Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Научные основы формирования высокой урожайности озимых зерновых культур
ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство
Автореферат диссертации по теме "Научные основы формирования высокой урожайности озимых зерновых культур"
г; г, с
На правах рукописи
ГОЛУБ Иван Антонович
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОЙ УРОЖАЙНОСТИ ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
Специальность 06.01.09 - Растениеводство
Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора сельскохозяйственных наук
МОСКВА 1998
Работа выполнена в Белорусском научно-исследовательско! институте земледелия и кормов.
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных нау{
профессор В.Е.Долгодворов, доктор сельскохозяйственных нау!
профессор В.С.Никляев, доктор сельскохозяйственных нау! профессор М.К.Каюмов.
Ведущее учреждение - Научно-исследовательский институт сельского хозяйства центральных районов Нечерноземной зоны.
Защита диссертации состоится Се///^^^}^ 1998г
в _2^С.час.^32.мин. На заседании диссертационного совета Д. 12.35.0' при Московской сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязев; по адресу: 127550, г.Москва, ул.Тимирязева, 49. Сектор защить: диссертаций ТСХА.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТСХА.
Автореферат разослан 1998г
Учёный секретарь диссертационного совета кандидат сельскохозяйственных наук
-^ Р.Р.Усманов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Неуклонное увеличение производства зерна -:нейшая задача в решении проблемы обеспечения Республики Беларусь довольствием. Актуальность проблемы возросла вследствие разрушения ее сложившихся каналов поступления зерна и хлебопродуктов из госу-ственного фонда бывшего СССР, а в последнее время и с резким удоро-[ием его на мировом рынке.
Увеличение производства зерна до уровня полного самообеспечения им аруси может быть достигнуто за счет возрастания посевной площади и ышения урожайности. Однако в первом случае возможности республики ти исчерпаны, поэтому основным направлением в решении указанной блемы является повышение продуктивности зерновых культур на основе ользования более урожайных культур и сортов, а также совершенствова-технологий их возделывания.
В структуре зерновых посевов более стабильную по годам урожайность спечивают озимые: рожь и пшеница, а в последние годы возрастает роль тикале.и ячменя.
Сортовой состав посевов озимых зерновых культур постоянно обновля-I. В республике накоплен определенный опыт возделывания озимых: ржи шеницы, начаты исследования по возделыванию и других культур этой ппы.
Однако накопленной информации недостаточно для того, чтобы сформовать теорию формирования высокой урожайности и предложить про-эдству интенсивные технологии возделывания, позволяющие обеспечить более полную реализацию генетического потенциала продуктивности мых зерновых культур. При этом отсутствует комплексная оценка срав-ельной продуктивности озимых зерновых культур, не обоснованы реко-дации по размещению их на дерново-подзолистых среднесуглинистых вах, требуют уточнения и расширения приемы повышения продуктивно-севооборотов с участием этих культур. Необходима разработка новых и *нение ранее выявленных параметров элементов технологии возделыва-, адаптированных с учетом социально-экономических условий, что по-шт оптимизировать генеративный процесс и защитить растения от вре-осных факторов.
Цель и задачи исследований. Целью работы явилось: научное обосно-«е формирования высокой и устойчивой урожайности озимых зерновых ьтур, путем комплексного изучения их биологических особенностей, раз-этки более эффективных агротехнических приемов с применением хими-сих средств, направленных на интенсификацию продукционного процес-
са, обеспечивающих получение урожаев близких к генетическому потенц лу и создание на этой основе практических рекомендаций по современн технологиям возделывания озимых: ржи, пшеницы, тритикале и ячменя в ответствии с почвенно-климатическими условиями северо-восточной зо Республики Беларусь.
Для решения указанной цели были поставлены следующие задачи: -выявить закономерности хода продукционного процесса новых с< тов озимых: ржи, пшеницы, тритикале и ячменя по фазам роста и развития -дать сравнительную хозяйственно-биологическую оценку изуч мых зерновых культур в различных звеньях севооборота;
-обосновать оптимальные параметры основных приемов интена ных технологий ( предшественник, обработка почвы, нормы высева сем дозы удобрений, защита от сорняков и болезней) вновь возделываемых в ] гионе озимых зерновых культур и сортов;
-провести агроэнергетическую и экономическую оценку, разработ; ных в результате исследований, приемов и технологий возделывания нов перспективных сортов зерновых культур для условий Республики Беларуа Научная новизна. Разработаны теоретические основы получения вьн ких и стабильных урожаев озимых зерновых культур ( ржи, пшеницы, три' кале, ячменя) с учетом использования их на продовольственные и кормов цели при применении современных технологий.
Впервые в условиях северо-восточной зоны Беларуси комплексно и: чен продукционный процесс формирования урожая вновь созданных сорт озимой ржи Верасень, озимой пшеницы Сузорье, озимого тритикале Дар 1 лоруссии, озимого ячменя Вавилон в зависимости от почвенных, климати1 ских и технологических факторов; усовершенствована технология их воз; лывания, определены основные направления использования в животновод* ве, в пищевой и технической промышленности. Получены новые данные особенностям биологии и агротехники новых сортов озимых зерновых ку; тур. Выявлены оптимальные параметры основных приемов технологии в( делывания, обеспечивающие полноценную работу фотосинтетического г парата и на этой основе максимально реализующие потенциал продуктивг сти новых сортов изучаемых культур. Установлено, что в условиях даннс региона при рациональном использовании средств интенсификации возмо но получение урожайности озимой ржи 7,5, пшеницы до 6,5 и озимого тр тикапе до 8,0 т/га, при этом зерно озимой пшеницы отвечает требования предъявляемым по качеству сильным и ценным пшеницам. Дана агроэнер! тическая и экономическая оценка возделывания вновь районированных сс тов и новых озимых зерновых культур.
Основные положении диссертации, выносимые на защиту:
- особенности продукционного процесса озимых зерновых культур при различных фонах минерального питания;
- разработка основных приемов технологий возделывания новых озимых зерновых культур и сортов;
- комплексная хозяйственно-биологическая оценка продуктивности различных озимых зерновых культур;
- формирование качества зерна озимых зерновых культур в зависимости от технологических приемов возделывания;
- продуктивность полевого севооборота при интенсивном возделывании озимых: ржи, пшеницы, тритикале, ячменя и использовании пожнивных посевов;
- агроэнергетическая и экономическая оценка технологии возделывания озимых зерновых культур.
Практическая ценность работы. Получили дальнейшее развитие основные положения теории продукционного процесса и разработаны основные приемы технологии возделывания озимых зерновых культур, реализация которых в производственных условиях северо-восточной части Республики Беларусь обеспечивает получение урожайности от 7,0 до 8,0 т/га. Одновременно формируется урожай зерна озимой пшеницы высокого качества, пригодной для производства хлебо-булочных и других изделий продовольственного назначения. Предложена схема интенсификации полевого севооборота за счет сочетания интенсивного использования озимых зерновых и пожнивных посевов культур семейства капустных.
Результаты исследований вошли в Рекомендации Минсельхозпрода Белоруссии (1993). Рекомендации по повышению урожайности озимых зерновых культур и продуктивности севооборотов реализованы в коллективных, государственных и фермерских сельскохозяйственных предприятиях республики на площади 0,5 млн. гектаров, что составляет 16,7% от посевов зерновых. Экономический эффект от внедрения научных разработок, (в ценах на 1.01. 1997 г.) составляет 105 млрд. белорусских рублей.
Эти научные разработки позволяют существенно укрепить продовольственную безопасность Республики Беларусь.
Реализация результатов исследований. Научные разработки автора и предложения, вытекающие из результатов исследований, отражены: в научных монографиях «Аз1мае жыта» (1995), «Научные основы формирования высокой урожайности озимых зерновых культур в Беларуси» (1996) и рекомендациях «Возделывание озимой ржи по интенсивной технологии в Витебской области» (1991), «Технология возделывания озимой ржи в Республике Беларусь»( 1994).Монографии и рекомендации заслушивались на научно-
техническом совете .Министерства сельского хозяйства и продовольств^ Республики Беларусь и были рекомендованы к использованию в произволе ве.
Научные положения монографий и диссертации используются в уче( ном процессе при изучении студентами агрономических дисциплин в Беле русской сельскохозяйственной академии, слушателями факультета повыш< ния квалификации специалистов и руководящих работников сельского хс зяйства.
Апробация результатов исследований. Результаты диссертационно работы доложены на научно-техническом совете Белгосагропрома (1988 научно-теоретической конференции, посвященной 150-летию Белорусско сельскохозяйственной академии (1990); научно-координационном совещг нии в Белорусском НИИ земледелия и кормов (1991, 1992, 1993); республ} канской научно-практической конференции, посвященной 50-летию экспе риментальной базы «Устье»; республиканском совещании по кормопрои: водству (1990); научно-практических конференциях Витебской (1992, 1995 и Могилевской (1995) областей.
Публикация результатов. Результаты исследований опубликованы 28 печатных работах общим объемом 32 печатных листа (27,3 п.л. без соав торов), в том числе: 2 монографии, 24 статьи во всесоюзных и республикан ских журналах и сборниках, 2 рекомендации. В целях пропаганды результа ты исследований публиковались в республиканских, областных и районны газетах.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 305 стра ницах, содержит 91 таблицу, 15 рисунков и состоит из введения, семи глаЕ общих выводов, предложения производству, списка использованной литера туры, включающего 291 наименование, в том числе 35 работ на иностранно» языке и 26 приложений.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
СОСТОЯНИЕ ЗЕРНОВОГО ХОЗЯЙСТВА БЕЛАРУСИ И ИЗУЧЕННОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
Изложены основные современные тенденции в мировом производств! зерна, показаны динамика развития зернового хозяйства Беларуси и возрос шее значение зерна в условиях ее суверенитета, дан анализ причин, лимита рующих производство зерна, выявлена степень изученности проблемы науч но-исследовательскими учреждениями Беларуси и регионов СНГ со сходны ми почвенно-климатическими условиями.
МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Полевые опыты выполнены на экспериментальной базе «Устье» Бело-кого научно-исследовательского института земледелия и кормов ианского района. Витебской области). Почва опытного участка дерново-олистая, среднесуглинистая, развивающаяся на лессовидном суглинке, с ины около 1 метра подстилаемом моренным суглинком имела следую-I агрохимическую характеристику ( с варьированием по годам исследо-й): рН кг, 5,5-6,1. содержание гумуса 1,83-2,65%, подвижного фосфора 222 и обменного калия 188-225 мг на I кг почвы, слабо обеспечена бо-медью и цинком (соответственно 0.6, 2,5 и 2 мг/кг почвы), мощность тного слоя - 25 см.
Метеорологические условия значительно изменялись по годам исследо-й. Наиболее низкие температуры в зимний период ( до -23,8°С) отмечав январе 1992 г. Максимальной среднесуточной температурой воздуха в од вегетации отличались 1989 и 1992 гг. ( в июле достигала соответст-
0 19,5" и 19,3"С). Осадки выпадали неравномерно как по годам, так и по одам вегетации. Наиболее сухим был осенний период вегетации ( третья 1а сентября - октябрь) 1986 и 1987 годов и наиболее влажным 1990 г.,
1 выпало 93 мм и в 1992 г. - 139 мм осадков. По сумме осадков в целом сенне-летний период вегетации ( март- июль) годы исследований были <и между собою, однако по отдельным периодам различия были значи-1ые. Так, .в последней декаде апреля и первой декаде мая 1986 г. осадки шадали вообще, а в 1990 г. в целом за апрель и первую декаду мая они вили лишь 18 мм, что лимитировало процесс весеннего кущения ози-зерновых культур, особенно пшеницы, ячменя и тритикале. Дефицит [ в период выхода в трубку и закладки колоса ощущался в 1988 и 1989 1лив зерна при недостатке влаги происходил в 1991 и 1992 гг. Склады-[иеся климатические условия оказывали существенное влияние на дику продукционного процесса и величину урожайности всех изучаемых лх зерновых культур, в первую очередь пшеницы и ячменя.
}пыты были заложены в 1985-1988 гг. и в 1990-1997 гг в соответствии с ваниями, изложенными в методике Б.А.Доспехова (1985). Всего было дено 65 опытов.
{зучение процессов формирования высоких урожаев зерна озимых зер-< культур с использованием экономически эффективных энергоресур-регающих технологий возделывания проводилось с озимой рожью сор-ховчанка в 1985-1988 гг., где изучались способы основной обработки I (вспашка, дискование, чизелеванне) и норм высева семян (3, 4, 5, 6 всхожих зерен на га) при различных дозах азотных удобрений. С 1990
по 1997 гг. проводились исследования с различными озимыми культур; рожью, пшеницей, тритикале и ячменем, где изучались дозы азотных yi рений и способы их внесения (и начале вегетации и дробное внесение фоне средств химической защиты растений: регуляторов роста (кампо ТУР), гербициды и фунгициды и без защиты. При интенсивной технолс осенью вносили 0,50 кг/га фундазола, весной посевы культур опрыскиЕ диаленом в дозе 2,5 кг/га. Против полегания посевы обрабатывались ре' дантами (ТУР 3 л/га + кампозан М 1,5 кг/га) в начале выхода в трубку. Г тив листовых болезней посевы обрабатывали тилтом 0,5 кг/га в начале ф колошения. Каждый препарат разводили в 300 л/га воды. Протравлива семян проводилось перед посевом байтан-универсалом.
Общая площадь делянки 75 м", учетная - 52 м"; повторность - четьц кратная; размещение вариантов - систематическое. Минеральные удобре P7(iK|i(i вносили осенью под предпосевную культивацию, а азотные N9Ü в чале весенней вегетации и N3,, - в фазу выхода в трубку озимой ржи; вносили в три срока: N4tt - в начале вегетации, N3U - в фазу выхода в труб! N;H - в начале колошения.
В опытах исследовали новые сорта озимых зерновых культур: ржи -расень, пшеницы - Сузорье, тритикале - Дар Белоруссии, ячменя - Барв1 Вавилон. Для сравнительного изучения продуктивности озимых зерно] культур указанных сортов и разработки эффективных технологий их во; лывания с последующим посевом промежуточной культуры ярового рап< 1990-1997 гг. проводились трехфакторные полевые опыты с общей пло! дыо делянки 99 м", учетной - 50 м". Исследования проводились в шестипс ном севообороте со следующим чередованием культур: озимая рожь на зе ную массу + горохо-овсяная смесь, озимые колосовые (рожь, пшеница, т тикале, ячмень), овес на зерно с подсевом клевера, клевер одного года пс зования, озимые колосовые (рожь, пшеница, тритикале, ячмень), яровой мень на зерно.
Урожайность учитывалась методом сплошного обмолота делян взвешивания и пересчета на 100% чистоту и 14% влажность. Исследовани наблюдения, учеты и отбор образцов, выполнение анализов почвы и рас ний проводились по общепринятым методикам. В почвенных образцах оп деляли показатель рН, содержание гумуса, макро- и микроэлементов. В f тительных - содержание общего азота, фосфора, калия, кальция, железа, м ганца, цинка, меди, кобальта.
Анализы почвенных и растительных образцов выполнены в лабора рии массовых анализов Белорусского научно-исследовательского инстит земледелия и кормов. Аминокислотный состав белков определяли на ана заторе Н„ в 1200.
Изучение растений озимых зерновых культур по этапам органогенеза проводили по методике, разработанной Ф.М.Куперман (1978).
Урожайные данные и результаты биометрических анализов подвергались статистической обработке методами дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализов по Б.А.Доспехову (1985) на персональном компьютере системы IBM.
ОСОБЕННОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ НОВЫХ СОРТОВ ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
Реакция озимых зерновых культур на почвенно-климатические условия Беларуси изучена путем анализа результатов наших исследований и данных, полученных в 1985-1994 гг. в системе государственного сортоиспытания, охватывающего все зоны республики.
Установлено, что все изучаемые озимые зерновые культуры более урожайные на связных почвах, хотя на супесях и песках также возможно получение высокой урожайности. Зависимость продуктивности изучаемых культур от факторов почвенного плодородия в диссертационной работе выражена уравнениями регрессии. Проведенный корреляционно-регрессионный анализ двадцатилетних данных государственного испытания на Оршанском госсортоучастке выявил криволинейную зависимость урожайности озимых ржи, пшеницы, тритикале и ячменя от температуры воздуха и осадков в период весенне-летней вегетации. Выявленные закономерности количественно выражены уравнениями регрессии второй степени, математический анализ которых позволил рассчитать оптимальные значения метеорологических факторов для озимых зерновых культур в условиях северо-восточной зоны зеспублики. Так, среднесуточная температура воздуха за период весенне-1етней вегетации для озимых ржи, пшеницы и тритикале находится в пределах 11,5-12,4°С, сумма эффективных температур - 1287-1360°С, а сумма эсадков за указанный период - 221-253 мм. Более требовательно к среднесуточной температуре воздуха - озимое тритикале, менее реагирует на этот {»актор озимая рожь. Однако рожь имеет больший показатель оптимума по :умме осадков за период весенне-летней вегетации.
Продолжительность фаз развития и вегетационного периода всех ззимых зерновых культур в наибольшей мере зависела от метеорологических условий. Период осенней вегетации составлял 41-52 дня, различие между сультурами имело место лишь по длительности периода посев-всходы, кото-зый более длительным отмечен у пшеницы, коротким - у ржи.
Возобновление весенней вегетации в условиях проведения опытов отмечалось в период 17-26 апреля. По продолжительности периода начало ве-
гетации- выход в трубку различие между культурами не превышало 2-х дней а по голам, вследствие изменения метеорологических условий - до 6 дней Длительность последовательных межфазных периодов в большей мере определялась видом культуры. Так, в среднем за годы исследований колошени« наступало у озимой ржи через 23 дня, ячменя - 27, тритикале - 31 и у пшени цы - через 27 длен после выхода в трубку. Период колошение- молочная спе лость был соответственно 32, 20, 26 и 22 дня. В целом наиболее скороспелы\ оказался озимый ячмень) продолжительность весенне-летней вегетации 101 дня), затем озимая рожь (109 дней), позже их созрели озимые пшеница г тритикале (113 дней). Нормы высева семян и дозы азотных удобрений оказывали незначительное влияние на динамику развития растений озимой рж1 сорта Пуховчанка и Верасень, озимой пшеницы Сузорье.
Полевая всхожесть семян варьировала, в основном, в зависимости от метеорологических условий, нормы высева и глубины заделки их в почву Более высоким этот показатель в среднем за годы исследований отмечен у пшеницы и ячменя ( соответственно 79 и 75%), меньше - у ржи и тритикале ( 64% и 66%). С увеличением нормы высева семян имела место тенденция снижения лх полевой всхожести у изучаемых озимых зерновых культур. Высокую полевую всхожесть семян (82-83%) на среднесуглинистой дерново-подзолистой почве обеспечивает заделка их на глубину 2-4 см. Меньший разброс семян по вертикали и вследствие этого более полное соблюдение требуемой глубины посева достигается при подготовке почвы чизельным культиватором. Традиционная вспашка и дискование не обеспечивают необходимой подготовки почвы, что осложняет соблюдение оптимальной глубины заделки и ведет к снижению полевой всхожести семян озимой ржи сорта Пуховчанка на 4-6% по сравнению с применением чизельного культиватора.
Общая и продуктивная кустистость растений озимых зерновых культур - весьма динамичные показатели. Они характеризуются большей величиной в условиях пониженной, относительно средней многолетней температуры и нормы высева семян. При этом, величина обоих анализируемых показателей снижается, а внесение азота и увеличение его дозы до 120 кг/га сопровождается усилением процесса кущения. По характеру кущения изучаемые культуры различаются, а по степени кустистости близки между собой. Так. рожь, тритикале и ячмень имеют примерно одинаковый уровень кустистости в осенний период (1,49-1,53), а пшеница несколько ниже - 1,26. В весенний период идет активное кущение ячменя и пшеницы, которая в конечном итоге по этому показателю сравнивается с рожью и тритикале. В целом за период осенне-весеннего кущения в среднем за три года продуктивная кустистость на оптимальном фоне азотных удобрений была наибольшей и составила у тритикале сорта Дар Белоруссии - 2,35 и ячменя сорта Вавилон - 2,20.
о
Густота продуктивного стеблестоя озимых зерновых культур зависит г нормы высева, полевой всхожести, продуктивной кустистости и сохра-яемости растений к уборке. Агротехнические факторы, оказывают положи-гльное влияние на плотность продуктивного стеблестоя. Более высокую рожайность зерна в годы исследований формировала озимая рожь при 38291, озимая пшеница сорта Сузорье - 483-576, озимый ячмень сорта Вавилон при наличии 424-528 продуктивных стеблей на квадратном метре.
Формирование элементов продуктивного колоса. Число зерен в ко-эсе озимых зерновых культур и их масса в опытах варьировали в значи-гльных пределах. При этом закладка колосков активизировалась, а степень х редукции снижалась по мере уменьшения плотности посева, повышения ровня азотного питания до оптимальных пределов и применения средств 1щиты от болезней и полегания. Более высоким числом зерен в колосе ха-актеризуется рожь сорта Верасень и тритикале сорта Дар Белоруссии ( в эеднем за три года в оптимальных вариантах соответственно 29-29,5 и 29,13,3), меньше этот показатель у пшеницы (21,7-23,9) у ячменя (20,9-21,7).
Масса 1000 зерен отрицательно коррелирует с числом зерен в колосе, эложительно - с площадью фотосинтетического потенциала, мало изменятся под влиянием доз внесения удобрений, но на фоне поздних подкормок в фазу колошения) анализируемый показатель имеет тенденцию к увеличе-ию. Улучшая фитосанитарное состояние посева химическая защита способ-гвует увеличению массы 1000 зерен. В среднем за 1991-1993 г. этот показать варьировал по вариантам опыта с удобрениями у озимой ржи в пределах 5,0-46,8 г, пшеницы - 41,2-42,1, тритикале - 42,9-46,2 и у ячменя - 42,5-43,1
[асса зерна с колоса уменьшается по мере увеличения нормы высева семян, ) возрастает при внесении азотных удобрений и применении средств защи-I. На примере озимой ржи эта динамика показана в таблице 1.
Таблица 1
Масса зерна с колоса озимой ржи сорта Пуховчанка, г (1986-1989 гг.)
Вариант опыта
Норма высева семян, млн./га
3 4 5 6
РтоКпо-фон 1,07 0,90 0,81 0,78
Фон + 1,30 1,12 1,09 1,05
Фон + N411 1,49 1,42 1,26 1,12
ФОН + N120 1.62 1,38 1,29 1,14
Фон + N15» 1,49 1,30 1,18 1,21
Более высокой продуктивностью колоса отличаются озимые тритикале рожь ( соответственно 1,49 и 1,29 г в среднем за 1991-1993 гг. при опти-
мальиых норме высева и дозе азотных удобрений), меньшим этот показатель отмечен у ячменя и пшеницы ( соответственно 1,08 и 0,95 г).
Компенсаторная способность по элементам структуры урожая наблюдалась у всех изучаемых озимых зерновых культур, что подтверждается тесной корреляцией урожайности черна с элементами продуктивности растения и посева. Наиболее это выражено у сорта тритикале Дар Белоруссии и у пшеницы Сузорье.
Таблица 2
Коэффициент корреляции урожайности зерна озимой ржи сорта Пуховчанка с элементами продуктивности растения и посева
Показатели Коэффициент корреляции
рожь пшеница тритикале ячмень
Число растений, шт./м3 0,72 0,72 0,79 0,71
Число продуктивных стеб-1 0,93 лей, шт./\Р 0,75 0,95 0,95
Число цветков в колосе,; 0,85 шт.. 0,74 0,93 0,38
Число цветков, тыс. шт./м" 0,92 0,86 0,97 0,96
Число зерен в колосе, шт. 0,85 0,94 0,97 0,86
Число зерен, тыс. шт./м" 0,94 0,90 0,98 0,98
Масса зерна с колоса, г 0,73 0,87 0,98 0,86
ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОСЕВОВ ОЗИМОЙ РЖИ
Формирование фотосиитезирующей поверхности . Площадь листовой поверхности озимой ржи достигает максимума в начале колошения, а к концу этой фазы уменьшается за счет отмирания листьев. Поверхность стеблей формируется с началом выхода в трубку, а в фазу цветения линейный рост стебля и его поверхности прекращаются. Максимум суммарной ассимиляционной поверхности ( листья + стебли + колосья) отмечается в периода колошение -цветение. Площадь фотосиитезирующей поверхности возрастает с увеличением густоты посева, на фоне повышения доз азотных удобрений и применения средств защиты растений. Фотосинтетический потенциал посева интегрирует фотосинтезирующую поверхность и длительность ее функционирования, вследствие чего имеет ту же динамику изменчивости от изучае-
мых факторов, что и составляющие его элементы. В среднем за три гола на фоне химической защиты посева он варьировал в зависимости от норм высе-за семян и доз азотных удобрений в пределах 5,22 - 7,48 млн. м"/день на гектаре. За период до начала колошения формируется 40-45%, а за генеративный - 55-60% фотосинтетического потенциала.
Чистая продуктивность фотосинтеза посева озимой ржи сорта Пухов-нанка в целом за вегетационный период изменялась в пределах 3,67-9,77 г/м" з сутки в расчете на площадь листовой поверхности и 1,28 -2,48 г/м" в сутки з расчете на фотосинтезирующую поверхность всего растения. С увеличенн-:м густоты посева чистая продуктивность фотосинтеза снижается, а на фоне знесения азотных удобрений возрастает.
Накопление сухого вещества. Динамика накопления органического зещества листьями озимой ржи имеет криволинейный характер. В начале ве-:енней вегетации этот процесс происходит медленно, на пятом этапе органогенеза темпы прироста биомассы листьев увеличиваются и достигают мак-:имальных значений на 7-8 этапах ( конец выхода в трубку-колошение) в зависимости от метеорологических условий. В фазу цветения процесс накоп-нения сухого вещества листьями прекращается вследствие прекращения линейного роста стебля и листообразования. Максимальное накопление органического вещества растением не всегда соответствует максимальной пло-дади листьев, что объясняется ранним их отмиранием и опаданием. В зави-:имости от метеорологических условий и изучаемых элементов технологии :ухая масса листьев озимой ржи сорта Пуховчанка значительно варьировала \ находилась в пределах 5,5-13,4 ц/га.
Накопление сухого вещества стеблем идет адекватно его линейному юсту. Темпы возрастают от начала стеблевания до цветения, замедляются в 1ериод цветения, а сухая масса стебля достигает максимума в фазу молочно-юсковой спелости зерна. Этот показатель также в значительной мере варьи->ует по годам исследований в зависимости от агротехнических условий воз-[елывания, в опытах он составлял 49-132 ц/га.
Накопление сухого вещества в колосьях резко возрастает с приостанов-:ой прироста сухой массы стеблей в период цветения. При этом масса ко-юсьев возрастает пропорционально уменьшению суммарной массы листьев I стеблей.
Динамика накопления сухого вещества растением в целом имеет харак-ер двухвершинной кривой: медленный рост до 4 этапа органогенеза, почти (инейное ускорение темпов прироста с началом выхода в трубку до фазы шетения, замедление в период цветения, возрастание темпов прироста еухо-о вещества и достижение максимума этого показателя в период молочно-юсковой спелости и снижение к периоду полной спелости.
Долевое участие фотосинтезирующих компонентов растения в накопле нин органического вещества существенно изменяется по фазам роста. В на чале вегетации доминируют листья, в период колошения -цветения стебли, > в репродуктивный период - колосья.
УРОЖАЙНОСТЬ ВНОВЬ СОЗДАННЫХ СОРТОВ ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ
Способы основной обработки почвы. Высокие энергетические затраты и низкая производительность труда при традиционной отвальной системе вспашки предопределяют необходимость проведения исследований по поиску более рациональных способов обработки почвы. С этой целью в полевом опыте изучена сравнительная эффективность плужной отвальной вспашки (20-22 см), двукратного поверхностного рыхления с использованием тяжелой дисковой бороны (10-12 см) и двукратного использования чизельного культиватора (10-12 и 20-22 см), проведенных за 15 и за 2 дня до посева.
Исследованиями установлено существенное различие параметров физического состояния почвы в зависимости от способов основной ее обработки. Как в фазу полных всходов, так и в период восковой спелости озимых зерновых культур наименьшая плотность почвы в пахотном слое ( в среднем за три года соответственно 1,20-1,21 и 1,27-1,29 г/см3) наблюдалась в вариантах с чизельной обработкой, в то время как на фоне вспашки - 1,27-1,31 и 1,371,39, а дискования - 1,36 и 1,141-1,47 г/см3.
В зависимости от способа обработки почвы заметно изменялся и режим влажности ее пахотного слоя. Так, более высоким этот показатель был на фоне чизельной культивации - 22-25,9% в зависимости от фаз развития в среднем за 1985-1987 гг., а при вспашке - 20,6-25% и дисковании - 20,324,4%. Это объясняется более высокой водопоглотительной и водоудержи-ваюшей способностью растительных остатков, заделанных в верхней части пахотного слоя. Наиболее контрастно проявлялась роль обработки почвы в динамике влажности в засушливых условиях. Например, в 1988 г. при дефиците влаги в период цветения на фоне вспашки влажность почвы в пахотном слое (0-20 см) была 11,3%, дискования - 12%, а чизельной культивации -14,8%.
Изменение физического состояния почвы и влажности ее пахотного слоя в зависимости от способа и времени проведения основной обработки определило варьирование величины урожайности зерна от этих факторов. По всем вариантам опыта четко прослеживается преимущество обработки поч-
вы, проведенной за 15 дней до посева по сравнению с двухдневным интервалом между обработкой и посевом ( табл. 3).
Влияние различных способов основной обработки почвы на урожайность зерна озимой ржи в большинстве случаев находится в пределах ошибки опыта, хотя в среднем за три года имеется явная тенденция повышения урожайности на фоне чпзельной культивации. В 1986 г. при дефиците осадков в период весенне-летней вегетации >тот вариант обработки, выполненный в оптимальный срок, достоверно превышал другие способы основной обработки почвы о опыте: вспашку - на 0,35 и дискование - на 0,48 т/га.
Таблица 3
Урожайность зерна озимой ржи сорта Пуховчанка в зависимости от способов основной обработки почвы, т/га
Вариант опыта Срок проведения обработки до сена, дней 1986 г. 1987 г. 1988 г. Среднее
Вспашка • 15 5,03 6,14 5,38 5,62
Вспашка 2 5,47 5,53 5,19 5,40
Дискование 2 5,20 5,51 5,17 5,26
Дискование 15 5,23 6,20 5,25 5,56
Чизелевание 15 5,48 5,94 5,73 5,72
Чизелевание о 5,37 5,84 5,24 5,48
НСР|,5 по срокам 0,21 0,50 0,17 -
НСР()5 по способам 0,16 0,18 0,17
Поскольку производительность труда при двукратной чизельной культивации в 1,9 раза превышает аналогичный показатель при вспашке, незначительно уступает дискованию, а расход топлива по изучаемым вариантам находится на одном уровне, то преимущество двукратной чизельной культивации перед вспашкой очевидно, полученные нами данные совпадают с рекомендациями Белорусского НИИ земледелия и кормов, в которых предлагается комбинированная система основной обработки почвы под озимые зерновые культуры предусматривающая чередование в севообороте чизельной культивации со вспашкой.
Как указано выше, нами изучено влияние различных норм высева семян на урожайность озимой ржи при различных уровнях азотного питания.Из данных таблицы 4 следует, что изменение нормы высева семян оказывает влияние как на накопление вегетативной массы, так и на величину урожай-
ности зерна озимой ржи. Выявлена четкая тенденция возрастания сбора абсолютно сухой вегетативной массы по мере загущения посевов во все годы исследований. Причем нарастание биомассы в этом случае происходило в большей мере за счет увеличения массы стеблей, поскольку динамика фотосинтетического потенциала листьев в опыте имела другую закономерность: их ФП возрастал до нормы высева семян 5 млн./га, потом снижался.
Таблица 4
Урожайность озимой ржи в зависимости от норм высева семян при раз-
личных дозах азотных удобрений.
Вариант Норма Урожайность абсолютно сухого Урожайность зерна, т/га
опыта высев вещества, ц/га
семян. 1986 1487 1988 Сред- 1986 1987 1988 Сре
млн./га г. г. г. нее г. г. г. днее
Р71|К|1(| 3 47,9 89,9 64,9 67,5 2,43 4,41 2,55 3,13
фон
4 56,6 95,4 67,7 73,2 2,86 4,55 2,84 3,42
5 57,1 101,8 71,2 76,7 3,04 4,52 2,93 3,50
6 62,2 101,1 74,1 79,1 3,16 4,41 3,03 3,53
4 101,4 127.0 91,4 106,6 4,74 6,23 4,35 5,10
6 105,8 147,0 101,4 118,1 4.80 6,60 4,93 5,44
Фон +N90 3 114,8 120,6 119,6 118,3 5,38 5,98 5,30 5,57
5 130,4 135,6 117,2 127,7 5,98 6,51 5,49 5,99
6 129,3 143,0 121,9 131,4 5,63 6,54 5,45 5,87
Фон +N120 3 127,8 123,4 121,9 124,4 5,91 6,03 5,34 5,76
4 131,4 128,9 122,8 127,7 6 09 601 5 0?
5 133,8 пи 121,3 129,3 6,49 5,90 5,38 5,92
6 135,9 131,1 127,4 131,5 5,94 5,73 5.40 5,69
Фон +N150 3 122,8 128,3 118,0 123,0 6,02 6,16 5,00 5,73
4 126,4 132,7 124,4 127,8 6,31 6,18 4,82 5,77
5 124,5 130,4 121,3 125,4 6,25 5,86 4,93 5,69
6 126,8 130,2 123,3 126.8 5,99 5,87 4,80 5,55
"НСР05 ЮЛ 11.4 9.1 - 0,27 0.38 0.22
С увеличением нормы высева семян изменяется показатель распределения продуктов фотосинтеза в растении. Так. доля ассимилятов. локализующихся в зерне, уменьшается по мере загущения посева, особенно это четко выражено на фоне внесения азотных удобрений. Как правило, повышенный
ыход зерна из урожайности общей биомассы имеет место в вариантах с бо-ее высоким фотосинте'тическим потенциалом посева.
Нарастание надземной биомассы не всегда сопровождается увеличени-м урожайности зерна. Так, в вариантах с дефицитом азота чти процессы бы-и постоянно адекватны, а на фоне оптимальной (N,„1) и повышенной (N,<„1 озах азотных удобрений - лишь до нормы высева 5 млн. всхожих семян на ектар. Если в целом зависимость между нормой высева семян и урожайно-тью надземной биомассы прямолинейна, то с урожайностью зерна она кри-олинейна.
Величина оптимальной нормы высева семян заметно изменяется в зави-имости от уровня обеспечения растений азотом. Так, если на безазотном юне и при внесении малой дозы (N,,(1) наибольшая урожайность зерна ози-юй ржи получена при высеве 6 млн.. то при дозах N4» и N1:« - при 5. а на фо-е N150 - при 3-4 млн. всхожих семян на гектар.
Наибольшая в опыте урожайность зерна в среднем за три года сформи-овалась при норме высева 5 млн. всхожих семян на гектар на фоне приме-ения Ни, в весеннюю подкормку. Дальнейшее увеличение дозы азота и избиение нормы высева семяи в ту или иную сторону либо не оказывало су-кственного влияния на величину урожайности зерна, либо приводило к су-1ественному ее снижению.
Уровни азотного питания. Исследованиями установлено, что азотные добрения оказывают существенное влияние на формирование густоты про-уктивного стеблестоя, генеративный процесс растений и в конечном итоге а величину урожайности всех изучаемых озимых зерновых культур. Так. у жи, тритикале и ячменя число продуктивных стеблей на единице площади эзрастает с внесением азота и увеличением его дозы до N1211, а у пшепнцы-[(50- При этом наибольшей плотностью посева во всех случаях отличается шеница сорт Сузорье. На фоне Ы|50 посевы озимых: ржи, тритикале и ячме-я склонны к полеганию, что снижает выживаемость их к уборке. И хотя устистость растений в этом варианте азотного удобрения выше, число про-уктивных стеблей снижается, что в свою очередь, является одной из причин нижения продуктивности этих культур ири высоких дозах азотных удобре-ий Ni2h.mii. На фоне химической зашиты посевов выявленная закономер-ость сохраняется, хотя темпы снижения плотности посева в связи с возрас-шием доз азота пыли несколько меньше.
Динамика индивидуальной продуктивности раоеппн озимых зерновых ультур под влиянием варьирования ;мм азошых удобрении несколько иная, гм формирование гусюш нродукшвжио стеблестоя. Гак. у озимых ржи эрта Верасень и тритикале сорта Дар Белоруссии в вариантах без химиче-
ской зашиты наиболее весомым был колос при дозе N.«1, а у ячменя этот I казатель мало варьировал при изменении доз азотных удобрений. Полоа тельное влияние азота на генеративный процесс растения проявляется уже этапе закладки цветков в колосе и сохраняется в течение всего зернообра вателыюго процесса, предопределяя возрастание числа зерен в коле вследствие уменьшения степени редукции цветков и зерновок на растет Вследствие этого процесса на единице площади формируется повышень количество зерен и в итоге возрастает уровень реализации генетического I тенциала продуктивности культуры, увеличивается урожайность. При п| менении химической защиты посевов ( фунгициды т ретарданты) масса I лоса при варьировании дозы азота даже в больших пределах - от N«1 до N изменяется меньше, чем на защищенном фоне. Следовательно, защитные и роприятия, ограничивая негативное влияние вредоносных факторов и ул; шая на этой почве метаболизм растений, повышают их способность форл ровать полноценный колос при пониженных дозах азотных удобрений.
В результате изучения сравнительной продуктивности озимых кулы по урожайности зерна и надземной биомассы в условиях защиты и без п£ менения средств химической защиты, установлено, что более высоким сб ром воздушно-сухого вещества надземной биомассы отличаются озим рожь сорта Верасень и тритикале Дар Белоруссии, которые примерно равн ценны между собой по этому показателю. Без химической защиты озим пшеница урожайнее ячменя по биомассе, а при защите посевов от болезн обе культуры являются примерно равноценными между собой ( табл. 5).
Таблице
Урожайность надземной биомассы озимых зерновых культур в завис* мости от доз азотных удобрений ( ц/га, воздушно-сухого вещества),
1991-1993 гг.
Вариант Без химической защиты С химической защитой
опыта рожь пше- трити- ячмень рожь пше- тритика ячм
Вера- ница кале Вавилон Вера- ница ле Дар Вз-
сень Су- Дар сень Су Белорус вил
зорье Бело- зорье сии
руссии
РчоКии 78,7 82,0 84,9 60,8 88,0 77,5 78,0 66
фон
Фон + Ыбо 101,3 95,7 113,2 84,7 112,2 106,3 124,4 10
Фон + Ычо 110,6 95,2 113,0 85,5 126,5 115,4 135,1 11
Фон + Ыро 104,4 109,2 112,4 85,9 121.2 108,6 134,8 10
Фон + N150 113,5 103,3 109,2 101,6 118.8 115,4 132,6 J 10
НСР„5 4,8 5,6 7,1 11,0 5,9 6,7 7,2 6
Таблица 6
Средняя урожайность озимых зерновых культур за семь лет в зависимости от удобрении и средств химической защиты (1991-1997 гг.)
Ьс! химическом зашиты С химической защитой
Вариант опи- прибавка от N1- прибавка от Ы- Прибавка от
ши т/га улобрешш т/га удобреиий химзашиты
г/га 1% т/га т/га К
Рожь
- . 0.17 5
Фон + Н„, 4.65 1.01 1 28 5.34 1.53 40 0.69 15
Фон + N.„1 4.80 1.16 ! 5,70 1.89 50 0.90 19
Фон + Ы|,„ 4.76 1.12 1 5.84 2.03 53 1.08 23
Фон + N,<0 4.78 1.14 1 31 5.89 2.08 55 1,11 23
НСР„, 0.2» 0.22
Пшешша
Рч(|К|2и - фон 3.01 - ! - 3.14 - - 0.13 4
Фон + Ым) 3.41 0.40 ! 13 4.52 1,38 44 1.11 33
Фон + И,,, 3.27 0.26 1 9 4.80 1.66 53 1.53 47
Фон + N12(1 3.36 0.35 ! '2 4.84 1,70 54 1.48 44
Фон + N,5,, 3.17 0.16 | 5 4.75 1.51 48 1.58 50
НСР„5 0.22 0,21
Тритикале
Р.„,К1:о - фон 3.81 - | - 4.09 - - 0,28 7
Фон + N«1 4.64 0.83 | 22 5.34 1.25 30 0,70 15
ФОН + N91, 4.72 0.91 ! 24 5.96 1.87 46 1,24 26
ФОН + N120 4,49 0.68 ! 18 5,93 1,84 45 1,44 32
ФОН + N150 4,43 0.62 ; 16 5.76 16,7 41 1.33 30
НСР „з 0,21 ; 0,23 1
Ячмень
РчоК,:,)- фон 2.49 - ! - 1 2,46 | - -0.03
Фон + Н« 3,43 0.84 1 34 4,08 ! 1,62 66 0,65 19
Фон + N.,1, 3.73 1,24 ! 50 4,45 1,99 ¡81 ! 0,72 19
Фон + Ыро 3.67 1,18 147 ; 4.41 1 1,95 79 0,74 20
ФОН+ N13,1 3,62 1.13 ( 45 4.37 ! 1,91 178 0,75 21
НСР ,15
Внесение азотных удобрений способствует наращиванию вегетативной массы, однако динамика этого процесса, различается по культурам. Так, в
вариантах без химической защиты урожайность надземной биомассы у озимых ржи и ячменя возрастает по мере увеличения дозы азота вплоть до Я |<н. пшеница достигает максимума на фоне внесения N(:(l. а тритикале N.m. При защите растений от болезней нарастание вегетативной массы идет более энергично, что ведет к полеганию посевов на фоне внесения высоких доз азота и ингибированию этого процесса в дальнейшем. Вследствие этого наибольшая урожайность воздушно-сухого вещества надземной биомассы, всех изучаемых культур, получена при внесении в подкормку 40 кг/ra азота, при дальнейшем увеличении дозы азотных удобрений намечается тенденция снижения данного показателя. Анализ урожайных данных за семь лет ( табл. 6) показывает, что наибольшую зерновую продуктивность в почвенно-климатических условиях северо-восточной зоны республики формируют озимые рожь сорта Верасень и тритикале - Дар Белоруссии. В оптимальных вариантах урожайность зерна составила 5,9-6.0 т/га.
Применение азотных удобрений и увеличение их доз вносит коррективы в результаты сравнительной продуктивности изучаемых культур. Существенная прибавка урожайности зерна наблюдается у всех культур при внесении 60 кг/ra азота, при дальнейшем увеличении доз азота сохраняется лишь тенденция повышения урожайности, за исключением озимого ячменя сорта Вавилон, у которого оптимум внесения азога составил 90 кг/га.
При внесении химических средств защиты, как видно из данных таблицы 6. урожайность зерна у всех изучаемых культур значительно увеличивается и дифференцируется в зависимости от количества внесенного минерального азота. Для озимой ржи и тритикале экономически оправдано увеличение азота в отдельные годы до 120 кг/га, урожайность зерна при этом соответственно культурам составила 7,54 и 8.08 т/га. Пшенпиа и ячмень формировали наибольшую урожайность зерна при внесении 90 кг/га минерального азота, дальнейшее увеличение доз азота не приводило к повышению продуктивности.
Химические средства защиты. Изучение технологических приемов возделывания озимых зерновых культур проводилось без защиты посевов и с комплексной зашитой их от болезней, сорняков и полегания. В этих целях проводили обработку посевов фундазолом от снежной плесени и опрыскивание тилтом от листовых болезней. Весной посевы озимых в опытах с химической зашитой обрабатывали диаленом для уничтожения сорняков и смесью ГУГа и кампизана М oí полегания.
Исследованиями установлена неодинаковая реакция озимых «ерпоных культур на защитные меронрти ия Гак. и Полыней мере обладает генетической устойчивостью к небла!онрия!iii.iM факторам озимая рожь, у которой параметры элементов генеративного процесса в меньшей мере варьировали
по изучаемым фонам. Более эффективно проведение этого приема в посевах пшеницы, где существенно уменьшилась степень редукции цветков и зерновок, вследствие чего значительно увеличились количество зерен и уровень реализации генетического потенциала продуктивности ( табл. 7).
Таблица 7
Влияние средств химической защиты на формирование генеративных органов на фоне Ыо,> у озимых зерновых культур (1991-1.993 г.)
Показатель Озимая рожь Озимая пшеница
без хим-защиты с защитой без хим-зашиты с защитой
Число цветков в колосе. 47,1 47.6 35.7 35.0
штук
Число зерен в колосе, шт. 32.8 33.0 23,4 25.5
Редукция цветков и зерно- 30.4 30.6 34.4 27,2
вок,%
Число цветков, тыс. шт./м" 19,2 20,3 15.3 18.8
Число зерён, тыс. шт./м" 13,6 14,4 10.1 13.7
Реализация потенциала про- 70,9 71,0 66,2 72,6
дуктивности^
Под влиянием действия ретардантов уменьшилась длина стебля изучаемых зерновых культур ( табл. В). У озимых пшеницы и тритикале на безазотном фоне длина стебля сократилась соответственно на 26,3% и 33,3%. Меньше реагировали рожь и ячмень, где эти показатели были соответственно ниже на 12,5% и 8,2%.
Таблица 8
Высота растений озимых зерновых культур в зависимости от применения ретардантов, см (1991-1993 гг.)
Зариант Рожь Пшеница Тритикале Ячмень
эпыта конт- обра- конт- обра- конт- обра- конт- обра-
роль ботка роль ботка роль ботка роль ботка
130.4 114,2 96,8 71,4 105.4 70,3 67,4 61,9
|)ОН
1>он +N,,1) 129,7 117.6 107.1 84.2 135.1 85.4 81,6 76.6
Г>он +N<„1 140,2 124.8 109.0 87.1 1 32.9 07.6 87.8 80.6
Г>он +N,11, 135.6 124,5 114.8 89.8 138.2 92.5 88.2 83.3
1>ОН -"-N1150 137,9 122,1 116,2 86.0 135,7 99,3 89,7 81.0
Внесение азотных удобрений существенно увеличивает длину стебл; зерновых культур. Например, у пшеницы она возрастает в 1,2 раза. Внесет« же ретардантов позволяет уменьшить длину стебля у всех культур, кроме ячменя, ниже уровня варианта безазотного фона. Следовательно, примененш ретардантов позволяет в полной мере устранить негативный результат применения азотных удобрений в посевах озимой ржи. особенно у озимой пшеницы сорта Сузорье и тритикале сорта Дар Белоруссии, связанный с удлинением соломины и вследствие этого уменьшением устойчивости растений ь полегашпо.
Комплексная зашита посевов озимых зерновых культур обеспечила существенное повышение урожайности. В большей мере реагировала на этот элемент технологии пшеница, где урожайность в среднем по вариантам опыта за 1991-1993 гг. возросла на 42%. Менее отзывчивыми оказались рожь сорта Верасень и ячмень сорта Вавилон (прибавка урожайности соответственно 13% н 14%). Тритикале по реакции на факторы интенсификации технологии возделывания занимает промежуточное положение, прибавка урожайности составила 27% к контролю. Более полно реакция изучаемых культур на защиту от вредоносных факторов в зависимости от норм высева и доз азотных удобрений представлена в вышеприведенных таблицах 6 и 7. Из них следует, что эффективность защитных мероприятий в посевах всех озимых зерновых культур возрастает по мере увеличения густоты посева и повышения уровня азотного питания.
Эффективность применения средств интенсификации технологии возделывания изучаемых культур в условиях неустойчивости финансовой системы наиболее объективно выражается энергетическим коэффициентом, рассчитываемым как отношение энергетического уровня продуктивности озимых зерновых культур к суммарной энергетической оценке затрат на получение продукции.
Как следует из таблицы 9, этот показатель уменьшается по мере увеличения доз азота и необходимо отметить что под пшеницу внесение более 60 кг/га азота по энергетической оценке нецелесообразно. Применение комплекса защитных мероприятий увеличивает энергетические затраты на производство озимых зерновых культур, однако коэффициент энергетической эффективности при этом возрастает у всех культур, кроме ржи. Следовательно, защита посевов озимой ржи в условиях проведения опытов связана с затратой энергии, не восполняемой дополнительно получаемой урожайностью зерна.
Таблица 9
Энергетический коэффициент применения азотных удобрений и средств защиты растений в посевах озимых зерновых культур (1991-1993 гг.)
Доза азота, кг/га Рожь Пшеница Тритикале Ячмень
Без химической защиты посевов
60 2.95 1,36 2,63 2,79
90 2,17 0,65 2,16 2,62
120 1,96 0,48 1.81 2,01
150 1,66 0,40 1,33 1,48
С химической защитой посевов
60 2,21 2,02 2,72 3 22
э 9Э
120 1,66 1,68 2,56 2,36
150 1,48 1,37 2,01 2,02
ЗАВИСИМОСТЬ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ОТ УСЛОВИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ
Изучение качества зерна озимых: ржи, пшеницы, тритикале и ячменя на содержание макро - (азот, фосфор, калий, кальций, магний) и основных микроэлементов ( железо, цинк, марганец, медь, кобальт) в зависимости от технологии и условий возделывания показало, что по содержанию общего азота зерно пшеницы занимает первое место (1,77% в среднем за три года на безазотном фоне), затем в порядке убывания величины следует ячмень ( 1,73%), тритикале (1,65%) и рожь (1,60%). Этот показатель возрастает при внесении азотных удобрений и по мере увеличения их доз. Содержание остальных макроэлементов в зерне более стабильно, однако отмечается тенденция увеличения содержания фосфора при увеличении дозы азота. Применение средств защиты не оказало заметного влияния на содержание в зерне азота и зольных элементов.
По содержанию микроэлементов в зерне изучаемые культуры примерно равноценны между собой. У ржи и пшеницы отмечается несколько повышенное количество железа, у ржи меньше меди, а у тритикале меньше марганца, чем у других. Существенных изменений в содержании микроэлементов в зерне озимых зерновых культур в зависимости от агротехнических факторов не установлено. При этом наличие их в зерне ие превышает ПДК.
По содержанию сырого белка пшеница, тритикале и ячмень близки между собой и заметно превышают рожь. Внесение азотных удобрений увели-
чивает содержание сырого белка в зерне всех изучаемых культур. Применение средств защиты не оказывает заметного влияния на белковость зерна озимых зерновых культур.
По сбору сырого белка озимые рожь, пшеница и ячмень близки между собой и в среднем за три года этот показатель в оптимальных вариантах опытов достигал соответственно 6,3 ц/га, 6,7 и 6,8 ц/га. Наибольший выход сырого белка в урожае зерна отмечен у озимого тритикале - до 8 ц/га.
Хлебопекарные качества зерна озимых ржи и пшеницы. По числу падения (180-200 секунд), определяемому на приборе Хагберга-Пертена, и амилолитической оценке ( 260-290 единиц амилографа Бранбендера) полученное в условиях проведения исследований зерно озимой ржи приближается к категории хорошего качества. По объемному выходу выпеченного из муки хлеба и комплексу органолептически определяемых показателей (внешний вид, цвет, пористость, вкус) он оценивается в 4,1-4,3 балла.
Как по содержанию клейковины, так и по качеству (64-80 единиц измерителя ИДК-1) , полученное в опытах зерно озимой пшеницы относится к первой группе, что соответствует по принятой классификации ценной и сильной пшенице. По комплексу органолептически определяемых показателей выпеченный из муки озимой пшеницы сорта Сузорье хлеб оценивается в 3,9 балла.
Изучаемые агротехнические факторы не оказали существенного влияния на хлебопекарные качества зерна озимой ржи, несколько возрастали они лишь при внесении азота, однако доза применяемая свыше Ы|?о снижала общую оценку хлеба.
АГРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
В СЕВООБОРОТЕ
Относительно раннее созревание и уборка озимых зерновых в зоне проведения исследований позволяют для повышения продуктивности севооборота проводить пожнивные посевы кормовых культур семейства капустных. В этих целях изучена продуктивность возделывания в качестве пожнивной культуры ярового рапса сорта Тисменицкий.
Установлена высокая продуктивность ярового рапса в пожнивном посеве, выход кормовых единиц в его зеленой массе достигал наибольших показателей при высеве после озимого ячменя - 2,48 тыс./га ( в среднем за 19911993 гг.). Уступает этому показателю, но выше чем у других зерновых культур, выход кормовых единиц в варианте с посевом озимой пшеницы (2,09), меньше - ржи и тритикале ( по 1,89 тыс./га). Использование пожнивного по-
сева ярового рапса позволяет резко увеличить сбор переваримого белка, который в этом случае возрастал в оптимальных вариантах примерно вдвое: на фоне озимой ржи (в среднем за три года) на 96%, пшеницы - на 103%, тритикале - на 79% и ячменя - на 117%.
Суммарная экономическая и агроэнергетическая оценка урожая озимых зерновых культур с последующим пожнивным посевом ярового рапса по вариантам с оптимизацией элементов технологии возделывания, показала, что выход кормовых единиц и сбор переваримого белка в урожае были выше у озимых ячменя и тритикале с пожнивным посевом ярового рапса, (рассчитанных по оптимальной дозе азота !чГ,„,), представлены в табл. 10 ,
Таблица 10
Экономическая и агроэнергетическая эффективность возделывания озимых зерновых культур: ржи, пшеницы, тритикале и ячменя с пожнивным
посевом ярового рапса (1991-1993 гг.)
Показатели Рожь Пшеница Тритикале Ячмень
Выход кормовых единиц, тыс./га 9.96 9.61 11.64 10.79
Сбор переваримого белка, ц/га 8,39 8,98 9,34 10,01
Выход обменной энергии. ГДж/га 116.03 111,96 135,61 125,70
Энергетический коэффициент 2,58 2,49 3,02 2,80
Чистый доход в ценах на 1.01.1997 г., тыс. белорусских руб/га 405.34 384.78 537,38 444,51
Рентабельность. % 280 288 303 254
Аналогичная композиция с участием ржи и пшеницы менее продуктивна. Вследствие различий в урожайности и химической ценности зерна изучаемых культур варианты существенно различаются по энергетическому достоинству урожая. Так, наибольший выход обменной энергии обеспечивает озимое тритикале сорта Дар Белоруссии с последующим посевом ярового рапса, приближается к этому варианту посев ячменя сорта Вавилон с рапсом. Рожь и пшеница примерно равноценны между собой по анализируемому показателю и значительно уступают тритикале и ячменю.
Эффективность возделываемых культур определяется энергетическим коэффициентом, рассчитываемым как отношение полученной в урожае энер-
гии к затраченной на ее производство. Величина его адекватна выходу обменной энергии и преимущество имеет вариант возделывания тритикале с последующим посевом ярового рапса, менее эффективны композиции с участием озимых ржи и пшеницы.
Более высокая рентабельность отмечена в варианте возделывания озимого тритикале сорта Дар Белоруссии с последующим пожнивным посевом ярового рапса. Данный вариант является наиболее выгодным и превосходит все остальные по экономическим и агроэнергетическим показателям.
ВЫВОДЫ
1.В результате многолетних исследований разработаны научные основы формирования высоких и устойчивых урожаев озимых зерновых культур в пределах 6,5 -8,0 т/га для условий северо-восточного региона Республики Беларусь на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве при возделывании новых сортов озимой ржи Пуховчанка и Верасень, озимой пшеницы Су-зорье, озимого тритикале Дар Белоруссии, озимого ячменя Вавилон, что позволяет увеличить урожайность в 1,5-2 раза при применении интенсивных технологий по сравнению с традиционными.
2. Выявлено совокупное влияние метеорологических факторов на урожайность зерна озимых культур, которое выражено уравнениями множественной регрессии в соответствии со складывающимися условиями в весенне-летний период вегетации; оптимум среднесуточной температуры для изучаемых культур находится в пределах 11,5-12,4"С, сумма эффективных температур 1287-1360"С, сумма осадков - 221-253 мм.
3. Полевая всхожесть семян в большей мере определяется температурой и влажностью почвы и снижается по мере увеличения нормы высева семян, при этом более высокими показателями она характеризуется на фоне основной чизельной обработки почвы. Выживаемость озимых зерновых культур снижается с увеличением нормы высева семян и возрастает по мере оптимизации азотного питания и применения средств химической защиты; менее динамичен и более высок этот показатель у озимой ржи ( 63-67%), наиболее вариабелен и низок у пшеницы (55-65%), тритикале (39-68%) и ячменя (4252). Наивысшую продуктивность при оптимальном уровне азотного питания (Ы90) озимая рожь сорта Пуховчанка обеспечивает с нормой высева 5 млн. всхожих семян на гектар. По мере повышения дозы внесения азотных удобрений величина оптимальной нормы высева семян снижается.
4. Особенностью продукционного процесса новых сортов озимых зерновых культур является значительная динамичность элементов структуры урожая в зависимости от условий возделывания:
- оптимальная густота продуктивного стеблестоя ржи находится в пределах 380-490 шт/м", пшеницы - 480-580, тритикале - 390-475 и ячменя - 420530 шт/м", которая возрастает по мере увеличения нормы высева семян до 5 млн./га, повышения доз азотных удобрении до N,„,.120 и применения химических средств защиты(ретарданты, фунгициды, гербициды);
- количество зерен в колосс уменьшается по мере увеличения нормы высева семян; внесение азотных удобрении интенсифицирует процесс закладки зерен , уменьшает степень их редукции в неблагоприятных условиях произрастания.
5.В ходе исследований определено, что масса 1000 зерен - наиболее стабильный по годам элемент структуры урожайности новых сортов озимых зерновых культур; она зависит от густоты продуктивного стеблестоя и числа зерен в колосе, возрастает на фоне внесения оптимальных доз азотных удобрений и химических средств защиты от болезней и сорняков.
6.Установлено, что урожайность зерна вновь возделываемых сортов озимых зерновых культур является интегральной функцией количества продуктивных стеблей и продуктивности колоса, она положительно коррелирует с числом продуктивных стеблей на единице площади, числом зерен и массой зерна в колосе (г =0,66 - 0,79; 0,71-0,83; 0,67-0,88, соответственно).
При этом новые сорта озимых зерновых культур (особенно рожь, пшеница) обладают значительной компенсаторной способностью, при которой недостаточное развитие одних элементов структуры урожая в ранние фазы, вследствие неблагоприятных метеорологических условий компенсируется более высокими параметрами других урожаеобразующих элементов (число зерен в колосе, масса зерна с колоса и масса 1000 зерен) с наступлением наиболее благоприятных погодных условий на поздних фазах развития растений.
7.Динамика накопления органического вещества растениями озимой ржи имеет криволинейный характер, достигая максимума в фазу молочно-восковой спелости зерна. Площадь фотосинтетической поверхности при благоприятных метеорологических условиях и внесении доз азота N,20.150 превышает 60 тыс. м" на гектаре. Фотосинтетический потенциал посева колеблется от 4,32 до 5,08 млн. м2/сутки/га. Продолжительность активной работы фотосинтетического потенциала находится в обратной корреляции с нормой высева семян. Чистая продуктивность фотосинтеза колеблется в пределах 3,69-9,77 г/м" в сутки. По мере увеличения густоты посева показатели его фотосинтетической деятельности снижаются, а внесение удобрений оказывает положительное влияние на процессы фотосинтеза. Урожайность зерна имеет тесную прямую корреляцию с величиной фотосинтетического потенциала за вегетационный период((г =0,77).
8. Формирование -урожая озимых зерновых культур характеризуется наилучшими показателями при оптимизации приемов обработки почвы.
Изучение влияния вспашки, дискования и чизелевания на урожай показало. что эффективность основной обработки почвы определяется видом используемого орудия и сроками ее проведения. Так обработка почвы чизель-культиватором в два следа эффективнее традиционной вспашки. Дискование почвы в системе ее подготовки под озимые зерновые культуры уступает по эффективности вспашке и чизелеванию. Опоздание с обработкой почвы на две недели по сравнению с оптимальными сроками снижает урожайность зерна озимой ржи на 3 ц/га.
9. Наиболее эффективным агротехническим фактором при возделывании озимых зерновых культур является применение азотных удобрений, которые обеспечивают прибавку урожайности зерна у ячменя на 66-81%, тритикале - 30-46%, пшеницы - 44-54% и у ржи - 40-55%. Оптимальная доза азота на фоне химической защиты посевов от болезней и применения ретардантов находится в пределах 90-120 кг/га, у озимой ржи сохраняется тенденция увеличения урожайности при возрастании дозы азота до 150 кг/га.
10. Эффективность применения химических средств защиты и ретардантов возрастает по мере оптимизации азотного питания озимых зерновых культур, при этом наиболее требовательна к защитным мероприятиям озимая пшеница, обеспечивающая прибавку урожайности на 33-50%. Другие культуры реагируют меньше и прирост урожайности составляет: у тритикале -15-32%, ячменя - 19-21% и ржи - 15-23%.
11. Включение пожнивных посевов ярового рапса в севооборот дает возможность повысить продуктивность пашни по сбору кормовых единиц до 9,8- 11,9 т/га, а переваримого белка - 1,0-1,2 т/га.
12.Установлено, что в условиях Республики Беларусь возможно производство зерна озимой ржи и озимой пшеницы, с высокими хлебопекарными качествами; по комплексу показателей ( внешний вид, пористость, цвет и вкус) выпеченный хлеб из ржи оценивается общим баллом 4,1-4,3. По содержанию клейковины и ее качеству зерно пшеницы сорта Сузорье отвечает требованиям, предъявляемым к ценной и сильной пшенице и при оптимизации технологии возделывания позволяет получить хлеб, оцениваемый в 3,9 балла.
□ .Сравнительный анализ показал, что озимые зерновые культуры (рожь, пшеница, тритикале , ячмень) характеризуются высоким потенциалом продуктивности фотосинтетической деятельности посевов. По выходу обменной энергии в среднем за годы исследований первое место занимает тритикале (138,75 ГДж/га), затем следует ячмень (125,7), рожь (120,11) и пшеница (114,4 ГДж/га). Адекватны этому показателю агроэнергетические коэффици-
енты урожайности, которые равны у озимого тритикале 3,02, ячменя - 2,80, ржи - 2,60 и у пшеницы - 2,49.
14. В почвенно-климатических условиях северо-востока Республики Беларусь экономически целесообразно возделывать озимую рожь и озимую пшеницу на продовольственные цели, а тритикале и ячмень - на фураж. При внесении различных доз азота в сочетании с ретардантами и защитой посе-f bob от болезней озимые зерновые культуры обеспечивают высокую рентабельность, которая составляет у тритикале - 303%, пшеницы -288%, ржи -286% и у ячменя - 262%.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Для увеличения производства зерна в Республике Беларусь (северовосточная зона) следует расширить в структуре посевов удельный вес озимых зерновых культур новых сортов. При этом посевные площади определяются с учетом целей производства и почвенных условий. На продовольственные Ц(уш целесообразнее возделывать озимую рожь сортов Пуховчанка, Верасень и озимую пшеницу сорта Сузорье. Для производства фуражного зерна, прежде всего, необходимо использовать новый районированный сорт озимого тритикале Дар Белоруссии, который по урожайности и содержанию белка в зерне превосходит возделываемые в настоящее время.
2. В системе основной обработки почвы под озимые зерновые культуры, идущие по занятым парам, рекомендуется применение чизель-культиватора в два следа, так как это экономически эффективнее традиционной вспашки. Основную обработку почвы под озимые зерновые культуры, во избежание существенного снижения урожайности, следует оканчивать не позже, чем за две недели до начала сева.
3. Для повышения продуктивности озимых зерновых культур рекомендуется доза азота в пределах 90-120 кг/га, обеспечивающая прибавку урожайности на 30-81%, в условиях химической защиты посевов (от болезней, сорняков и полегания).
4. Норму высева семян следует определять с учетом специфики сорта, плодородия почвы и уровня интенсификации технологии возделывания культуры. Так, при оптимальном уровне азотного питания, применении фунгицидов сорт озимой ржи Пуховчанка следует высевать с нормой 5 млн. всхожих семян на гектар.
5. Химическую защиту от болезней и полегания посевов в первую очередь необходимо применять в условиях оптимизации азотного питания. При этом следует исходить из того, что наиболее требовательна к мероприятиям
по защите посевов озимая пшеница, обеспечивающая при этом наибольшую прибавку урожайности зерна . Для сорта озимой ржи Пуховчанка необходимо применять смесь препаратов кампозана М-1,5 + ТУР 3 кг/га.
6. В целях повышения продуктивности пашни после уборки озимых зерновых культур следует применять пожнивные посевы культур семейства капустных, что позволяет увеличить сбор переваримого белка с 6,33-8,01 до 8,6-10,0 ц/га.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Голуб И.А. Что влияет на урожайность озимой ржи в Белоруссии // Зерновые культуры,- 1988,- №4.—С.26-27.
2. Голуб И.А. Путь к стабильным высоким урожаям И Земледелие.-1988.-№12.-С.6-7.
3. Голуб И.А. Уплыу спосабау галоунай апрацоук1 глебы на ураджай-насць аз!мага жыта // Becui АН Беларусь Сер. С.-г. навук. №3- 1989.-С.Ь5-18.
4. Голуб И.А. Саюз навую i вытворчасць //На дзвшск1х берагах. Мн.: «Беларусь». 1989. С.57-65.
5. Голуб И.А. Влияние агротехнических факторов на формирование урожайности тетраплоидной ржи // Экспериментальная база «Устье». Мн. 1990. С.107-119.
6. Самсонов В.П., Голуб И.А. Уплыу нормау высева насення, доз азотных угнаенняу i пагодных умоу на рост, развщце i ураджай аз1мага жыта // Весш АН Беларусь Сер. С.-г. навук,- 1991.- №1.-С.44-48.
7. Голуб И.А. Особенность формирования урожая тетраплоидной озимой ржи в зависимости от норм высева, доз азотных удобрений и условий погоды // Известия АН Белоруссии. Сер. с.-х. наук.- 1991.- №2.-С.47-52.
8. Шкель М.П., Евпак Г.В., Голуб И.А. Возделывание озимой ржи по интенсивной технологии в Витебской области // Рекомендации. - Витебск, 1991,-28с.
9. Голуб И.А. Фотосинтетическая деятельность посевов озимой ржи в зависимости от норм высева и доз азотных удобрений //Becui АН Беларуси Сер. С.-г. навук.- 1992.-№ 1 .-С.42—47.
10. Голуб И.А. Влияние весеннего боронования на засоренность посевов сорняками и урожайность озимой ржи // Becui АН Беларусь Сер. с.-г. навук.—1992.-Ж2.-С.83-85.
11. Шкель М.П., Голуб И.А. Возделывание озимой ржи по интенсивной технологии в Витебской области // Экспериментальной базе «Устье» -50 лет. Мн„ 1993. С. 13-37.
12. Лапковский A.A., Голуб И.А. Оптимизация структуры посевных площадей в интенсивном земледелии // Экспериментальной базе «Устье» - 50 лет. Мн„ 1993. С.37-45.
13. Барышев A.B., Лапковский А.А..Прудников В.А., Голуб И.А. Совершенствование системы земледелия в совхозе «Яново» Сенненско-го района Витебской области // Экспериментальной базе «Устье» - 50 лет. Мн., 1993. С. 45-60.
14. Межуев А.Г., Лапковский М.А., Голуб И.А. Влияние предшественников на урожай и качество зерна ячменя и озимой ржи // Экспериментальной базе «Устье» - 50 лет. Мн., 1993. С.60-62.
15. Голуб И.А. Влияние отдельных элементов интенсивной технологии на накопление органического вещества озимой рожью // Экспериментальной базе «Устье» - 50 лет: Мн., С.. 62-71.
16. Голуб И.А. Технология возделывания озимой ржи в Республике Беларусь // Рекомендации. - Жодино, 1994. 28с.
17. Голуб И.А. Аз1мае жыта,- Мн.: Ураджай, 199^.- 120с.
18. Голуб И.А. Уплыу асноунай апрацоук! сярЬнесупинкавай глебы на элементы фарм1*равання ураджайнасш азтмага жыта. // Becui АН Бела-pyci. Сер. с.-г. навук.- 1995. -№2.-С,33-36.
19. Голуб И.А. Урожайность и качество зерна озимых ржи и пшеницы в зависимости от доз внесения азота. // Зерновые культуры. - 1996. №1,-С.13-14.
20. Голуб И.А. Влияние азотных удобрений на динамику формирования урожайности озимых. //Зерновые культуры,- 1996. №2. С. 17-18.
21. Голуб И.А. Возделывание ржи на фоне химзашиты и азотных удобрений//Кормопроизводство. 1996. №.-С. 12-15.
22. Голуб И.А. Биологические основы формирования высокой урожайности озимых. //Зерновые культуры - 1996.№3.-С. 10-13.
23. Голуб И.А. Влияние агрохимикатов на продуктивность пшеницы //. Защита и карантин растений. - 1996. №10. С. 14.
24. Голуб И.А. Научные основы формирования высокой урожайности озимых зерновых культур в Беларуси.- Мн.: Еврокпига, 1996,- 200 с.
25. Голуб И.А. Озимые зерновые в Беларуси. // Земледелие. - 1996. №4. С. 21-22.
26. Голуб И.А. Сравнительная продуктивность озимых зерновых культур. // Земледелие,- 1996. №6,- С. 18-19.
27. Голуб И.А. Влияние азотных удобрений и средств химзашит эффективность возделывания озимого тритикале. // Зерновые ку ры,- 1996. №4,-С. 16-17.
28. Голуб И.А. Влияние азотных удобрений и средств химзашит эффективность возделывания озимого ячменя. // Зерновые культ №4,- 1996. С.18.
РЭЗЮМЕ
ГОЛУБ 1ван Аптопавш. Навуковыя асповы фар\нравання высоюх ; жаеу аз1мых зернявых культур.
БЯЛОК. Б1ЯЛОПЯ ГЕРБ1ЦЫД. ЗЕРНЕ. ПАСЕУ. ГЛЕБА, ПШАЕ РЭТАРДАНТ. ЖЫТА . НАСЕННЕ. ТЭХНАЛОПЯ. ТРЫЦ1КАЛЕ. УГНАЕ* ФУНПЦЫД. ЯЧМЕНЬ.
Абект даследвання - аз1мыя зернявыя культуры: жыта, пша трышкале, ячмень.
Мэта работы: распрацоука навуковых асноу, павел1чэнне вытвор1 зерня у рэспублщы на аснове аптым1зацьп умоу апрацоую зернявых куш
У шматгудоных даследваинях на дзярпова-иадзолштай, сяр; сугл'пнстай глебе вывучана б1ялопя i аснауныя элементы тэхна фарм1равання высокай ураджайнасш зерня азшых зернявых культур: и пшанщы, трышкале i ячменю. Упершыню ва умовах пауночна-усхо частк1 Беларуа вывучана параунальная прадукцыйнасць, комплексна д даваны прашкуши працэс, установлены аптымальныя параметры асно; элементау тэхналогн вырошчвання ycix аз1мых зернявых культур, дано j нейшае развщце праблем павышэння прадукцыйнасш севазвароту за i паржышчавага вырошчвання крыжакветкавых культур.
Выявлены высек! патэнцыял прадукцыйнасш аз1мых зернявых i тур,дасягаючы 100 ц/га, оптымум метеаралапчных 1 тэхналапчных умо; рэал1зацьп. Вывучана дынамка фарм1равання элементау структуры ) жайнасш i фотаспшез1руючая дзейнасць пасеву у залежнасш ад мет: лапчных фактарах.
SUMMARY
Ivan Golub. Scientific Approach to High Yield Formation fa Winter Cereals,
BARLEY, BIOLOGY, FERTILIZER, FUNGICIDE, GRAIN, HERBICIDE, PROTEIN, RETARDANT, RYE, SEED, SOIL, SOWING, TECHNOLOGY,TRITICALE, WHEAT.
Investigation Object- winter cereals: rye, triticale, barley.
Objective: to work out scientific principles of grain production increase in the Republic on the basis optimal conditions for winter cereals production.
Long-term investigations on deno-podzolic medium loamy, developing on loess loams, soil resulted in the study of biology of the lormatioh of high grain yield in winter rye, wheat, triticale and . barley. For the first time in field and laboratory experiments in NorthEast Belarus comparative productivity has been studied, production process has been investigated in complex, optiomal parameters of the main technological elements of production hava been defined, the most important directions of the farm use of all winter cereals have been determined, the problem of the productivity increase in crop rotation owing to postharvest cruciferous growing has been firiher considered.
A high productive potential in winter cereals (up to 10t/ha) has been revealed as well as the optimum of metercological and technological conditions of its implementation. Dynamics of the formation of yield elements and photosynthetic activity of sowing hava been 'studied depending on metereological and agrofechnical factors.
Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Голуб, Иван Антонович, Жодино
г- •■■;-
// - /X
Г -■■.......
.J.i v.'.
ъ
7/ •
/ / * ч-У
/У
АКАДЕМИЯ АГРАРНЫХ НАУК РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ БЕЛОРУССКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ЗЕМЛЕДЕЛИЯ И КОРМОВ
На правах рукописи
ГОЛУБ ИВАН АНТОНОВИЧ
УДК 633.1.»324»:631.559 (476)
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОЙ УРОЖАЙНОСТИ ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
Специальность 06.01.09 - растениеводство
[
/Т'|?'. „
/ 1ЫI'
I:. -- * /
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
Жодино, 1998 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. 4
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ. 9 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ЗЕРНОВОГО ХОЗЯЙСТВА БЕЛАРУСИ И 14 ИЗУЧЕННОСТЬ ПРОБЛЕМЫ ( ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).
1.1. Состояние и тенденция развития мирового производства зерна. 14
1.2. Основные направления производства зерна в Беларуси. 17
1.3. Народнохозяйственное значение озимых зерновых культур. 21
1.4. Биология озимых зерновых и требования к условиям жизни. 30 Заключение. 47
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДО- 49 ВАНИЙ.
2.1. Почвы Беларуси и экспериментальной базы «Устье». 49
2.2. Агроклиматические условия северо-восточной зоны Беларуси в годы 64 исследований..
2.3. Схемы полевых опытов и методы анализов. 68 ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ НОВЫХ СОР- 74 TOB ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР.
3.1. Реакция озимых зерновых культур на почвенно-климати 74 ческие условия Беларуси.
3.2.Фазы роста и развития растений. 84
3.3. Полевая всхожесть семян. 88
3.4. Общая и продуктивная кустистость. 94
3.5. Сохраняемость и общая выживаемость растений. 100
3.6. Густота продуктивного стеблестоя. 108
3.7.Формирование элементов продуктивности колоса. 116 3.8 Компенсаторная способность посевов озимых зерновых 134
культур и реализация их потенциальной продуктивности.
Заключение
ГЛАВА 4. ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОСЕВОВ 150 ОЗИМОЙ РЖИ.
4.2. Накопление и перераспределение органического вещества расте- 165 ниями озимой ржи.
ГЛАВА 5. УРОЖАЙНОСТЬ ВНОВЬ СОЗДАННЫХ СОРТОВ ОЗИ- 178 МЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ.
5.1. Влияние способов основной обработки почвы на ее физические 179 свойства и урожайность озимой ржи.
5.1.1. Плотность почвы. 179
5.1.2. Влажность почвы. 183
5.1.3. Урожайность озимой ржи. 186
5.2. Влияние норм высева семян и доз азотных удобрений 190 на урожайность озимой ржи.
5.3. Влияние доз азотных удобрений и средств защиты на урожайность 196
четырех озимых зерновых культур
Заключение 217
ГЛАВА 6. ЗАВИСИМОСТЬ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ОЗИМЫХ ЗЕРНО- 219 ВЫХ КУЛЬТУР ОТ УСЛОВИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ.
4.1.Фотосинтетическая деятельность посевов озимой ржи.
150
Заключение.
175
6.1. Биохимический состав зерна и белковая продуктивность.
6.2. Мукомольные и хлебопекарные свойства зерна ржи и пшеницы Заключение
227
219
ГЛАВА 7. АГРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ 233 ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В СЕВООБОРОТЕ.
7.1. Сбор переваримого белка и кормовых единиц в первом звене сево- 233
оборота, биоэнергетическая оценка.
7.2. Экономическая эффективность озимых зерновых и пожнивного яро- 242
вого рапса.
Заключение. 245
ВЫВОДЫ 246
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 250
ЛИТЕРАТУРА. 252
ПРИЛОЖЕНИЕ 277
ВВЕДЕНИЕ
Производство зерна - одна из важнейших задач аграрного сектора народного хозяйства Республики Беларусь государства на современном этапе. В соответствии со специализацией сельского хозяйства на производстве животноводческой продукции в Белоруссии в составе бывшего Союза сложилась мощная инфраструктура животноводческой отрасли, использовавшая в большей мере ввозимые в республику кормовое зерно и комбикорма. Например, из скормленных в 1990 году в колхозах и госхозах 7,9 млн. тонн концентрированных кормов, 3,6 млн. тонн были завезены из-за пределов республики. Получаемые хозяйствами от реализации животноводческой продукции средства были основой финансирования всех их производственных и социальных программ. Так, в 1990 г. животноводство обеспечивало 76% выручки от реализации сельскохозяйственной продукции колхозами и госхозами.
Отсутствие в республике централизованных поставок зерна усугубило спад производства животноводческой продукции. Так, по сравнению с предшествующими годами производство мяса уменьшилось в 1992 году на 10%, в 1993 -на 14%, 1994 г. - на 8%, молока соответственно на 14,5 и 3%.
В это время возрастает спрос на зерно на мировом рынке. Цены как на продовольственное, так и на фуражное зерно резко возросли, за 1995 год они почти удвоились. Производство животноводческой продукции при ныне сложившихся ценах стало убыточным. Поэтому республика должна решить проблему полного обеспечения собственным зерном, за исключением отдельных его видов ( твердая пшеница, рис, просо и др.). Альтернативы этому для восстановления продуктивности животноводства, а следовательно и подъема сельскохозяйственного производства в целом сегодня нет.
В почвенно-климатических условиях республики озимые зерновые культуры обеспечивают высокую и стабильную урожайность по годам. Традиционными из них являются рожь и пшеница, а в последние годы хозяйства начали ак-
тивно внедрять тритикале и ячмень. Озимые зерновые культуры хорошо используют почвенное плодородие и зимне-весенние запасы влаги, рано созревают, отличаются достаточно высокой технологичностью.
До 60-х годов озимые зерновые культуры, как и яровые, характеризовались низкой урожайностью, не превышающей 10 ц с гектара. В основном, это объяснялось низким уровнем внесения удобрений, высокой кислотностью почв и недостатком техники для своевременного и качественного проведения полевых работ. Осуществление в 1960-1970 гг. мероприятий по химизации сельскохозяйственного производства позволило к концу этого периода довести внесение удобрений до 160 кг действующего вещества в расчете на гектар пашни и выйти на плановое известкование почв за счет бюджета государства. Произошло техническое совершенствование машино-тракторного парка. В результате урожайность зерновых уже в 1970 г. возросла до 15,2 ц/га. К середине 80-х годов оптимизация кислотности почвы и минерального питания растений позволили превысить рубеж 20 ц/га, а в 1987 г. в среднем по республике получить 28,5 ц/га зерновых культур в амбарном весе.
Однако решение проблем повышения плодородия почвы не обеспечило полную реализацию потенциала продуктивности зерновых культур, дальнейший рост их урожайности приостановился. Лимитирующим фактором в конце 80-х годов стало неблагоприятное фитосаниатрное состояние посевов: их полегаемость, высокая вредоносность сорняков, болезней и вредителей. Это обусловливало уменьшение фотосинтетически активной поверхности, сокращение периода ее эффективного функционирования и в конечном итоге снижение продуктивности растений. Поэтому для дальнейшего повышения урожайности зерновых культур в научном плане стало очень актуальным совершенствование технологи их возделывания, с целью сохранения и удлинения периода функционирования фотосинтетического аппарата, интенсификации процесса аттра-
гирования накопленных продуктов фотосинтеза в генеративную сферу растения.
Хозяйства республики накопили значительный опыт получения высоких урожаев озимых зерновых культур, однако генетический потенциал их продуктивности в настоящее время используется примерно на 50%, что объясняется как недостаточным уровнем почвенного плодородия, так и несовершенством высеваемых сортов и применяемых технологий возделывания.
В республике проведен определенный объем научных исследований по повышению урожайности озимых зерновых культур. Однако они посвящены, в основном, ржи и пшенице. Многоплановые исследования по озимым формам тритикале и ячменю лишь разворачиваются. Кроме того, успехами селекционеров в республике постоянно обновляется сортовой состав озимых зерновых культур. В посевы вводятся новые генотипы, характеризующиеся положительными биологическими и физиологическими особенностями. Внедрение новых культур и сортов определяет необходимость научного обоснования их места в зерновом производстве, разработки и уточнения основных приемов технологии возделывания на основе изучения особенностей продукционного процесса в почвенно-климатических условиях конкретной зоны. Значительный теоретический и практический интерес представляет решение проблемы повышения продуктивности севооборотов с участием озимых зерновых и кормовых культур.
Необходимость разработки новых и уточнения ранее предложенных элементов технологии возделывания зерновых культур в настоящее время вытекает также из экономической ситуации в народном хозяйстве, характеризующейся недостатком материальных и энергетических ресурсов. В программах научных исследований возрастает актуальность разработки ресурсоэнергосберегающих технологий, позволяющих максимально использовать почвенное плодородие, потенциал культуры, сорта, получить наибольшую отдачу от использованных удобрений, пестицидов и топливно-энергетических ресурсов.
Решению изложенных проблем и посвящена настоящая диссертационная работа. В ней на основании многолетних исследований, проведенных в северовосточной зоне республики и обобщения результатов работы государственных сортоиспытательных участков Беларуси, комплексно изучен продукционный процесс всех озимых зерновых культур, дана их сравнительная характеристика, определены основные направления хозяйственного использования. Выявлены оптимальные параметры основных приемов технологии возделывания, обеспечивающие полноценную работу фотосинтетического аппарата растений, и на этой основе даны рекомендации производству в наибольшей мере реализующие потенциал продуктивности изучаемых культур. Определены пути повышения продуктивности севооборотов на основании интенсивного возделывания озимых зерновых с включением посевов крестоцветных культур.
Автор выражает глубокую благодарность доктору сельскохозяйственных наук, академику ААН Республики Беларусь В.П.Самсонову, кандидатам сельскохозяйственных наук А.Г.Межуеву, А.А.Лапковскому и П.П.Васько за оказанную помощь при подготовке и оформлении работы.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Неуклонное увеличение производства зерна - важнейшая задача в решении проблемы обеспечения Республики Беларусь продовольствием. Актуальность проблемы возросла вследствие разрушения ранее сложившихся каналов поступления зерна и хлебопродуктов из государственного фонда бывшего СССР, а в последнее время и с резким удорожанием его на мировом рынке.
Увеличение производства зерна до уровня полного самообеспечения им Беларуси может быть достигнуто за счет возрастания посевной площади и повышения урожайности. Однако в первом случае возможности республики почти исчерпаны, поэтому основным направлением в решении указанной проблемы является повышение продуктивности зерновых культур на основе использования более урожайных культур и сортов, а также совершенствование технологий их возделывания.
В структуре зерновых посевов более стабильную по годам урожайность обеспечивают озимые: рожь и пшеница, а в последние годы возрастает роль тритикале и ячменя.
Сортовой состав посевов озимых зерновых культур постоянно обновляется. В республике накоплен определенный опыт возделывания озимых: ржи и пшеницы, начаты исследования по возделыванию и других культур этой группы. Однако накопленной информации недостаточно для того, чтобы сформулировать теорию формирования высокой урожайности и предложить производству интенсивные технологии возделывания, позволяющие обеспечить наиболее полную реализацию генетического потенциала продуктивности озимых зерновых культур. При этом отсутствует комплексная оценка сравнительной продуктивности озимых зерновых культур, не обоснованы рекомендации по размещению их на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах, требуют
уточнения и расширения приемы повышения продуктивности севооборотов с участием этих культур. Необходима разработка новых и уточнение ранее выявленных параметров элементов технологии возделывания, адаптированных с учетом социально-экономических условий, что позволит оптимизировать генеративный процесс и защитить растения от вредоносных факторов.
Цель и задачи исследований. Целью работы явилось: научное обоснование формирования высокой и устойчивой урожайности озимых зерновых культур, путем комплексного изучения их биологических особенностей, разработки более эффективных агротехнических приемов с применением химических средств, направленных на интенсификацию продукционного процесса, обеспечивающих получение урожаев близких к генетическому потенциалу и создание на этой основе практических рекомендаций по современным технологиям возделывания озимых: ржи, пшеницы, тритикале и ячменя в соответствии с поч-венно-климатическими условиями северо-восточной зоны Республики Беларусь. Для решения указанной цели были поставлены следующие задачи:
-выявить закономерности хода продукционного процесса новых сортов озимых: ржи, пшеницы, тритикале и ячменя по фазам роста и развития;
-дать сравнительную хозяйственно-биологическую оценку изучаемых зерновых культур в различных звеньях севооборота;
-обосновать оптимальные параметры основных приемов интенсивных технологий ( предшественник, обработка почвы, нормы высева семян, дозы удобрений, защита от сорняков и болезней) вновь возделываемых в регионе озимых зерновых культур и сортов;
-провести агроэнергетическую и экономическую оценку, разработанных в результате исследований, приемов и технологий возделывания новых перспективных сортов зерновых культур для условий Республики Беларусь.
Научная новизна. Разработаны теоретические основы получения высоких и стабильных урожаев озимых зерновых культур ( ржи, пшеницы, тритикале,
ячменя) с учетом использования их на продовольственные и кормовые цели при применении современных технологий.
Впервые в условиях северо-восточной зоны Беларуси комплексно изучен продукционный процесс формирования урожая вновь созданных сортов озимой ржи Верасень, озимой пшеницы Сузорье, озимого тритикале Дар Белоруссии, озимого ячменя Вавилон в зависимости от почвенных, климатических и технологических факторов; усовершенствована технология их возделывания, определены основные направления использования в животноводстве, в пищевой и технической промышленности. Получены новые данные по особенностям биологии и агротехники новых сортов озимых зерновых культур. Выявлены оптимальные параметры основных приемов технологии возделывания, обеспечивающие полноценную работу фотосинтетического аппарата и на этой основе максимально реализующие потенциал продуктивности новых сортов изучаемых культур. Установлено, что в условиях данного региона при рациональном использовании средств интенсификации возможно получение урожайности озимой ржи 7,5, пшеницы до 6,5 и озимого тритикале до 8,0 т/га, при этом зерно озимой пшеницы отвечает требованиям, предъявляемым по качеству сильным и ценным пшеницам. Дана агроэнергетическая и экономическая оценка возделывания вновь районированных сортов и новых озимых зерновых культур.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
- особенности продукционного процесса озимых зерновых культур при различных фонах минерального питания;
- разработка основных приемов технологий возделывания новых озимых зерновых культур и сортов;
- комплексная хозяйственно-биологическая оценка продуктивности различных озимых зерновых культур;
-формирование качества зерна озимых зерновых культур в зависимости от технологических приемов возделывания;
-продуктивность полевого севооборота при интенсивном возделывании озимых: ржи, пшеницы, тритикале, ячменя и использовании пожнивных посевов;
-агроэнергетическая и экономическая оценка технологии возделывания озимых зерновых культур.
Практическая ценность работы. Получили дальнейшее развитие основные положения теории продукционного процесса и разработаны основные приемы технологии возделывания озимых зерновых культур, реализация которых в производственных условиях северо-восточной части Республики Беларусь обеспечивает получение урожайности от 7,0 до 8,0 т/га. Одновременно формируется урожай зерна озимой пшеницы высокого качества, пригодной для производства хлебо-булочных и других изделий продовольственного назначения. Предложена схема интенсификации полевого севооборота за счет сочетания интенсивного использования озимых зерновых и пожнивных посевов культур семейства капустных. Результаты исследований вошли в Рекомендации Минсельхозпрода Белоруссии (1993). Рекомендации по повышению урожайности озимых зерновых культур и продуктивности севооборотов реализованы в коллектив
-
Голуб, Иван Антонович
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Жодино, 1998
-
ВАК 06.01.09
- ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ЧЕРЕДОВАНИИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ В УСЛОВИЯХ СТЕПИ ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ
- Формирование продуктивности и посевных качеств семян озимой пшеницы в зависимости от приемов выращивания в условиях Среднего Поволжья
- Продуктивность интенсивных сортов озимой пшеницы в зависимости от условий выращивания в степной зоне КБР
- Влияние систем обработки почвы и сроков посева на формирование морозостойкости озимой пшеницы в лесостепи Поволжья
- Реакция озимых зерновых культур на приемы посева в Среднем Предуралье
