Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оптимизация формирования урожайности овса посевного в условиях Верхневолжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация формирования урожайности овса посевного в условиях Верхневолжья"

На правах рукописи

Васильев Александр Сергеевич

ОПТИМИЗАЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ОВСА ПОСЕВНОГО В УСЛОВИЯХ ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

005052086

1 8 АПР 2013

Москва-2013

005052086

Работа выполнена на кафедре общего земледелия и растениеводства ФГБОУ ВПО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель:

Усанова Зоя Ивановна

заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты:

Долгодворов Владимир Егорович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, профессор кафедры растениеводства и луговых экосистем Сорокин Алексей Николаевич кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,

Костромская ГСХА, доцент кафедры растениеводства, селекции, семеноводства и луговодства, заведующий опытным полем

Ведущая организация:

ФГБОУ ДПО «Тверской институт переподготовки и повышения квалификации кадров АПК»

Защита диссертации состоится 16 апреля 2013 г. в 1430 час. на заседании диссертационного совета Д 220.043.05 при ФГБОУ ВПО «РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева» по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д.15, тел./факс: 8 (499) 976-24-92.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ФГБОУ ВПО «РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева»

Автореферат разослан « /€"» марта 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ' Шишкова А.В.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Увеличение производства зерна, по прежнему, остается важнейшей задачей АПК большинства регионов страны, в том числе Верхневолжья (Алтухов, 2006; Горпинченко, 2007). Главный путь решения этой задачи в современном земледелии — это повышение урожайности за счет оптимизации в посевах основных жизненно важных факторов, среди которых решающее значение имеют обеспеченность водой и минеральной пищей (Усано-ва, Рыбальченко, 2007; Пасынкова и др., 2008; Мангатаев и др., 2009; Перевер-зев и др., 2009).

Овес является основной зерновой фуражной культурой Верхневолжья (Усанова, Рыбальченко, 2007). На его долю приходится 75% посевных площадей яровых зерновых культур (Росстат, 2010). Благодаря своим биологическим особенностям и более высокой, чем у других яровых хлебов, адаптированности к агроклиматическим условиям региона новые сорта овса могут формировать действительно возможные урожаи на уровне 4,5 — 5,0 т/га (Баталова и др., 2010). В настоящее время, в большинстве хозяйств они в 2,5 - 3,0 раза ниже, что объясняется несоблюдением агротехнологий, в том числе низкой обеспеченностью растений минеральной пищей. За последние 5 лет под зерновые культуры, например, в Тверской области, вносилось 17 - 21 кг д.в. минеральных удобрений, преимущественно под озимые хлеба (Росстат, 2010).

На окультуренных дерново-подзолистых почвах региона решающая роль в повышении урожайности принадлежит улучшению азотного питания растений как за счет увеличения доз азотных удобрений, так и выбора более оптимальных сроков и способов их применения. Необходим также поиск новых высокотехнологичных препаратов, которые могут участвовать в улучшении продукционного процесса и повысить эффективность использования минеральных удобрений.

Однако исследований по оптимизации формирования урожайности овса посевного применительно к новым высокопродуктивным сортам в условиях Верхневолжья проводилось недостаточно, что явилось основанием для проведения данной работы.

Цель и задачи исследований. Цель исследований — изучить особенности формирования урожайности овса нового сорта Кречет на двух фонах минерального питания при внесении возрастающих доз азота по вегетирующим растениям, в том числе с использованием наноматериала (А»Бион-2) и гуминового (МАКС Супер-Гумат) удобрения; выявить оптимальные варианты технологии возделывания, обеспечивающие получение наибольших урожаев зерна лучшего качества с высокой экономической эффективностью производства.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

1. Изучить особенности роста и развития растений овса при разных сроках и дозах внесения азота по вегетирующим растениям и некорневых подкормок.

2. Выявить особенности формирования густоты стояния, определить полевую всхожесть семян, сохранность и общую выживаемость растений овса в

зависимости от изучаемых факторов.

3. Определить влияние изучаемых факторов на изменение агрофизических и биологических свойств почвы.

4. Исследовать особенности фотосинтетической деятельности растений в разных посевах овса, определить фотометрические параметры посевов, выявить факторы, в большей мере влияющие на ход продукционного процесса.

5. Изучить особенности влагообеснеченности и водопотребления растений овса в зависимости от изучаемых факторов.

6. Выявить фитоценотические свойства овса в разных агроценозах и влияние изучаемых факторов на засоренность посевов и пораженность растений болезнями.

7. Изучить изменение структуры урожая и урожайность овса в зависимости от изучаемых факторов.

8. Определить корреляционную зависимость урожайности овса от показателей фотосинтетической деятельности растений в посевах и элементов структуры урожая.

9. Рассчитать экономическую эффективность производства зерна в разных вариантах технологии возделывания.

Научная новизна. Впервые в условиях Верхневолжья в многофакторном полевом опыте проведены комплексные исследования вопросов оптимизации формирования урожайности и качества урожая овса нового сорта Кречет при выращивании его на двух фонах минерального питания с внесением разных доз азота по вегетирующим растениям в фазы всходов и кущения, применением некорневых подкормок наноматериалом (А§Бион-2) и гуминовым удобрением (МАКС Супер-Гумат); изучены особенности фотосинтетической деятельности и хода продукционного процесса, водопотребления, влияние азота, наномате-риала и гуминового удобрения на фитоценотические свойства посева, устойчивость овса к болезням, биологическую активность почвы.

В результате выявлена высокая роль азота, внесенного по вегетирующим растениям, наносеребра и гуминового удобрения в формировании наиболее продуктивных посевов овса, а также установлены варианты технологии, обеспечивающие получение стабильной урожайности на уровне 4,05 - 4,51 т/га, включая экстремальные годы, с высоким экономическим эффектом.

Практическая значимость. Производству рекомендованы наиболее экономически выгодные технологии возделывания овса сорта Кречет: 1 - экологически безопасная (нормальная) технология, которая предусматривает на хорошо окультуренных дерново-подзолистых супесчаных почвах с очень высоким содержанием Р205 и высоким К20 посев овса по фону Р0К0, внесение азота по вегетирующим растениям в фазу кущения в дозе К90 и строгое соблюдение агротехнических приемов и защитных мероприятий, обеспечивает получение урожайности на уровне 4,0 т/га, прибавки урожая 1,74 т/га (78,7%), наибольшего условно чистого дохода - 11,60 тыс. руб./га, повышение уровня рентабельности производства зерна на 20,2%, снижение себестоимости - на 12,1%, улучшение технологических качеств зерна; 2 - экологически чистая (экстенсивная) технология, которая предусматривает посев овса по неудобренному фону и

применение некорневой подкормки в фазу кущения препаратом МАКС Супер-Гумат (1%-ный раствор), обеспечивает получение урожайности на уровне 3,0 т/га с хорошими качествами зерна, прибавки урожая - 0,68 т/га (30,8%), условно чистого дохода - 8,59 тыс. руб./га с уровнем рентабельности производства зерна 68,7%, снижение себестоимости - на 12,8%; 3 - применение некорневой подкормки МСГ или AgBnoH-2 на фоне внесения N45 в фазу кущения обеспечивает получение дополнительно к N45 0,37 — 0,43 т зерна с 1 га (16,8 — 19,5%), 0,87 - 1,85 тыс. руб./га УЧД с уровнем рентабельности 62,4 - 70,9%.

Реализация результатов исследований. Результаты работы внедрены в СПК «Кой» и ООО «Лесная гать» Сонковского района Тверской области на площади 70 га с суммарным экономическим эффектом 104,54 тыс. руб.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на XVII, XVIII, XIX региональных Каргинских чтениях, г. Тверь, ТвГУ (2010, 2011, 2012 гг.); на Международных научно-практических конференциях «Инновационные технологии как основа развития аграрного образования и АПК региона», г. Тверь, ТГСХА, 2010 г. и «Инновационные процессы - основа модели стратегического развития АПК в XXI веке», г. Тверь, ТГСХА, 2011 г.; на научно-практической конференции «Организация инновационной деятельности в региональном агропромышленном комплексе», г. Тверь, ТГСХА, 2011 г.; на третьей Всероссийской научно-практической конференции «Инновационное развитие животноводства и кормопроизводства в Российской Федерации», г. Тверь, ТГСХА, 2012 г.; на молодежной научно-технической конференции «Молодежь и инновации в Тверской области», проходившей в рамках программы «У.М.Н.И.К» (г. Тверь, ТвГУ, 2012 г.), где работа была признана победителем конкурса; на Всероссийской научно-практической конференции «Стратегическое развитие инновационного потенциала АПК регионов», г. Тверь, ТГСХА, 2012 г.; на 10-й, 11-й и 12-й специализированных выставках «Природные ресурсы и экология», г. Тверь, 2010, 2011, 2012 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 печатных работ, в том числе 5 в журналах, рекомендованных ВАК РФ, получен 1 патент.

Представленная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ Тверской ГСХА на 2010-2015 гг., тема №5, № гос. per. 01201155563.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 173 страницах, содержит 50 таблиц, 42 рисунка, состоит из введения, 7 глав, выводов, предложений производству, библиографического списка использованной литературы, который включает 271 источник, в том числе 24 зарубежной литературы, 43 приложений.

Основные положения, выносимые на защиту:

- положительное влияние азота и ростостимулирующих веществ на формирование густоты стояния овса;

- повышение устойчивости растений овса к болезням при использовании современных ростостимуляторов, особенно наносеребра АцБион-2;

- наибольшее положительное влияние N90 и некорневой подкормки МСГ и Ag6non-2 на фоне N45 на формирование площади листьев и ФПП, накопление

урожая сухой фитомассы, КПД ФАР;

- улучшение показателей структуры урожая и повышение урожайности под влиянием азотного удобрения и ростостимулирующих веществ с преимуществом применения их в фазу кущения в дозе N90.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю, заслуженному деятелю науки Российской Федерации, почетному работнику высшего профессионального образования РФ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Усановой Зое Ивановне за методическую помощь и поддержку при работе над диссертацией, а также всем сотрудникам кафедры общего земледелия и растениеводства за содействие в проведен™ исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2. Условия и методика проведения исследований

Комплексные исследования проводили в трехфакторном полевом опыте в 2010-2012 гг. в севообороте на опытном поле Тверской ГСХА на осушенной дерново-среднеподзолистой остаточно карбонатной глееватой почве на морене, супесчаной по гранулометрическому составу, хорошо окультуренной. До закладки опыта в почве содержалось: 53,5 - 64,4 мг/кг легкогидролизуемого азота (по Корнфилду),213 - 413 мг/кг P2Os и 120 - 130 мг/кг К20 (по Кирсанову), гумуса 1,65 - 2,13% (по Тюрину), рНС0;, - 6,95 - 7,27.

Схема опыта включала факторы: А - фон минерального питания: 1 — без удобрений, 2 - Р45К90; В - сроки подкормки: 1 - по всходам (12-я микрофаза по ВВСН), 2 - в фазу кущения (21 - 23 микрофазы по ВВСН); С - дозы и виды подкормки: 1. Без удобрения - контроль (К); 2-5. Поверхностное внесение азота в дозах: N30; N45; N6o; N90; 6. Некорневая, гуминовым удобрением - МАКС Супер-Гумат (МСГ) (1%-ный раствор); 7. N45 + некорневая, гуминовым удобрением - МАКС Супер-Гумат (МСГ) (1%-ный раствор); 8. N45+ некорневая, наноматериалом - AgEnon-2 (НМ), (0,1%-ный раствор).

Объекты исследований: сорт овса посевного Кречет (ГНУ Зональный НИИСХ Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого и ГНУ Фаленская селекционная станция); гуминовое удобрение МАКС Супер-Гумат; коллоидный раствор на-ночастиц серебра «AgBHOH-2». Учетная площадь делянки 3 порядка - 35,64 м2, повторность - трехкратная, расположение вариантов - расщепленными делянками в рендомизированных блоках.

Дозы NPK на 2 фоне по азоту и калию соответствуют расчетному уровню на 4,0 т/га, по фосфору на 4,5 т/га. Эффективное плодородие почвы позволяет получить урожайность (по азоту и калию) 1,8 - 2,0 т/га.

Исследования проводили по общепринятым методикам. Дозы удобрений рассчитывали балансовым методом (М.К. Каюмов, 1989). Фенологические наблюдения; густоту стояния, полевую всхожесть семян, сохранность и общую выживаемость растений определяли по методике В.В. Гриценко, З.М. Калошиной, 1984, З.И. Усановой, 2002; влагообеспеченность, активность целлюлолити-ков, засоренность посевов - по методикам Б.А. Доспехова и др., 1987, И.П. Васильева и др., 2004; анализ численности и массы дождевых червей - по методи-

ке O.B. Чекановской, i960; распространенность и развитие болезней - по методике В.И. Танского и др., 1998; показатели фотосинтетической деятельности растений - по методике И.С. Шатилова, М.К. Каюмова, 1978, площадь листьев

- весовым методом (В.В. Коломейченко, 1972); ФПП - методом графического интегрирования; чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) - по формуле Кидца, Веста и Бриггса (A.A. Ничипорович, 1956, 1978); анализ структуры урожая (З.И. Усанова, 2002); дисперсионный анализ урожайных данных и промежуточных определений - по методике P.A. Фишера (Б.А. Доспехов, 1985; Б.Д. Кирюшин и др., 2009); корреляционный и регрессионный анализы - по методике Б.А. Доспехова (1985), программами Straz, Ландшафт; натуру зерна по ГОСТ 28673-90, пленчатость по ГОСТ 10843-76.

Уборку урожая проводили с помощью комбайна «Сампо -130» при прямом комбайнировании. Урожайность пересчитывали на 100% чистоту и 14% влажность, которые определяли при учете каждого варианта всех повторений.

В опыте строго соблюдали запрограммированную технологию возделывания овса. Предшественник - яровая пшеница. Фосфорные и калийные удобрения вносили до посева под культивацию. Посев проводили сеялкой С3-3,6, с нормой высева 6 млн.шт. всхожих семян на гектар. Уход состоял из опрыскивания посевов гербицидом Гранстар (15 г/га + 300 мл ПАВ «Тренд-90») и подкормок согласно схеме опыта.

Агрометеорологические условия в годы исследований отличались от среднемноголетней нормы. Сумма температур за период посев-уборка в 2010, 2011 и 2012 гг. была соответственно на 390; 240 и 99°С больше нормы, осадков за этот же период выпало 125; 250 и 328 мм (57,6; 107,7 и 133,3% нормы). 2010 г. характеризовался как резко засушливый, 2011 - близкий к нормальному, 2012

- повышенно влажный. ГТК (по Селянинову) соответственно равнялся 0,70; 1,46; 1,94 при среднемноголетней норме 1,56.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3. Особенности роста, развития и формирования густоты стоянии овса

3.1. Особенности роста и развития растений

Наибольшее влияние на продолжительность межфазных периодов оказали агрометеорологические условия. Повышение среднесуточной температуры воздуха на 2,1 - 4,9 °С ускоряло появление всходов и вступление в фазу выхода в трубку на 7 - 8 дней. Недостаток или избыток влаги в сочетании с высокими температурами воздуха ускорял созревание овса на 9 — 12 дней. Внесение азота по вегетирующим растениям способствовало более дружному развитию растений и не удлиняло вегетационный период овса.

3.2. Формирование густоты стояния овса

Внесение азота по вегетирующим растениям и некорневые подкормки повышали сохранность, общую выживаемость овса, в большей мере — в вариантах N90 и N45 + МСГ, N45 + НМ (таблица 1). Так, в среднем за 3 года сохранность возросла от внесения азота в дозе N90 на 6,1 — 6,8% (фон Р0К0) и 2,411,0% (Р45К90)- Некорневые подкормки увеличили ее, в сравнении с вариантом

Таблица 1 - Общая выживаемость и густота стояния овса перед уборкой,

в среднем за 3 года

Срок подкормки NoPoKo N0P45K90

Вариант Сохранность, % Общая выживаемость, % Растений, шт./м2 Сохранность, % Общая выживаемость, % Растений, шт./м2

К 70,4 59,1 355 75,2 65,7 394

N30 71,4 61,8 371 80,0 73,6 442

n45 70,7 60,8 365 75,6 66,0 396

N«, 73,2 64,6 387 75,6 67,7 406

Nqo Всходы 76,5 66,1 396 77,6 70,9 426

МСГ 71,0 60,4 362 73,5 64,9 390

N45 + МСГ 78,0 71,6 430 79,7 72,9 437

N45 + HM 76,5 69,7 418 76,9 70,0 420

Среднее 73,5 64,3 385 76,8 69,0 414

К 67,7 56,5 339 71,9 63,4 381

N30 69,3 58,8 353 71,2 63,1 379

N45 76,6 67,2 403 78,0 73,1 439

N6o Кущение 74,8 68,6 411 78,8 73,5 441

N90 77,2 67,9 407 83,2 78,3 470

МСГ 73,5 65,0 390 77,3 71,1 427

N45 + МСГ 77,3 71,6 430 84,0 78,7 472

N45 + НМ 84,1 76,9 461 83,1 76,1 457

Среднее 75,1 66,6 399 78,4 72,2 433

В среднем 74,3 65,4 392 77,6 70,6 423

НСР05 для фактора А 4,3 4,6 23

для фактора В 0,7 2,6 20

для фактора С 2,1 1,8 24

для взаимодействия АВ 3,3 1,8 32

для взаимодействия АС 5,8 4,2 45

для взаимодействия ВС 0,7 2,8 6

для взаимодействия ABC 4,4 3,8 33

N45, МСГ-на 0,7-7,3% (Р0К0) и 4,1 - 6,0% (Р45К90), НМ - соответственно на 5,8-7,5% и 1,3-5,1%.

Применение фосфорных и калийных удобрений повышало жизнедеятельность растений и тем самым сохранность овса, в среднем по вариантам, в 2010 г. на 4,2; в 2011 г. на 5,8; в 2012 г. на 0,1%. Срок подкормки оказал слабое влияние на этот показатель.

Наибольшее влияние на густоту стояния перед уборкой оказало внесение азота по вегетирующим растениям в дозе N45 совместно с некорневыми подкормками МСГ и НМ как за счет улучшения минерального питания, так и ро-стостимулирующего действия. Так, в сравнении с контролем густота стояния увеличилась при подкормке в фазу всходов на 75 и 43 шт./м2 (21,1 и 10,9%), в фазу кущения - на 122 и 92 шт./м2 (36,0 и 24,2%), а от внесения азота в дозе N93, в среднем, на 58 шт./м2 (15,7%). Некорневая подкормка наносеребром увеличила сохранность и густоту стояния также за счет снижения пораженности расте-

ний болезнями.

3.3. Влагообеспеченность и водопотрсблсние овса

Влагообеспеченность посевов в годы исследований сильно зависела от агрометеорологических условий вегетационного периода. Так, в экстремально засушливом 2010 г. влажность почвы снижалась с 86,1 - 86,9% от ППВ в фазу всходов до 42,3 - 49,2% в фазу выметывания и до 25,0 - 26,9% к восковой спелости. Оптимизация минерального питания за счет внесения азота в дозе N90, фосфорно-калийного фона, некорневых подкормок МСГ и НМ улучшала влагообеспеченность посевов за счет лучшего развития растений и тем самым снижения непроизводительной потери влаги с поверхности почвы.

Водопотребление овса в большей мере зависело от погодных условий и обеспеченности растений азотом, в меньшей - от фосфорно-калийного фона и срока подкормки (таблица 2).

Таблица 2 - Биологические коэффициенты водопотребления (Кв биол.) в разных посевах овса в годы исследований, ммхга/ц сухой фитомассы

Вариант Срок подкормки NoPoKo N0P45K90

2010 2011 2012 средний 2010 2011 2012 средний

К Всходы 436 517 582 512 354 410 475 413

N30 380 450 524 451 254 350 453 353

N45 349 415 497 420 307 325 437 356

N60 278 392 467 379 250 324 407 327

N90 255 363 438 352 223 291 375 296

МСГ 367 450 523 447 346 399 443 396

N45 + МСГ 211 375 479 355 207 321 409 312

N4í + НМ 226 384 476 362 224 322 417 321

Средний 313 418 498 410 271 343 427 347

К Кущение 448 537 576 520 374 431 477 427

N30 436 471 552 487 388 418 460 422

N45 284 403 515 401 235 350 406 331

N60 279 375 480 378 226 300 389 305

N90 241 347 453 347 182 281 375 279

МСГ 327 422 540 430 227 381 443 350

N45 + МСГ 193 373 473 346 184 285 390 286

N45 + НМ 181 358 473 337 193 306 397 299

Средний 299 411 508 406 251 344 417 337

В среднем 306 415 503 408 261 343 422 342

НСРоз для фактора Л 20 22 18 46

для фактора В 8 6 9 13

для фактора С 19 21 11 23

для взаимодействия АВ 23 15 18 41

для взаимодействия АС 25 17 22 51

для взаимодействия ВС 8 7 4 5

для взаимодействия ABC 21 24 19 32

Так, разница Кв биол. по годам достигла на разных сроках подкормки и фонах 151 -209 ммхга/ц; по вариантам подкормок, в среднем за 3 года, 117 -183 мм; по фонам - 63 - 69 мм; по срокам подкормки 3-10 ммхга/ц. Наименьшим расходом влаги на создание единицы сухой фитомассы отличались посевы овса в 2010 г., в том числе в вариантах N45 + МСГ и N45 + HM, в которых по сравнению с вариантом N45 Кв биол. снизились на 21,7 - 39,5%.

Расход воды на 1 ц зерна (Кв тов.) в большей мере зависел от обеспеченности растений азотным питанием. Самый низкий Кв тов. отмечен в варианте N90, в среднем он составил 797 ммхга/ц и был меньше, чем в контроле, на 42,6%.

4. Фитоценотическая и фитопатологическая устойчивость посевов овса

4.1. Засоренность посевов

Известно, что удобрения улучшают рост и развитие не только культурных растений, но и сорняков (Лебедев, Стрижков, 2008; Цыпышев, 2010; Семенов, Васильев, 2010). В наших опытах улучшение минерального питания растений овса повышало численность и сырую массу сорняков. Наибольшее увеличение этих показателей отмечалось при подкормках в фазу кущения от внесения N90: числа сорняков на 37,1 (1 фон) - 41,3% (2 фон), сырой массы соответственно на 37,9 и 51,8%. Внесение фосфорно-калийных удобрений увеличивало сырую массу сорняков на 13,3 (всходы) - 23,1% (кущение).

Применение МСГ без внесения азота снижало численность сорняков на 13% только при подкормке овса в фазу всходов на фоне Р0К0.

Исследование видового состава выявило преимущество 11 видов сорной растительности, представленных различными агробиологическими группами. Наибольшим разнообразием видов были представлены многолетние сорняки (7 видов), в том числе: биогруппа корневищных - 3 вида - Equisetum arvense (L.), Agropyrum repens (L.), Mentha arvensis (L.), корнеотпрысковых - 2 вида -Sonchus arvensis (L.), Cirsium arvense (L.), мочковатокорневых 1 вид - Plantago major (L.) и стержнекорневых - 1 вид - Artemisia absinthium (L.).

4.2. Пораженность овса болезнями

Исследования воздействия изучаемых в опыте факторов на устойчивость растений к болезням позволяли составить картину развития фитопатогенов в посевах овса (таблица 3), основными видами из которых были: красно-бурая пятнистость (Drechslern avenae Ito), бактериальный листовой ожог {Pseudomonas syringae pv. Coronafaciens Young. Et al.), стеблевая ржавчина (Puccinia graminis Pers. F. Sp. Avenae Eriks. Et Henn) Внесение удобрений улучшало рост и развитие культурных растений. Вместе с тем ухудшался микроклимат в посевах, что создавало лучшие условия для развития патогенов. В наших опытах фосфорно-калийные удобрения повышали распространенность болезней на 0,9 - 1,8, увеличение доз азота - на 1,8 - 6,9%. При подкормке азотом в дозе N30 наращивание вегетативной массы овса и сорняков проходило менее интенсивно, поэтому в этих вариантах отмечалось снижение распространенности на 1,0 - 1,4%. По этой же причине некорневые подкормки МСГ в чистом виде снижали распространенность патогенов на 1,8-4,9, а присочета-

Таблица 3 - Пораженность овса болезнями (I красно-бурая пятнистость, бактериальный ожог, стеблевая ржавчина), в среднем за 3 года

Распространенность, % Развитие, %

NoPoKo 1 N0P4SK90 ± к NoPoKo N0P45K90 ± к

Вариант срок подкормки Средняя кон- срок подкормки Среднее кон-

всходы кущение всходы кущение тролю, % всходы кущение всходы кущение тролю, %

К 14,7 14,9 17,5 17,3 16,1 - 10,0 9,9 12,0 11,5 10,9 -

N30 16,5 13,5 16,5 16,0 15,6 -3,1 10,4 7,7 11,0 11,3 10,1 -7,3

N45 16,5 16,2 19,8 19,2 17,9 11,2 11,5 11,0 13,8 13,4 12,4 13,8

Ибо 17,6 18,8 19,6 21,0 19,3 19,9 12,7 13,1 14,2 16,0 14,0 28,4

N90 20,2 21,8 23,6 22,7 22,1 37,3 14,8 15,6 18,2 17,5 16,5 51,4

мсг 12,9 15,3 13,1 12,4 13,4 -16,8 7,8 9,3 7,6 6,8 7,9 -27,5

N45 + мсг 14,8 16,5 15,7 16,7 15,9 -1,2 10,6 11,5 10,3 11,4 11,0 0,9

N45 +им 3,4 4,4 5,6 5,3 4,7 -70,8 1,7 2,2 2,8 2,6 2,3 -78,9

В среднем 14,6 15,2 16,4 16,3 15,6 - 9,9 10,0 11,2 11,3 10,6 -

14,9 16,4 - 10,0 11,3 -

НСР05 для Л - 1,1 - 0,9

для В - 0,5 - 0,4

для С - 1,6 - 1,2

для АВ - 1,2 - 1,0

для АС - 4,4 - 3,9

для ВС - 0,5 - 0,4

для АВС 2,5 - 2,1

нии с азотной подкормкой - на 0,6 - 1,8%.

Применение наноматериала за счет ярко выраженных бактерицидных свойств серебра существенно уменьшало уровень распространения болезней в посевах овса: на 1 фоне на 10,5 - 11,3, на 2 фоне на 11,9 - 12,0%.

Аналогичные колебания выявлены и по развитию болезней. Обработка посевов наносеребром снижала распространенность болезней в 3 - 5 раз, а развитие в 6 - 7 раз.

5. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах овса

Оптимизация минерального питания овса за счет внесения азота по вегс-тирующим растениям и некорневых подкормок улучшала фотосинтетическую деятельность растений (таблица 4). Все показатели ее наибольших значений достигали при внесении азота в дозе 90 кг д.в. на гектар, а также при совместном применении азота и некорневых подкормок МАКС Супер-Гуматом и наносеребром.

Площадь листьев на обоих фонах наибольших размеров как максимальная (39,0-43,6), так и средняя (26,5-30,6 тыс.м2/га) достигла в варианте N,0.

Таблица 4 - Показатели фотосинтетической деятельности овса, среднее за 3 года

Вариант Срок подкормки Ьмакс, тыс.м2/га Lcp, тыс.м2/га ФПП, тыс.м2хсутки/ га Ус.ф., т/га ЧПФ, г/м2хсутки Кхоз, ед.

фон минерального питания

1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

К Всходы 23,6 26,6 17,9 20,4 1120 1274 6,55 8,06 5,39 5,89 0,30 0,31

N30 28,2 33,4 20,9 24,5 1288 1521 7,53 10,07 5,47 6,12 0,33 0,33

N45 30,8 34,5 22,4 24,1 1381 1482 8,12 9,63 5,76 6,06 0,36 0,37

N60 34,6 38,7 24,4 26,7 1501 1631 9,21 10,61 5,88 6,15 0,33 0,37

N90 39,0 43,3 26,6 28,9 1618 1775 10,12 11,79 5,87 6,24 0,35 0,35

МСГ 27,8 31,6 20,7 23,0 1271 1420 7,64 8,43 5,95 5,69 0,32 0,32

N« + МСГ 37,3 39,4 26,6 27,0 1638 1672 10,66 11,37 5,85 5,99 0,38 0,34

N45 + HM 37,4 38,4 26,8 27,7 1639 1697 10,09 10,98 5,55 5,90 0,39 0,34

Среднее 32,3 35,7 23,3 25,3 1432 1559 8,74 10,12 5,72 6,01 0,35 0,34

К Кущение 25,2 25,9 18,2 20,4 1133 1278 6,41 7,66 5,46 5,78 0,29 0,29

N30 29,3 33,7 20,5 24,4 1264 1514 7,11 8,16 5,40 5,36 0,35 0,33

N« 34,8 39,7 23,4 27,1 1445 1694 8,82 10,53 5,67 6,04 0,33 0,34

N« 36,7 40,5 25,3 29,0 1561 1773 9,33 11,15 5,69 6,12 0,35 0,34

N90 40,1 43,6 26,5 30,6 1623 1881 10,44 12,71 6,06 6,33 0,38 0,35

МСГ 30,8 35,7 21,4 24,8 1322 1535 8,16 10,11 5,90 6,27 0,36 0,32

N45 + МСГ 38,0 40,7 26,2 29,7 1598 1849 10,95 12,32 6,17 6,24 0,35 0,33

N45 + НМ 40,2 40,7 26,7 28,5 1651 1768 11,42 11,80 6,18 6,29 0,35 0,33

Среднее 34,4 37,6 23,5 26,8 1450 1662 9,08 10,55 5,82 6,05 0,35 0,33

В среднем 33,4 36,7 23,4 26,0 1441 1610 8,91 10,33 5,76 6,03 0,35 0,34

НСРоз для А 1,3 2,3 128 0,95 0,92 0,04

для В 2,3 2,1 86 0,77 0,30 0,03

для С 2,5 1,5 48 1,02 0,26 0,02

для AB 4,1 3,3 178 1,25 0,85 0,05

для АС 4,8 3,7 206 2,38 0,89 0,06

дня ВС 1,9 0,4 25 0,24 0,07 0,01

для ЛВС 3,5 2,1 139 1,44 0,37 0,03

Опрыскивание посевов МАКС Супер-Гуматом также существенно увеличивало значения средней и максимальной площади листьев посева: на 1 фоне Lcp. на 2,8 - 2,9, на 2 фоне на 3,2 - 4,4 тыс.м2/га, соответственно Ьмакс.: на 4,2 - 5,6 и 5,0 - 9,8 тыс.м2/га. Сочетание некорневых и азотных подкормок (N4S + МСГ и N45 + НМ) способствовало формированию площади листьев близкой к варианту с дозой азота N90. Влияние срока подкормки было незначительным.

Нами изучены графики роста площади листьев. Лучшая обеспеченность растений теплом, влагой и минеральной пищей (в варианте N90) в первой половине вегетации 2010 г. способствовала быстрому формированию площади листьев посева и накоплению более высокого урожая зерна, несмотря на засуху второй половины лета. Этот график согласно определению A.A. Ничипоровича

(1972, 1976) можно считать оптимальным. При этом на 8-ой день от всходов она достигает 20 тыс.м7га, на 14-ый - 30, на 20-ый - 40, на 40-ой - максимума в 50 тыс.м2/га. На уровне 40 тыс.м2/га она сохраняется в течение 35 дней, 30-ти -55 дней. Подъем кривой продолжается 40, падение - 30 дней. При таком графике в условиях жесткой засухи во второй половине лета 2010 г. овес накопил урожай сухой фитомассы - 15,93 т/га, зерна 4,51 т/га (рисунок).

тыс.м2/га

Календарные даты

Условные обозначети -♦-Контроль —«»—N30 —а • N45 —к—N60

—«—N90 —• • МСГ —М45+МСГ —»—N45+™

Рисунок - Графики формирования площади листьев посева овса в разных вариантах на фоне Р45К90 при подкормках в фазу кущения, 2010 г.

В результате исследований выявлено, что ФПП овса в большей мере зависел от обеспеченности растений минеральным питанием и в меньшей - от срока подкормки и погодных условий года. Наибольший ФПП был сформирован в 2010 г. в вариантах N45 + МСГ (1753 - 2271) и N45 + НМ (1890 - 2101 тыс.м2хсутки/га). В другие годы он был на 278 - 603 тыс.м2хСутки/га (15,8 -30,0%) меньше. В среднем за 3 года более мощный ФПП (1881 тыс.м2*сутки/га) отмечен на фоне Р45К90 в варианте с внесением Кт90 в фазу кущения.

Отмечалось два максимума формирования ФПП: кущение — выход в трубку и выметывание - молочная спелость, когда создается 26 и 33% от суммарного ФПП.

Оптимизация минерального питания способствовала росту производительности ФПП на 0,39 - 0,53 кг на 1 тыс. ед. или на 20,8 - 27,0%.

Урожай сухой фитомассы (Ус.ф.), как известно, является произведением ФПП и ЧПФ (Гатаулина, 2007). Выявлено, что посевы овса отличались формированием высоких и стабильных урожаев сухой фитомассы, которые колебались по годам, в среднем по опыту, от 8,09 до 10,30 т/га на фоне Р0К0 и от 9,25 до 11,90 т/га на фоне Р45К90.

Внесение азота по вегетирующим растениям в дозе N90 на обоих фонах повышало урожай сухой фитомассы на 3,57 - 5,05 т/га или 46,3 - 65,9% и позволяло получать наибольший сбор ее с гектара, в среднем за 3 года, 10,12 -10,44 (фон 1) и 11,79 - 12,71 (фон 2) т/га.

Ростостимулирующий эффект МАКС Супер-Гумата способствовал накоплению урожая сухой фитомассы близкого с урожаем в вариантах с внесением азота в дозах N30 - N45.

Внесение фосфорных и калийных удобрений повышало сбор сухой фитомассы с гектара на 15,8 - 15,9%.

Наилучшим использованием фотосинтетически активной радиации (КПД ФАР - 1,96%), в среднем за 3 года, отличались посевы овса, удобренные азотом в дозе N90 в фазу кущения по фону Р45К90, с максимумом в этом варианте в 2010 г.-2,41%.

Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) является более консервативным показателем, чем ФПП, в меньшей мере изменялась по вариантам. Отмечена тенденция увеличения ЧПФ от внесения азота по вегетирующим растениям, в большей мере от дозы N90 (на 0,35 - 0,60 г/м2хсутки).

В условиях 2010 г. сильнее проявился ростостимулирующий эффект некорневых подкормок МСГ и НМ, что способствовало усилению продукционного процесса и повышению ЧПФ на 0,46 - 0,72 г/м2* сутки.

Коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза (Кхш) показывает какая часть накопленных при фотосинтезе ассимилянтов направляется в хозяйственно более ценную часть урожая (Ничипорович, 1972). Улучшению направленности продукционного процесса способствовало применение росто-стимулятора МСГ и наносеребра на неудобренном РК - фоне и азотная подкормка в дозе N90 на удобренном РК - фоне, где Кхоз равнялся 0,38 - 0,39 ед.

6. Структура урожая, урожайность и качество урожая овса

6.1. Структура урожая

Оптимизация минерального питания за счет внесения азота по вегетирующим растениям, фосфорно-калийного фона и некорневых подкормок оказала существенное влияние на формирование структуры урожая овса (таблица 5).

Густота продуктивного стеблестоя овса в меньшей мере изменялась от тепло- и влагообеспеченности посевов в годы исследований, чем от обеспеченности минеральным питанием. Так, применение фосфорных и калийных удобрения повышало число продуктивных побегов на 24 - 59 шт./м2 (на 5,1 -13,5%). Усиление азотного питания увеличило его в варианте N90 на 107 - 136 шт./м2 (на 25,2 - 32,9%), а некорневая подкормка МСГ - на 1 фоне на 17 - 79,

на 2-ом на 5 - 54 шт./м2, в большей мере при подкормке в фазу кущения (на 21,6 и 13,1%).

Внесение МСГ и НМ в сочетании с азотной подкормкой в дозе N45 значительно повышало густоту продуктивного стеблестоя, в сравнении с вариантом N45, при применении удобрений в фазу всходов.

Таблица 5 - Показатели структуры урожая в разных посевах овса, среднее за 3 года

Вариант Срок подкормки Число продуктивных побегов, шт./м2 Продуктивная кустистость Число зерен в метелке, шт. Масса зерна с метелки, г Масса 1000 зерен, г

фон минерального питания

1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

К Всходы 396 425 1,11 1,08 18 19 0,594 0,589 32,90 32,52

N30 435 507 1,18 1,15 21 21 0,694 0,665 33,69 33,85

N45 416 492 1,14 1,24 24 22 0,808 0,725 34,29 34,59

N60 428 514 1,11 1,27 25 23 0,833 0,746 34,15 34,81

N90 451 532 1,14 1,25 24 24 0,833 0,840 35,03 36,04

МСГ 413 430 1,14 1,10 22 24 0,731 0,776 33,39 34,04

N45 + МСГ 505 540 1,17 1,23 21 21 0,706 0,701 34,62 35,09

N45 + им 462 535 1,11 1,27 22 22 0,754 0,731 34,31 34,64

Среднее 438 497 1,14 1,20 22 22 0,744 0,722 34,05 34,45

К Кущение 366 413 1,08 1,08 20 19 0,631 0,599 32,01 32,14

N30 414 445 1,18 1,18 22 23 0,742 0,763 33,85 34,35

N45 445 490 1,10 1,12 22 23 0,734 0,768 33,44 34,37

499 494 1,21 1,12 21 24 0,684 0,797 33,73 34,24

N90 538 549 1,32 1,16 22 23 0,747 0,802 34,99 35,64

МСГ 445 467 1,14 1,10 20 21 0,661 0,711 33,37 34,37

N45 + МСГ 488 534 1,14 1,13 22 21 0,749 0,751 35,06 35,70

N45 + ™ 520 514 1,13 1,12 20 22 0,693 0,764 35,10 35,89

Среднее 464 488 1,16 1,13 21 22 0,705 0,744 33,94 34,59

В среднем 451 493 1,15 1,16 22 22 0,725 0,733 34,00 34,52

НСР05 ДЛЯ А 35 0,03 3 0,063 0,46

для В 25 0,07 1 0,050 0,58

для С 31 0,06 1 0,049 0,95

для АВ 43 0,09 3 0,083 0,83

д ля АС 74 0,13 4 0,112 2,13

для ВС 7 0,01 1 0,012 0,22

для АВС 44 0,08 2 0,069 1,34

Озерненность соцветия, в среднем за 3 года, мало различалась по вариантам опыта. В среднем число зерен в метелке составляло 22 шт. Наибольшее влияние на этот показатель оказывало внесение азота в дозах N60 - N90, а также обеспеченность теплом и влагой на ранних этапах органогенеза (от всходов до конца выхода в трубку). Так, в 2010 г. сформировалось 23 - 25 зерен, а в вариантах N90 и МСГ при подкормке в фазу всходов - 27 - 28 шт.

На продуктивность метелки наибольшее влияние оказывала оптимизация азотного питания, затем водного и теплового режимов в посевах в разные годы и в меньшей мере — фосфорно-калийный фон и срок подкормки. Наибольшее увеличение массы зерна с метелки обеспечивало внесение Ы90: в фазу всходов на 40,2 (фон 1) - 42,6 (фон 2)%, в фазу кущения на 18,4 - 33,9%. Колебания этого показателя по годам составляли, в зависимости от фона и срока подкормки, 3,4 -19,4%.

Масса 1000 зерен в большей мере зависела от обеспеченности растений азотом, а также теплом, влагой и светом во второй половине вегетации. Так, дефицит влаги в 2010 г. в сочетании с высокими температурами воздуха снизил этот показатель, в среднем, на 2,5 - 3,2 г. Во все годы наибольшая масса 1000 зерен сформировалась в варианте с подкормкой азотом в дозе К,0 (34,99- 36,04 г), а в 2010 г. также - К,5 + МСГ и N45 + НМ (34,31 - 35,89 г).

Внесение Р45К90 увеличило массу 1000 зерен на 0,40 - 0,65 г. Срок подкормки оказал слабое влияние на этот показатель.

6.2. Урожайность

Урожайность зерновых культур является интегрированным показателем структуры урожая и результатом фотосинтетической деятельности растений в посевах (Усанова, 1999). Выявлено, что у овса наибольшей величины она достигла в вариантах с оптимальным сочетанием элементов структуры урожая. Овес характеризовался сравнительной устойчивостью урожайности по годам и наибольшей зависимостью ее от улучшения азотного питания.

Более высокий урожай зерна, в среднем за 3 года, накоплен при подкормке N90 и составил на 1 фоне 3,77 (всходы) - 3,95 (кущение) т/га, на 2-ом - соответственно 4,33 и 4,25 т/га при прибавках к контролю на 1 фоне 63,9 и 78,7%, на 2-ом - 77,5 и 77,8% (таблица 6).

От внесения фосфорных и калийных удобрений получены прибавки на уровне 9,4 и 8,7%, которые значительно меньше, чем от самой низкой дозы азота - N30 (28,3 и 40,2%). Срок подкормки не оказывал существенного влияния на урожайность.

Выявлена существенная роль некорневых подкормок в формировании более высокой урожайности. Так, опрыскивание посевов МСГ без азотной подкормки по эффективности находилось на уровне действия азота в дозе N30. Средняя по вариантам прибавка урожая зерна от МСГ составила 0,77 т/га (32,8%), от N30 - 0,78 т/га (34,9%). Совместное его применение с N45 увеличивало прибавку урожая до 1,35 т/га (57,7%), что на 0,25 т/га (10,6%) больше, чем прибавка от N45. Некорневая подкормка наносеребром по эффективности находилась на уровне действия N45 + МСГ, средняя прибавка урожая 1,36 т/га (58,0%).

Достоверность полученных в ходе полевых опытов данных оценивали по сравнению полученных прибавок с наименьшей существенной разницей. В наших опытах наибольшей существенностью отличались прибавки от факторов А, С, взаимодействий факторов АС и ВС.

Внесение азота высоко окупается прибавкой урожая. На 1 фоне, в среднем, получено 21,0 кг, на 2-ом - 25,1 кг зерна на 1 кг азота, в среднем по фонам,

Таблица 6 — Урожайность овса на разных фонах минерального питания, сроках и вариантах подкормок в годы исследований

Вариант Урожайность, т/га ± к контролю

Срок подкормки Вид подкормки 2010 г. 2011 г. 2012 г. Средняя т/га %

фон минерального питания

1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

Всходы К 2,49 2,65 2,16 2,26 2,26 2,42 2,30 2,44 - - - -

N30 3,28 3,61 2,74 3,06 2,84 3,16 2,95 3,28 0,65 0,84 28,3 34,4

N45 3,68 3,87 3,12 3,23 3,21 3,32 3,34 3,47 1,04 1,03 45,2 42,2

N60 3,85 4,04 3,32 3,44 3,34 3,64 3,50 3,71 1,20 1,27 52,2 52,0

N90 4,18 4,82 3,50 4,02 3,64 4,15 3,77 4,33 1,47 1,89 63,9 77,5

мсг 3,15 3,77 2,69 3,17 2,75 3,15 2,86 3,36 0,56 0,92 24,3 37,7

N4j+MCr 3,78 4,33 3,21 3,39 3,31 3,56 3,43 3,76 1,13 1,32 49,1 54,1

N45 + нм 3,78 4,33 3,22 3,49 3,33 3,60 3,44 3,81 1,14 1,37 49,6 56,1

Среднее 3,52 3,93 3,00 3,26 3,09 3,38 3,20 3,52 1,03 1,23 44,7 50,6

Кущение К 2,44 2,51 2,03 2,23 2,16 2,44 2,21 2,39 - - - -

N30 3,37 3,60 2,79 3,19 2,91 3,26 3,02 3,35 0,81 0,96 36,7 40,2

n43 3,48 4,17 2,98 3,49 3,12 3,57 3,19 3,74 0,98 1,35 44,3 56,5

Nío 3,63 4,23 3,14 3,57 3,26 3,84 3,34 3,88 1,13 1,49 51,1 62,3

N90 4,12 4,51 3,79 4,04 3,94 4,21 3,95 4,25 1,74 1,86 78,7 77,8

МСГ 3,23 3,43 2,67 3,22 2,77 3,28 2,89 3,31 0,68 0,92 30,8 38,5

N45 + 3,95 4,23 3,39 3,70 3,51 3,81 3,62 3,91 1,41 1,52 63,8 63,6

N45 + HM 3,84 4,29 3,39 3,70 3,46 3,87 3,56 3,95 1,35 1,56 61,1 65,3

Среднее 3,51 3,87 3,02 3,39 3,14 3,54 3,22 3,60 1,16 1,38 52,4 57,7

Среднее по фону 3,52 3,90 3,01 3,33 3,11 3,46 3,21 3,56 1,09 1,31 48,5 54,2

Среднее по опыту 3,71 3,17 3,28 3,38 1,20 51,3

НСРоз для А 0,08 0,31 0,24 0,08 - -

для В 0,06 0,13 0,14 0,10 - -

для С 0,10 0,15 0,15 0,07 - -

для АВ 0,10 0,30 0,27 0,14 - -

для АС 0,22 0,41 0,38 0,16 - -

для ВС 0,02 0,04 0,04 0,02 - -

для ABC 0,14 0,21 0,21 0,10 -

от N3,, - 27,2, от N90 - 19,3 кг.

6.3. Технологические качества зерна овса определяли по показателям натуры и пленчатости. Оптимизация минерального питания улучшала качество зерна. Так, внесение фосфорных и калийных удобрений повысило натуру зерна, в среднем, на 15 - 16 г/л, снизило пленчатость на 0,9 - 1,0%.Наибольшей натурой зерна отличались варианты с внесением азота в дозе Ы90: 490 г/л на 1 фоне и 509 - 510 г/л на 2 фоне.

Некорневая подкормка МСГ усиливала продукционный процесс и улучшала его направленность, тем самым повышала натуру зерна на 7 - 11 г/л. Применение наносеребра в сочетании с N45 повышало этот показатель (к варианту N45) на 3 - 7 г/л за счет улучшения фотосинтетической деятельности растений и повышения устойчивости их к болезням.

Пленчатость зерна во все годы наименьшей была в варианте N90 на фоне Р45К90 -21,5 -21,7%, что на 8,1-9,2% меньше контроля.

Обработка посевов МСГ и НМ снижала пленчатость зерна, в сравнении с контролем и N4S, на 3,2 - 3,7 и 2 - 3%.

6.4. Корреляционно-регрессионный анализ выявил наиболее сильную зависимость урожая зерна от ФПП, густоты продуктивного стеблестоя и массы зерна с метелки (частные коэффициенты корреляции г = 0,931; 0,739 и 0,668 при 1фа1ГГ. = 11,285; 38,634 и 33,735, to5 = 1,98), а урожая сухой фитомассы от ФПП (г = 0,875 при tíarr = 19,987). Получены надежные уравнения множественной регрессии, зависимости урожая зерна от показателей фотосинтетической деятельности и структуры урожая.

Они имеют вид: (1) У1 = 0,0022Х, + 0,0295Х2 - 0,5637, при R = 0,937, D = 87,75%, FíaKT. = 103,91, Fos = 1,97; (2) У1 = 0,0070Х3 + 4,5781X4 - 3,2587, при R = 0,996, D = 99,27%, Рфакт. = 1972,59, F05 = 1,97, где У, - урожай зерна, т/га; X, -ФПП, тыс. м2 х сутки/га; Х2 - ЧПФ, г/м2 х сутки; Х3 — густота продуктивного стеблестоя, шт./м2; Х4 - масса зерна с метелки, г.

7. Экономическая эффективность производства зерна овса в разных вариантах технологии возделывания

Выявлена существенная зависимость условно чистого дохода (УЧД) от РК - фона и доз азотных удобрений (таблица 7). Так, применение фосфорных и калийных удобрений повышает производственные затраты, связанные с их покупкой и внесением, и снижает условно чистый доход на 4,47 тыс. руб./га (49,1%). От подкормок в фазу кущения ДУЧД составил 0,15 — 0,55 тыс. руб./га, что объясняется более высокой урожайностью овса.

Самый высокий УЧД получен в варианте внесения азота в дозе N90. В среднем по фонам и срокам он превышал контроль в 3,2 раза.

Опрыскивание посевов МСГ увеличивает УЧД в сравнении с контролем в 2,3 раза. Совместное применение МСГ с N45 повышает УЧД, в сравнении с вариантом N45, на 0,51 тыс. руб./га или на 6,9%.

Максимальный УЧД обеспечивает возделывание овса без внесения РК-удобрений с подкормкой азотом в фазу ку щения в дозе N90 (11,60 тыс. руб./га) и N4S+MCr (10,97 тыс. руб./га).

Рост затрат на фосфорно-калийном фоне привел к снижению рентабельности с 63,2 до 21,1% (в 3 раза). Наибольшим уровнем рентабельности отличаются варианты неудобренного фона: N90, МСГ и N45 + МСГ при подкормке в фазу кущения, повышение в сравнении с контролем составило 20,2; 21,6 и 23,8%. В этих вариантах получена наименьшая себестоимость зерна: 3,926; 3,894; 3,843 тыс. руб./т.

Таблица 7 - Экономическая оценка возделывания овса в разных вариантах,

в среднем за 3 года

Варна! гг Условно чистый доход, тыс. руб./га Уровень рентабельности, %

N0P0K0 1 N0P45K90 Средний ±к контролю, % N0P0K0 | N0P45K90 Средний ± к контролю, %

срок подкормки срок подкормки

всходы кущение всходы кущение всходы кущение всхо ды кущение

К 5,72 5,16 0,14 0,45 2,87 - 51,6 47,1 0,8 2,5 25,5 -

N30 8,29 8,72 3,70 4,13 6,21 116,4 62,6 65,4 18,3 20,3 41,7 63,5

N45 10,04 9,12 4,27 5,93 7,34 155,7 70,0 64,3 20,3 27,8 45,6 78,8

N60 10,26 9,28 5,04 6,09 7,67 167,2 67,1 61,4 22,9 27,4 44,7 75,3

N90 10,50 11,60 7,54 7,04 9,17 219,5 61,7 67,3 31,3 29,4 47,4 85,9

МСГ 8,41 8,59 4,78 4,47 6,56 128,6 67,4 68,7 24,2 22,7 45,8 79,6

N45 + МСГ 9,80 10,97 4,86 5,78 7,85 173,5 64,3 70,9 21,5 25,4 45,5 78,4

N45 + НМ 9,25 9,99 4,55 5,41 7,30 154,4 58,3 62,4 19,6 23,1 40,9 60,4

В среднем 9,03 9,18 4,36 4,91 6,87 159,3 62,9 63,4 19,9 22,3 42 Д 74,6

9,12 4,64 - - 63,2 21,1 - -

Основные выводы

1. Возделывание современных сортов овса (типа Кречет) по наиболее совершенным технологиям при оптимизации минерального, в первую очередь, азотного питания, за счет внесения азота по вегетирующим растениям и некорневых подкормок высокотехнологичными препаратами - МАКС Супер-Гумат или наносеребро AgБиoн-2 позволяет получать на хорошо окультуренных дерново-подзолистых супесчаных почвах Верхневолжья высокие урожаи, включая экстремальные годы, на уровне 4,0 - 4,8 т/га с хорошей экономической эффективностью.

2. Наибольшее влияние на развитие растений оказали агрометеорологические условия. Повышение среднесуточной температуры воздуха ускоряет появление всходов и вступление в фазу выхода в трубку на 7 - 8 дней. Недостаток или избыток влаги в сочетании с высокими температурами ускоряет созревание овса на 9 - 12 дней.

Внесение азота по вегетирующим растениям в фазы всходов или кущения, в том числе в высокой дозе - N90, способствует более дружному прохождению фаз развития и не удлиняет вегетационный период овса.

Оптимизация минерального питания растений за счет внесения азота по вегетирующим растениям и некорневых подкормок МАКС Супер-Гуматом и А§Бион-2 способствовала увеличению густоты стояния в результате повышения их мощности развития, устойчивости к болезням и на этой основе сохранности и общей выживаемости (на 11,3 - 14,9%). Оптимальные условия для этого создавались в посевах овса в вариантах Ы45 + МСГ и N45 + НМ, где формируется наибольшая густота стояния (418 - 472 шт. /м2).

3. При более высоком уровне агротехнологий овес (сорт Кречет) в ус-

ловиях засухи расходует воды на создание единицы сухой фитомассы на 61,5%, на 1 ц зерна на 25,4% меньше, чем в годы с оптимальной влагообеспеченно-стью. Наименьшим расходом воды на формирование 1 ц сухой фитомассы (280 мм* га/ц) и 1 ц зерна (760) отличались посевы овса на фоне Р45К90 при внесении азота в дозе N90 в фазу кущения. Эти коэффициенты водопотребления можно использовать при программировании высокопродуктивных посевов овса.

4. Гуминовое удобрение МСГ оказывает положительное влияние на активность целлюлолитиков, увеличивая разложение льняного полотна на 4,1 -6,4%, а также повышает численность люмбрицид на 3 - 4 шт./м2. Применение его может служить альтернативой минеральным тукам при возделывании овса по экологически безопасным технологиям. Наносеребро А§Бион-2 в силу своих бактерицидных свойств, практически, не влияет на почвенную биоту.

5. Численность и сырая масса сорняков в посевах овса значительно возрастает с улучшением минерального питания растений. Наибольшее увеличение этих показателей отмечается при подкормках в фазу кущения и от внесения азота в дозе N90: численности на 37 - 41%, сырой массы на 38 - 52%.

Внесение азота по вегетирующим растения повышает распространение и развитие болезней овса, в большей мере (на 6,1 и 6,2%) при внесении N90 на фоне Р45К90. Некорневые подкормки МАКС Супер-Гуматом на неудобренных азотом фонах снижают распространенность болезней на 1,8 — 4,4%, а развитие -в 1,3 — 1,6 раза. Обработка посевов наносеребром снижала распространенность болезней в 3 - 5 раз, а развитие в 6 - 7 раз за счет высоких бактерицидных свойств.

6. Оптимизация минерального питания улучшает фотосинтетическую деятельность растений в посевах овса, а именно: способствует формированию наибольшей площади листьев, ФПП, усиливает продукционный процесс, улучшает его направленность и использование солнечной энергии. Наибольшие показатели площади листьев в период максимума (43,6 тыс.м2/га), ФПП (1881 тыс.м2хСутки/га), урожай сухой фитомассы (12,71 т/га), КПД ФАР (1,96%) достигнуты при внесении N90 в фазу кущения на фоне Р45К90 при наибольшей ЧПФ (6,33 г/м2хсутки) с Кхоз - 0,35 ед.

Применение для некорневых подкормок МСГ и А§Бион-2 улучшает фотосинтетическую деятельность растений в посевах овса за счет ростостимули-рующего эффекта и повышения устойчивости растений к болезням. Наибольший эффект достигается в засушливые годы (2010), когда ФПП и урожай сухой фитомассы повышаются на 21 - 30%.

7. На хорошо окультуренных почвах в условиях Верхневолжья наибольшая роль в формировании густоты продуктивного стеблестоя, озерненности метелки, массы 1000 зерен овса принадлежит оптимизации азотного питания растений как на неудобренном, так и удобренном фосфорно-калийном фоне.

Более высокая урожайность, в среднем по фонам, формируется в варианте - N90 при следующих параметрах структуры урожая: число продуктивных побегов - 490-550 шт./м2, количество зерен в метелке 23 - 24 шт., масса 1000 зерен - 35,3 - 35,5 г, масса зерна с метелки - 0,77 - 0,84 г.

8. Овес, сорт Кречет, в разные годы, включая резко засушливые, фор-

мирует близкую к расчетному уровню урожайность, в среднем по срокам подкормки, без удобрения - 2,26 т/га (план 2,0 т/га), при внесении Н,оР0Ко — 3,86 т/га, N9(^45^90 - 4,29 т/га (план 4,0 т/га).

Некорневая подкормка 1%-ным раствором МАКС Супер-Гумата по эффективности близка к действию на формирование урожая азота в дозе N30 (прибавка к контролю 0,77 т/га или 32,8%). Опрыскивание посевов МАКС Супер-Гуматом (1%-ный раствор) и наносеребром А§Бион-2 (0,1%-ный раствор) в комплексе с внесением азота (N45) обеспечивает прибавки урожая к варианту N45-10-11%.

9. Наилучшие технологические качества зерна овса (натура, пленча-тость, масса 1000 зерен) на обоих РК - фонах формируются при внесении азота по вегетирующим растениям в дозе N90. Применение МАКС Супер-Гумата и наносеребра улучшает эти показатели качества: натуру на 23 - 27 г/л, пленча-тость на 7,2 - 7,5%.

Наибольшей пленчатостью зерна характеризуется овес в повышенно влажные годы, а наименьшей натурой - в годы с дефицитом влаги во время налива зерна.

10. У овса в условиях Верхневолжья урожай зерна наиболее тесно коррелирует с ФПП (г = 0,931), густотой продуктивного стеблестоя (г =0,739) и массой зерна с метелки (г = 0,668), урожай сухой фитомассы - с ФПП (г =0,875).

11. Наиболее экономически выгодно на окультуренных почвах Верхневолжья возделывать овес в вариантах технологии, которые предусматривают посев по неудобренному фосфором и калием фону, внесение азота по вегетирующим растениям в фазу кущения в дозе N90 или в дозе N45 + некорневая подкормка 1%-ным раствором МАКС Супер-Гумата, что обеспечивает получение наибольшего условно чистого дохода (10,97 - 11,60 тыс. руб./га), уровня рентабельности производства (67,3 - 70,9%) и наименьшей себестоимости зерна (3,84-3,93 тыс. руб./т).

Предложения производству

На хорошо окультуренных дерново-подзолистых супесчаных почвах с высоким, и очень высоким содержанием подвижного фосфора (Р205) и высоким обменного калия (К20) рекомендуется возделывание овса (сорта Кречет) проводить по следующим технологиям:

1. По экологически безопасной технологии, которая предусматривает внесение азота по вегетирующим растениям в фазу кущения в дозе N90 по неудобренному РК - фону со строгим соблюдением других приемов. Она обеспечивает получение урожайности на уровне 4 т/га, прибавки урожая 1,74 т/га (78,7%), зерна на 1 кг д.в. азота 19,3 кг, наибольшего условно чистого дохода — 11,60 тыс. руб./га, повышение рентабельности производства зерна на 20,2%.

2. По экологически чистой технологии, которая предусматривает возделывание овса без применения минеральных удобрений с проведением некорневой подкормки в фазу кущения гуминовым удобрением МАКС Супер-Гумат (1%-ный раствор). Она обеспечивает получение урожайности на уровне 3 т/га с

хорошими технологическими качествами зерна, прибавки урожая - 0,68 т/га (30,8%), условно чистого дохода - 8,59 тыс. руб./га с уровнем рентабельности производства - 68,7%.

3. По экологически безопасной технологии с применением некорневой подкормки гуминовым удобрением МАКС Супер-Гумат (1%-ный раствор) или наносеребром AgBnoH-2 (0,1%-ный раствор) на фоне внесения азота N45 в фазу кущения. Она обеспечивает получение урожайности на уровне 3,6 т/га, условно чистого дохода 9,99 - 10,97 тыс. руб./га с уровнем рентабельности 62,4 - 70,9%.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Васильев, A.C. Влияние условий минерального питания на фитосани-тарное состояние посевов овса / A.C. Васильев // Защита и карантин растений. -2012. -№ 1.-С. 45-46.

2. Васильев, A.C. Особенности формирования видового состава сеге-тапьной растительности в посевах овса под влиянием минеральных и гумино-вых удобрений / A.C. Васильев // Вестник защиты растений. - 2012. - №1. - С. 64-66.

3. Усанова, З.И. Технологии возделывания сельскохозяйственных культур с применением наночастиц серебра / З.И. Усанова, H.H. Иванютина, A.C. Васильев, И.В. Шальнов // Нанотехника. - 2012. - №2. - С. 86 — 88.

4. Усанова, З.И. Создание высокопродуктивных посевов овса в Верхневолжье при внесении азота по вегетирующим растениям / З.И. Усанова, A.C. Васильев // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. -2012. -№7.-С. 46-50.

5. Усанова, З.И. Эффективность применения новых видов удобрений и наноматериала в технологии возделывания овса / З.И. Усанова, A.C. Васильев // Достижения науки и техники АПК. - 2012. - №8. - С. 19 - 22.

Авторские свидетельства и патенты

6. Пат. 2459403 Российская Федерация. Способ обработки сельскохозяйственных растений, в частности овса / Авторы З.И. Усанова, A.C. Васильев; заявитель и патентообладатель Тверская ГСХА. — № 2011109628/13; заяв. 14.03.2011; опубл. 27.08.2012. -Бюл. №24.

Статьи в сборниках научных трудов и материалах конференций

7. Васильев, A.C. Изменение потенциала хозяйственной продуктивности яровых хлебов I группы под влиянием агроклиматических условий в период глобального потепления климата / A.C. Васильев // XVII региональные Кар-гинские чтения: Тезисы докладов. - Тверь: Твер. гос. ун-т, 2010. - С. 16.

8.Усанова, З.И. Изменение урожайности яровых зерновых культур под влиянием агроклиматических условий в период глобального потепления климата/ З.И. Усанова, A.C. Васильев/ Инновационные технологии как основа развития аграрного образования и АПК региона/ Сб. науч. тр. по матер. Межд. науч.-практ. конф. 1 - 3 июля 2010 г. - Тверь: ТГСХА, 2010. - Ч. 1. - С. 45 - 48.

9. Васильев, A.C. Оптимизация минерального питания - резерв сохранения высокой продуктивности овса в условиях засухи / A.C. Васильев // XVIII региональные Каргинские чтения: Тезисы докладов.- Тверь: ТвГУ, 2011- С.16.

10. Васильев, A.C. Применение наноматериапа и новых видов удобрений в технологии возделывания зерновых культур / A.C. Васильев // XVIII региональные Каргинские чтения: Тезисы докладов. - Тверь: ТвГУ, 2011. - С. 17.

11. Васильев, A.C. Влияние фонов минерального питания, сроков и доз азотной подкормки на продуктивность овса/ A.C. Васильев // Инновационные процессы — основа модели стратегического развития АПК в XXI веке / Сб. науч. тр. по матер. Межд. науч.-практ. конф. 30 мая -2 июня 2011 г. -Тверь: Тверская ГСХА, 2011 - Ч. 1. - С. 70 - 72.

12. Усанова, З.И. Использование новых видов удобрений и наноматериа-ла в технологии возделывания овса / З.И. Усанова, A.C. Васильев // Организация инновационной деятельности в региональном агропромышленном комплексе / Сб. науч. тр. по матер, науч.-практ. конф. 8-11 ноября 2011 г. - Тверь: СФК-офис, 2011.-С. 141 - 145.

13. Усанова, З.И. Удобрение овса при создании высокопродуктивных посевов / З.И. Усанова, A.C. Васильев // Организация инновационной деятельности в региональном агропромышленном комплексе / Сб. науч. тр. по матер, науч.-практ. конф. 8-11 ноября 2011 г. - Тверь: СФК-офис, 2011,- С. 146-149.

14. Усанова, З.И. Продуктивность и качество зернофуража овса в условиях Верхневолжья под влиянием минеральных удобрений / З.И. Усанова, A.C. Васильев // Инновационное развитие животноводства и кормопроизводства в Российской Федерации / Сб. науч. тр. по матер, третьей Всероссийской науч.-практ. конф. 14-15 февраля 2012 г. - Тверь: ТГСХА, 2012. - С. 115 - 118.

15. Васильев, A.C. Использование наноматериапа и современных видов удобрений в технологии возделывания овса / A.C. Васильев // XIX региональные Каргинские чтения: Тезисы докладов. - Тверь: ТвГУ, 2012. - С. 14.

16. Васильев, A.C. Роль минеральных удобрений в создании высокопродуктивных посевов овса / A.C. Васильев // XIX региональные Каргинские чтения: Тезисы докладов. - Тверь: ТвГУ, 2012. - С. 15.

17. Васильев, A.C. Использование наноматериала и современных видов удобрений в технологии возделывания овса / A.C. Васильев /Итоговая научно-техническая конференция по программе «У.М.Н.И.К.» «Молодежь и инновации Тверской области»: Тезисы докладов. - Тверь: ТвГУ, 2012. - С. 65 - 66.

18. Усанова, З.И. Оценка эффективности современных видов удобрений и наноматериала в технологии получения зернофуража / З.И. Усанова, A.C. Васильев // Стратегическое развитие инновационного потенциала АПК регионов / Сб. науч. тр. по матер. Всероссийской науч.-практ. конф. 29-30 октября 2012 г. - Тверь: ТГСХА, 2012. - С. 232 - 235.

19. Усанова, З.И. Регуляция минерального питания, как основа высокоэффективного производства зерна в условиях современного земледелия / З.И. Усанова, A.C. Васильев // Стратегическое развитие инновационного потенциала АПК регионов / Сб. науч. тр. по матер. Всероссийской науч.-практ. конф. 2930 октября 2012 г. - Тверь: ТГСХА, 2012. - С. 238 - 241.

Список сокращений

МСГ - гуминовое удобрение МАКС Супер-Гумат;

НМ - наноматериал «А§Бион-2»;-

ППВ - предельная полевая влагоемкость, %;

Кв биол. - биологический коэффициент водопотребления, мм*га/ц сухой фи-томассы;

Кв тов. - товарный коэффициент водопотребления, ммхга/ц зерна;

Ьмакс. - максимальная площадь листьев посева, тыс.м2/га;

Ьср. - средняя площадь листьев посева, тыс.м2/га;

ФПП - фотосинтетический потенциал посева, тыс.м2*сутки/га;

ЧПФ - чистая продуктивность фотосинтеза, гхм2/сутки;

Кхоз - коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза, ед.;

УЧД - условно чистый доход, тыс. руб.;

ДУЧД - дополнительный условно чистый доход, тыс.руб.

Васильев Александр Сергеевич

ОПТИМИЗАЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ОВСА ПОСЕВНОГО В УСЛОВИЯХ ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Формат 60-48 1/16 Бумага типографская Гарнитура шрифта «Times» Печать ризографическая. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ 1014.

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

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Васильев, Александр Сергеевич, Тверь

ФГБОУ ВПО «ТВЕРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ»

04201354944

На правах рукописи

ВАСИЛЬЕВ Александр Сергеевич

ОПТИМИЗАЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ОВСА ПОСЕВНОГО В УСЛОВИЯХ ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Усанова Зоя Ивановна

Тверь - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ стр. Введение...............................................................................................4

1. Обзор источников литературы...........................................................9

1.1. Особенности минерального питания овса. Влияние доз и сроков

внесения азотных удобрений на урожайность овса.......................................10

1.2. Влияние гуминовых удобрений и наноматериалов

на формирование урожайности овса...........................................................22

Экспериментальная часть

2. Место, условия и методика проведения исследований...........................31

2.1. Место проведения исследований, схема опыта, характеристика

объектов исследований.........................................................................31

2.2. Методика проведения исследований...................................................35

2.3. Технология овса в опытных посевах...................................................42

2.4. Агроклиматические условия в годы исследований..................................43

Результаты исследований

3. Особенности роста, развития и формирования

густоты стояния овса..........................................................................51

3.1. Особенности роста и развития овса.....................................................51

3.2. Формирование густоты стояния овса при разных сроках и дозах

внесения азота по вегетирующим растениям..............................................53

3.3. Влагообеспеченность и водопотребление овса.........................................60

3.3.1. Зависимость урожайности овса от изменения условий тепло-

и влагообеспеченности посевов...............................................................61

3.3.2. Влагообеспеченность овса при разных дозах и сроках внесения

азота по вегетирующим растениям и некорневых подкормок..........................68

3.3.3. Водопотребление овса в зависимости от сроков и доз азотной и некорневой подкормок..........................................................................69

3.4. Биологическая активность почвы.......................................................74

4. Фитоценотическая и фитопатологическая устойчивость

посевов овса................................. .....................................................79

4.1. Засоренность посевов......................................................................79

4.2. Пораженность овса болезнями..............................................................89

5. Фотосинтетическая деятельность растений в разных

посевах овса......................................................................................94

5.1. Рост площади листьев в разных посевах овса...........................................95

5.2. Фотосинтетический потенциал посева..................................................108

5.3. Накопление урожая сухой фитомассы..................................................116

5.4. Чистая продуктивность фотосинтеза овса...........................................131

5.5. Коэффициенты хозяйственной эффективности фотосинтеза.......................134

6. Структура урожая, урожайность и качество урожая овса.....................137

6.1. Структура урожая.........................................................................137

6.2. Урожайность...............................................................................147

6.3. Технологические качества зерна овса................................................154

6.4. Корреляционная зависимость конечной продуктивности посева от показателей фотосинтетической деятельности и элементов структуры

урожая...............................................................................................158

7. Экономическая эффективность производства зерна овса в разных

вариантах технологии возделывания...................................................161

Основные выводы............................................................................169

Предложения производству................................................................172

Список литературы ..........................................................................174

Приложения....................................................................................200

Актуальность темы. Увеличение производства зерна, по прежнему, остается важнейшей задачей АПК большинства регионов страны, в том числе Верхневолжья. Главный путь решения этой задачи в современном земледелии - это повышение урожайности за счет оптимизации в посевах основных жизненно важных факторов, среди которых решающее значение имеют обеспеченность водой и минеральной пищей.

Овес является основной зерновой фуражной культурой Верхневолжья. На его долю приходится 75% посевных площадей яровых зерновых культур. Благодаря своим биологическим особенностям и более высокой, чем у других яровых хлебов, адаптированности к агроклиматическим условиям региона новые сорта овса могут формировать действительно возможные урожаи на уровне 4,5 - 5,0 т/га. В настоящее время, в большинстве хозяйств они в 2,5 - 3,0 раза ниже, что объясняется несоблюдением агротехнологий, в том числе низкой обеспеченностью растений минеральной пищей. За последние 5 лет под зерновые культуры, например, в Тверской области вносилось 17-21 кг д.в. минеральных удобрений, преимущественно под озимые хлеба.

На окультуренных дерново-подзолистых почвах региона решающая роль в повышении урожайности принадлежит улучшению азотного питания растений как за счет увеличения доз азотных удобрений, так и более оптимальных сроков и способов их применения. Необходим также поиск новых высокотехнологичных препаратов, которые могут участвовать в улучшении продукционного процесса и повысить эффективность использования минеральных удобрений.

Однако исследований по оптимизации формирования урожайности овса посевного применительно к новым высокопродуктивным сортам в условиях Верхневолжья проводилось недостаточно, что явилось основанием для проведения данной работы.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - изучить особенности формирования урожайности овса нового сорта Кречет на двух фонах минерального питания при внесении возрастающих доз азота по вегетирующим растениям,

в том числе с использованием наноматериала (А§Бион-2) и гуминового (МАКС Супер-Гумат) удобрения; выявить оптимальные варианты технологии возделывания, обеспечивающие получение наибольших урожаев зерна лучшего качества с высокой экономической эффективностью производства.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

1. Изучить особенности роста и развития растений овса при разных сроках и дозах внесения азота по вегетирующим растениям и некорневых подкормок.

2. Выявить особенности формирования густоты стояния, определить полевую всхожесть, сохранность, общую выживаемость семян и растений овса в зависимости от изучаемых факторов.

3. Определить влияние изучаемых факторов на изменение агрофизических и биологических свойств почвы.

4. Исследовать особенности фотосинтетической деятельности растений в разных посевах овса, определить фитометрические параметры посевов, выявить факторы, в большей мере, влияющие на ход продукционного процесса.

5. Изучить особенности влагообеспеченности и водопотребления растений овса в зависимости от изучаемых факторов.

6. Выявить фитоценотические свойства овса в разных агроценозах и влияние изучаемых факторов на засоренность посевов и пораженность растений болезнями.

7. Изучить изменение структуры урожая и урожайность овса в зависимости от изучаемых факторов.

8. Определить корреляционную зависимость урожайности овса от показателей фотосинтетической деятельности растений в посевах и элементов структуры урожая.

9. Рассчитать экономическую эффективность производства зерна в разных вариантах технологии возделывания.

Научная новизна. Впервые в условиях Верхневолжья в многофакторном полевом опыте проведены комплексные исследования вопросов оптимизации

формирования урожайности и качества урожая овса нового сорта Кречет при выращивании его на двух фонах минерального питания с внесением разных доз азота по вегетирующим растениям в фазы всходов и кущения, применением некорневых подкормок наноматериалом (AgБиoн-2) и гуминовым удобрением (МАКС Супер-Гумат); изучены особенности фотосинтетической деятельности и хода продукционного процесса, водопотребления; влияние азота, наноматериала и гу-минового удобрения на фитоценотические свойства посева, устойчивость овса к болезням, биологическую активность почвы.

В результате выявлена высокая роль азота, внесенного по вегетирующим растениям, наносеребра и гуминового удобрения в формировании наиболее продуктивных посевов овса, а также варианты технологии, обеспечивающие получение стабильной урожайности на уровне 4,05 - 4,51 т/га, включая экстремальные годы, с высоким экономическим эффектом.

Практическая значимость. Производству рекомендованы наиболее экономически выгодные технологии возделывания овса сорта Кречет: 1 - экологически безопасная (нормальная) технология, которая предусматривает на хорошо окультуренных дерново-подзолистых супесчаных почвах с очень высоким содержанием Р205 и высоким К20 посев овса по фону РоКо, внесение азота по вегетирующим растениям в фазу кущения в дозе N90 и строгое соблюдение других приемов технологии, обеспечивает получение урожайности на уровне 4,0 т/га, прибавки урожая 1,74 т/га (78,7%), наибольшего условно чистого дохода - 11,60 тыс. руб./га, повышение уровня рентабельности производства зерна на 20,2%, снижение себестоимости - на 12,1%, улучшение технологических качеств зерна; 2 - экологически чистая (экстенсивная) технология, которая предусматривает посев овса по неудобренному фону и применение некорневой подкормки в фазу кущения препаратом МАКС Супер-Гумат (1%-ный раствор), обеспечивает получение урожайности на уровне 3,0 т/га с хорошими качествами зерна, прибавки урожая -0,68 т/га (30,8%), условно чистого дохода - 8,59 тыс. руб./га с уровнем рентабельности производства зерна 68,7%, снижение себестоимости - на 12,8%; 3 - приме-

нение некорневой подкормки МСГ или AgБиoн-2 на фоне внесения N45 в фазу кущения обеспечивает получение дополнительно к N45 0,37 - 0,43 т зерна с 1 га (16,8 - 19,5%), 0,87 - 1,85 тыс. руб./га УЧД с уровнем рентабельности 62,4 -70,9%.

Реализация результатов исследований. Результаты работы внедрены в СПК «Кой» и ООО «Лесная гать» Сонковского района Тверской области на площади 70 га с суммарным экономическим эффектом 104,54 тыс. руб.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на XVII, XVIII, XIX региональных Каргинских чтениях, г. Тверь, ТвГУ (2010, 2011, 2012 гг.); на Международных научно-практических конференциях «Инновационные технологии как основа развития аграрного образования и АПК региона», г. Тверь, ТГСХА, 2010 г. и «Инновационные процессы - основа модели стратегического развития АПК в XXI веке», г. Тверь, ТГСХА, 2011 г.; на научно-практической конференции «Организация инновационной деятельности в региональном агропромышленном комплексе», г. Тверь, ТГСХА, 2011 г.; на третьей Всероссийской научно-практической конференции «Инновационное развитие животноводства и кормопроизводства в Российской Федерации», г. Тверь, ТГСХА, 2012 г.; на молодежной научно-технической конференции «Молодежь и инновации в Тверской области», проходившей в рамках программы «У.М.Н.И.К» (г. Тверь, ТвГУ, 2012 г.), где работа была признана победителем конкурса; на Всероссийской научно-практической конференции «Стратегическое развитие инновационного потенциала АПК регионов», г. Тверь, ТГСХА, 2012 г.; на 10-й, 11-й и 12-й специализированных выставках «Природные ресурсы и экология», г. Тверь, 2010, 2011, 2012 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 печатных работ, в том числе 5 в журналах рекомендованных ВАК РФ: «Защита и карантин растений», №1, 2012 г.; «Вестник защиты растений», №1, 2012 г.; «Нанотехника», №2, 2012 г.; «Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова», №7, 2012 г.; «Достижения науки и техники АПК», №8, 2012 г. Получен патент на

изобретение: №2459403 «Способ обработки сельскохозяйственных растений, в частности овса».

Представленная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ Тверской ГСХА за 2010-2015 гг., тема №5, № гос. per. 01201155563.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 173 страницах, содержит 50 таблиц, 42 рисунка, состоит из введения, 7 глав, выводов, предложений производству, библиографического списка использованной литературы, который включает 271 источник, в том числе 24 зарубежной литературы, 43 приложений.

Основные положения, выносимые на защиту:

- положительное влияние азота и ростостимулирующих веществ на формирование густоты стояния овса;

- повышение устойчивости растений овса к болезням при использовании современных ростостимуляторов, особенно наносеребра AgBnoH-2;

- наибольшее положительное влияние N90 и некорневой подкормки МСГ и Ag6HOH-2 на фоне N45 на формирование площади листьев и ФПП, накопление урожая сухой фитомассы, КПД ФАР;

- улучшение показателей структуры урожая и повышение урожайности под влиянием азотного удобрения и ростостимулирующих веществ, с преимуществом применения их в фазу кущения в дозе N90.

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

1. ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУРЫ

Зерновое хозяйство Российской Федерации - важнейшая отрасль сельскохозяйственного производства. На его долю приходится 9,5% валового продукта национального продовольственного комплекса. Эта отрасль обеспечивает около 10 млн. рабочих мест в экономике страны. Устойчивое производство зерна и продуктов его переработки - важная составная часть налоговых поступлений при формировании бюджета (Алтухов, 2000, 2006; Горпинченко, 2007). Именно поэтому перед российским АПК ставится задача максимально обеспечить население страны продукцией собственного производства, в том числе зерном на 95% (Чекма-рев, 2009).

Овес - одна из наиболее распространенных и важных зерновых культур, которая в мировом производстве зерновых занимает 5-е место (Стрельченко и др., 2004; Логинов, Тоболова, 2012). Посевы этой культуры в 2004 г. в мире составили свыше 11,7 млн. га с валовым сбором 26,9 млн. т., при средней урожайности 2,3 т/га (Лоскутов, 2007).

В России овес устойчиво занимает четвертое место по количеству посевных площадей. Однако с 1970 г. по 2009 г. произошло значительное сокращение посевной площади с 7401 тыс. га до 3374 тыс.га (54,4%). При этом произошел существенный рост урожайности с 1,16 до 1,79 т/га (54,3%). Валовые сбора зерна овса за анализируемый период уменьшились с 8585,2 до 6039,5 тыс.т (29,6%) (Росстат, 2010).

Для Нечерноземной зоны и, в частности, Верхневолжья овес является традиционной культурой, имеющей большое значение в решении зерновой проблемы региона (Усанова, Рыбальченко, 2007). По данным статистики, посевная площадь, занятая посевами овса на территории Тверской области колебалась за период с 2008 по 2010 гг. от 51,1 до 66,4 тыс.га, что составляет 68,2-69,0% в структуре посевных площадей региона, занятых зерновыми культурами. Средняя урожайность овса варьировала от 1,11 до 1,57 т/га (Растениеводство Тверской области, 2008-

2010), что является очень низким показателем и не соответствует современным требованиям высокоэффективного сельского хозяйства.

Основными факторами для создания высокопродуктивных посевов овса должны стать оптимизация минерального питания (Усанова, Рыбальченко, 2006; Пасынкова и др., 2008; Мангатаев и др., 2009; Переверзев и др., 2009), а также широкое использование современных препаратов: комплексных микроэлементных, гуминовых, бактериальных удобрений и наноматериалов (Цыганов, Вильд-флуш, 2008; Осипов и др., 2009; Гайсин и др., 2010; Завалин, 2011), служащих средствами мобилизации резерва потенциала продуктивности растений и почвенного плодородия.

1.1. Особенности минерального питания овса. Влияние доз и сроков внесения азотных удобрений на урожайность овса

Овес посевной (Avena sativa L.) относится к роду Avena, семейству Мятли-ковых (Роасеае), классу Однодольных, а по производственной классификации - к хлебам I группы (Жуковский, 1971). Благодаря мощной, хорошо развитой корневой системе, которая достигает до 120 см в длину и до 80 см в ширину, овес обладает особенностью извлекать питательные вещества из трудно растворимых соединений почвы, что делает его менее требовательным к почвенному плодородию, чем другие яровые хлеба (Долгодворов, Бугаев, 2007).

Для получения высокого урожая овса необходимо значительное количество питательных веществ. Вынос азота, фосфора и калия с 1 т зерна и соответствующим количеством соломы по данным различных авторов варьирует довольно существенно, кг: 24,3...28,1; 8,9...10,0 и 21,1...50,3 (Митрофанов, Митрофанова, 1972); 29...31; 10... 12; 32...38 (Долгодворов, Бугаев, 2007); 28; 13 и 28 (Коломей-ченко, 2007); 45; 13 и 35 (Хачидзе, Мамедов, 2009).

По данным A.C. Митрофанова, К.С. Митрофановой (1972), характ