валовых сборов продовольственного зерна. На территории республики хорошо зарекомендовали себя сорта Зерноградской селекции. При нормальной перезимовке эти сорта в сухостепной зоне светло-каштановых почв, стабильно формируют при новых системах удобрения климатически обеспеченные урожаи продовольственного зерна (II-III классов) до 2,0-3,0 т/га. Вместе с тем, есть резервы для получения более высоких урожаев, поскольку районированные сорта озимой пшеницы, по данным селекционных учреждений - оригинаторов, имеют генетический потенциал зерновой продуктивности порядка 7,5-8,0 т/га (Ковтун, 2002).

Урожайность и качество зерна пшеницы в значительной степени зависят от почвенно-климатических условий, уровня применяемой агротехники, в частности от уровня минерального питания. В связи с тем, что в современной экономической ситуации дефицит финансовых средств не позволяет хозяйствам увеличить применение минеральных удобрений под озимую пшеницу, необходим целенаправленный научный поиск малозатратных приёмов дальнейшего повышения урожайности и улучшения качества зерна новых сортов.

Наравне с использованием интенсивных сортов, регулированием минерального питания, сроков, норм посева, глубины заделки семян, выбором предшественника особый интерес, в качестве повышающего урожай влагосбе-регающего агроприёма, представляет использование стимуляторов роста, обла-

дающих фунгицидным, адаптогенным и иммуностимулирующим действием, которые в малых концентрациях влияют на физиолого-биохимические процессы растений, не оказывая токсического воздействия на окружающую среду.

Применение стимуляторов роста растений, которые обладают разносторонним спектром действия, способствует значительному снижению объемов применения средств защиты растений от вредителей и болезней. Кроме того, стимуляторы роста способствуют уменьшению как генетических, так и функциональных нарушений клеточного деления, вызванных пролонгированным действием пестицидов. Учитывая, что некоторые препараты обладают значительным иммуностимулирующим действием, комплексное их применение совместно с фунгицидами дает основание для снижения норм расхода последних на 25-30%, что позволит получать экологически безопасную и более дешевую продукцию (Музурова, ; Шаповал, 2001, 2004, 2005).

Обработка семян стимуляторами роста позволяет активизировать рост и развитие растений, повысить их устойчивость к различным стрессам, тем самым предотвратить гибель посевов от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды, сократить потери при уборке урожая, и наряду с другими агротехническими приёмами сформировать посевы с оптимальной плотностью стояния растений (продуктивных стеблей) и обеспечить их высокую продуктивность.

Однако, научно доказано (Шаповал, 2005; Пушкина, 2005; Сухов, 2001), что для эффективного действия ростостимуляторов растений в экстремальных поч-венно-климатических условиях необходим высокосбалансированный по минеральному питанию почвенный фон. В то же время фитогормональная регуляция процессов метаболизма растений в результате применения стимуляторов роста -высокоспецифичный агротехнический приём. Следовательно, воздействие ве-ществ-ростостимуляторов и минеральных удобрений на продукционный процесс озимой пшеницы должно быть комплексным, а не взаимозаменяющим.

Таким образом, применение ростостимуляторов на фоне минеральных удобрений в условиях светло-каштановых почв Калмыкии - направление перспектив-

ное, актуальное для аграрного сектора экономики, но малоизученное, требующее дополнительных исследований.

Целью исследований являлось научное обоснование комплексного использования стимуляторов роста и минеральных удобрений как элемента технологии возделывания озимой пшеницы в условиях светло-каштановых почв Калмыкии.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

-провести сравнительную оценку продуктивности полуинтенсивных сортов мягкой озимой пшеницы и отзывчивости их на воздействие стимуляторов роста;

- установить влияние Биосила, Бинорама и Бишофита на полевую всхожесть, особенности прохождения этапов органогенеза у озимой пшеницы на фоне минеральных удобрений;

- изучить влияние стимуляторов роста на изменение показателей продуктивности растений: густоты стояния, продуктивного стеблестоя, кустистости растений, параметров колоса на фоне азотно-фосфорных удобрений

- определить особенности водопотребления озимой пшеницы в зависимости от применения стимуляторов роста на различных фонах минерального питания;

- изучить влияние стимуляторов роста при регулировании доз минеральных удобрений на фотосинтетическую деятельность посевов озимой пшеницы и питательный режим почвы;

- определить зависимость технологических показателей качества зерна озимой пшеницы от воздействия предпосевных и вегетационных обработок Бишофитом, Биосилом и Бинорамом на различных фонах минерального питания;

- определить наиболее эффективное сочетание регулятора роста и дозы минеральных удобрений и дать экономическую оценку комплексному влиянию

стимуляторов роста и минеральных удобрений на продуктивность озимой пшеницы в условиях светло-каштановых почв Калмыкии.

Научная новизна работы заключается в теоретическом обосновании и экспериментальном подтверждении возможности комплексного использования стимуляторов роста и минеральных удобрений, как элемента технологии возделывания озимой пшеницы. Впервые для условий светло-каштановых почв Калмыкии установлена зависимость продуктивности озимой пшеницы от комплексного применения стимуляторов роста Бинорама, Биосила и Бишофита и минеральных удобрений.

Практическая значимость работы. Результаты исследований и разработанные агроприемы по возделыванию озимой пшеницы имеют важное практическое значение для хозяйств всех форм собственности, позволяют повысить урожайность на 11-27 %, с высоким экономическим эффектом.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на Всероссийской молодежной научной конференции «Инновационные и предпринимательские проекты среди научной молодежи (г. Элиста, 2009); международной научно-практической конференции, освященной 85-летию аграрной науки Калмыкии «Актуальные проблемы сельскохозяйственного производства» (Элиста, 2010.); 75-й научно-практической конференции «Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Северо-Кавказком федеральном округе (г. Ставрополь, 2011 г)

Основные положения, выносимые на защиту:

- Агробиологические особенности роста и развития озимой пшеницы в зависимости от комплексного применения стимуляторов роста и минеральных удобрений;

- Влияние стимуляторов роста и минеральных удобрений на водопотреб-ление озимой пшеницы сорта «Станичная»;

- Особенности формирования урожайности озимой пшеницы при использовании различных стимуляторов роста на фоне минеральных удобрений.

- Экономическая эффективность комплексного использования стимуляторов роста и минеральных удобрений, как элемента адаптивной технологии возделывания озимой пшеницы в условиях светло-каштановых почв Калмыкии.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка и внедрение разработанных агротехнических приемов возделывания мягкой озимой пшеницы проведено в 2010-2011 гг. в СПоК «Агронива» Целинного района и УПХ «Башанта» КалмГУ, на площади 420 га.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ВЛИЯНИЮ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И РОСТОСТИМУЛЯТОРОВ НА ПРОДУКЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

1.1. Роль минеральных удобрений в формировании урожайности и качества зерна озимой пшеницы

Как отмечают многие исследователи, применение агрохимикатов является необходимым условием поддержания высокой продуктивности агроэкосистемы. При оценке всех слагаемых факторов, обеспечивающих формирование урожая, основная роль принадлежит средствам химизации. В этом случае на долю удобрений приходится по разным оценкам от 30 до 50%, а в отдельные годы 60-70% прибавки урожая (Мосина, 2000).

Научные исследования Шатилова, Каюмова (1971); Филина (1987); Пе-тинова (1979); Филимонова (1983) подтверждают тот факт, что внесение минеральных удобрений способствует более экономному расходованию почвенной влаги. Доказано Луговкиным (2004); Dulas, Rikanova (1983); Greenwood, Verstraeten, Draycott (1987), что не менее важным фактором формирования урожайности озимой пшеницы наравне с агрометеорологическими условиями является и фон минеральных удобрений.

Установлено Филиным (1999); Ивановым (2004), что в научно-обоснованной системе удобрений озимых культур в конкретных почвенных условиях в зависимости от агрохимических показателей могут вноситься различные сочетания удобрений (NP,NK,NPK). Однако, наибольший эффект достигается от применения азотных удобрений.

Озимая пшеница предъявляет высокие требования к содержанию питательных веществ в почве. По данным Филина (1994) на создание 1 т зерна с учетом соломы озимая пшеница расходует 30кг -N; 12,5 кг - Р20 и 25 кг - К20. Изучению отзывчивости озимой пшеницы на применение минеральных удобрений в зоне Нижнего Поволжья посвящены работы Коровина (1973), Радова (1974), Белякова (1986), Колесниченко (1988), Губанова, Иванова (1988), Филина (1994; 2001), Лиджиева (2005), Левкина (1999) и др.

Азотные удобрения

Минеральные азотные подкормки обеспечивают высокие прибавки урожая и способствуют увеличению содержания белка в зерне, так как в силу своих агробиологических особенностей растения семейства злаковых проявляют наибольшую отзывчивость на содержание азота в почве. При недостатке азота растения озимой пшеницы формируют недостаточно мощный листовой аппарат, а в зерне снижается содержание протеина и клейковины. Многими исследователями показана положительная роль азотного питания в повышении урожайности и снижении его отрицательного действия на растения при дробном внесении в подкормку в периоды закладки и формирования элементов урожая (Касаева , 1987; Куперман, Ржакова, 1982; Ладонин, 1998).

Dubost (1987) полагает, что азот в количестве 3,5 кг/ц зерна позволяет получить максимальный урожай, но при этом содержание белка достигает 12-14 %. Чтобы получить содержание белка выше 14 % растения должны получать азота более 3,5 кг/ц зерна, т.е. больше, чем требуется для формирования оптимального урожая. В опытах Hedditch (Австрия, 1986) доказано, что наивысшая урожайность достигается при внесении всей нормы азотного удобрения с посевом или при дробном внесении в течение периода сев — кущение. Подкормка мочевиной (50 кг/га) в рядки с заделкой дисками так же эффективна (урожайность 46,0 ц/га) как и сплошное поверхностное внесение (46,3 ц/га).

Лимантова, Лашукевич, Чаховский, Малей (1986) изучали действие возрастающих норм азотных удобрений (60, 90, 120 и 150 кг/га д.в.) и сроков их внесения на урожай и качество озимой пшеницы Мироновская 808. При обработке посевов регулятором роста против полегания дробное внесение 90-120 кг/га азота не имело преимуществ перед разовым. Применение 60-90 кг/га азота в подкормку в начале трубкования не уступает по эффективности ранневесенней подкормке и повышает содержание белка в зерне на 0,8-1,1%. Применение норм азотных удобрений свыше 90 кг/га д.в. практически не обеспечило роста урожая, но существенно увеличивало расход азота на формирование единицы урожая на 4 - 5 кг. Высокие нормы

азота (159 кг/га) способствуют синтезу белка, но качество его при этом ухудшается.

Многие ученые отмечают положительное влияние азотных минеральных удобрений на зимостойкость озимой пшеницы (Филин, 1972, Сулеманова, Горшина, Баймаганова, 1990). Но по данным Стаценко (1998) насыщенные азотом растения преждевременно переходят к активной вегетации, уменьшают их зимостойкость и при возврате заморозков весной, они не способны противостоять резкому температурному перепаду, который вызывает их гибель.

Среди исследователей существует мнение о том, что внесение осенью азотных минеральных удобрений в избыточных количествах нежелательно, так как растения хуже перезимовывают (Ремесло, 1997; Полтарев, 1985; Стаценко, 1999). Рациональное внесение минеральных удобрений осенью способствует наибольшей сохранности растений после перезимовки и в конечном итоге росту урожайности. Наибольшая потребность в азоте у этой культуры отмечается в фазе выхода в трубку и колошения: в фосфоре - в первые 4...5 недель роста. В связи с этим наибольшее количество азота растения озимой пшеницы потребляют в период весенней вегетации и азотные удобрения рекомендуется вносить дробно (Адиньяев, 1985; Вавилов, Гриченко, Кузнецов, 1986;