Научное обоснование возделывания ярового ячменя различного назначения на склонах Центрального Черноземья

Дериглазова, Галина Михайловна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Научное обоснование возделывания ярового ячменя различного назначения на склонах Центрального Черноземья
ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Научное обоснование возделывания ярового ячменя различного назначения на склонах Центрального Черноземья"

На правах рукописи

Дериглазова Галина Михайловна

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА СКЛОНАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

1 б 1» Л

0050&»»1"

Орел - 2013

005058997

Диссертационная работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии Россельхозакадемии (ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ)

Научный консультант: Пыхтим Иван Григорьевич

доктор сельскохозяйственных наук

Официальные оппоненты: Казьмин Владимир Михайлович

доктор сельскохозяйственных наук, почетный работник АПК РФ, директор ФГБУ Центра химизации и хозяйственной радиологии «Орловский»

Турусов Виктор Иванович

член-корреспондент Россельхозакадемии, доктор сельскохозяйственных наук, директор Воронежского НИИСХ им В.В. Докучаева

Беседин Николай Васильевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор зав. кафедрой почвоведения, земледелия и агрохимии КГСХА

Ведущее предприятие: Белгородский Национальный исследовательский

Университет

Защита диссертации состоится «07» июня 2013 года в 14.30 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.052.01 при ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» по адресу: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, д. 69

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан / мая 2013 г. и размещен на официальном сайте ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» http://www/ore1 sau/ru и на сайте ВАК при Минобрнауки РФ http://wvAV.vak.ed.gov.ru.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью просим направлять ученому секретарю диссертационного совета ДМ 220.052.01. Факс: 8(486-2)43-13-01, (e-mail) dissovet-orelsau@yandex.ru

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор q^ ¿р /5£^Нг^тепанова

1. Общая характеристика работы

Актуальность темы. Российская Федерация является одной из крупнейших стран-производителей зерна. Зерно в России является единственным экспортируемым сельскохозяйственным товаром.

В Центрально-Черноземном регионе производится 12% зерна от общего производства в России. Курская область в Центральном Черноземье занимает среднее положение по урожайности зерновых и зернобобовых культур. Ведущей зерновой культурой в Курской области является яровой ячмень, на долю которого приходится до 48 % посевных площадей зерновых культур, а доля его валового сбора составляет 42,5 % от общего производства зерна.

Существующие технологии по возделыванию ярового ячменя не позволяют учитывать особенности возделывания культуры на склоновых землях (хотя в Центральном Черноземном регионе 69 % пахотных угодий располагаются на склонах). В связи с этим проблемы усовершенствования технологий возделывания ярового ячменя различного назначения на склонах Центрального Черноземья остаются весьма актуальными и своевременными. Это подтверждается принятой целевой программой Министерства сельского хозяйства РФ «Пивоваренный ячмень и солод», которая предусматривает ускорение работ по селекции и семеноводству пивоваренных сортов ячменя и разработке технологий их возделывания.

Цель и задачи исследования. Целью предоставленной работы является обоснование и разработка основ повышения урожайности и качества зерна ярового ячменя на склонах Центрального Черноземья на черноземах типичных.

Для достижения цели предусматривалось решение вытекающих задач:

- изучить влияние погодных условий, местоположения посевов в рельефе и плодородия почвы на урожайность ячменя;

- выявить влияние состава культур в севообороте, различных способов основной обработки почвы, мелиорации почвы, основного внесения удобрений на урожайность и показатели качества зерна ячменя;

- изучить действие некорневых подкормок посевов в фазу кущения культуры микроудобрениями и комплексными удобрениями на урожайность и показатели качества зерна ячменя;

- определить оптимальный тип технологии возделывания ярового ячменя;

- дать экономическую и биоэнергетическую оценку технологиям возделывания ячменя.

и удобрений (патент на изобретение Е.П. Проценко, Г.М. Дериглазова «Способ возделывания ярового ячменя на склоновых землях» 1Ш 2334386, 2008), при использовании которых впервые появляется возможность получать высокую урожайность с требуемым качеством зерна. Определена оптимальная по интенсивности технология возделывания культуры для таких условий.

Практическая значимость работы заключается в том, что результаты проведенных исследований могут быть использованы для рекомендаций по технологии выращивания ячменя различного назначения в условиях склонового рельефа. Разработанные в диссертации положения позволят специалистам сельского хозяйства всех форм собственности более обоснованно подходить к выбору основных элементов оптимальных технологий при возделывании ячменя, позволяющие избежать заведомо неэффективных затрат материально-технических ресурсов.

Основная концепция технологии возделывания ярового ячменя с заданными показателями качества в адаптивно-ландшафтном земледелии, обоснованная в диссертационной работе, представлена в книге «Технологии XXI века в АПК России» (Москва, 2011 г.) и приведена в Федеральной базе данных агротехнологий (ФГБНУ «Росинформагротех»). Работа внедрена в производство (КФХ «Лесное» Солнцевского района Курской области).

Основные защищаемые положения:

1. Значение природных факторов в изменении урожайности ячменя.

2. Урожайность и качество зерна ячменя на черноземе типичном в зависимости от севооборота, удобрений и способов обработки почвы.

3. Существенное влияние на урожайность и качество зерна ячменя оказывает интенсивность агротехнологии, при которой возделывается культура.

4. Экономическое и экологическое преимущество возделывания ячменя по нормальной технологии.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и получили положительную оценку на заседаниях Ученого Совета ВНИИЗ и ЗПЭ, на научно-практических конференциях Курского отделения Докучаевского общества почвоведов в г. Курске (2001, 2003, 2005-2012 гг.), на V и VI Всероссийской школе молодых ученых в г. Курске (2005 г.) и в г. Волгограде (2006 г.) и на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях в г. Курске (2002, 2005, 2007, 2010, 2012 гг.), в Каменной степи Воронежской области (2008 г.), в г. Москве (2009 г.).

Структура и объем работы: Диссертационная работа изложена на 272 страницах, включает 49 таблиц и 22 рисунка. Состоит из введения, 7 глав, выводов, предложений производству и приложений. Библиографический список включает 410 наименований, в том числе 33 зарубежных автора.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 49 работ, из них 18 в рецензируемых журналах, в том числе две монографии и патент на изобретение.

Автор искренне благодарна доктору с.-х. наук, профессору |Г.А. Чуяну|. Выражает признательность своему научному консультанту доктору с.-х. наук И.Г. Пыхтину за внимание к работе, ценные советы и рекомендации. Благодарна кандидату с.-х. наук Боевой H.H., докторам с.-х. наук, профессору Проценко Е.П. и Здоровцову И.П,, а также всем сотрудникам лаборатории агрохимии и земледелия ВНИИЗ и ЗПЭ.

2. Объекты и методика исследований

Объекты исследований. Основные исследования проводились в стационарном многофакторном полевом опыте ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ в ОПХ «Панинское» (Курская область, Медвенский район) в 2001-2006 гг. лично автором, с привлечением данных лаборатории земледелия за 1985-2000 гг.; а также в научно-производственном опыте по изучению эффективности агротехнологий разного уровня интенсивности, проведенных лично автором в 2007-2009 гг., заложенном там же; в научно-производственном опыте с некорневым внесением микро- и комплексных удобрений в 2006-2009 гг., заложенном лично автором в Курском НИИАПП.

Многофакторный полевой опыт

Опыт проводится с целью комплексного изучения основных элементов систем земледелия, установления лимитирующих факторов, ограничивающих урожайность сельскохозяйственных культур, выяснения влияния факторов на процессы почвенного плодородия и развитие эрозии. В схему многофакторного полевого опыта по моделированию систем земледелия включены важнейшие составляющие факторы: рельеф, севообороты, способы основной обработки почвы, органические и минеральные удобрения, мелиорация (табл. 1).

Таблица 1 - Схема многофакторного полевого опыта

Факторы Уровни варьирования

- 0 +

Экспозиция склона северная водораздел южная

Севообороты (% многолетних бобовых трав) 0 25 50

Основная обработка почвы плоскорезная 20-22 см отвальная 20-22 см мелкая безотвальная 8-10 см

Органические удобрения, т/га севооборотной площади 0 6 12

Минеральные удобрения, кг/га д.в. 0 N30 Р30К30 N6oPioK6o

Са-содержащие мелиоранты, т/га 0 0 2

Схема опыта блоковая. Набор вариантов неполнофакторный. Расположение делянок рендомизированное. Связующим звеном между блоками является схема Бокса-Бенкина 3x3x3. Размер делянок - на водораздельном плато и на склоне южной экспозиции 100 м2 (5x20),а на склоне северной экспозиции 200 м2 (5x40), крутизна склонов от 3 до 7°. Повторность вариантов — двукратная.

Опыт с некорневым внесением микро- и комплексных удобрений. В данных исследованиях ставилась цель - оценить роль как отдельных микроудобрений (хелата железа, молибдена, хелата цинка, хелата меди, хелата марганца, борной кислоты и смеси микроэлементов), так и комплексных удобрений (Акварина (1,5 и 3,0 кг/га), Бишофита (2 и 4%), Аквадона (1 %), Экстраксола (1 %), Биогумуса (15 %), Аквамикса (1 %) и Лигногумата (1 %)) на урожайность и качество зерна ячменя при некорневой обработке посевов методом опрыскивания листьев в фазу кущения культуры. Исследования проводились на черноземе типичном сред пегому сном тяжелосуглинистом в Курском НИИ АПП в течение 2006-2009 гг. Агрохимическая характеристика пахотного слоя следующая: содержание гумуса 5,5 %, Нг - 2,0 мг-экв. на 100 г почвы, рН водное - 6,2, N о6щ. - 0,30 %, подвижного фосфора Р205 - 9,0 мг д.в./100 г, обменного калия К20 - 18,6 мг д.в./100 г почвы. Размер посевной делянки - 204 м2 (34x6). Повторность вариантов двукратная. Исследуемый сорт ячменя - Суздалец. Количество отдельных микроэлементов, внесенных в хелатной форме, рассчитывалось в соответствии с их концентрацией при применении 3 кг/га Акварина, растворенного в 300 л раствора.

Опыт по изучению эффективности агротехнологий разного уровня интенсивности. Опыт по поиску оптимальной технологии возделывания ярового ячменя проводился в научно-производственном опыте ВНИИЗ и ЗПЭ в течение 2007-2009 гг. В эксперименте изучались два типа технологий различной интенсивности: нормальная (базовая) и интенсивная. Яровой ячмень сорта Суздалец возделывался в следующем севообороте: пар (черный в базовой технологии и сидеральный в интенсивной) - озимая пшеница - сахарная свекла -гречиха - ячмень. Размер опытных делянок - 21,6x250 м. Повторность двукратная. При возделывании по интенсивной технологии, кроме комплекса агротехнических работ, проведенных при базовой технологии, дополнительно применялась улучшенная зяблевая обработка почвы, возрастала доза вносимых минеральных удобрений (с К46Рз9К28 до М77Р65К4о), проводилась химическая защита посевов. При закладке научно-производственного опыта (2002 г.) на черноземе типичном пахотный слой почвы имел следующие характеристики: содержание гумуса 5,8 %, Нг - 3,8 мг-экв. на 100 г почвы, рН солевая - 5,6, Мщг

- 20,50 мг/100г, подвижного фосфора Р205 - 13,0 мг/100 г, обменного калия К20

- 12,0 мг/100 г почвы (Е.В. Шутов, А.В. Гостев, 2008; А.В. Гостев, 2009).

Исследования сопровождались следующими учетами и наблюдениями: количество растений на 1м2, из них продуктивных и непродуктивных; кустистость; длина растения; длина и ширина листьев; длина и ширина колоса; озерненность, а также химические анализы на содержание в растении Ы, Р205, К20.

Учет урожая во всех опытах проводили прямым комбайнированием комбайном «8агпро-500». При уборке отбирались пробы зерна весом 2,5 кг. После периода послеуборочного дозревания зерна проводились исследования его качества по ГОСТам. Определяли следующие показатели: натуру зерна (ГОСТ 10840-64), массу 1000 зерен (ГОСТ 10842-89), крупность (ГОСТ 3048397), выравненность (ГОСТ 30483-97), энергию и способность прорастания

(ГОСТ 10968-88), содержание в зерне основных элементов питания (азота, фосфора и калия), содержание белка расчетным методом (по азоту) и экстрактивность зерна расчетным методом по формуле Бишопа.

Для характеристики качества зерна и соответствия его определенному назначению сверяли его качественные показатели по ГОСТу 5060-86 (Ячмень, поставляемый для пивоварения), ГОСТу 6378-84 (Ячмень, для переработки в крупу) и ГОСТу 16470 - 84 (Ячмень. Требования при заготовках (на ячмень, предназначенный для продовольственных и кормовых целей).

Отбор почвенных проб пахотного слоя (0-20 см) по вариантам опыта для агрохимической характеристики почвы осуществлялся осенью после завершения ротации севооборота. В смешанных почвенных образцах определяли: pH в 0,1н KCL вытяжке потенциометрическим методом (ГОСТ 26483-85), гидролитическую кислотность - по Каппену (ГОСТ 26212-91), щелочногидролизуемый азот - по Корнфилду, фосфор подвижный - по Чирикову (ГОСТ 26204-91), калий подвижный - по Чирикову (ГОСТ 26204-91).

Полученные данные обрабатывались дисперсионным, регрессионным и корреляционным методами анализа (Б.А. Доспехов, 1985), с помощью программ Microsoft office- Word, Excel, STATGRAP.

Результаты и их обсуждение 3. Изменение урожайности ячменя в зависимости от природных факторов. 3.1 Условия погоды. В годы исследований условия погодны значительно отличались. Наблюдалось большое варьирование как суммы активных температур, так и суммы осадков по годам.

Наблюдения за влиянием погодных условий на уровень урожайности ячменя при его выращивании в зернопаропропашном севообороте на северном склоне были проведены в многофакторном полевом опыте ОПХ ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ по четырем полям с 1985 года по 1998 год. Обработка массива данных в варианте без применения удобрений показала, что размах варьирования урожайности составлял от - 13,4 до 11,0 ц/га от средней величины. Среднюю величину в 29,3 ц/га, в таком случае можно считать обусловленной типичными условиями погоды. Отклонения от этой величины в большую сторону достигало 37,5 %, в меньшую 45,7 %. Математическая обработка данных методом регрессионного анализа позволила получить уравнение, из которого следует, что урожайность зависела на 49 % от погодных условий года и на 42 % от внесения минеральных удобрений.

Исследуя корреляционную зависимость урожайности от погодных условий года, установлено, что ячмень негативно относится к недостатку влаги в весенний период (в фазу всходы - колошение), в то время как повышенное количество осадков в июле, к моменту полной спелости, способствовало полеганию посевов и снижению урожая культуры.

Данное предположение было подтверждено при исследовании корреляционной зависимости урожайности зерна от погодных условий года в зернопаропропашном севообороте при возделывании культуры в агроландшафте в течение 1986-2006 гг. Кроме этого, было выяснено, что

урожайность ярового ячменя возрастала при повышении среднемесячной температуры воздуха по сравнению со среднемноголетней нормой в мае при появлении всходов культуры и при невысокой температуре в летний период (июнь, июль).

Обобщая требования ярового ячменя к отдельным метеорологическим факторам, можно сказать, что эта культура при относительно малой потребности к теплу и общему количеству влаги все же достаточно чувствительно реагирует на распределение всех этих условий за период вегетации.

3.2 Место размещения посевов в агроландшафте. Изучение влияния экспозиции склона на рост и развитие ячменя было проведено в многофакторном полевом опыте ВНИИЗ и ЗПЭ в 2001-2002 гг. Исследование динамики роста культуры проводилось по фазам роста культуры. Опытные данные показали, что в начальные периоды роста средняя масса растения и его высота были примерно одинаковыми на всех вариантах опыта, но в дальнейшем эти показатели были несколько выше на водораздельном плато, что связано с более благоприятными условиями питания. Надо отметить, что на склонах и водораздельном плато нарастание высоты и массы растений происходило по-разному. На водоразделе и склоне южной ориентации к фазе колошения растения достигли своей максимальной массы и высоты. На склоне теневой экспозиции высота и масса растений на контроле продолжала увеличиваться вплоть до уборки культуры. Это можно объяснить утверждением Бадаляна E.H. и др. (1997) о том, что на склоне солнечной ориентации быстрее теряется накопленная в почве влага, и этот склон отличается худшими агрономическими свойствами. На удобренных вариантах северного и южного склона растения ячменя развивались лучше, чем в варианте без удобрений, а на водоразделе заметной разницы не наблюдалось.

Математическая обработка полученных данных методом дисперсионного анализа показала, что на высоту растений ячменя оказывали значительное влияние минеральные удобрения. Причем в 1-й срок отбора, когда потребление их слабое, доля варьирования составляла 67 %, а в последующем более 80 %. На формирование массы растений ячменя в начальный период его роста наибольшее влияние оказывало внесение минеральных удобрений. В дальнейшем разница в значимости факторов сглаживалась.

В вопросе о наиболее благоприятном склоне для возделывания ярового ячменя с высокой урожайностью нет единого мнения ученых. Проведенными исследованиями в ОПХ ВНИИЗиЗПЭ на протяжении шести ротаций, установлено, что в зернопаропропашном севообороте урожайность на водораздельном участке была выше, чем на склоне северной экспозиции на 10,1 ц/га, а по сравнению с южноориентированным склоном - на 10,3 ц/га. В зернотравянопропашном севообороте за такой же период урожайность на северном склоне составила 25,3 ц/га, а на южном - 25,0 ц/га. Как мы видим, достоверной разницы между урожайностью на склонах в этих севооборотах не наблюдалось. В зернотравяном севообороте урожайность на водораздельном

участке составляла 31,5 ц/га, на склоне северной экспозиции - 19,5 ц/га, на южной - 22,6 ц/га. Различие в средней урожайности между северной и южной экспозицией составило 3,1 ц/га в пользу последней (НСР05 2,1). Следовательно, в зернотравяном севообороте при возделывании на склонах преимущество имеет выращивание культуры на южной экспозиции.

Из данных наблюдений можно сделать вывод, что наибольшая урожайность ярового ячменя формируется при возделывании его на водораздельных участках независимо от состава культур в севообороте, а при выращивании на склонах имеет значение тип севооборота.

С помощью математической обработки данных урожайности ярового ячменя за 6 ротаций севооборота установлено, что в зависимости от рельефа доля влияния изучаемых факторов на урожайность ячменя изменяется.

Так, на склоне северной экспозиции урожайность ячменя зависела в большей степени от внесения минеральных удобрений и от состава культур в севообороте, наименьшее значимое влияние наблюдалось от совместного действия севооборота с минеральными удобрениями (рис. 1).

На водораздельном пространстве главным воздействующим фактором на варьирование урожайности ячменя являлся состав культур в севообороте. Вторым фактором - внесение минеральных удобрений. Так же, как и на северном склоне значимо взаимодействие севооборота с минеральными удобрениями (рис. 2).

На склоне южной экспозиции действие минеральных удобрений определяет большую часть полученного урожая (рис. 3).

Рисунок 1 - Доля влияния факторов на варьирование урожайности ячменя на северном склоне

Рисунок 2 - Доля влияния факторов на варьирование урожайности ячменя на водоразделе

и минеральные удобрения Рсевооборот ^севооборот* мин уд

Рисунок 3 - Доля влияния факторов на варьирование урожайности ячменя на южном склоне

| ^минеральные удобрения а севооборот о севооборот - минуд ооргзн.уд.|

Действие севооборота опять уходит на второй план. Остается значимым и совместное действие севооборота и минеральных удобрений. На этом склоне было значимо и последействие органических удобрений.

Таким образом, урожайность ярового ячменя в значительной степени зависит от экспозиции склона. На водораздельном участке главным фактором, влияющим на урожайность зерна, выступает состав культур в севообороте, а на склонах - первостепенное значение имеет внесение минеральных удобрений.

3.3 Плодородие почвы. Мало найдется таких почв, как чернозем, о котором было столько сказано и написано. Занимая 7 % территории бывшего Советского Союза, они давали 80 % всей земледельческой продукции страны.

Изучение агрохимических и физико-химических показателей плодородия почвы в зернопаропропашном севообороте в многофакторном опыте показало, что на склоне северной экспозиции почва обладала слабокислой и близкой к нейтральной реакции среды. Это объясняется климатическими особенностями склона. На водораздельном плато рН почвенного раствора уже несколько меньше и варьировало от слабокислой до нейтральной реакции. На склоне южной экспозиции, где наблюдается некоторое иссушение почвы и большая степень эродированности, кислотность почвы была слабощелочной.

При рассмотрении зависимости урожайности исследуемой культуры от рН почвенного раствора установлено, что наибольшей зависимостью отличалась полученная урожайность на водораздельном пространстве (коэффициент корреляции г= - 0,94). Урожайность на слабощелочной почве южного склона практически не зависела от данного показателя.

Содержание азота в почве является важнейшим показателем её потенциального плодородия. Территориальное распределение содержания щелочногидролизуемого азота в опыте коррелирует с содержанием гумуса. Поэтому наибольшее его количество было отмечено на водораздельном плато, несколько меньшее - на склоне северной экспозиции.

На склоне северной и южной экспозиции с увеличением содержания щелочногидролизуемого азота в почве урожайность культуры увеличивалась (рис. 5).

т 50

^40 .о

Ь 30 о .1 20

П5

о 10 а.

>< п

- южный склз».........................................................^ ...... водораздел Рисунок 5

...у.Е-ЗД5* - лздг...........^—•"•Ч*т>» 1,1» Зависимость урожай.......................-...........К-гА-45-...... ности ячменя от

^северный силон........... содержания щелочно-

у=4,б§х-48,77

гидролизуемого азота почвы в агро-ландшафге

15 16 17 18 19 20 21

♦ северный склон «водораздел * южный склон

На водораздельном плато увеличение урожайности от исследуемого показателя наблюдалось, но уже в меньшей зависимости.

Суммарное количество нитратного и аммонийного азота в пахотном слое существенно различалось по склонам. Наибольшее его количество содержалось в пахотном слое водораздельного плато (2,00 мг/100 г почвы), немного меньше

в почве северного склона (1,83 мг/100 г почвы) и еще меньше на склоне южной экспозиции (1,65 мг/100 г почвы). В составе минеральных форм азота наибольшую долю занимал аммонийный азот - от 67,7 до 80,5 %, соответственно на долю нитратного азота приходилось 19,5-32,4 %.

Содержание нитратного азота на склоне северной экспозиции сильно варьировало и в среднем составило 0,52 мг/100 г, что было наибольшим значением по сравнению с другими экспозициями. Наименьшее содержание аммонийного азота отмечалось на склоне южной экспозиции (в среднем 1,16 мг/100 г почвы).

Содержание подвижного фосфора после прохождения шести ротаций севооборота в варианте без удобрений на северном склоне было на 7,4 мг/100 г почвы ниже, чем в почве южного склона и на 6,0 мг/100 г ниже почвы водораздельного участка. С увеличением содержания фосфора в почве урожайность зерна ячменя достоверно повышалась на водоразделе и склоне северной экспозиции.

Наибольшее количество подвижного калия, в среднем по вариантам опыта, содержалось в слабосмытых почвах южного склона, что выше водораздела и северной экспозиции соответственно на 1,3 и 1,6 мг/100 г почвы. Регрессионный анализ показал, что при увеличении содержания калия в почве увеличивалась урожайность на всех склонах на примерно одинаковую величину.

Таким образом, варьирование агрохимических свойств чернозема типичного по различным экспозициям агроландшафта не отмечалось столь существенно, чтобы внести значительные различия в продуктивность ячменя и его качественных показателей.

4. Формирование урожайности и качества зерна ярового ячменя в агроландшафте в зависимости от агротехнических приемов 4.1 Состав культур в севообороте. При бессменных посевах ярового ячменя на водораздельном участке в многофакторном полевом опыте ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ урожайность культуры в среднем за 5 лет по вспашке составляла 18,8-19,2 ц/га, а при безотвальной обработке почвы 16,1-19,7 ц/га в зависимости от использования удобрений (табл. 2).

Таблица 2 - Изменение урожайности и показателей качества ярового

ячменя при бессменном возделывании в зависимости _от способа обработки почвы и удобрений

Способ основной обработки почвы Внесение удобрений Урожайн ость (среднее за 5 лет), ц/га Показатели качества (среднее за 2002,2005, 2006 гг.) Назначение

натура, г/л масса 1000 зерен,г крупность, % энергия прорастания, % белок, %

Вспашка 0 18,8 526 37,3 57 84 11,1 фуражное

ИбоРбоКбо 19,2 528 37,6 59 79 10,7 фуражное

Плоскорезная 0 16,1 531 38,5 55 81 10,1 фуражное

1^боРбоКбо 19,7 532 37,7 55 81 10,1 фуражное

НСР05 1,6 3 0,8 3 2 0,5 -

Урожайность при бессменном возделывании ячменя в большой степени (на 90%) зависела от погодных условий года возделывания культуры. При применении минеральных удобрений урожайность культуры достоверно возрастала практически всегда. Изменение способа основной обработки почвы при бессменном посеве культуры влияло в меньшей степени, чем внесение минеральных удобрений. Это подтверждается полученным линейным регрессионным уравнением:

У= 30,87-6,22х, 112=74, где

у - урожайность ярового ячменя, ц/га; х - год наблюдения.

Доля влияния удобрений в варьирование урожайности ячменя при бессменном его посеве оказалась всего 4 %, а обработки почвы только 1 %.

При рассмотрении качества зерна ячменя при таком посеве можно отметить, что изучаемые показатели в зависимости от внесения удобрений и способа обработки почвы значительно не изменялись. Зерно при бессменном возделывании ярового ячменя может быть использовано только как фуражное.

Исследования по возделыванию ярового ячменя в трех наиболее распространенных севооборотах Центрально-Черноземного района показали, что урожайность ярового ячменя подвержена значительным колебаниям по годам и зависит от множества факторов. Среднее значение урожайности по всем годам исследований, независимо от удобренности вариантов свидетельствует о том, что на северном склоне в зернотравяном севообороте продуктивность культуры ниже, чем в зернопаропропашном севообороте на 7,7 ц/га, и на 6,4 ц/га, чем в зернотравянопропашном или на 22 и 19%

Рисунок 6 - Влияние экспозиции склона и вида севооборота на

урожайность ячменя (в среднем за 6 ротаций севооборота)

Различия в урожайности зерна, полученного в зернопаропропашном и зернотравянопропашном севооборотах, были несущественными и составили 1,7 ц/га.

На водораздельном плато наличие пропашной культуры в севообороте обеспечивало увеличение урожайности. При возделывании ярового ячменя на южном склоне наименьшее снижение в урожайности, по сравнению с водоразделом, было в зернотравяном севообороте, здесь урожайность снижалась на 6,5 ц/га, в то время как в зернотравянопропашном на 7,9 ц/га, а в зернопаропропашном на 8,0 ц/га. Но в процентном соотношении это

увеличение было практически равным - 20,2; 20,3 и 19,7% соответственно. Высокая урожайность на всех экспозициях была получена при посеве по сахарной свекле и составила 32,6 ц/га.

Анализ показателей качества зерна на всех элементах рельефа показал, что с введением в состав севооборота трав уменьшается не только урожайность, но и все анализируемые показатели качества зерна ухудшаются (табл. 3).

Таблица 3 - Изменение качества зерна ячменя в зависимости от состава культур в севообороте, склона и удобрений (в среднем за 2002,2006 гг.)

Севооборот Мин. удобрения Физические показатели качества Химические показатели качества зерна, % Назначение зерна

натура. г/л масса 1000 зерен, г крупность, % выравнен- ность, % энергия прорастания, % белок N РА К20 экстр активность

Северный склон

Зернопаро пропашной 0 618 45,8 83 96 94 10,2 1,64 0,75 0,57 81,2 пивовар.

^боРбоКад 619 45,1 76 94 95 _] 11,7 1,87 0,80 0,58 79,8 пивовар.

Зернотравяно-пропашной 0 602 44,0 78 92 96 12,1 1,94 0,75 0,57 79,3 кормовое

НЛоКбо 614 45,9 78 98 98 12,5 2,00 0,80 0,59 79,3 кормовое

Зернотравяной 0 572 36,0 62 74 95 13,8 2,20 0,99 0,61 76,7 кормовое

К-згД'лгК^о 579 38,8 68 81 95 14,2 2,28 1.07 0,64 76,7 кормовое

Водораздельный участок

Зернопаро пропашной 0 637 45,7 82 96 98 10,8 1,73 0,78 0,56 80,7 пивовар.

М6„р6„к60 632 44,5 74 92 98 11,8 1,90 0,80 0,58 79,6 пивовар.

Зернотравяно-пропашной 0 «30 45,3 78 93 98 12,8 2,05 0,80 0,58 78,9 крупяное

634 45,2 80 94 98 13,2 2,12 0,80 0,58 78,6 крупяное

Южный склон

Зернопаропро-пашной 0 615 45,0 78 95 98 12,2 1,96 0,80 0,58 79,4 кормовое

ЫвдРбоКбО 610 45,2 77 94 . 98 13,0 2,08 0,81 0,58 78,7 кормовое

Зернотравяно-пропашной 0 631 44,6 80 95 98 12,6 2,02 0,78 0,57 79,0 крупяное

^оРбоКбо 633 45,2 82 95 98 13,4 2,14 0,80 0,58 78,4 крупяное

Зернотравяной 0 620 41,6 66 87 84 14,0 2,24 1,01 0,63 77,3 кормовое

624 43,5 66 88 89 14,5 2,32 1,12 0,65 77,2 кормовое

НСР 5 0,7 3 3 2 0,6 0,05 0,02 0,02 0,4

С помощью математической обработки данных методом регрессионного анализа были получены линейные уравнения зависимости показателей качества от исследуемых факторов. Содержание азота в зерне и, соответственно, содержание белка, оказались самыми зависимыми показателями, на которые воздействовали все факторы. Их зависимость описывалась следующим уравнением регрессии, значимым на 99 % уровне:

У=10,525+1,56x1+1,53х2+0,73х3-0,7 х, х2, Я2=96, где у - содержание белка в зерне ячменя, %; X) - экспозиция склона (0-северная; 1-южная);

х2 - севооборот (0-зернопаропропашной; 1-зернотравянопропашной; 2-зернотравяной);

х3 - дозы минеральных удобрений (0-без удобрений; 1 - Ы«,РбоКбс). Полученное уравнение показывает, что содержание белка в зерне ячменя увеличивалось при размещение посевов от северного склона к южному и с введением в состав севооборота трав, в то же время при взаимодействии севооборота со склоном оно уменьшалось.

Натура зерна зависела от вида севооборота и экспозиции, и ее зависимость описывалась следующим уравнением регрессии, значимым на 99 % уровне: У=619,8-20,1х2+23,4 х, х2, Я2=85, где у - натура зерна ячменя, г/л; X)-экспозиция склона (0-северная; 1-южная);

х2 - севооборот (О-зернопаропропашной; 1-зернотравянопропашной; 2-зернотравяной).

Из уравнения видно, что введение в севооборот многолетних трав уменьшает показатель натуры зерна, но совместное действие факторов склона возделывания и состава культур в севообороте увеличивало данный показатель.

Остальные исследуемые показатели качества зерна зависели, главным образом, от типа севооборота. Выяснилось, что с введением в состав севооборотов многолетних трав масса, крупность, выравненность и экстрактивность зерна уменьшались, а содержание питательных элементов в зерне увеличивалось. Это связано с тем, что при возделывании ячменя в зернопаропропашном севообороте наблюдалось накопление минеральных форм азота и влаги, снижение засоренности посевов.

Зерно, выращенное в зернопаропропашном севообороте на водораздельном участке и на североориентированном склоне, имело более высокие физические показатели качества и по требованиям ГОСТа 5060-86 соответствовало ячменю, поставляемому для пивоварения (табл. 3). При возделывании ярового ячменя в зернотравянопропашных севооборотах на южноориентированных склонах и водораздельных участках зерно пригодно для переработки в крупу. В зернотравяном севообороте полученное зерно на всех элементах рельефа может быть использовано только для кормовых целей.

Это можно объяснить двумя факторами — долей трав в севообороте и влиянием экспозиции склона. Дело в том, что на водораздельных участках и на южноориентированных склонах введение трав в состав севооборота увеличивает количество гидролизуемых и подвижных форм азотных соединений, способствуя повышению содержания белка в зерне, в то же время натура зерна остается высокой, что позволяет получить высокобелковое зерно на крупу. Очень важным фактором при выборе севооборота является также наличие пара, роль которого не исчерпывается накоплением влаги и минеральных форм азота. В пару увеличивается содержание как подвижных форм фосфора и калия, так и степень их подвижности, что способствует улучшению пивоваренного качества зерна ячменя.

Известно, что на североориентированных склонах и водораздельных участках поступление солнечной радиации и тепла меньше, чем на южноориентированных, поэтому биохимические процессы и биологическая активность почвенных организмов снижены, все процессы протекают менее активно. В связи с меньшей подвижностью азота замедляется его поступление в растение, повышая в то же время урожайность культуры и улучшая показатели качества зерна ячменя. Кроме того, хорошая обеспеченность влагой на североориентированных склонах и водораздельных участках также способствует повышению его урожайности.

Таким образом, использование определенного сочетания местоположения в рельефе с составом культур в севообороте позволяет прогнозировать получение низкобелкового зерна с высокой урожайностью и желаемыми пивоваренными показателями качества, а также высокобелкового зерна с крупяными показателями качества (патент на изобретение Е.П. Проценко, Г.М. Дериглазова «Способ возделывания ярового ячменя на склоновых землях»).

4.2 Способы основной обработки почвы. В наших исследованиях по изучению влияния способов основной обработки почвы на урожайность ячменя в многофакторном полевом опыте в среднем за 6 ротаций зернопаропропашного севооборота урожайность колебалась в широких пределах (от 18,5 до 46,7 ц/га, табл. 4).

Таблица 4 - Изменение урожайности ячменя в зернопаропропашном

севообороте в зависимости от способа обработки почвы и агроландшафта

Способ обработки Урожайность, ц/га

почвы 1986 1990 1994 1998 2002 2006 X

Северный склоп

Вспашка 37,5 44,7 . 36,3 20,9 31,9 35,4 34,4

Плоскорезная 33,5 40,9 29,4 17,9 31,8 24,1 29,6

Мелкая безотвальная 34,2 41,2 30,6 21,3 33,7 31,5 32,1

НСР05 1,2 0,9 2,3 1,1 1,3 1,8 2,1

Водораздел

Вспашка 43,5 46,7 43,0 29,7 43,1 37,7 40,6

Плоскорезная 41,2 46,7 38,5 25,8 35,8 36,1 37,4

Мелкая безотвальная 43,3 45,0 32,9 28,3 36,2 35,2 36,8

НСР„, 1,5 1,1 1Д 1,2 1,4 1,2 1,8

Южный склон

Вспашка 40,3 46,6 34,2 18,8 28,8 37,7 34,4

Плоскорезная 40,2 45,5 33,4 18,5 26,0 36,1 33,3

Мелкая безотвальная 37,2 41,1 30,3 19,9 29,2 35,2 32,5

НСР„; 1,0 1,0 0,9 0,9 1,1 1,3 1,4

В большой степени на изменение урожайности культуры повлияли погодные условия года.

На склоне северной экспозиции самая высокая урожайность в зернопаропропашном севообороте формировалась при вспашке поля, чуть ниже была при мелкой безотвальной обработке и наименьшая при проведении плоскорезной обработки. На водораздельном плато, так же как и на склонах, вспашка оказалась наиболее эффективным приемом обработки почвы для получения высокого урожая ячменя. По плоскорезной и мелкой безотвальной обработке почвы урожайность была практически на одном уровне. На южном склоне разница между различными обработками почвы сглаживалась.

При изучении доли влияния факторов в варьирование урожайности ячменя в данном севообороте выяснилось, что в большей степени данный показатель варьировал из-за погодных условий года (63 %), меньше от условий возделывания в агроландшафте (26 %), то есть, от склона, и незначительная доля приходилась на способ основной обработки почвы (7 %). Следовательно, по мере снижения в варьирование урожайности ячменя в зернопаропропашном севообороте воздействующие факторы можно ранжировать в следующей последовательности: условия года > рельеф > способ основной обработки почвы.

Исследования, проводимые еще в двух севооборотах — зернотравянопропашном и зернотравяном на северном склоне показали, что наибольшая урожайность в зернотравянопропашном севообороте, так же как и в предыдущем, формировалась при отвальном способе обработки почвы (табл. 5).

Таблица 5 - Средняя урожайность зерна ячменя на северном склоне в зернотравянопропашном и зернотравяном севооборотах в зависимости от способа обработки почвы

Способ обработки почвы Урожайность, ц/га

1986 | 1990 | 1994 | 1998 | 2002 2006 X

Зернотравянопропашной севооборот

Вспашка 34,7 43,7 34,7 17,9 34,0 30,9 32,6

Плоскорезная 32,1 39,2 33,7 - 28,8 22,5 31,2

Мелкая безотвальная 31,6 37,2 31,3 18,1 27,2 24,2 28,2

НСРоз 0,7 0,9 1,0 0,5 0,9 1,1 1,2

Зернотравяной севооборот

Вспашка 30,9 28,8 31,3 17,7 21,0 24,2 25,6

Плоскорезная 29,1 33,3 28,1 19,1 19,8 19,0 24,7

Мелкая безотвальная 33,6 29,2 33,6 12,6 15,6 12,6 22,8

НСР05 0,9 0,7 1,1 1,8 1,4 1,0 1Д

Средняя урожайность за 6 ротаций зернотравянопропашного севооборота, полученная по вспашке, достоверно превышала урожайность по плоскорезной обработке на 1,4 ц/га, а по мелкой безотвальной - на 4,4 ц/га (при НСР05 1,2). В зернотравяном севообороте достоверной разницы между вспашкой и плоскорезной обработкой не наблюдалось.

Наименьшая урожайность была получена в варианте с мелкой безотвальной обработкой почвы.

Использование математических методов обработки данных во всех севооборотах показало, что наибольшее влияние в формирование урожайности ячменя в многофакторном опыте, без учета влияния уровня удобренности, внес состав культур в севообороте, чуть меньший - экспозиция склона и наименьший - способ обработки почвы. Зависимость урожайности ячменя от типа севооборота и способа основной обработки почвы на северном склоне описывается следующим уравнением регрессии, значимом на 99 % уровне. У= 34,4-1,бхгЗ,8х2; Я =82, где у - средняя урожайность, ц/га;

XI - способ основной обработки почвы (0-вспашка; 1- плоскорезная; 2-мелкая безотвальная);

х2 - севооборот (О-зернопаропропашной; 1-зернотравянопропашной; 2-зернотравяной).

Из данного уравнения видно, что замена вспашки на плоскорезную и мелкую безотвальную обработку почвы и увеличение доли многолетних трав в севообороте ведет к снижению урожайности.

При выборе способа основной обработки почвы нужно рассмотреть качество получаемого зерна. Наилучшие показатели качества зерна ячменя были получены на водораздельном плато. Регрессионное уравнение, описывающее зависимость содержания белка в зерне ячменя в

зернопаропропашном севообороте от исследуемых факторов, значимое на 99 % уровне, выглядит следующим образом:

У=10,5-1,6х,+1,02х2+0,55хз, Я2=90, где

у - содержание белка в зерне ячменя, %;

X!- способ обработки почвы (0-вспашка; 1-плоскорезная);

х2 - дозы минеральных удобрений (0-без удобрений; 1 - М60Р6оКбо); -экспозиция склона (О-северная; 1-водораздел; 3-южная).

Содержание белка в зерне ячменя является единственным из показателей качества, на который достоверно повлиял способ основной обработки почвы.

Содержание фосфора в зерне ячменя, также как и энергия прорастания, увеличивалось от северного к южному склону.

При изменении способа основной обработки почвы назначение зерна не изменялось. Таким образом, способ основной обработки почвы в вопросе формирования качества зерна является менее значимым из всех исследуемых факторов.

4.3 Известкование почвы. Повышение кислотности почвы неблагоприятно воздействует на выращивание ячменя. Оптимальные условия для роста и развития культуры формируются на почвах с близкой к нейтральной и нейтральной реакцией почвенного раствора.

В наших опытах с внесением извести, органических и минеральных удобрений на северном склоне (на слабокислой и близкой к нейтральной кислотности почве) урожайность ячменя за годы исследований значительно изменялась.

В зернопаропропашном севообороте средняя урожайность культуры варьировала от 25,1 ц/га до 37,9 ц/га (табл. 6). Наибольшие прибавки в урожае наблюдались под действием внесения минеральных удобрений.

Внесение извести в зернопаропропашном севообороте было не столь значимо по сравнению с эффективностью удобрений. Обращает внимание на себя тот факт, что когда в неблагоприятный по погодным условиям 1998 год на фоне органических удобрений урожаи снижались из-за полегания посевов, внесение извести стабилизировало их уровень. При совместном действии минеральных удобрений и навоза без извести прибавка урожая составляла 11,0 ц/га, а с известью - 14,1 ц/га. Дисперсионный анализ урожайных данных за каждый год и в среднем за 6 ротаций показал, что независимо от погодных условий года урожайность в большей степени варьировала от внесения минеральных удобрений (80 %), повышаясь также и при совместном действии минеральных и органических удобрений (10 %). Органические удобрения обеспечили всего 9 %, а известкование -1 % варьирования урожайности культуры.

При внесении извести в зернотравянопропашном севообороте по фону навоза доля вклада факторов в варьирование урожайности культуры составила 30 и 16 % соответственно. В среднем за 6 ротаций севооборота урожайность варьировала в большей степени от внесении минеральных удобрений (69 %), также было значимо взаимодействие органических удобрений с минеральными (13 %) и взаимодействие органических с известкованием почвы (7 %).

В зернотравяном севообороте доля влияния факторов в варьирование урожайности заметно различалась.

Таблица 6 - Изменение урожайности и качества зерна ячменя на северном склоне

Вариант Урожайность (ср. за 6 ротаций), ц/га Физические показатели качества (ср. за 2002,2006 гг.) Химические показатели качества (ср. за 2002, 2006 гг.), % Назначение

натура, г/л масса 1000 зерен, г крупность, % выравнен-ностъ,% энергия прорастания белок N Р:05 КгО экстрак-тивность

Зернопаропропашной севооборот

Контроль 25,1 618 45,8 83 | 96 94 10,2 1,64 0,75 0,57 81,2 пивов.

Навоз 48т/га 32,5 622 45,5 78 93 96 11,6 1,87 0,78 0,60 80,0 пивов.

37,9 619 45,1 76 94 95 11,6 1,87 0,78 0,58 79,9 пивов.

Навоз 48 т/га+ЫмРЛо 37,2 610 44,0 72 90 95 11.9 1,92 0,78 0,58 79,5 пивов.

Известь 2 т/га 25,3 619 44,8 80 97 96 10,6 1,70 0,76 0,60 80,7 пивов.

Известь 2 т/га+ навоз 48 т/га 30,5 623 46,2 81 95 97 10,9 1,75 0,78 0,62 80,6 пивов.

Известь 2 т/га+ НмРбоК« 37,6 620 43,1 71 96 96 11,4 1,82 0,78 0,62 79,8 пивов.

Известь 2 г/га' навоз 48 т/га+ ИЛо^о 37,8 620 44,8 75 97 96 11,9 1,90 0,80 0,66 79,6 пивов.

Зе рнотравянопропашной севооборот

Контроль 25,3 602 44,0 78 92 96 12,1 1,94 0,75 0,57 79,3 корм.

Навоз 48т/га 28,1 602 44,7 78 95 96 12,6 2,02 0,78 0,59 79,0 корм.

38,8 614 45,9 78 98 98 12,5 2,00 0,80 0,59 79,3 корм.

Навоз 48 т/га+ ЫмРмК«, 39,0 606 44,4 77 97 97 13,1 2,09 0,82 0,70 78,6 корм.

Известь 2 т/га 23,2 598 43,1 80 95 96 12,8 2,04 0,80 0,68 78,6 корм.

Известь 2 т/га+ навоз 48 т/га 30,9 612 45,7 81 96 97 13,2 2,11 0,82 0,69 78,6 корм.

Известь 2 т/га+ Н6оРюКбо 36,5 617 46,1 76 97 97 13,0 2,08 0,82' 0,66 78,9 корм.

Известь 2 т/га+ навоз 48 т/га+ 30,8 612 45,5 76 97 98 13,6 2,17 0,85 0,69 78,3 корм.

Зернотравяной севооборот

Контроль 22,6 572 36,0 62 74 95 13,8 2,20 0,99 0,61 76,7 корм.

Навоз 48т/га 23,7 574 38,8 66 84 98 14,0 2,23 0,96 0,70 76,9 корм.

МбоРбоКбо 31,3 579 38,8 68 81 95 14,2 2,28 1,07 0,64 76,8 корм.

Навоз 48 т/га+МюРщК«, 24,0 584 40,5 68 88 96 13,6 2,17 0,96 0,70 77,5 корм.

Известь 2 т/га 24,3 569 37,1 65 80 96 13,2 2,11 0,98 0,66 77,4 корм.

Известь 2 т/га+ навоз 48 т/га 28,1 580 37,6 63 82 97 13,7 2,19 0,96 0,66 77,0 корм.

Известь 2 т/га+ ИбоРиК« 27,2 583 40,1 64 83 96 14,0 2.24 0,95 0,68 77.1 корм.

Известь 2 т/га+ навоз 48 т/га+ N^60^60 25,6 594 40,7 66 85 96 14,3 2,28 1,01 0,70 76,7 корм.

НСР» 4 1,1 3 3 2 1,2 0,06 0,03 0.02 0.7

Наиболее значимым фактором варьирования урожайности являлось внесение минеральных удобрений и совместное действие органических и минеральных удобрений. Действие извести не носило устойчивого характера.

Исследуя показатели качества зерна ячменя в данном опыте, нужно отметить, что внесение извести положительно повлияло не только на урожайность, но и на качество зерна ячменя. В зернопаропропашном севообороте известкование почвы на фоне навоза оказало положительное влияние на массу 1000 зерен и энергию прорастания зерна. По ГОСТу зерно, выращенное в данном севообороте, во всех вариантах опыта можно отнести к пивоваренному. В зернотравянопропашном севообороте внесение минеральных удобрений и их сочетание с известью достоверно увеличивало натуру и массу 1000 зерен ячменя. В данном севообороте, так же как и в зернотравяном, зерно могло быть использовано только на кормовые цели. В зернотравяном севообороте натура зерна ячменя повышалась при совместном применении минеральных и органических удобрений как с известью, так и без нее.

Таким образом, хотя действие извести проявилось не столь существенно, чем внесение удобрений, но тем не менее, ее внесите стабилизировало получение высоких урожаев в неблагоприятный год и усиливало эффективность использования минеральных и органических удобрений и даже несколько увеличивало показатели качества зерна ячменя.

4.4 Действие удобрений

4.4.1 Основное внесение органических и минеральных удобрений. Нашими опытами, проведенными в многофакторном полевом опыте (ОППХ ВНИИЗиЗПЭ), было установлено, что эффективность действия удобрений на урожайность ячменя зависела в большой степени от вида севооборота.

За б ротаций трех, наиболее встречаемых в ЦЧР севооборотов, формировался разный по величине урожай зерна ячменя. Средняя урожайность культуры в трех типах севооборотов варьировала от 19,5 до 44,8 ц/га (табл. 7).

Надо отметить, что реакция этой культуры на внесение удобрений по годам была различной, но закономерности при этом оставались неизменными и прослеживались во все года.

В зернопаропропашном севообороте урожайность, по сравнению с другими севооборотами, в целом по опыту была выше. Анализируя данные, можно отметить, что в данном севообороте наиболее эффективно ячмень использует минеральные удобрения по сравнению с органическими, причем отдача в урожайности наиболее выражена на склонах по сравнению с водоразделом.

При исследовании доли влияния факторов в варьирование урожайности культуры в зернопаропропашном севообороте установлено, что наиболее значимыми факторами оказались внесение минеральных удобрений (49 %) и экспозиция склона (41 %). Органические удобрения в последействии и совместное действие склона с минеральными удобрениями обеспечивали по 3 % варьирования урожайности.

В зернотравянопропашном севообороте эффективность минеральных удобрений была выше, чем последействие органических. Действие как органических, так и минеральных удобрений зависело не только от их дозы, но в большей степени от расположения посевов в агроландшафте.

Таблица 7 - Влияние удобрений в различных севооборотах и агроландшафте на урожайность ячменя (в среднем за 6 ротаций)

Вариант опыта Севооборот

зернопаропропашной зернотравянопро-пашной зернотравяной

Северный склон

Контроль 25,1 25,3 22,6

ИзоРзоКзо 36,8 30,9 28,9

^оРбоКбо 37,9 38,8 29,8

Навоз 6 т/га 28,9 26,7 24,1

Навоз б т/га +КзоРзоКзо 36,1 34,6 27,4

Навоз бт/га +ЫбйРбоКбО 39,3 39,0 27,2

Навоз 12 т/га 32,5 28,1 24,0

Навоз 12т/га +КзоРз()Кзо 36,2 31,5 29,1

Навоз 12 т/га +КбоРбоКбо 37,2 39,0 26,1

Водораздел

Контроль 35,2 31,1 31,5

ИзоРзоКзо 40,6 39,4 32,8

41,8 39,5 33,8

Навоз 6 т/га 38,4 37,2 33,0

Навоз 6 т/га +КзоРзоКзо 43,0 41,4 30,4

Навоз бт/га +^оРбоКбо 41,9 40,8 27,8

Навоз 12 т/га 38,2 37,8 29,1

Навоз 12т/га +^оРзоК30 44,8 40,7 31,3

Навоз 12 т/га +КбоРеоКбо 41,8 41,1 32,3

Южный склон

Контроль 24,9 25,0 19,5

КзоРзоКзо 31,4 33,5 24,6

ЫбоРбоКбо 38,5 34,6 25,0

Навоз 6 т/га 25,1 25,3 25,1

Навоз 6 т/га +ИзоРзоКзо 34,2 30,7 26,3

Навоз бт/га +КбоРбоК$о 38,4 35,5 26,1

Навоз 12 т/га 27,9 26,5 25,5

Навоз 12т/га +ЫзоРзоКзо 35,5 32,8 26,1

Навоз 12 т/га +ЫбоРбоКб<) 37,5 34,6 29,5

НСР05 2,1 1,7 2,0

Примечание: навоз в последействии.

На склонах урожайность ярового ячменя значительно повышалась от внесения минеральных удобрений, причем при внесении НиРвоКбо и при расположении поля на северной экспозиции эффект от применения удобрений был более существенным. На водораздельном же участке преимущество в повышении урожайности было за органическими удобрениями.

В зернотравянопропашном севообороте влияние факторов на варьирование урожайности ячменя распределилось в следующем порядке, по мере убывания

воздействия: минеральные удобрения (50%) - экспозиция склона (42%) -экспозиция склона • минеральные удобрения (4 %) - органические удобрения (2 %).

Внесение органических удобрений в зернотравяном севообороте было эффективно на южном склоне. При внесении по органическому фону минеральных удобрений на данной экспозиции эффективность использования удобрений увеличивалась. На склоне северной экспозиции и водораздельном плато данная закономерность не наблюдалась. Прибавки в урожайности ячменя здесь были в пределах ошибки опыта. При рассмотрении изменения урожайности в зернотравяном севообороте от минеральных удобрений можно отметить, что наибольший эффект от их внесения был на склоне северной экспозиции. Внесение минеральных удобрений по органическому фону несколько сглаживало их эффект, и прибавки снижались, но оставались достоверными. При возделывании культуры на водораздельном участке эффект от применения удобрений был слабым. На склоне южной экспозиции прибавки от внесения минеральных удобрений были немного ниже, чем на северном склоне.

Дисперсионный анализ данных показал, что доля варьирования урожайности в зернотравяном севообороте зависела в большей степени от экспозиции склона (66 %), так же от внесения минеральных удобрений (14 %), совместного действия экспозиции склона с органическими удобрениями (6 %) и совместного действия экспозиции склона с минеральными удобрениями (4 %) и органических удобрений с минеральными (4 %).

Таким образом, в зернопаропропашном и зернотравянопропашном севооборотах главным фактором, от которого зависит варьирование урожайности ячменя, оказалось «внесение минеральных удобрений», при этом их эффективность зависела от экспозиции склона. Эффективность последействия органических удобрений распределилась следующим образом: с введением в состав севооборота травяных культур их отдача увеличивалась с севера на юг, то есть, в зернопаропропашном севообороте последействие органических удобрений было максимальным на северном склоне, в зернотравянопропашном — на водоразделе, а в зернотравяном - на южном склоне. В отличие от органических удобрений увеличение урожайности под действием минеральных удобрений наблюдалось на всех элементах рельефа, но большая их отдача на всех севооборотах отмечалась на склоне северной экспозиции.

Для выяснения стабильности урожая целесообразно рассмотреть амплитуду колебания урожайности ярового ячменя. Полученные данные свидетельствуют о том, что во всех агроценозах изучаемого объекта без применения удобрений наибольшая амплитуда колебаний урожайности наблюдалась на южном склоне в зернотравянопропашном севообороте. Выяснилось, что при возделывании ярового ячменя в зернотравяном севообороте урожайность культуры наименее подвержена изменениям по годам, соответственно наиболее стабильна. Урожайность культуры в зернопаропропашном и зернотравянопропашном севооборотах выше, но наиболее поддается риску изменения в зависимости от года возделывания.

Показатели качества зерна ячменя в зернопаропропашном севообороте зависели в большей степени от экспозиции склона и внесения минеральных удобрений. Натура зерна ячменя в зернопаропропашном севообороте формировалась высокая на водораздельном участке. На склоне северной экспозиции натура зерна увеличивалась под действием органических удобрений. Масса 1000 зерен и крупность имели наиболее высокие показатели на водораздельном участке, снижаясь к склонам. Интересно то, что при взаимодействии склона с внесением минеральных удобрений масса 1000 зерен, крупность и выравненность достоверно повышались. Содержание питательных элементов в зерне ячменя на южном склоне значительно увеличивалось. Содержание азота на всех элементах рельефа и фосфора на склоне северной экспозиции возрастало с внесением минеральных удобрений. Содержание калия в зерне ячменя возрастало под действием минеральных удобрений. Назначение зерна при внесении удобрений не изменялось.

Таким образом, при рассмотрении урожайности и показателей качества зерна ячменя вне зависимости от типа севооборота, при котором возделывается культура, главным воздействующим фактором оказалась «экспозиция склона», потом внесение минеральных удобрений и меньший вклад наблюдался от применения органических удобрений.

4.4.2 Некорневое внесение удобрений. В черноземной зоне имеется довольно много работ, посвященных изучению влияния удобрений на продуктивность культур, однако сведений о роли некорневой обработки посевов в фазу кущения культуры отдельными микроудобрениями в хелатной форме не только на урожайность, но и качество зерна, а также роли комплексных удобрений на качество получаемой продукции крайне мало.

4.4.2.1 Некорневое внесение микроудобрений. В наших исследованиях при отборе снопов в фазу молочной спелости в среднем за 4 года исследований выяснилось, что наиболее варьируемым фактором являлось количество колосьев на 1м2, которое изменялось в широких пределах - от 384 до 489 штук. Стабильно высокие показатели структуры урожая по всем годам отмечались при некорневой обработке Мп, В. Такие исследуемые показатели как ширина колоса, количество междоузлий, длина листа изменялись незначительно.

Фактическая урожайность культуры, полученная при некорневой обработке микроудобрениями, изменялась от 31,0 до 43,3 ц/га (табл. 8).

Применение микроэлементов вызывало достоверное увеличение урожая, который возрастал на 3,7-12,3 ц/га по сравнению с контрольным вариантом (НСРо5=2,4). Наибольшая прибавка урожайности наблюдалась при обработке посевов марганцем и смесью микроэлементов.

Наибольшие расхождения между биологической и фактической урожайностью наблюдались в варианте с внесением хелата цинка, где она была больше фактической на 3,5 ц/га. В остальных вариантах опыта растения ячменя фактически полностью использовали свой потенциал для получения максимальной урожайности, возможные потери составляли от 0,9 до 0,2 ц/га, а

в варианте с обработкой смесью микроэлементов они полностью были исключены.

Таблица 8 - Возможные потери урожайности ячменя при некорневом

Вариант опыта Кол-во продуктивных стеблей, нгг/м2 Кол-во зерен в колосе, шт. Масса 1000 зерен, г. Фактич урожайность, ц/га Биолог, урожайность, ц/га Возможные потери, ц/га

Контроль 417 19 39,9 31,0 31,6 0,6

Хелат железа 456 20 43,1 38,8 39,3 0,5

Молибден 431 19 46,4 37,6 38,0 0,4

Хелат цинка 462 22 41,8 39,0 42,5 3,5

Хелат меди 437 20 45 38,4 39,3 0,9

Хелат марганца 478 20 43,1 40,7 41,2 0,5

Борная кислота 384 20 45,4 34,7 34,9 0,2

Смесь микроудобрений 489 20 44,3 43,3 43,3 0,0

При рассмотрении качества зерна ячменя наблюдалось достоверное повышение массы 1000 зерен, выравненное™, энергии и способности прорастания. Натура зерна ячменя в зависимости от внесения микроэлементов изменялась не всегда. Обобщенный статистический анализ показателей качества зерна ячменя во всех вариантах опыта установил высокую степень варьирования натуры зерна и среднюю - выравненное™ зерна. Такие показатели как содержание питательных элементов в зерне и экстрактивность изменялись в минимальных значениях. Приоритетных вариантов в данном опыте не наблюдалось. По качеству все полученное зерно могло быть использовано для пивоваренных целей.

Таким образом, установлено, что некорневое применение отдельных микроудобрений в фазу кущения ячменя является целесообразным приемом повышения урожайности культуры, не вызывая ухудшения качества полученного зерна, что подтверждается и литературными данными (М.Я. Школьник, 1959, 1974; Я.В. Пейве, 1952; П.А. Власюк, 1940, 1956, 1969; Б.А. Ягодин, 1970 и др.).

4.4.2.2 Некорневое внесение комплексных удобрений. В последние годы, наряду с общеизвестными видами и формами удобрений, в распоряжение сельскохозяйственных производителей поступили новые комплексные удобрения, в состав которых входят не только макроэлементы, но и набор микроэлементов в хелатной форме. В наших опытах использовались наиболее распространенные комплексные препараты в ЦЧР, такие как Акварин-5, Бишофит, Аквадон, Экстраксол, Биогумус, Аквамикс, Лигногумат. Обработка препаратами проводилась в фазу кущения культуры в предписанных дозах.

При отборе снопов в фазу молочной спелости ярового ячменя наиболее варьируемым фактором являлось количество колосьев на 1 мг, которое изменялось в больших пределах - от 417 до 529 штук на квадратном метре. Внесение комплексных препаратов обеспечило прибавку от 61 до 112

продуктивных колосьев на квадратном метре. Наибольшее число продуктивных растений было получено в вариантах с некорневой обработкой Акварином в дозе 3,0 кг/га и 4 % Бишофитом (529 и 527 шт/м2 соответственно). Высокой степенью варьирования отличалась и высота растения. Она изменялась от 62,3 см в контрольном варианте до 74,3 см в варианте с внесением 4 % раствора Бишофита. Такие исследуемые показатели как длина колоса, ширина колоса, количество междоузлий, длина листа изменялись незначительно.

Урожайность культуры в исследуемых вариантах опыта варьировала от 31,0 ц/га на контрольном варианте до 47,2 ц/га в варианте с применением Бишофита 4 % концентрации и при внесении 15 % Биогумуса. Во всех вариантах с внесением комплексных удобрений повышение урожайности зерна оказалось достоверным. Варьирование урожайности при обработке комплексными удобрениями по годам было ниже (от 1,3 до 5,4%) по сравнению с применением отдельных микроэлементов (от 5,1 до 13,5%). Следовательно, при внесении комплексных удобрений урожайность по годам более устойчива.

Расчет биологической урожайности ячменя при некорневом внесении комплексных препаратов показал, что возможные потери урожайности в опыте были не столь существенными и колебались от 0 до 1,6 ц/га (табл. 9).

Таблица 9 - Возможные потери урожайности ячменя при некорневом внесении комплексных удобрений (среднее за 2007-2009 гг.)_

Вариант опыта Кол-во продуктивных стеблей, шг/м2 Кол-во зерен в колосе, шт. Масса 1000 зерен, г. Фактич. урожайность, ц/га Биолог, урожайность, ц/га Возможные потери, ц/га

Контроль 417 19 39,9 31 31,6 0,6

Акварин 3,0 кг/га 529 19 42,0 42,2 42,2 0

Акварин 1,5 кг/га 517 19 43,4 41,5 42,6 1,1

Бишофит 4 % 527 20 44,9 47,2 47,3 ОД

Бишофит 2 % 504 20 43,9 42,9 44,3 1,4

Аквадон 1 % 511 19 45,9 44,5 44,6 0,1

Экстраксол 1 % 515 20 44,9 45,8 46,2 0,4

Биогумус 15 % 519 20 45,5 47,2 47,2 0

Аквамикс 1 % 504 20 46,2 46,3 46,6 0,3

Лигногумат 1 % 478 20 48,4 44,7 46,3 1,6

Наибольшие расхождения между биологической и фактической урожайностью наблюдались в варианте с применением Лигногумата. Это связанно с тем, что хотя и масса 1000 зерен в данном варианте была самой высокой, но количество продуктивных стеблей было недостаточно для получения максимального урожая.

В варианте с внесением 2 % Бишофита возможные потери урожайности тоже были выше, чем в остальных вариантах опыта, но здесь были уже

несколько иные причины - за счет низкой массы 1000 зерен. В эксперименте в 4 вариантах опыта удалось избежать возможных потерь.

Сравнивая действие некорневой обработки посевов микроудобрениями и комплексными удобрениями на урожайность культуры, установлено, что применение комплексных удобрений увеличивает урожайность более существенно, и их применение является более эффективным приемом повышения урожайности ячменя. Применение только смеси микроэлементов обеспечивало примерно равную урожайность, полученную при обработке посевов комплексными удобрениями. Применение препаратов несколько увеличивало показатели натуры зерна, массы 1000 зерен и содержание белка. По качеству зерно ячменя во всех вариантах опыта соответствовало требованиям, предъявляемым к пивоваренному.

5. Влияние агротехиологнй разного уровня интенсивности при возделывании ярового ячменя на развитие растений, урожайность и показатели качества зерна ячменя 5.1 Влияние на развитие растений. В последние годы в практике получили широкое распространение технологии возделывания зерновых культур разного уровня интенсивности. Нельзя не замечать и того, что на современном этапе доминирующее положение во многих регионах занимают экстенсивные и нормальные технологии выращивания зерновых (И.Г. Пыхтин, A.B. Гостев, 2008). Поэтому вопросы оптимального использования таких технологий достаточно актуальны и своевременны. Получить частичный ответ на них можно, проанализировав результаты, полученные в научно-производственном опыте по изучению эффективности агротехнологий разного уровня интенсивности ВНИИЗ и ЗГ1Э.

Как известно, растения ячменя, в отличие от других зерновых культур, обладают важной биологической особенностью - более половины надземной массы используется ими для формирования зерна. Поэтому следует рассмотреть некоторые особенности развития растений ярового ячменя при различных технологиях выращивания.

На протяжении исследований с момента всходов до уборки урожая даже визуально диагностировалось превосходство посевов ярового ячменя, выращенных по интенсивной технологии по сравнению с нормальной. Посевы в данном варианте отличались большей высотой и густотой. При отборе растений ячменя в среднем за три года в фазу кущения количество растений по интенсивной технологии превышало нормальную на 44 шт/м2 или 20 %. Кустистость растений, количество междоузлий, количество листьев и ширина листа по технологиям возделывания не различались и варьировали в пределах ошибки опыта. Высота растений в фазу кущения изменялась от 48,3 см до 73,5 см. Но независимо от погодных условий несомненное преимущество по данному показателю было за интенсивной технологией. Длина первого, второго и третьего листьев в интенсивной технологии повышалась на одинаковую величину - 1,6 см. Таким образом, и фотосинтетическая активность в данных

посевах оказалась намного выше, чем у растений при возделывании по нормальной технологии.

Начиная с фазы колошения, листовая поверхность начинала уменьшаться в результате естественного старения листьев и развития на них болезней. При этом в варианте с нормальной технологией площадь листьев сокращалась быстрее, чем в варианте с интенсивной. В целом за три года в фазе молочной спелости по интенсивной технологии растения были выше, чем при возделывании по нормальной технологии на 8 см.

Изменение технологии по-разному влияли на длину колоса в различные годы. В 2007 и 2008 годах достоверной разницы не наблюдалось, а в 2009 году - увеличение от изменения технологии составило 1,5 см.

От длины колоса зависит другой важный элемент структуры - число зерен в колосе. Наблюдениями Yoshihira Taiki (1994) установлена тесная положительная корреляция между урожаем зерна, числом зерен в колосе и массой 1000 зерен. Число зерен в нашем случае в 2007 и 2008 годах в зависимости от вида технологии оказалось одинаковым, а в 2009 - по интенсивной технологии оно возрастало в среднем на 3 единицы.

Изучение формирования структуры урожая ячменя при отборе снопов в фазу полной спелости культуры по различным технологиям возделывания показало, что наиболее вариабельным показателем было общее количество стеблей и числа продуктивных стеблей на единице площади посева. Количество стеблей на 1м2 по типам технологий значительно различались (табл. 10).

Таблица 10 - Морфо-биометрические показатели растений ярового ячменя

в фазу восковой спелости

Показатели Нормальная Интенсивная +/-

2007 2008 2009 X 2007 2008 2009 X

Общее кол-во стеблей

ячменя, шт/м2 356 423 552 443 532 668 606 602 +159

Из них продуктивных 334 406 524 421 468 528 533 510 +89

непродуктивных 22 17 28 22 64 140 73 92 +70

Высота растения, см 55,8 86,9 70,5 71,1 64,0 90,3 90,4 81,6 +10,5

Длина колоса, см 7,1 7,3 7Д 7,2 7,3 7,5 8,6 7,8 +0,6

Ширина колоса, см 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,9 0,9 0,9 +0,1

Озерненность, шт 22 22 23 22 22 22 26 23 +1

Весьма показательным оказалось соотношение продуктивных и непродуктивных стеблей ячменя. При возделывании по нормальной технологии 94, 95, 96 % всех стеблей культуры (по годам возделывания) было продуктивными и всего лишь 6-4 % оказались без колоса, а по интенсивной -только 79-88 % было продуктивными и 21-12% непродуктивными. Из этого следует, что при возделывании по интенсивной технологии общее количество стеблей ярового ячменя формируется больше, но и большее их число оказывается непродуктивными.

5.2 Влияние на содержание питательных элементов в растениях ячменя. Для формирования зерна решающее значение имеет содержание питательных элементов в растениях культуры по фазам развития. Л.П.

Костиной (1996) и другими учеными установлена зависимость урожая ярового ячменя от содержания общего азота в растениях в основные фазы их развития. На ранних стадиях вегетации есть возможность прогнозировать вероятные урожаи зерна в зависимости от содержания питательных элементов (В.В. Кулешов, 2006).

В наших исследованиях содержание питательных элементов в растениях ярового ячменя по исследуемым фазам роста культуры значительно варьировало и зависело на 75-90 % от условий погоды. Так как условия погоды 2007 года были неблагоприятными для развития культуры, а 2008 и 2009 годы были более оптимальными, то сравним содержание питательных элементов в ячмене только в благоприятные годы, для того, чтобы исключить влияние данного лимитирующего фактора.

В фазу кущения в 2008 году растения ячменя по содержанию питательных элементов в зависимости от типа технологии возделывания значительно не отличались. Содержание азота в растениях в двух технологиях было очень низким (менее 3 %), что для оптимального значения было явно недостаточным. Содержание фосфора было практически одинаковым и близким к оптимальному значению. Содержание же калия тоже не достигало оптимального значения и изменялось от низкого (в интенсивной технологии) до очень низкого (в нормальной). Следовательно, в 2008 году растения ячменя в фазу кущения содержали недостаточное количество азота и калия. Возделывание культуры по интенсивной технологии обеспечивало несколько большее поступление калия, что улучшало рост и развитие посевов.

В 2009 году в фазу кущения содержание питательных элементов в растениях ячменя значительно отличалось от предыдущего года. Содержание азота и калия приближались к оптимуму, а содержание фосфора значительно превышало наибольшие показатели (более 0,8 %) как при возделывании по нормальной, так и по интенсивной технологиям (0,96 %, 1,16 %). Как и в предыдущем году, наибольшее поступление питательных элементов отмечалось при использовании интенсивной технологии возделывания.

Известно, что качество зерна и уровень урожайности зависят от обеспеченности азотом при достаточном уровне фосфора и калия, а также влагой и теплом в течение всей вегетации, причем особенно от цветения до полного созревания (В.В. Церлинг, 1960, 1962). В данном опыте в фазу молочной спелости как в 2008, так и в 2009 годах содержание азота в растениях ячменя превышало оптимальное значение (рис. 7, 8).

В 2008 году при возделывании по интенсивной технологии в растениях ячменя содержание общего азота было выше, чем по нормальной на 0,33 % (HCPos=0,12), в 2009 году значительной разницы между технологиями не обнаружено (0,18 при HCP0í=0,20).

Рисунок 8 - Изменение содержание питательных элементов в растении ячменя в фазу молочной спелости в 2009 году

Содержание фосфора в растениях в исследуемые годы было высоким (более 0,4 %). В 2008 году разницы между технологиями при рассмотрении показателя не наблюдалось, а в 2009 содержание по интенсивной технологии превышало нормальную на 0,12%, что является существенной величиной. В фазу молочной спелости наблюдался дефицит калия в растениях, который относился по величине к очень низкому (менее 2,0 %) в 2008 году вне зависимости от вида технологии и в 2009 году при выращивании культуры по нормальной. При возделывании по интенсивной технологии в 2009 году содержание калия в растениях заметно увеличилось и приближалось к оптимальному значению (2,4 %).

Из данных наблюдений следовало, что при использовании различных технологий возделывания некоторое преимущество в обеспечении растений необходимым оптимальным количеством питательных элементов наблюдается за интенсивной технологией.

5.3 Влияние на урожайность и качество зерна ячменя. Условия возделывания культуры оказывают значительное влияние на различные

элементы структуры урожая, которые, в конечном счете, сводятся к одному итоговому - урожайности.

В данных исследованиях во все годы наблюдений наибольший урожай ярового ячменя формировался при его возделывании по интенсивной технологии и значительно варьировал в зависимости от условий года. Прибавки в зависимости от года и интенсивности технологии колебались от 3,0 до 10,4 ц/га. Увеличение урожайности при возделывании по интенсивной технологии можно объяснить с разных позиций. С одной стороны за счет формирования наибольшей площади поверхности листьев и, соответственно, фотосинтетического потенциала посевов, с другой - за счет увеличения числа продуктивных стеблей.

Математическая обработка данных показала, что погодные условия и тип технологии практически одинаково участвуют в варьировании урожайности ячменя (47 % и 48 %).

Небезынтересен вопрос о достижении фактической урожайности планируемой. В наших наблюдениях при возделывании культуры по нормальной технологии в два года из трех фактическая урожайность превышала планируемую. При возделывании же по интенсивной технологии фактическая урожайность была намного ниже планируемой и не в один год не смогла ее достигнуть. Так как планируемая урожайность рассчитывалась с экономических позиций, то возделывание ярового ячменя по интенсивной технологии являлось менее эффективным в данном случае.

Расхождение между биологической и фактической урожайностью при возделывании по нормальной технологии было не столь существенно, чем по интенсивной (табл. 11).

Таблица 11 — Влияние технологий земледелия на биологическую _урожайность ячменя и возможные потери_1_

Год Кол-во Кол-во Масса Фактич. Биолог. Возмож-

Вид иссле- продуктив- зерен в 1000 урожай- урожай- ные

технологии дова- ных стеб- колосе, зерен, ность, ность, потери,

ния лей, шг/м2 шт. г. ц/га ц/га ц/га

Нормальная 2007 334 20 39,1 21,8 26,1 4,3

2008 406 22 43,9 39,0 39,2 0,2

2009 524 23 45,5 38,9 54.8 15,9

X 421 22 42,8 33,2 40,1 6,8

Интенсивная 2007 468 21 43,7 32,2 42,9 10,7

2008 528 22 50,7 42,0 58,9 16,9

2009 533 26 51,0 44,9 70,7 25,8

X 510 23 48,5 39,7 57,5 17,8

Расхождения при интенсивной технологии между биологической и фактической урожайностью составляли 40-57 %.

Конечный результат всех агротехнологий оценивается количеством полученного урожая культуры и его качеством. Разницы в качестве зерна ячменя при изменении нормального типа технологии на интенсивный не было

выявлено. В целом, все полученное зерно ячменя отвечало требованиям зерна, принимаемого для пивоваренных целей.

Таким образом, несмотря на то, что при возделывании ярового ячменя по интенсивной технологии посевы отличались большим количеством растений на 1 м2, большей высотой растения, длиной листьев, а также числом продуктивных и непродуктивных стеблей урожайность культуры ни в один год исследования не достигала уровня планируемой урожайности, не был полностью использован биологический потенциал растений для получения максимального урожая. Поэтому использование нормальной технологии возделывания ярового ячменя являлось наиболее целесообразным, исходя из соображений получения урожая высокого качества с наименьшими материальными и трудовыми затратами.

6. Вклад природных и антропогенных факторов в формирование урожайности ярового ячменя и показателей качества зерна

По вопросу действия различных факторов природного и антропогенного происхождения на урожайность ярового ячменя и технологические качества его зерна накоплено огромное количество экспериментального материала. Работ же, посвященных выявлению размеров вклада даже парных взаимодействий, исключительно мало, а тройных тем более. Основной задачей данной работы являлось обоснование размеров и рангового значения действия факторов природного и антропогенного происхождения на урожайность и назначение зерна ячменя.

По общей совокупности отношение между природными и антропогенными факторами составляло 50:50 %. Наиболее значимым фактором для формирования высокой урожайности культуры являлись условия погоды. Доля их воздействия может варьировать от 30 до 65 % (табл. 12).

Таблица 12 - Параметры вклада факторов в формирование урожайности

ярового ячменя

Категория по значимости Перечень факторов Пределы вклада, %

Доминирующего воздействия условия погоды 30-65

минеральные удобрения 25-80

расположение посевов в рельефе 26-70

севооборот 12-30

Умеренного воздействия почвенное плодородие 10-22

органические удобрения 2-5

Неустойчивого воздействия способ основной обработки почвы 0-10

известкование почвы 0-10

Доля влияния минеральных удобрений в формировании урожайности ячменя, так же как и погодных условий, являлась очень значимой, и колебалась от 25 до 80 %. Нами установлено, что расположение посевов в рельефе занимает от 26 до 70 % варьирования урожайности. Севооборот определял от 12 до 30 % изменения урожайности. Эффективность органических удобрений зависит и от севооборота. Так, с введением в состав севооборота травяных

культур их отдача увеличивалась с севера на юг. В формировании урожайности ячменя значение могут иметь взаимодействие органических удобрений с минеральными (4-7 %). Применение мелиорации почвы может обеспечивать от О до 10 % от общего варьирования.

Таким образом, формирование урожайности ярового ячменя зависит от множества факторов природного и антропогенного происхождения. В порядке убывающего значения эти факторы можно ранжировать следующим образом: условия погоды - минеральные удобрения - расположение посевов в рельефе -севооборот - почвенное плодородие - минеральные • органические удобрения -экспозиция склона- минеральные удобрения - органические удобрения -обработка почвы - известкование почвы.

В формировании качества зерна ярового ячменя роль факторов несколько изменяется. Наиболее значимым фактором является севооборот. Его влияние определяет 60-90 % качества зерна (табл. 13).

Таблица 13 - Параметры вклада факторов в формирование качественных показателей зерна ярового ячменя

Категория по значимости Перечень факторов Пределы вклада, %

Доминирующего воздействия севооборот 60-90

расположите посевов в рельефе 55-76

условия погоды 20-50

Умеренного воздействия минеральные удобрения 16-35

почвенное плодородие 10- 18

органические удобрения 5 - 10

Неустойчивого воздействия способ основной обработки почвы 0-3

известкование почвы 0-2

Необходимо также учитывать взаимодействие расположения посевов в рельефе с типом севооборота (60-75 %). Так же как и урожайность, качество полученного урожая будет в большой степени зависеть от погодных условий (20-50 %). Следующим значимым фактором являются минеральные удобрения (в дозе, не превышающую КйРбоКед); они занимают 16-35 %. Органические удобрения, оказывают уже не столь значимое воздействие (5-10 %). Способ обработки почвы и известкование, по нашим данным, практически не влияли на качество получаемого зерна ячменя. Таким образом, факторы формирования качественных показателей зерна ячменя по мере убывания значения ранжируются в следующем порядке: севооборот - севооборот- расположение посевов в рельефе - расположение посевов в рельефе - погодные условия -минеральные удобрения - почвенное плодородие - органические удобрения -способ обработки почвы - известкование почвы.

При возделывании ярового ячменя любой товаропроизводитель стремится получить высокий урожай, желательно с пивоваренным качеством зерна. Для этого необходимо учитывать две иерархии, представленные выше. Но нельзя забывать, что при появлении лимитирующего фактора первостепенность факторов будет изменяться.

7. Экономическая эффективность и биоэнергетическая оценка некоторых технологий возделывания ярового ячменя

Для рационального использования удобрений необходимо знать, какой результат дает их внесение в конкретных условиях производства.

Экономический эффект большинства агроприемов проявляется в увеличении как количества, так и качества произведенной продукции. Необходимо отметить, что качество полученного зерна значительно изменяется в зависимости от типа севооборота даже при возделывании на одном склоне (водоразделе). При изменении назначения зерна будет, естественно, изменяться и закупочная стоимость продукции. Наибольшая прибавка стоимости продукции в этом случае была получена в зернопаропропашном севообороте (полученное зерно относилось к пивоваренному) и доходила до 4180 руб. (это почти равносильно получению дополнительно одной тонны кормового зерна с гектара посевов). В зернотравянопропашном севообороте, прибавка была несколько ниже в контрольном варианте, но при применении удобрений она значительно возрастала (с 1,555 до 1,975 тыс. руб.). В зернотравяном севообороте прибавку за счет изменения качества зерна не обеспечивалась, потому что урожай можно было использовать только на кормовые цели.

Наибольшая стоимость прибавки урожая от внесения удобрений была в зернотравянопропашном севообороте и равнялась 4,20 тыс. рублей, несколько ниже в зернопаропропашном севообороте (3,63 тыс. руб.), в то время как в зернотравяном севообороте она была наименьшая (снижалась на 3,165, 2,595 тыс. руб. по сравнению с другими севооборотами).

При равном уровне дополнительных затрат прибыль от применения удобрений в зернопаропропашном и зернотравянопропашном севооборотах составляла 1,43 и 2,00 тыс. руб. на 1 га соответственно, а окупаемость дополнительных затрат 1,65 и 1,90 руб. Использование минеральных удобрений в зернотравяном севообороте не рекомендуется, поскольку является убыточным, и дополнительные затраты на внесение минеральных удобрений не окупаются.

При рассмотрении экономической оценки агротехнологий можно отметить, что урожайность культуры при изменении нормальной технологии на интенсивную возрастала на 0,65 т/га или на 19,6 %, при этом возрастали и основные расходные статьи на 1169 руб/га или на 25,2%, поэтому и себестоимость продукции была выше (табл.14).

Из-за небольшой разницы в урожайности ячменя по типам агротехнологий стоимость продукции по цене реализации значительно не различалась. Чистый доход по интенсивной технологии был выше на 6,35 рублей на гектар посевной площади.

Так как уровень рентабельности производства по двум типам агротехнологии одинаков, а уровень затрат выше при внедрении интенсивной технологии, то следует вывод о том, что с экономической точки зрения возделывать ячмень по нормальной технологии более целесообразно, чем по интенсивной, что подтверждается при расчетах биоэнергетической оценки.

Таблица 14 - Экономическая оценка агротехнологий

Показатели Уровень интенсивности технологии +/-

нормальная интенсивная

Планируемая урожайность, т/га 3,5 6,0 2,5

Урожайность, т/га 3,32 3,97 0,65

Основные расходные статьи, руб./га 4631 5800 1169

Себестоимость продукции, руб./т 1394,9 1461,0 66,1

Стоимость продукции по цене реализации, руб./т 19,25 21,84 2,58

Чистый доход, руб. 1375,65 1439,16 63,52

Рентабельность, % 98,6 98,5

Энергетический подход дополняет оценку возделывания сельскохозяйственных культур по экономическим показателям и дает возможность количественно оценить энергетическую стоимость получения сельскохозяйственной продукции, сравнить агрофитоценозы по расходу затраченной энергии на единицу товарной продукции при различных технологиях возделывания.

Полученные данные показали, что при выращивании ячменя по интенсивной технологии величина поступления энергии органического вещества в почву за период вегетации выше по сравнению с возделыванием его по нормальной технологии. В то же время показатель направленности воспроизводства плодородия почвы за период вегетации ячменя как при использовании нормальной, так и интенсивной технологий возделывания был высоким (1,02-1,20), что указывает на то, что эти две агротехнологии разной интенсивности обеспечивают расширенное воспроизводство плодородия почвы. Выяснено, что возделывание ячменя по нормальной технологии стабильно сохраняет энергетическую эффективность на высоком уровне, обеспечивает более полное использование совокупной антропогенной энергии затраченной на производство зерна, что позволяет реализовать принцип экономного использования материальных, природных и антропогенных ресурсов.

Выводы

1. Формирование урожайности ярового ячменя и его качественных показателей зависит от множества факторов природного и антропогенного происхождения. По общей совокупности отношение между ними составляет 50:50 %. В порядке убывающего значения факторы формирования урожайности ранжируются следующим образом: условия погоды - минеральные удобрения -расположение посевов в рельефе - севооборот - почвенное плодородие -органические удобрения - обработка почвы - известкование почвы. Факторы формирования качественных показателей зерна ранжируются иначе: севооборот - расположение посевов в рельефе - условия погоды - минеральные удобрения - почвенное плодородие - органические удобрения - способ обработки почвы - известкование почвы.

2. Сочетание местоположения в рельефе с составом культур в севообороте позволяет прогнозировать получение зерна с высокой урожайностью и желаемыми пивоваренными показателями качества, а также высокобелкового зерна с крупяными показателями качества.

Для получения зерна на пивоваренные цели его целесообразно возделывать только в зернопаропропашных севооборотах на североориентированных склонах и водораздельных участках. Для выращивания зерна, предназначенного для переработки в крупу, необходимо использовать южноориентированные склоны и водораздельные участки в зернотравянопропашных севооборотах. Зерно ячменя, полученное в зернотравяном севообороте, может быть использовано только на кормовые цели.

3. Сопоставление данных урожайности ячменя в зависимости от условий погоды, удобрений, севооборотов, места расположения посевов в рельефе, способов обработки почвы и т.п. показывает, что главенствующим фактором, определяющим продуктивность культуры, является условия погоды, доля варьирования от которого может достигать 65 %.

Ячмень плохо относится к недостатку влаги в весенний период, а также к ее избытку в июле. Установлено, что урожайность ячменя возрастает при повышении среднемесячной температуре воздуха по сравнению со среднемесячной в мае и при невысокой температуре в летний период (июнь, июль).

4. Влияние минеральных (в дозах ^оРзоКзо и М60Р6оКбо) и органических удобрений (в последействии) является одним из важнейших факторов формирования высокого урожая ярового ячменя, причем не изменяя назначения выращенного зерна и в большой степени зависящее от типа севооборота и места расположения в агроландшафте.

Эффективность органических удобрений с введением в структуру севооборота травяных культур увеличивается от северной экспозиции к южной; в зернопаропропашном севообороте действие их было максимальным на северном склоне, в зернотравянопропашном - на водоразделе, а в зернотравяном - на южном склоне.

Действие минеральных удобрений по сравнению с органическими было более значимым. Увеличение урожайности ячменя наблюдалось на всех элементах рельефа, но больший эффект отмечался на склоне северной экспозиции. Несомненно, на столь разнообразную отзывчивость ячменя на внесение удобрений оказывало наличие существенных взаимодействий между экспозицией склона с минеральными и органическими удобрениями и органическими и минеральными удобрениями, определяющие от 4 до 69 % долей воздействия.

5. Рост и урожайность ярового ячменя в значительной степени зависит от экспозиции склона. Нарастание максимальной высоты и массы растений на плакоре и склоне южной ориентации происходит к периоду молочной спелости,

а на склоне теневой экспозиции продолжает увеличиваться вплоть до уборки культуры.

Установлено, что наиболее высокая урожайность ячменя формируется на водораздельном плато, причем независимо от типа севооборота. На склонах северной и южной экспозиции она всегда ниже и зависит от типа севооборота. При возделывании ячменя в севооборотах с наличием пропашной культуры достоверной разницы в урожайности между склонами не наблюдается, а при выращивании в зернотравяном севообороте наибольшая продуктивность ячменя складывается на склоне южной экспозиции.

6. В результате исследования установлено, что уровень урожайности ячменя в бессменных посевах оказался в 1,4-2 раза ниже, чем в подобных вариантах северного склона. Продуктивность культуры в таком случае на 90 % зависела от условий погоды, на 4 % от удобрений и только в пределах одного процента от способа обработки почвы. Зерно в бессменных посевах, можно было использовать только на фуражные цели.

Наибольшая урожайность зерна ячменя формируется в зернопаропропашных севооборотах, по сравнению с зернотравянопропашными и зернотравяными. Увеличение доли трав в севообороте ведет к снижению не только урожайности, но и всех показателей качества зерна, причем эта зависимость просматривается вне зависимости от экспозиции участка.

7. При возделывании ярового ячменя в зернотравяном севообороте урожайность культуры наименее подвержена изменениям по годам, соответственно наиболее стабильна. Урожайность культуры в зернопаропропашном и зернотравянопропашном севооборотах выше, но наиболее поддается риску изменения в зависимости от года возделывания.

8. Агрохимические свойства пахотного слоя чернозема типичного в опыте варьировали в зависимости от экспозиции склона. Наибольшее содержание гумуса (5,54 %), щелочногидролизуемого азота (18,77 мг/100 г почвы), подвижных форм фосфора (18,57 мг/100 г почвы) наблюдалось на водораздельном плато. Наименьшее количество гумуса (5,13 %), аммонийного азота (1,16 мг/100 г почвы) в почве южного склона за исключением подвижных форм фосфора и калия. Урожайность ячменя определялась же комплексом факторов - плодородием почвы и экспозицией склона, в котором первый фактор, безусловно, уступал второму.

9. Влияние способов основной обработки почвы на урожайность и качество полученного зерна ярового ячменя не имеет существенного значения, варьируя от 0 до 10 %.Основной причиной такого положения является наличие хорошего предшественника, ограниченный срок воздействия способа, не позволяющий развиваться в посевах ячменя сверх допустимых пределов, неблагоприятных явлений.

В большинстве случаев вспашка имеет преимущество перед безотвальными и поверхностными обработками.

10. Внесение извести (при слабокислой и близкой к нейтральной кислотности почвы) не является столь значимым фактором по сравнению с

эффективностью удобрений. Положительное действие ее проявляется только в неблагоприятные по погодным условиям годы, когда на фоне органических удобрений урожаи снижались из-за полегания посевов.

Ее внесение положительно влияло не только на урожайность, но и на качество зерна ячменя. В зернопаропропашном севообороте положительное влияние отмечено на массу 1000 зерен и энергию прорастания, в зернотравянопропашном севообороте на натуру и массу 1000 зерен. Максимальное содержание питательных элементов и белка в зерне ячменя наблюдалось в вариантах совместного внесения органических и минеральных удобрений вместе с применением извести.

11. Установлено, что некорневая обработка посевов ячменя различными микроэлементами в фазу кущения культуры не носит устойчивого характера. Варьирование по вариантам составляет от 5,1 до 13,5 %. Наиболее эффективными являются обработка посевов хелатом марганца и смесью микроэлементов.

12. Внесение небольших доз комплексных удобрений, совмещающих все необходимые макро- и микроэлементы наиболее целесообразно на слабо удобренных фонах и оправдано из-за их высокой отдачи, проявляющейся в значительном увеличении урожайности (на 12-40 %) и, самое главное ее варьирование по годам не превышает 1,3-5,4 %.

13. Погодные условия и тип технологии одинаково участвуют в варьировании урожайности ячменя. Доля участия первого фактора составляет 47 %, а типа технологии 48 %.

Урожайность ячменя при возделывании по интенсивной технологии всегда была выше урожайности по нормальной, однако прибавка значительно варьировала по годам. В проведенных исследованиях при возделывании культуры по нормальной технологии в два года из трех фактическая урожайность превышала планируемую. При возделывании по интенсивной технологии фактически была ниже на 12,5-27,8 ц/га планируемой.

При возделывании ячменя по нормальной технологии биологический потенциал растения для получения урожая использовался в большей степени, чем при применении ее интенсивного типа. Влияние интенсивной технологии, прежде всего, проявлялось в увеличении количества стеблей, но не способствовало снижению числа непродуктивных стеблей. Расхождения при интенсивной технологии между биологической и фактической урожайностью достигали 40-57 %.

14. Нормальные технологии более устойчивы по годам, обладают высокой рентабельностью производства (99 %), обеспечивают получение зерна с содержанием белка не более 12 %, что делает их предпочтительнее перед другими типами.

15. Анализ экономической эффективности возделывания ярового ячменя в различных севооборотах на водораздельном плато выявил, что наиболее целесообразно использовать минеральные удобрений в дозе ИдаРбоКбо в зернопаропропашном и зернотравянопропашном севооборотах.

Предложения производству

1. Для выращивания ярового ячменя на пивоваренные цели его необходимо возделывать только в зернопаропропашных севооборотах на североориентированных склонах и водораздельных участках. Зерно, предназначенное для переработки в крупу, выращивать на южноориентированных склонах и водораздельных участках в зернотравянопропашных севооборотах

Смешивание урожая ячменя, собираемого с разных предшественников и с различных экспозиций склона недопустимо, так как оно вызывает неоднородность зерна по качеству.

2. Учитывая, что различные варианты обработки почвы мало влияют на урожайность и качество зерна ярового ячменя, возможно применение энергосберегающих способов.

3. Рекомендуется применение нормальной технологии возделывания ярового ячменя с некорневой обработкой посевов в фазу кущения культуры комплексными препаратами, так как эта технология является наиболее оптимальной исходя из соображений получения урожая высокого качества с наименьшими материальными и трудовыми затратами, устойчивости по годам и наивысшей рентабельности производства, а применение комплексных препаратов (таких как Акварин 3,0 кг/га, Бишофит 4 %, Аквадон 1 %, Экстраксол 1 %, Биогумус 15 % и Аквамикс 1 %) обеспечит повышение урожайности культуры.

Список опубликованных работ:

1. Дериглазова Г.М. Урожайность и качество зерна ячменя в зависимости от типа севооборота и внесения удобрений/Г.М. Дериглазова, Е.П. Проценко // Достижения науки и техники АПК- 2005. -XsJO. - С. 38.

2. Дериглазова Г.М. Сахарная свекла — лучший предшественник для получения ячменя с высокой урожайностью и качеством / Г.М. Дериглазова // Сахарная свекла. - 2006. - Ns4. - С. 38-39.

3. Дериглазова Г.М. Повышение урожайности и качества ячменя на склонах/Г.М. Дериглазова, H.H. Боева//Земледелие. - 2006 —№3. - С. 32-33.

4. Дериглазова Г.М. Способ получения ярового ячменя заданного качества на склоновых землях / Г.М. Дериглазова, Е.П. Проценко // Земледелие. - 2010. -№1. - С. 27-29.

5. Проценко Е.П. Изменение фотохимической активности хлороппастов ячменя под действием экологических факторов/ Е.П. Проценко, Т.В. Сапрыкина, Г.М. Дериглазова, H.A. Клева//Агрохимия. - 2010. —№6. — С. 59-65.

6. Дериглазова Г.М. Опыт возделывания ярового ячменя в Курской области /Г.М. Дериглазова //Земледелие. -2010,- №6. - С. 6-9.

7. Дериглазова Г.М. Значение некорневой обработки отдельными микроэлементами и комплексными удобрениями посевов зерновых культур/ Г.М. Дериглазова, O.A. Митрохина, H.H. Боева // Вестник Курской Селъхоз Академии. -2011. -№3.-С. 45-47.

8. Дериглазова Г.М. Эффективность действия удобрений в агролаидшафте в зависимости от вида севооборота/ Г.М. Дериглазова // Сахарная свекла. -

2011. -№6.-С. 24-28.

9. Дериглазова Г.М. Влияние природных и антропогенных факторов на урожай и качество зерна ярового ячменя / Г.М. Дериглазова //Земледелие. —

2012. - №6-С.43-45.

10. Дериглазова Г.М. Влияние технологий разного уровня интенсивности на урожайность ячменя и показатели его структуры / Г.М. Дериглазова И.Г. Пыхтин //Земледелие. - 2012. №7 - С. 31-33.

11. Дериглазова Г.М. Значение способов основной обработки почвы при возделывании ярового ячменя в агроландшафте / Г.М. Дериглазова // Вестник Курской Селъхоз Академии. - 2013. - №2. - С. 50-53.

12. Дериглазова Г.М. Эффективность удобрений и известкования черноземных почв ЦЧР при возделывании ярового ячменя на склоне северной экспозиции/Г.М. Дериглазова //Вестник ОрелГАУ- 2013 №1(40). - С. 12-17.

13. Дериглазова Г.М. Связь агрохимических и физико-химических показателей плодородия пахотного слоя почвы с урожайностью ячменя / Г.М. Дериглазова //Вестник Курской Сельхоз Академии. - 2013. - №3. - С. 52-55.

14. Айдиев А.Я. Последействие удобрений на плодородие чернозема типичного и урожайность ячменя в северо-западной части ЦЧЗ / А.Я. Айдиев, Г.М. Дериглазова, H.H. Боева//Вестник ОрелГАУ-2013 - Ns3. - С. 10-15.

15. Стахурлова ЯД. Влияние различных агротехнологических приемов на основные показатели плодородия чернозема типичного /ЯД. Стахурлова, А.И. Громовик, Г.М. Дериглазова//Доклады РАСХ11 2013. -№4. - С. 33-35.

16. Проценко Е.П., Дериглазова Г.М. Способ возделывания ярового ячменя на склоновых землях: Пат. на изобретение 2334386, РФ // Б.И. 2008 27 сентября №27.

17. Черкасов Г.Н. Возделывание ярового ячменя для различных целей на склонах Центрального Черноземья / Г.Н. Черкасов, Г.М. Дериглазова, ОТ. Чуян /ГНУ ВНИИЗиЗПЭ РАСХН. -Курск: Изд-eo Курск. Гос. с.-х. ак., 2010. - 75 с.

18. Дериглазова Г.М. Особенности возделывания ярового ячменя на склоновых землях Центрального Черноземья /Г.М. Дериглазова, А.Я. Айдиев/— Курск: ГНУ Курский НИИ АПП, 2013. - 233 с.

19. Дериглазова Г.М. Зависимость урожайности и показателей качества зерна ячменя от агрохимических свойств почвы / Г.М. Дериглазова // Доклады научно-практической конференции Курского отделения Докучаевского общества почвоведов «Региональные проблемы почвоведения, земледелия, экологии Центрального Черноземья» - Курск, 2006. - С. 45-47.

20. Дериглазова Г.М. Экономическая эффективность выращивания ячменя в склоновом агроландшафте лесостепи ЦЧЗ / Г.М. Дериглазова // Проблемы интенсификации и экологизации земледелия России Сб. докладов Международной научно-практической конференции «Проблемы АПК Юга России» - Ростов, 2006. - С. 548-549.

21. Дериглазова Г.М. Изменение урожайности и показателей качества зерна ячменя в зависимости от способа обработки почвы в склоновом агроландшафте / Г.М. Дериглазова // Проблемы интенсификации и экологизации земледелия России Сб. докладов Международной научно-практической конференции «Проблемы АПК Юга России» - Ростов, 2006. - С. 25-28.

22. Дериглазова Г.М. Влияние агроэкологических факторов на урожайность и пивоваренные качества зерна ячменя в ЦЧЗ / Г.М. Дериглазова // Материалы международной школы молодых ученых «Современные технологии для современного сельскохозяйственного производства» - Волгоград: HB НИИСХ, 2006. - С. 101-106.

23. Дериглазова Г.М. Влияние изменения технологической линии варочного цеха по производству пива на показатели качества и выход продукции / Г.М. Дериглазова, Е.П. Проценко // Теоретические и прикладные проблемы социально-правовых, медико-биологических и технико-экономических сфер жизни общества Материалы Международная научно-практической конференции, 26-27 марта 2007 г. - Курск, 2007. - С. 394-397.

24. Дериглазова Г.М. Влияние применения удобрений на северном склоне на урожайность и качество ячменя / Г.М. Дериглазова // Доклады научно-практической конференции Курского отделения Докучаевского общества почвоведов «Проблемы почвоведения, земледелия и экологии Центрального Черноземья» - Курск, 2007. - С. 36-38.

25. Дериглазова Г.М. Влияние предпосевной обработки семян и внекорневой подкормки нетрадиционными видами удобрений на урожайность зерна ячменя / Г.М. Дериглазова, Е.П. Проценко, H.H. Боева // Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции «Инновации, землеустройство и ресурсосберегающие технологии в земледелии». - Курск: «Курский ЦНТИ», 2007. - С. 198-201.

26. Глебов Е.С. Динамика содержания элементов питания в почве и растениях ячменя / Е.С. Глебов, Г.М. Дериглазова, Е.П. Проценко // Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции «Инновации, землеустройство и ресурсосберегающие технологии в земледелии». - Курск: «Курский ЦНТИ», 2007. - С. 337-340.

27. Дериглазова Г.М. Традиции и инновации производства зерна ячменя в Курской области / Г.М. Дериглазова // Сборник докладов научно-практической конференции «Проблемы и пути реализации потенциала производства зерна в Центральном Черноземье». - Каменная степь, 2007. - С. 27-28.

28. Дериглазова Г.М. Роль способа основной обработки почвы на урожайность зерна ячменя на склоновых землях / Г.М. Дериглазова, Е.П. Проценко // Сборник материалов международной научно конференции «Проблемы и перспективы развития аграрного производства».- Смоленск, 2007.- С. 91-92.

29. Караулова Л.Н. Влияние природных и антропогенных факторов на азотный режим чернозема типичного и урожайность ячменя / Л.Н. Караулова,

Г.М. Дериглазова // Сборник материалов международной научно конференции V съезда Общества почвоведов - Ростов - на - Дону, 2008. - С. 174.

30. Боева H.H. Плотность сложения чернозема типичного при различном сельскохозяйственном использовании пашни / H.H. Боева, Г.М. Дериглазова // Доклады научно-практической конференции Курского отделения Докучаевского общества почвоведов «Агроэкологические проблемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур» - Курск: Издательский центр «ЮМЕКС», 2008. - С. 20-22.

31. Дериглазова Г.М. Влияние применения микроэлементов на биологические показатели растения ячменя / Г.М. Дериглазова // Доклады научно-практической конференции Курского отделения Докучаевского общества почвоведов «Агроэкологические проблемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур» - Курск Издательский центр «ЮМЕКС», 2008. - С. 26-28.

32. Чуян О.Г. Исследование горизонтальной неоднородности свойств чернозема типичного / О.Г. Чуян, Н.П. Масютенко, JI.H. Караулова, Г.М. Дериглазова // Сборник докладов Международной научно-практической конференции ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ «Интенсификация, ресурсосбережение и охрана почв в адаптивно-ландшафтных системах земледелия». - Курск: 2008. -С. 668-674.

33. Дериглазова Г.М. Влияние различных технологий возделывания ярового ячменя на структуру урожая и урожайность культуры / Г.М. Дериглазова // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскому хозяйству» - Курск: Из-во Курск, гос. с.-х. ак., 2009. - С. 279-280.

34. Дериглазова Г.М. Значение севооборота в формировании урожайности ячменя на склоновых землях / Г.М. Дериглазова // Материалы международной научной конференции молодых ученых и специалистов «Применение средств химизации в технологиях адаптивно-ландшафтного земледелия» - Москва: ВНИИА, 2009.-С. 62-65.

35. Дериглазова Г.М. Влияние микроэлементов на урожайность зерновых культур / Г.М. Дериглазова, H.H. Боева // Сборник докладов научно-практической конференции «Пути сохранения плодородия почвы и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтном земледелии Центрального Черноземья» - Каменная степь, 2009,- С. 130-132.

36. Усовершенствованные и новые методы механической обработки почвы и приемы применения удобрений на адаптивно-ландшафтных системах земледелия. - Авторский коллектив - Курск: ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ РАСХН, 2009 42 с.

37. Дериглазова Г.М. Динамика урожайности ячменя в зависимости от погодных условий в ЦЧЗ / Г.М. Дериглазова // Доклады научно-практической конференции Курского отделения Докучаевского общества почвоведов «Агроэкологические проблемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур» - Курск Издательский центр «ЮМЕКС», 2009 -С. 15-17.

38. Дериглазова Г.М. Эффективность одноразового применения различных способов основной обработки почвы под ячмень / Г.М. Дериглазова, A.C. Зубков // Научное обеспечение агропромышленного производства (материалы Международной научно-практической конференции. - Курск: Из-во Курск, гос. с.-х. ак., 2010-С. 254-259.

39. Усовершенствованные теоретические и практические основы формирования пространственно-дифференцированных технологий точного земледелия - Авторский коллектив - Курск: ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ РАСХН, 2010 -74 с.

40. Дериглазова Г.М. Влияние предпосевной обработки семян и удобрений на урожайность и качество ячменя / Г.М. Дериглазова, H.H. Боева //Актуальные проблемы почвоведения, экологии и земледелия (материалы научно-практической конференции Курского отделения межрегиональной общественной организации «Общество почвоведов имени В.В. Докучаева», г. Курск, декабрь 2010 г.). - Курск: ГНУ ВНИИЗиЗПЭ РАСХН, 2010. - С. 139142.

41. Боева H.H. Влияние антропогенного воздействия на структуру и водопрочность почвенных агрегатов чернозема типичного / H.H. Боева, Г.М; Дериглазова // Актуальные проблемы почвоведения, экологии и земледелия (материалы научно-практической конференции Курского отделения межрегиональной общественной организации «Общество почвоведов имени В.В. Докучаева», г. Курск, декабрь 2010 г.). - Курск: ГНУ ВНИИЗиЗПЭ РАСХН, 2010.-С. 20-22.

42. Дериглазова Г.М. Эффективность агротехнических приемов при возделывании ярового ячменя в агроландшафте / Г.М. Дериглазова // Стратегия развития кормопроизводства в условиях глобального изменения климатических условий и использования достижений отечественной селекции: Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 55-летию Уральского НИИСХ / Т. I. Растениеводство. - Екатеринбург: Издательство АМБ, 2011,-С. 265-268.

43. Дериглазова Г.М. Влияние некорневого внесения комплексных удобрений на урожайность ярового ячменя / Г.М. Дериглазова // Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции к 70 летию со дня рождения академика А.П. Щербакова ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ «Сохранение и воспроизводство плодородия почв в ландшафтном земледелии», г. Курск, 13-15 сентября 2011 г». - Курск: 2011 - С. 129-133.

44. Черкасов Г.Н. Технология возделывания ярового ячменя с заданными показателями качества в адаптовно-ландшафтном земледелии/ Г.Н. Черкасов, Г.М. Дериглазова, О.Г. Чуян // Книга Технологии XXI века в АПК России -Москва, 2011.-С. 10.

45. Дериглазова Г.М. Возделывание зерновых культур в Курской области / Г.М. Дериглазова // Агроэкологические проблемы почвоведения и земледелия (материалы научно-практической конференции Курского отделения

межрегиональной общественной организации «Общество почвоведов имени В.В. Докучаева», г. Курск, декабрь 2011 г.). - С. 27-31.

46. Дериглазова Г.М. Значение агроландшафта и типа севооборота при возделывании ярового ячменя в ЦЧЗ / Г.М. Дериглазова, H.H. Боева // Агроэкологические проблемы почвоведения и земледелия (материалы научно-практической конференции Курского отделения межрегиональной общественной организации «Общество почвоведов имени В.В. Докучаева», г. Курск, декабрь 2011 г.). - С. 34-37.

47. Дериглазова Г.М. Влияние одноразового использования различных способов основной обработки почвы под ячмень/ Г.М. Дериглазова, И.Г. Пыхтин, A.C. Зубков// Инновационно-технологическое обеспечение адаптивно-ландшафтных систем земледелия (сборник докладов), г. Курск, 2012. - С. 280284.

48. Дериглазова Г.М. Влияние уровня интенсивности агротехнологий при возделывании ячменя на повышение рентабельности производства / Г.М. Дериглазова // Актуальные проблемы почвоведения, экологии и земледелия (материалы научно-практической конференции Курского отделения межрегиональной общественной организации «Общество почвоведов имени В.В. Докучаева»), г. Курск, 2012 г. - С. 27-29

49. Дериглазова Г.М. Доля вклада сорта в урожайность ярового ячменя // Г.М. Дериглазова, H.H. Боева // Актуальные проблемы почвоведения, экологии и. земледелия (материалы научно-практической конференции - Курского отделения межрегиональной общественной организации «Общество почвоведов имени В.В. Докучаева»), г. Курск, 2012 г. - С. 29-34.

Дериглазова Галина Михайловна

Научное обоснование возделывания ярового ячменя различного назначения на склонах Центрального Черноземья

Автореферат

Сдано в набор 23.04.2013 г. Подписано в печать 23.04.2013 г. Формат 60x84 1/16. Бумага Снегурочка. Объем 2,6 усл. печ. л. Гарнитура Тайме. Тираж 130 экз. Заказ № 1383.

Издательство КГСХА им. проф. И.И. Иванова 305021, г. Курск, ул. К. Маркса, 70

Отпечатано: ИП КиселеваО.В. ОГРНИП 304463202600213

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Дериглазова, Галина Михайловна, Орел

На правах рукописи

05201351056

Дериглазова Галина Михайловна

Научное обоснование возделывания ярового ячменя различного назначения на склонах Центрального Черноземья

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Научный консультант:

доктор сельскохозяйственных наук И.Г. Пыхтин

Орел 2013

Содержание

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

Глава 1. Основные проблемы получения высокого и качественного

урожая ярового ячменя (обзор литературы)..........................................9

1.1 Возделывание зерновых культур в Российской Федерации

и в Центральном Черноземье............................................................9

1.2 Влияние природных факторов на изменение урожайности и качественных показателей ярового ячменя.............................................23

1.3 Влияние агротехнических приемов на урожайность и качество ярового ячменя................................................................................32

1.4 Нерешенные аспекты.............................................................52

Глава 2. Объекты, условия и методика проведения исследований.................54

2.1 Геоморфологические и агроклиматические ресурсы

Центрального Черноземья....................................................54

2.2 Методика проведения исследований..........................................58

2.2.1 Многофакторный полевой опыт...........................................59

2.2.2 Опыт с некорневым внесением микро-

и комплексных удобрений........................................................66

2.2.3 Опыт по изучению эффективности агротехнологий

разного уровня интенсивности.................................................71

2.3 Учеты и наблюдения в опытах..................................................77

Глава 3 Изменение урожайности ячменя в зависимости от природных факторов.....................................................................79

3.1 Условия погоды.....................................................................79

3.2 Место размещения посевов в агроландшафте................................86

3.3 Плодородие почвы................................................................97

Глава 4. Формирование урожайности и качества зерна ярового

ячменя в агроландшафте в зависимости от агротехнических приемов.......106

4.1 Состав культур в севообороте.......................................................106

4.2 Способы основной обработки почвы............................................118

4.3 Известкование почвы.................................................................126

4.4 Действие удобрений...................................................................139

4.4.1 Основное внесение органических и минеральных удобрений......139

4.4.2 Некорневое внесение удобрений...........................................153

4.4.2.1 Некорневое внесение микроудобрений...............................153

4.4.2.2 Некорневое внесение комплексных удобрений.....................161

Глава 5. Влияние агротехнологий разного уровня интенсивности

при возделывании ярового ячменя на развитие растений,

урожайность и показатели качества зерна ячменя...........................................169

5.1 Влияние на развитие растений..............................................169

5.2 Влияние на содержание питательных элементов

в растениях ячменя.................................................................175

5.3 Влияние на урожайность и качество зерна ячменя......................181

Глава 6. Вклад природных и антропогенных факторов в формирование урожайности ярового ячменя и показателей

качества зерна.............................................................................187

Глава 7. Экономическая эффективность и биоэнергетическая оценка некоторых технологий

возделывания ярового ячменя..........................................................194

Выводы.................................................................................203

Предложения производству........................................................208

Библиографический список.........................................................209

Приложения...........................................................................250

Введение

Актуальность темы.

Российская Федерация является одной из крупнейших стран-производителей зерна. Зерно в России является единственным экспортируемым сельскохозяйственным товаром. В последние годы доля ярового ячменя в структуре посевных площадей Российской Федерации увеличилась с 21,6 до 24,0 % от общей площади посевов зерновых культур.

В Центрально-Черноземном регионе производится 12 % зерна от общего производства в России. Курская область в Центральном Черноземье занимает среднее положение по урожайности зерновых и зернобобовых культур. Ведущей зерновой культурой в Курской области является яровой ячмень, на долю которого приходится до 48 % посевных площадей зерновых культур, а доля его валового сбора составляет 42,5 % от общего производства зерна. В среднем за последние 5 лет урожайность ярового ячменя в Курской области составляла 25,1 ц/га, а по России - 12,2 ц/га.

Увеличение производства ярового ячменя в настоящее время невозможно за счет увеличения посевных площадей, поэтому особо остро стоит вопрос разработки оптимальных технологий возделывания культуры с требуемым качеством, основанных на ресурсосберегающей системе обработки почвы, рациональном размещении в агроландшафте, выборе севооборота, оптимизации питания растений в течение всего роста, выборе наилучшей по интенсивности агротехнологии возделывания культуры.

Существующие технологии по возделыванию ярового ячменя не позволяют учитывать особенности возделывания культуры на склоновых землях, хотя в Центральном Черноземном регионе 69 % пахотных угодий располагаются на склонах, при этом не в полной мере используется биоклиматический и почвенный потенциал, нерационально используются удобрения, подкисляется почва, загрязняется окружающая среда.

Пивоваренная промышленность Российской Федерации в настоящее время испытывает недостаток в сырье, в тоже время отмечается постоянное повышение требований к качеству пивоваренного ячменя по ряду показателей. Урожайность культур и качество продукции, в силу биологических особенностей растений, нередко является взаимоисключающими показателями. Тем не менее, в настоящее время последние исследования в сельскохозяйственной науке направлены на нахождение выхода из сложившейся ситуации.

Исследования в области получения высокого урожая зерна ярового ячменя с пивоваренным качеством в условиях эрозионного ландшафта являются чрезвычайно актуальными, особенно в сегодняшних рыночных условиях. В связи с этим проблемы усовершенствования технологий возделывания ярового ячменя различного назначения в агроландшафте Центрального Черноземья остаются весьма актуальными и своевременными. Это подтверждается принятой целевой программой Министерства сельского хозяйства РФ «Пивоваренный ячмень и солод», которая предусматривает ускорение работ по селекции и семеноводству пивоваренных сортов ячменя и разработке технологий их возделывания.

Для достижения этой цели программой исследований предусматривалось решение следующих задач:

1. Изучить влияние погодных условий, местоположения посевов в рельефе и плодородия почвы на урожайность ячменя;

2. Выявить влияние состава культур в севообороте, различных способов основной обработки почвы, мелиорации почвы, основного внесения удобрений на урожайность и показатели качества зерна ячменя;

3. Изучить действие некорневых подкормок посевов в фазу кущения культуры микроудобрениями и комплексными удобрениями на урожайность и показатели качества зерна ячменя;

4. Определить оптимальный тип технологии возделывания ярового ячменя;

5. Дать экономическую и биоэнергетическую оценку технологиям возделывания ячменя.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые на основе многолетних многофакторных экспериментальных данных освещаются теоретические и практические аспекты влияния основных природных и антропогенных факторов на урожайность и качество зерна ячменя. Обосновано ранговое значение действия и взаимодействия этих факторов на урожайность и назначение зерна ярового ячменя. В условиях Центрального Черноземья на черноземах типичных экспериментально установлены особенности формирования урожайности и изменения назначения зерна ячменя в зависимости от места расположения посевов в рельефе, системы севооборотов и удобрений (патент на изобретение Е.П. Проценко, Г.М. Дериглазова «Способ возделывания ярового ячменя на склоновых землях» 1Ш 2334386, 2008), при использовании которых впервые появляется возможность получать высокую урожайность с требуемым качеством зерна. Определена оптимальная по интенсивности технология возделывания культуры для таких условий.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Значение природных факторов в изменении урожайности ячменя.

4. Экономическое и экологическое преимущество возделывания ячменя по нормальной технологии.

Практическая значимость работы заключается в том, что результаты проведенных исследований могут быть использованы в практике и для рекомендаций по технологии выращивания ячменя различного назначения в условиях склонового рельефа. Разработанные в диссертации положения позволят специалистам сельского хозяйства всех форм собственности более обоснованно подходить к выбору основных элементов оптимальных технологий при возделывании ячменя, позволяющие избежать заведомо неэффективных затрат материально-технических ресурсов.

Апробация работы. Результаты исследований и их анализ докладывались и получили одобрительную оценку на заседаниях Ученого Совета ВНИИЗ и ЗПЭ. Материалы диссертации рассматривались на научно-практических конференциях Курского отделения Докучаевского общества почвоведов в г. Курске (2005-2012 гг.), на V и VI Всероссийской школе молодых ученых в г. Курске (2005 г.) и в г. Волгограде (2006 г.) и на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях в г. Курске (2005, 2007, 2010, 2012 гг.), в Каменной степи Воронежской области (2008 г.), в г. Москве (2009 г.).

Структура и объем работы: Диссертационная работа изложена на 272 страницах, включает 49 таблиц и 22 рисунка. Состоит из введения, 7 глав, выво-

дов, предложений производству и приложений. Библиографический список включает 410 наименований, в том числе 33 зарубежных автора.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 49 работ, из них 18 в рекомендованных ВАК журналах, патент на изобретение и две монографии.

Автор искренне благодарна доктору сельскохозяйственных наук, профес-

сору [Г.А. Чуяну,! который возложил надежды в становление автора настоящим ученым. Выражает глубокую признательность своему научному консультанту доктору сельскохозяйственных наук И.Г. Пыхтину за постоянное внимание к работе, ценные советы и рекомендации на всех этапах исследований. Благодарна кандидату сельхоз наук Боевой H.H., доктору сельскохозяйственных наук, профессору Проценко Е.П. и доктору сельскохозяйственных наук, заслуженному деятелю России Здоровцову И.П. за поддержку и научные советы, а также всем сотрудникам лаборатории агрохимии и земледелия ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ за помощь, оказанную при проведении научных исследований и подготовке данной диссертации.

Глава 1. Основные проблемы получения высокого и качественного

урожая ярового ячменя (обзор литературы)

1.1 Возделывание зерновых культур в Российской Федерации

и в Центральном Черноземье

Во всех развитых странах ведущей отраслью в производстве сельхозпродукции является зерновое хозяйство. Недаром официально в международную практику был введен термин «продовольственная безопасность страны». Продовольственная безопасность на мировом и государственном уровне обеспечивается за счет потенциала производства основных видов продовольствия, прежде всего зерна. При этом необходима способность государства за счет собственного производства обеспечить все население страны основными видами продуктов питания, максимально ограничив независимость государства от внешних источников продовольствия. В настоящее время в России производство сельхозпродукции не может обеспечить потребности населения страны даже на уровне прожиточного минимума. По зерну он удовлетворяется на 80 % (O.A. Монастырский, М.И. Селезнева, 2008).

По расчетам Международного института продовольственной политики, рост производства сельхозпродукции на 1 % обеспечивает рост всей экономики на 2,3 - 2,5 %.

Российская Федерация является одной из крупнейших стран-производителей зерна, занимая по численности населения шестое место в мире. По объему производства зерна она занимает пятое место после Китая (401 млн. т), США (355 млн. т), стран Евросоюза (245 млн. т), Индии (215 млн. т).

При сравнительном анализе производства зерновых культур в США, ЕС-25 и России в 2007 году, можно отметить, что по всем показателям про-

изводство зерновых культур наиболее эффективно развивается в США (табл. 1.1). Хотя и посевные площади здесь практически такие же, как и в странах ЕС, но за счет высокой урожайности (урожайность выше на 1,51 т/га или на 24 %) и меньшей численности населения, в США зерновых культур на душу населения производится в 2 раза больше чем в странах Евросоюза.

Таблица 1.1- Производство зерновых культур в США, ЕС-25 и России (2007 г).

Показатели Ед. изм. США ЕС-25 Россия % США/ Россия % ЕС-25/ Россия

Население (2006г.) млн. чел. 299 461 142 211 325

Производство млн. т 335,579 245,368 75,545 444 325

Посевные площади млн. га 52,62 50,37 40,96 128 123

Урожайность т/га 6,38 4,87 1,84 346 264

Производство на душу населения кг 1 122 532 532 211 100

Россия по всем показателям значительно уступает странам ЕС и США, что подтверждается высокими процентами в соотношениях показателей. По производству зерна на душу населения Россия и Евросоюз хотя и имеют равные показатели (по 532 кг) однако, достигнуто это совершенно разными способами на примерно равных площадях посева. Евросоюз достиг этот результат для почти полу миллиардного населения эффективной технологией земледелия (урожайность зерновых культур 4,87 т/га). Россия же вышла на этот результат лишь за счет трехкратной меньшей численности населения (в 2,6 раза) при меньшей урожайности - 1,84 т/га.

Среди стран СНГ Российская Федерация занимает первое место по объему производства зерна и основных продуктов его переработки. Валовой сбор зерна в Российской Федерации в 2008 году составил 108,1 млн. тонн (в

весе после доработки), превысив уровень 2007 года на 32,6 %.

Для удовлетворения потребностей населения Российской Федерации в хлебе и хлебопродуктах необходимо производить зерна в объеме 25 млн. т, в том числе на семенные цели 14-15 млн. т. На нужды животноводства в настоящее время расходуется 27 млн. т. зерна, в том числе ячменя 5 575 тыс. т (20%), пшеницы 11 150 тыс. т (40%), кукурузы 1 394 тыс. т (5 %), овса 1 394 тыс. т (5%), ржи и тритикале 5 575 тыс. т (20 %), зернобобовых 1 394 тыс. т (5 %), и прочих 1 394 тыс. т (5 %).

Расчеты Минсельхоза РФ и научных учреждений Россельхозакадемии указывают на то, что для обеспеченности государства продовольственным зерном, сырьем и кормами необходимый его уровень должен составлять 110115 млн. т. Потребности животноводства в фуражном зерне составляют 66-68 млн. т.

Зерно в Российской Федерации является единственным сельскохозяйственным экспортируемым товаром, а продукты его переработки - основным продуктом питания для 85 % россиян. Несмотря на то, что производится экспорт зерна, наша страна не перестает производить его закупки у других стран (табл. 1.2).

Только 14 субъектов Российской Федерации обеспечивают себя зерном. Это способствует большому потоку межрегиональных перевозок зерна и зернопродуктов, что в свою очередь приводит к ухудшению качества зерна, распространению возбудителей болезней и вредителей.

По сравнению с нашей страной, все производство зерна в США, Канаде, Японии и ЕС - дотационное и его оборот строго контролируется государством. Так, в США 50 % всего ежегодно получаемого зерна закупается государством в федеральный фонд и на экспорт. Именно этим объясняется тот факт, что США продает зерно на сумму большую, чем другие страны. Эти доходы превышают даже доходы России от продажи нефти (O.A. Монастырский, М.И. Селезнева, 2008).

Таблица 1.2 - Баланс ресурсов и использования зерна в РФ, млн. т

(O.K. Суханов, 2010)

Показатель 2008/2009 2009/2010 2010/2011

Начальные запасы 6,3 17,3 19,5

Валовый сбор после доработки 108,1 97 90

Импорт 0,6 0,7 0,5

Ресурсы, всего 115 115 110

использование на продов. цели 22,8 2

Информация о работе