Плодородие почвы и урожайность зерновых культур на склонах Алтайского Приобья

Бегайкин, Сергей Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Плодородие почвы и урожайность зерновых культур на склонах Алтайского Приобья
ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Плодородие почвы и урожайность зерновых культур на склонах Алтайского Приобья"

На правахрукописи

БЕГАЙКИН СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР НА СКЛОНАХ АЛТАЙСКОГО ПРИОБЬЯ

Специальность 06. 01. 01 - общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

БАРНАУЛ - 2004

Работа выполнена в Алтайском государственном аграрном университете

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Н.В. Яшутин

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор В.Е. Мусохранов

кандидат сельскохозяйственных наук А.Н. Шушунов

Ведущая организация: Горно-Алтайский государственный университет

Защита диссертации состоится « 15 » апреля 2004 г. в _9_ часов на заседании диссертационного совета Д. 220.002.01 в Алтайском государственном аграрном университете

Адрес: 656099 г. Барнаул, пр-т Красноармейский, 98.

С диссертации можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан: «14» марта 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук,

профессор ------- В.А. Рассыпное

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. При разработке адаптивных ландшафтных систем земледелия академик В. И. Кирюшин (1996) выделил законы и правила. Одним из таких является закон относительной независимости адаптации, то есть адаптивность сельскохозяйственных растений и технологий их возделывания к конкретным природным условиям.

В Алтайском крае 1,74 млн. га пашни расположены на склонах крутизной от 1 до 7 градусов. Из них почти половина склонов южной экспозиции, которые отличаются от северных по условиям выращивания сельскохозяйственных культур.

При определении оптимального набора возделываемых культур, наряду с сельскохозяйственными потребностями в производстве определенных видов растениеводческой продукции, необходимо учитывать адаптивную способность сельскохозяйственных культур к различным условиям их произрастания, сравнительную продуктивность различных видов и сортов культур.

Исследований по изучению адаптивной способности полевых культур при возделывании их на склоновых землях, с различными экспозициями, в Западной Сибири не проводилось. Нерешенность указанных выше вопросов и предопределила выбор темы.

Цель работы. Выявить закономерности влияния экспозиции склона на основные показатели плодородия почвы и урожайность зерновых культур в условиях Приобья Алтайского края.

Задачи исследований:

1. Определить влияние экспозиции склона на характер снегоотложения.

2. Изучить влияние экспозиции склона на водный, тепловой режимы и динамику элементов питания почвы в основные периоды роста и развития растений.

3. Выявить влияние различных экспозиций склона на фитосанитарное со-, стояние посевов зерновых культур.

4. Установить влияние экспозиции склона на формирование урожая зерновых культур и качество зерна.

5. Дать экономическую и биоэнергетическую оценку возделывания зерновых культур на склонах северо-западной и юго-восточной экспозиций.

Защищаемые положения:

1. Экспозиция склона оказывает существенное влияние на характер снего-отложения, водный, тепловой режимы и динамику элементов питания почвы, а также фитосанитарное состояние посевов.

2. В годы с достаточным количеством вегетационных осадков, более оптимальные условия для роста и развития зерновых культур складываются на склоне юго-восточной экспозиции, в засушливые и острозасушливые периоды на склоне северо-западной экспозиции.

3. На склоне юго-восточной экспозиции, независимо от погодных условий года, формируется урожай зерновых культур с более высоким содержанием белка.

Научная новизна. Впервые для условий Приобской лесостепи Алтайского края на основании изучения влияния экспозиции склона на основные показатели плодородия почвы, а также урожайность полевых культур и технологические показатели зерна, даны рекомендации по оптимиз культур

в зависимости от погодных условий

Практическая ценность работы. Определены различия в условиях возделывания зерновых культур на склонах юго-восточной и северо-западной экспозиций. Предложены рекомендации по корректировке размещения посевов зерновых культур на склоновых землях, позволяющие получать стабильные урожаи высокого качества.

Апробация работы. Основные материалы и положения доложены на заседаниях методических советов АНИИЗиС в 2001 -2002гг., на заседаниях кафедры общего земледелия и защиты растений АГАУ в 2001-2003 гг.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 129 страницах машинописного текста, состоит из введения, шести глав, выводов, предложений производству. Содержит 46 таблиц и 4 рисунка.

Список использованной литературы включает 184 наименования, в том числе 11 на иностранных языках.

За помощь в организации экспериментов и другие формы участия автор благодарен коллективам лаборатории ландшафтного земледелия Алтайского научно-исследовательского института сельского хозяйства и кафедры общего земледелия и защиты растений Алтайского государственного аграрного университета.

Особую признательность автор выражает заведующему кафедрой общего земледелия и защиты растений АГАУ доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н. В. Яшутину, заведующему лабораторией ландшафтного земледелия АНИИСХ, доктору сельскохозяйственных наук В. В. Вольнову.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава посвящена изучению особенностей адаптивно-ландшафтной системы земледелия. На основании ранее проведенных исследований проведена оценка почвенно-климатических условий складывающихся на разных экспозициях склона. Изучен адаптивный потенциал зерновых культур.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Опыты по оценке адаптивной способности зерновых культур к условиям, складывающимся на склонах различных экспозиций, проводились в 2001-2003 гг. на территории опытного поля быв. АНИИЗиС (склон юго-восточной экспозиции, крутизной 2-3°) и ОПХ им. В. В. Докучаева (склон северо-западной экспозиции, крутизной 2-3°). В северо-восточной части Приобского плато на всхолмленной равнине с густой сетью балок и оврагов. Высота местности составляет 60-70 м над местным базисом эрозии (р. Обь) и 250-280 м над уровнем моря, расчлененность территории овражно-балочной сетью-0,95-1,1 км/км2.

Погодные условия в годы исследований были различными. Сумма осадков, выпавших за сельскохозяйственный год, колебалась от 353,8 мм (2002-2003 ГГ.) ДО 546,3 мм (2000-2001 гг.). Наибольшее количество вегетационных осадков выпало в 2001 и 2002 гт.-222,2 мм (на 5% больше нормы) и 236,1 мм (на 24% больше нормы) соответственно. В 2003 г. выпало 126,2 мм, или 66 % от средней многолетней нормы.

Согласно классификации Г.Т. Селянинова, 2001 и 2002 годы можно отнести к достаточно обеспеченным влагой. Гидротермический коэффициент (ГТК) за ве-

гетационный период составил 1,2 и 1,3 соответственно. Вегетационный период 2003 г. был с недостаточной увлажненностью (ГТК = 0,7).

Почвы участков опыта характерны для склоновых земель Алтайского При-обья и представлены черноземами выщелоченными, среднемощными, среднесуг-линистыми. Мощность гумусового горизонта 46 - 60 см, содержание гумуса в А 4,0 - 4,5 %. Кислотность (рН водных суспензий) 7,1 - 8,0 - нейтральная и слабощелочная, в карбонатном горизонте - щелочная.

Методика проведения исследований и схема опыта. Для достижения поставленных задач были выбраны следующие зерновые культуры: яровая мягкая среднеспелая пшеница Алтайская 50, яровая мягкая среднеранняя пшеница Алтайская 98, яровая твердая пшеница Алтайская нива, овес Корифей, ячмень Сигнал.

Технология возделывания зерновых культур в опыте - общепринятая на склонах (послеуборочное лущение ЛДГ-15; глубокая плоскорезная обработка КПГ-250 на 25-27 см; ранневесеннее боронование БЗСС-1,0; предпосевная обработка КПС-4 на 5-7 см; срок посева в первой декаде мая; норма высева-4,5 млн. всхожих зерен/га сеялкой СН-16; прикатывание после посева ЗККШ-6; гербицид-ная обработка Гранстар 20 г/га). Предшественник-горох.

В опытах проводили следующие наблюдения и исследования:

1. Высота снежного покрова определялась перед снеготаянием переносной рейкой через 3 метра по трем створам каждого участка. Плотность снега - весовым плотномером (Моисейченко, 1996).

2. Запасы влага в почве (до 1 м через 10 см в 3-х кратной повторности - после схода снега; перед посевом; в основные фазы роста и развития растений -всходы, кущение, колошение; перед уборкой; перед уходом в зиму), термостатно-весовым методом (Вадюнина, Корчагина, 1973).

3. Температура почвы в слоях 0-10, 10-20 см, при помощи прибора ТМЦЭ -2 (в основные фазы роста и развития растений).

4. Содержание в почве подвижных форм азота, фосфора и обменного калия (через 20 см в слое 0-40см в 3-х кратной повторности - после схода снега; перед посевом; в основные фазы роста и развития растений - всходы, кущение, колошение; перед уборкой; перед уходом в зиму). Определение подвижного азота производили ионо-метрическим методом, подвижный фосфор и обменный калий - по методу Чи-рикова в 0,5Н СН3СООН, модификация - Денеже.

5. Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений (всходы, кущение, выход в трубку, колошение, уборка), по методике Госкомиссии по сортоиспытанию... , 1971.

6. Засоренность посевов (масса и видовой состав сорняков), определялась методом наложения метровок 0,25 м в 12-кратной повторности перед уборкой зерновых культур совместно с отбором пробных снопов на структуру урожая (Мои-сейченко, 1996).

7. Поражаемость болезнями (листовые заболевания, в фазу молочной спелости культур) и вредителями (личинки пшеничного трипса, в молочно-восковую спелость) (Моисейченко, 1996).

8. Элементы структуры урожая - по пробным снопам, отобранным перед уборкой (по методике Доспехова, 1985).

9. Учет урожайности, методом отбора снопов в 12-кратной повторности, урожайность рассчитывалась на 14 % влажность и 100 % чистоту.

10. Качество зерна - по методике Госкомиссии по сортоиспытанию (1971).

11. Для общей характеристики физико-химических свойств почвы опытного участка в почвенных разрезах определяли: гумус по методу Тюрина (Аринушкина, 1970); рН - ионо-метрическим методом, плотность почвы цилиндром (98,5 СМ3 до 1 м через 10 см) по Н.А. Качинскому; структура почвы определялась в исходных образцах, взятых по слоям 0 - 10, 10 - 20, 20 - 30 см., водопрочность агрегатов - по методу И.М. Бакшеева (Вадюнина, Корчагина, 1973).

12. Анализ погодных условий - по данным Барнаульской агрометеостанции.

13. Статистическая обработка данных проводилась по схеме дисперсионного анализа в изложении Б.А. Доспехова (1972,1985).

14. Биоэнергетическая оценка вариантов по методике ВАСХНИЛ (1983), с использованием нормативов по биоэнергетической оценке, разработанной лабораторией экономики АНИИСХ.

3. ВЛИЯНИЕ ЭКСПОЗИЦИИ СКЛОНА НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ И АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПАКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ

3.1. Водный режим почвы

Снегоотложение. Высота снежного покрова, в среднем за три года, на склоне северо-западной экспозиции составила 48,1 см, на склоне юго-восточной экспозиции-37,3 см (НСР05=10,3 см). Запасы воды в снеге на склоне северозападной экспозиции соответственно были выше на 38,3 мм, чем на склоне юго-восточной экспозиции.

Перенос снежного покрова ветром способствовал большему накоплению снега на склоне северо-западной экспозиции. Коэффициент снегоотложения, в среднем за три года, на этом склоне составил 0,89, на склоне юго-восточной экспозиции - 0,64.

Наиболее многоснежной была зима 2001 г., когда выпало 195,7 мм, малоснежной - зима 2003 г.

Усвоение осадков осенне-зимнего периода. В зиму почва склона северозападной экспозиции всегда уходила с большими запасами продуктивной влаги, что влияло на усвоение осадков.

Наименьший коэффициент усвоения зимних осадков был отмечен на склоне северо-западной экспозиции, в период 2000 - 2001 гг., когда выпало наибольшее количество твердых осадков. Влагозапасы в снеге на данном склоне составили 214,8 мм, и лишь 46 % было усвоено почвой. Наиболее полное усвоение влагоза-пасов снега было отмечено на склоне юго-восточной экспозиции в малоснежный зимний период 2001 - 2002 г. В снежном покрове на данном склоне было сконцентрировано 78,9 мм влаги и практически полностью (98%), они были поглощены почвой.

За счет больших запасов влаги в снеге и осенних влагозапасов почвы, после снеготаяния запасы продуктивной влаги метрового слоя почвы были выше на склоне северо-западной экспозиции (150,4 мм), на склоне юго-восточной экспозиции меньше на 16,1 мм.

Режим влажности почвы в течение вегетации. С момента всходов культур до полного их созревания, на склонах обеих экспозиций в метровом слое почвы имелось достаточное, для нормального развития, количество продуктивной влаги.

В 2001 г. снегораспределение и условия снеготаяния были такими, что после схода снега, на склонах северо-западной и юго-восточной экспозиции, продуктивные запасы влаги в слое 0 - 100 см почвы не имели существенных различий -145,6 и 146,9 мм соответственно. К моменту посева культур преимущество южного склона возрастало до 11 мм. Но в течение летнего периода (с момента кущения культур) посевы, расположенные на более прогреваемом склоне юго-восточной экспозиции тратили больше влаги на испарение, и имел преимущество склон северо-западной экспозиции (табл. 1).

Таблица 1

Динамика запасов продуктивной влаги почвы в слое 0-100 см в зависимости

от экспозиции склона, мм

Экспозиция склона Год После схода снега Перед посевом В фазу Уборка Перед уходом в зиму

всходы кущение колошение

Юго-восточная 2001 146,9 148,3 122,3 32,8 35,5 9,5 52,5

2002 130,6 118,2 116,3 69,3 87,6 51,9 79,6

2003 125,6 104,6 80,6 98,8 23,8 18,5 47,0

среднее 134,4 123,7 106,4 67,0 49,0 26,6 59,7

Северозападная 2001 145,6 137,3 111,1 34,1 48,6 15,5 66,9

2002 150,1 141,5 119,1 105,4 102,2 55,1 82,4

2003 155,3 149,3 93,0 111,1 44,6 31,2 88,1

qtednee 150,4 142,7 107,7 83,5 65,1 33,9 79,1

В 2002 - 2003 гг. использование как осенне-зимних, так и вегетационных осадков было выше на склоне северо-западной экспозиции. С момента схода снега до ухода почвы в зиму, в метровом слое почвы склона северо-западной экспозиции содержалось больше продуктивной влаги.

Расход влаги посевами изучаемых культур. В наших исследованиях, с момента всходов до полного созревания посевами было израсходовано, в зависимости от экспозиции склона и культуры, от 284,2 до 303,4 мм продуктивной влаги. Так, более экономно тратили воду растения, в меньшей степени обеспеченные ей, расположенные на склоне юго-восточной экспозиции, в среднем для зерновых культур - 291,9 мм, или 3,1 мм в сутки, на склоне северо-западной экспозиции -300,2 мм, или 3,2 мм в сутки.

По межфазным периодам, на склоне юго-восточной экспозиции, максимальный расход продуктивной влаги, был отмечен в период всходы - кущение - 5,3 мм в сутки или 18 % от общего количества израсходованной за вегетацию влаги. Наиболее экономный расход был отмечен в период колошение - полная спелость -2,5 мм в сутки. На склоне северо-западной экспозиции зерновые культуры расходовали большее количество продуктивной влаги. В период посев - всходы было

израсходовано 50,5 мм, или 5,6 мм в сутки, межфазный период колошение-полная спелость, так же был наиболее экономным - 2,7 мм в сутки.

Среди культур независимо от экспозиции склона наиболее экономно расходовали влагу овес Корифей и ячмень Сигнал.

3.2. Тепловой режим почвы

Замеры температур, проводимые нами в течение вегетации культур, позволили выявить следующее. В течение всего периода температура почвы в слое 0 -20 см была выше на 1-2 °С на склоне юго-восточной экспозиции. Что не противоречит ранее проведенным исследованиям (Филатов, 1945; Скородумов, 1969; Шульгин, 1972; Мусохранов, 1983 и др.).

3.3. Динамика элементов питания в почве

Обеспеченность зерновых культур нитратным азотом на выщелоченных черноземах склона юго-восточной экспозиции, к моменту всходов, в слое почвы 0 - 40 см, была высокой (по Гамзикову), и варьировала от 19,7 мг/кг в посевах яровой твердой пшеницы Алтайская нива до 23,3 мг/кг в посевах овса Корифей.

На склоне северо-западной экспозиции обеспеченность N-NO3 была несколько ниже (от 15,0 мг/кг в посевах мягкой пшеницы Алтайская 98 до 16,3 мг/кг в посевах также мягкой пшеницы Алтайская 50).

При нарастании вегетативной массы растений, содержание нитратного азота в почве снижалось под всеми культурами независимо от экспозиции склона. Так, к моменту колошения яровой пшеницы, на склоне юго-восточной экспозиции, содержание N-NO3 находилось в пределах от 4,5 до 5,2 мг/кг почвы, на склоне северо-западной экспозиции - от 3,1 до 3,8 мг/кг почвы.

Во время налива зерна процессы потребления нитратного азота растениями и его воспроизводство в почве уравновешивались. К моменту полного созревания культур его содержание на склоне юго-восточной экспозиции увеличивалось (в среднем на 0,6 мг/кг). Меньшее увеличение было отмечено на склоне северозападной экспозиции (в среднем на 0,1 мг/кг почвы).

Содержание подвижного фосфора, на склоне юго-восточной экспозиции в слое почвы 0-40 см, было повышенным. К моменту созревания культур соответствовало высокому уровню (по Чирикову). На склоне северо-западной экспозиции, в течение всего периода вегетации культур, содержание подвижного фосфора в почве было высоким, и изменялось в пределах от 154 мг/кг до 188 мг/кг.

Обеспеченность зерновых культур обменным калием к моменту всходов в слое почвы 0-40 см, соответствовало среднему уровню, и варьировало на склоне юго-восточной экспозиции от 146 до 157 мг/кг. На склоне северо-западной экспозиции было в пределах от 107 до 119 мг/кг.

4. ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОСЕВОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР НА СКЛОНАХ РАЗЛИЧНЫХ ЭКСПОЗИЦИЙ

4.1. Засоренность посевов

Наиболее распространенными в изучаемых вариантах опыта были однолетние сорняки: просо куриное (Panicum cms galli), щирица запрокинутая (Amaranthus

retroflexus), мышей зеленый (Seteria viridis), встречается марь белая (Chenapodium album). Из группы многолетних сорняков вьюнок полевой (Convolvulus arvensis).

Засоренность посевов зерновых культур, в среднем за три года, была более высокой на склоне северо-западной экспозиции - 56 г/м2, или 6,6 % в биомассе урожая основной культуры. На противоположном склоне данный показатель был ниже на 14 г/м2 и на 2,3 %, полученное различие достоверно (НСРог3 2,7 г/м2).

Таблица 2

Засоренность посевов зерновых культур в зависимости от экспозиции склона

Экспозиция склона(А)

Сорт (В)

2001

г/м2

Год (С)

2002

г/м2

2003

г/м2

Среднее

по В

г/м2

по А

г/м

Алтайская 50

3,6

2,9

4,6

3,7

Алтайская 98

3,5

3,7

6,2

4,5

Юго-восточная

Алтайская нива

4,1

3,1

6,1

4,4

Корифей

2,8

3,8

4,8

3,8

Сигнал

5,0

4,0

45'

5,9

5,0

Среднее

3,8

3,5

5,5

4,3

Алтайская 50

5,5

5,6

5,2

5,4

Алтайская 98

5,8

7,4

6,3

Северозападная

Алтайская нива

8,4

5,8

6,6

6,9

Корифей

7,2

6,6

4,2

6,0

Сигнал

9,3

9,2

6,6

8,4

Среднее

7,1

6,6

6,0

6,6

Среднее по С

5,5

42 5,1

5,8

49 5,5

НСР05, г/м

3,3

4,3

2,7

Наибольшее влияние на засоренность посевов зерновых культур (42,1 %) оказала экспозиция склона (фактор А), вторым по значимости было действие погодных условий года (12,7 %). От высеваемой культуры степень засоренности посевов зависела на 7,1 %. Доля влияния взаимодействия погодных условий года с культурой (факторы В и С) составило 9,4 %, а взаимодействие всех трех факторов повлияло на 9,2 %.

4.2. Распространение вредителей и болезней

Пшеничный трипе. Посевы яровой пшеницы, расположенные на более теплом и сухом склоне юго-восточной экспозиции были более заселены личинками

пшеничного трипса - 15,4 шт./колос, что в 2,2 раза больше чем на склоне северозападной экспозиции.

Среди изучаемых сортов, яровая твердая пшеница Алтайская нива в 2-2,5 раза была меньше заселена личинками, чем сорта мягкой пшеницы. Из сортов мягкой пшеницы, можно выделить среднеспелый сорт Алтайская 50, который был заселен сильнее сорта Алтайская 98 на 14 (на склоне юго-восточной экспозиции) -на 16 % (на склоне северо-западной экспозиции).

Большее влияние на заселенность посевов яровой пшеницы личинками пшеничного трипса оказали погодные условия года (37,0 %), доля влияния экспозиции склона и сорта (факторы В и С) была меньше - 23,5 и 21,8 % соответственно.

Грибные листовые заболевания. В фазу молочной спелости, были более повреждены листья растений расположенных на более увлажненном и менее прогреваемом склоне северо-западной экспозиции. Площадь повреждения листьев составила 19,5 %, что на 4,9 % больше чем на склоне юго-восточной экспозиции.

Наибольшей устойчивостью к заболеваниям обладал овес Корифей, процент повреждения листьев колебался от 2,1 (на склоне юго-восточной экспозиции) до 3,5 (на склоне северо-западной экспозиции).

Из сортов яровой пшеницы, наиболее интенсивно поражалась твердая пшеница - повреждение листьев на склоне юго-восточной экспозиции достигало 21,8 %, на склоне противоположной экспозиции - 28,3 %. Из сортов мягкой пшеницы, независимо от экспозиций склона, в большей степени был поврежден среднеран-ний сорт Алтайская 98.

Корневая гниль. Распространенность корневой гнили у пшеницы повышается к фазе восковой спелости (Коршунова и др., 1976). Поэтому чтобы данные опытов были наиболее контрастными, учеты проводились в этот период развития растений. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что лучше прогреваемые и менее обеспеченные влагой посевы яровой пшеницы на склоне юго-восточной экспозиции были менее подвержены данному заболеванию (все части корневой системы и основание стебля). Яровая твердая пшеница Алтайская нива поражалась интенсивнее, чем сорта мягкой пшеницы.

Более скороспелый сорт Алтайская 98 поражался сильнее, в среднем на 25% (юго-восточная-30%, северо-западная-20%), чем среднеспелый сорт Алтайская 50.

5. ВЛИЯНИЕ ЭКСПОЗИЦИИ СКЛОНА НА РОСТ, РАЗВИТИЕ, УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЗЕРНА

5.1. Фенологические фазы развития зерновых культур

Во все годы посев проводился в первой декаде мая (в среднем 8 мая) и уже через 9 дней - 17 мая, на пшенице и ячмене мы отмечали фазу полных всходов. Всходы овса появлялись чуть позже (через 10 дней после посева - 18 мая).

Более ускоренное развитие зерновых культур наблюдалось на склоне юго-восточной экспозиции. Здесь межфазный период выход в трубку - колошение (выметывание) был короче на 1 день. Продолжительность периода созревания культур в отдельные годы укорачивалась на 3-4 дня.

Ускорение в развитие среднераннего сорта Алтайская 98, относительно среднеспелого сорта Алтайская 50, также наблюдалось во второй половине вегетации. Разница в продолжительности вегетационного периода составила 3-4 дня.

Наиболее быстрое прохождение всех фенологических фаз отмечалось посевами овса Корифей, средняя продолжительность вегетационного периода которого на склоне юго-восточной экспозиции составила 82 дня, на 2 дня больше на склоне северо-западной экспозиции.

5.2. Элементы структуры урожая изучаемых культур

Высота растений яровой мягкой пшеницы Алтайская 50 на склоне юго-восточной экспозиции составила 112 см, что на 7 см больше чем на склоне северозападной экспозиции. В более благоприятные по увлажнению годы (2001 и 2002 гг.) эта разница достигала 10 - 20см. При недостаточной обеспеченности вегетационными осадками (2003 г.), были выше растения на склоне северо-западной экспозиции. Общая кустистость яровой пшеницы Алтайская 50 была в пределах 1,2, продуктивная - 1,1. Соотношение зерна к соломе на склоне юго-восточной экспозиции составило 1/3,0, на склоне северо-западной экспозиции -1/3,2.

Среднеранний сорт Алтайская 98, был более низкорослым. Высота растений, в среднем за три года, составила 100 и 102 см на склоне юго-восточной и северо-западной экспозиции соответственно. За счет более сильного кущения, в 2001 и 2002 гг., на обеих экспозициях склона (1,4 - общая, 1,2 - продуктивная), урожайность данного сорта была выше, чем у сорта Алтайская 50.

Растения яровой твердой пшеницы Алтайская нива, также как и сорта мягкой пшеницы, в 2001 и 2002 гг., были выше на 10-20см на склоне юго-восточной экспозиции. В 2003 г., высота растений на склоне северо-западной экспозиции составила 105 см, на склоне юго-восточной экспозиции на 10 см ниже. Наиболее сильное кущение и высокая урожайность были отмечены в 2002 г.

Высота растений овса Корифей, в 2001 и 2002 ГГ., составляла 90 и 110 см на склоне северо-западной и юго-восточной экспозиции соответственно. В 2003 г., на склоне северо-западной экспозиции уменьшилась незначительно (на 5 см), тогда как на склоне юго-восточной экспозиции сократилась в 1,7 раза и составила 65 см. Кустистость овса на склоне юго-восточной экспозиции оставалась на одном уровне (1,2 - общая и 1,1 - продуктивная). За исключением 2003 г., когда при увеличении продуктивной кустистости, на склоне северо-западной экспозиции, был получен максимальный, за годы наших наблюдений, урожай этой культуры - 267 г/м2.

Растения ячменя Сигнал были наиболее низкорослыми. Ячмень характеризовался более сильным кущением. В среднем за три года, общая кустистость была равна 1,4, продуктивная кустист ость - 1,2. Соотношение зерна к соломе было наименьшим - 1/2,9 на склоне юго-восточной экспозиции и 1/2,6 на склоне северозападной экспозиции.

5.3. Урожайность зерновых культур

Наибольший урожай яровой мягкой пшеницы был получен на склоне юго-восточной экспозиции (25,4 ц/га). На склоне северо-западной экспозиции было получено меньше на 4,2 ц/га, различие достоверно (НСРо5~0,7 ц/га) (табл. 3).

При сравнении сортов, на склоне юго-восточной экспозиции, наибольший урожай - 26,0 ц/га, получен от среднераннего сорта Алтайская 98. Прибавка, по сравнению со среднеспелым сортом Алтайская 50, составила 1,2 ц/га (НСР05=0,8 ц/га). На склоне северо-западной экспозиции, напротив больший урожай получен от сорта Алтайская 50, прибавка была равна величине НСРс«- Нами отмечено, что при благоприятных условиях увлажнения, независимо от экспозиции склона, имеет преимущество сорт Алтайская 98. При ухудшении условий увлажнения лучше проявляет себя сорт Алтайская 50.

При оценке влияния условий года (фактор С), на величину урожая сортов яровой мягкой пшеницы, между всеми годами проведения исследований получено достоверное различие (НСР05 - 0,7 ц/га). Наибольший урожай зерна (24,7 ц/га) был получен в наиболее благоприятном по количеству и распределению вегетационных осадков 2002 г. В 2001 г. было получено на 1 ц/га меньше. За два этих года, более урожайным был склон юго-восточной экспозиции. Наибольшая прибавка (9,3 ц/га), была получена в 2001 г., от сорта Алтайская 98. В 2003 г., когда условия увлажнения были хуже, оба сорта дали больший урожай на склоне северозападной экспозиции, полученное различие достоверно. Наибольшая прибавка у сорта Алтайская 50 (1,5 ц/га).

Таблица 3

Влияние экспозиции склона на урожайность зерна яровой мягкой пшеницы, ц/га

Экспозиция склона (А) Сорт (В) Год (С) Среднее

2001 2002 2003 по В по А

Юго-восточная Алтайская 50 25,1 26,3 22,9 24,8 25,4

Алтайская 98 29,5 29,6 18,8 26,0

Северо-западная Алтайская 50 19,9 20,5 24,4 21,6 21,2

Алтайская 98 20,2 22,5 19,6 20,8

Среднее по С 23,7 24,7 21,4 23,4 23,4

НСР05 0,7 0,8 0,7

На величину полученного урожая сортов яровой мягкой пшеницы Алтайская 50 и Алтайская 98, наибольшее влияние оказала экспозиция склона (фактор А -31,4 %). Вторым по значимости было влияние взаимодействия экспозиции склона с погодными условиями года (факторы Л и С - 28,7%). Доля влияния взаимодействия сорта с условиями года составила 21,3%, года как отдельного фактора -12,0%.

Наибольшая урожайность яровой твердой пшеницы Алтайская нива в среднем за три года получена на склоне юго-восточной экспозиции - 24,7 ц/га (табл. 4). Полученная прибавка, 4,4 ц/га, достоверна (НСРо5=2,0 ц/га). В 2001 и 2002 годах, также как и у сортов мягкой пшеницы, был получен наибольший урожай яровой твердой пшеницы Алтайская нива - 24,3 и 23,6 ц/га соответственно. Среди склонов имел преимущество склон юго-восточной экспозиции. Здесь в 2002 г. был получен максимальный, за годы исследований, урожай этой культуры (28,4 ц/га), прибавка по сравнению со склоном северо-западной экспозиции составила 9,7 ц/га, при НСРоз равном 2,0 ц/га. Также как и сорта яровой мягкой пшеницы в 2003 г., когда

количество вегетационных осадков было гораздо меньше, сорт твердой пшеницы Алтайская нива дал больший урожай на склоне северо-западной экспозиции (20,4 ц/га), но прибавка (1,7 ц/га) была не достоверной.

На урожайность яровой твердой пшеницы Алтайская нива наибольшее влияние оказало взаимодействие двух изучаемых факторов - экспозиции склона (А) и года (В). Доля их влияния составила 31,9 %. Отдельно эти факторы действовали также сильно. Экспозиция склона оказала влияние на величину полученного урожая на 27,8 %, погодные условия года на 25,9 %.

Таблица 4

Влияние экспозиции склона на урожайность зерна яровой твердой пшеницы

Алтайская нива, ц/га

Экспозиция склона(А) Год (В) Среднее по А

2001 2002 2003

Юго-восточная 26,9 28,4 18,7 24,7

Северо-западная 21,7 18,8 20,4 20,3

Среднее по В 24,3 23,6 19,5 22,5

НСР05 2,4 2,0

Наибольшая урожайность овса Корифей - 22,2 ц/га (в среднем за три года), отмечена на склоне юго-восточной экспозиции. Полученная прибавка (1,1 ц/га) достоверна (НСР05=1,0 ц/га). Также как и у сортов яровой пшеницы, в 2001 и 2002 гг., урожайность овса на склоне юго-восточной экспозиции была достоверно выше, чем на склоне северо-западной экспозиции на 21 % и 18 % соответственно. В 2003 г. сказалось преимущество в условиях увлажнения склона северо-западной экспозиции, прибавка по сравнению со склоном юго-восточной экспозиции составила 5,3 ц/га. При этом была получена максимальная, за годы исследований, урожайность овса (26,7 ц/га).

Наибольшее влияние (55,9 %) на урожайность овса Корифей оказало взаимодействие двух изучаемых факторов - экспозиции склона (фактор А) с погодными условиями года (фактор В). Доля влияния погодных условий как отдельного фактора составила 33,3 %.

Больший урожай зерна ячменя Сигнал, в среднем за три года, был получен на склоне юго-восточной экспозиции (21,5 ц/га). Полученная прибавка (1,9 ц/га) достоверна (НСР05=1,3 ц/га). Наибольшее влияние на величину урожая ячменя Сигнал, оказало влияние взаимодействия экспозиции склона (фактор А) с погодными условиями года (фактор В). Доля их влияния составила 69,1 %. Частное влияние этих факторов составило 11,3 и 6,1 %, экспозиции склона и года соответственно.

5.4. Технологические показатели качества зерна

Более высоким качеством характеризовалось зерно, выращенное на склоне юго-восточной экспозиции. Содержание белка в зерне варьировало от 13,8 % (Алтайская 50) до 14,0 % (Алтайская 98). На склоне северо-западной экспозиции, у обоих изучаемых сортов, белка было меньше на 2,8 % (табл. 5).

Таблица 5

Влияние экспозиции склона на качество зерна и муки яровой мягкой пшеницы

Экспозиция склона Сорт Год Показатели зерна Показатели клейковины

масса 1000 зерен, г натура, г/л белок, % % идк

Юго-восточная Алтайская 50 2001 39,5 797 13,3 28,7 70/1

2002 41,2 816 14,0 27,9 65/1

2003 43,1 811 14,0 29,1 65/1

среднее 41,3 808- 13,8 28,6 65/1

Алтайская 98 2001 33,8 790 12,9 26,0 70/1

2002 35,2 810 13,3 26,1 60/1

2003 37,9 815 15,7 30,6 65/1

среднее 35,6 805 14,0 27,6 65/1

Северозападная Алтайская 50 2001 37,3 786 11,0 20,7 75/1

2002 37,2 803 10,1 18,6 70/1

2003 42,2 815 12,0 25,7 70/1

среднее 38,9 801 11,0 21,7 70/1

Алтайская 98 2001 31,8 756 10,7 18,1 55/1

2002 34,9 783 9,8 14,7 60/1

2003 35,5 810 13,2 26,4 70/1

среднее 34,1 783 11,2 19,7 60/1

Зерно мягкой пшеницы, выращенное на склоне юго-восточной экспозиции, по содержанию клейковины отвечало требованиям ГОСТ 9354 - 67 и соответствовало 1 - 2 классу, на склоне северо-западной экспозиции, в 2001 - 2002 гг., по данному показателю зерно не отвечало требованиям, предъявляемым для 3 класса.

Зерно яровой твердой пшеницы Алтайская нива, выращенное на склоне юго-восточной экспозиции, также обладало лучшими качественными показателями. Так, масса 1000 зерен составила 46,1 г, что на 8,5 г больше, чем на склоне северо-западной экспозиции (табл. 6).

Таблица 6

Влияние экспозиции склона на качество зерна яровой твердой пшеницы

Алтайская нива

Экспозиция склона Год Показатели зерна Клейковина Цвет лепешки

масса 1000 зерен, г натура, г/л белок, % % идк

Юго-восточная 2001 45,1 802 13,5 26,6 100/2 3,5

2002 46,3 815 15,2 27,5 100/2 3,5

2003 46,8 814 15,1 30,2 100/2 4,0

среднее 46,1 810 14,6 28,1 100/2 3,7

Северозападная 2001 37,2 788 11,3 22,0 100/2 3,0

2002 37,2 810 9,6 17,9 100/2 3,0

2003 38,5 817 11,6 24,9 100/2 4,0

среднее 37,6 805 10,8 21,6 100/2 3,3

Количество белка в зерне было выше на 3,6 %. Содержание клейковины составило 28,1 %, на склоне северо-западной экспозиции - на 7,5 % меньше. В благоприятные по влагообеспеченности годы (2001 - 2002 гг.), содержание клейковины в зерне яровой твердой пшеницы было ниже, чем в засушливом (2003 г.).

Масса 1000 зерен овса Корифей варьировала от 37,5 г до 39,9 г, в зависимости от экспозиции склона и года. Нами была отмечена одна характерная, для обеих экспозиций склона, особенность. Наибольшие масса 1000 зерен и натура зерна формировались в годы с максимальной урожайностью культуры, на склоне юго-восточной экспозиции в 2002 г., на склоне северо-западной экспозиции в 2003 г.

Качественные показатели зерна ячменя регламентируются требованиями ГОСТ 5060-86 «Ячмень пивоваренный, Технические условия». Оценка качества ячменя Сигнал проводилась нами с позиции возможности его использования в пивоварении (табл. 7).

Таблица 7

Влияние экспозиции склона на качество зерна ячменя Сигнал

Экспозиция склона Год Показатели зерна Энергия прорастания, % Способность прорастать, % Крупность, % Вырав нен- ность, %

масса 1000 зерен,г натура, г/л белок, %

Юго-восточная 2001 46,8 721 13,3 99 99 78,3 78,3

2002 46,3 712 14,0 99 99 79,8 79,8

2003 42,3 688 15,2 97 98 76,7 80,3

среднее 45,1 707 14,2 98 99 78,3 79,5

Северозападная 2001 43,4 693 9,9 97 98 80,9 80,9

2002 44,3 690 10,0 99 99 79,0 79,0

2003 47,3 697 11,3 98 99 88,2 88,2

среднее 45,0 693 10,4 98 99 82,7 82,7

При рассмотрении таких показателей, как масса 1000 зерен и натура зерна была отмечена связь с урожайностью культуры. Так, в 2001 - 2002 гг., большей массой и натурой обладало зерно, выращенное на склоне юго-восточной экспозиции, где и величина собранного урожая была больше. В 2003 г. все эти показатели были лучше на склоне северо-западной экспозиции. Более высоким содержанием белка характеризовалось зерно, выращенное на склоне юго-восточной экспозиции. Но повышенная белковость ограничивает использование этого зерна в пивоварении, так как существующие технологии не позволяют получить качественного пива при содержании белка более 12 %. Наиболее ценными для данной отрасли характеристиками обладало зерно, выращенное на склоне северо-западной экспозиции, лучшее пиво получается из зерна с содержанием белка 9-11%.

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР НА СКЛОНАХ РАЗЛИЧНЫХ ЭКСПОЗИЦИЙ

6.1. Экономическая эффективность Рентабельность возделывания сорта Алтайская 50, на «слоне юго-восточной экспозиции, составила 108,9% и 96,1%, на склоне северо-западной экспозиции 68,8 и 56,2% в 2001 и в 2002 годах соответственно. В 2003 г. на склоне северо-западной экспозиции составила 225,7 %, на противоположном склоне меньше на 18,3%.

За счет более высокого уровня урожайности, в 2001 - 2002 гг., возделывания яровой мягкой пшеницы Алтайская 98, в сравнении с сортом Алтайская 50, было более рентабельным, независимо от экспозиции склона. В 2003 г., урожайность, и как следствие рентабельность возделывания сорта Алтайская 98, была выше на склоне северо-западной экспозиции, но ниже, чем у сорта Алтайская 50, на 51,2 и 59,4 % на склоне юго-восточной и северо-западной экспозициях соответственно.

При сравнении сортов мягкой пшеницы, более экономически выгодным, на склоне юго-восточной экспозиции было возделывание сорта Алтайская 98, на склоне северо-западной экспозиции - Алтайской 50.

Наиболее экономически оправданным было возделывание яровой твердой пшеницы Алтайская нива. В среднем за 2001 - 2003 гг., рентабельность возделывания данной культуры на склоне юго-восточной экспозиции составила 204,0 %, на склоне северо-западной экспозиции -153,8 %.

Показатели экономической эффективности возделывания овса Корифей были худшими, главным образом, за счет низкой цены реализации. Рентабельность возделывания культуры, на склоне юго-восточной экспозиции - 57,3 %, на склоне северо-западной экспозиции - 50,1 % (в среднем за три года).

Возделывание ячменя было эффективнее по сравнению с овсом (за счет более высокой цены реализации зерна), но все же менее прибыльным, чем сортов мягкой (за счет более низкой урожайности) и твердой (за счет меньшей стоимости 1 ц зерна) пшеницы.

6.2. Биоэнергетическая эффективность За счет более высокой урожайности изучаемых культур на склоне юго-восточной экспозиции, затраты совокупной энергии на 1 га были выше, из-за затрат связанных с уборкой дополнительного урожая. Но эти затраты гораздо в больших количествах были компенсированы энергией дополнительно собранного зерна. В среднем для изучаемых культур, на склоне юго-восточной экспозиции с урожаем зерна с 1 га было получено 39405,3 МДж/га, что на 5146,1 МДж/га (13%) больше, чем на склоне северо-западной экспозиции.

При сопоставлении сортов яровой мягкой пшеницы, на склоне юго-восточной экспозиции был наиболее энергетически эффективен среднеранний сорт Алтайская 98, коэффициент энергетической эффективности составил 4,6, у среднеспелого сорта Алтайская 50 - 4,4. Яровая твердая пшеница Алтайская нива по эффективности находилась на одном уровне с мягкой пшеницей Алтайская 50. Наименьшие коэффициенты энергетической эффективности, на данном склоне, были получены при возделывании овса и ячменя - 3,9 и 3,8 соответственно.

На склоне северо-западной экспозиции, наилучшие результаты были получены при возделывании сорта яровой мягкой пшеницы Алтайская 50, коэффициент энергетической эффективности составил 3,9. Соотношение количества энергии затраченной на возделывание Алтайской 50, к энергии аккумулированной в ее зерне было равно 3,8, у яровой твердой пшеницы и овса 3,7. Наименьший коэффициент энергетической эффективности (3,5) был получен при возделывании ячменя.

ВЫВОДЫ

1. Высота снежного покрова на склоне северо-западной экспозиции составила 48,1 см, на склоне юго-восточной экспозиции меньше на 10,8 см. Коэффициент снегоотложения был равен 0,89 и 0,64 на склоне северо-западной и юго-восточной экспозиции соответственно.

2. Лучшие условия увлажнения почвы были отмечены на склоне северозападной экспозиции. За счет более полного усвоения осенне-зимних осадков к моменту посева зерновых культур в метровом слое содержалось 137,3 - 149,3 мм продуктивной влаги, на склоне юго-восточной экспозиции 104,6 -148,3 мм. В летние месяцы на более прогреваемом склоне юго-восточной экспозиции содержание влаги в почве было меньше на 7,3 - 16,5 мм, в послеуборочный период эта разница достигала 19,4 мм.

3. С момента всходов до полного созревания зерновых культур температура почвы в слое 0 - 20 см была выше на 1 - 2 °С на склоне юго-восточной экспозиции.

4. Весной содержание нитратного азота, в слое почвы 0-40 см, на склоне юго-восточной экспозиции было в пределах от 15,0 до 17,2 мг/кг, на склоне северо-западной экспозиции от 14,5 до 17,0 мг на 1 кг почвы. При увеличении скорости нарастания вегетативной массы содержание нитратного азота в почве стекалось до 4,7 и 3,4 мг/кг на склоне юго-восточной и северо-западной экспозиции соответственно. Во время налива зерна процессы потребления нитратного азота и его воспроизводство в почве уравновешивались, и до момента полного созревания культур его содержание существенно не менялось, находясь на низком уровне обеспеченности. Режим фосфорно-калийного питания был менее напряженным. Содержание подвижного фосфора, в слое почвы 0-40 см варьировало от 95 до 193 мг/кг на склоне юго-восточной экспозиции, от 137 до 203 мг/кг на склоне северозападной экспозиции. Содержание обменного калия соответствовало среднему уровню обеспеченности, независимо от экспозиции склона.

5. Более высокая засоренность посевов зерновых культур была отмечена на склоне северо-западной экспозиции - 56 г/м2, или 6,6 % в биомассе урожая основной культуры, на противоположном склоне данный показатель был ниже на 14 г/м2 (2,3 %). В засушливый год (2003 г.), за счет более высокой конкурентоспособности сорняков, засоренность посевов зерновых культур была наибольшей. Посевы низкорослого ячменя были наиболее засорены, чем остальных зерновых культур.

6. Посевы яровой пшеницы, расположенные на склоне юго-восточной экспозиции были более заселены личинками пшеничного трипса - 15,4 шт./колос, что в 2,2 раза больше, чем на склоне северо-западной экспозиции. Яровая твердая пшеница Алтайская нива была в 2 - 2,5 раза менее заселена личинками, чем сорта мягкой пшеницы. Из сортов мягкой пшеницы, среднеспелый сорт Алтайская 50

был заселен сильнее сорта Алтайская 98 на 14 и 16 % на склоне юго-восточной и северо-западной экспозиций соответственно.

7. Площадь повреждения листьев растений расположенных на склоне северо-западной экспозиции составила 19,5 %, что на 4,9 % больше, чем на склоне юго-восточной экспозиции. Наибольшей устойчивостью к листовым заболеваниям обладал овес Корифей.

8. Более ускоренное развитие зерновых культур наблюдалось на склоне юго-восточной экспозиции. При благоприятных условиях увлажнения (в 2001 и 2002 гг.) наибольшая высота растений отмечена на склоне юго-восточной экспозиции, в засушливый год (2003 г.), они были выше на 10-20 см на склоне северозападной экспозиции. В вегетационные периоды 2001 и 2002 гг., отмечено наиболее сильное кущение зерновых культур, что отразилось на величине полученного урожая.

9. В благоприятные в отношении вегетационных осадков периоды (2001 -2002 гг.) урожайность зерновых культур была выше на более теплом и освещенном склоне юго-восточной экспозиции. При существенном уменьшении вегетационных осадков (в 2003 г.), сказалось преимущество в условиях увлажнения склона северо-западной экспозиции. От большинства изучаемых культур, за исключением яровой твердой пшеницы, была получена достоверная прибавка урожая.

10. Экспозиция склона налагает очень большой отпечаток на формирование качественных показателей зерна. Содержание белка и клейковины в зерне, выращенном на склоне юго-восточной экспозиции, было выше на 2-4 % и на 6-9 % соответственно

11. В 2001 - 2002 гг. более высокая рентабельность возделывания зерновых культур была отмечена на склоне юго-восточной экспозиции, но данный период характеризовался низким уровнем цен на зерно. В 2003 г., стоимость 1 ц зерна существенно возросла, и возделывание зерновых культур было наиболее выгодным, при этом больший урожай был собран на склоне северо-западной экспозиции. Среди культур, наиболее рентабельным было возделывание яровой твердой пшеницы Алтайская нива, худшие результаты были получены при возделывании овса Корифей, в обоих случаях решающее значение сыграла цена реализации зерна.

12. Из-за затрат связанных с уборкой дополнительного урожая затраты совокупной энергии на 1 га склона юго-восточной экспозиции были выше, но эти затраты в больших количествах были компенсированы энергией дополнительно собранного зерна. На склоне юго-восточной экспозиции с урожаем зерна с 1 га было получено 39405,3 МДж/га, что на 5146,1 МДж/га (13%) больше, чем на склоне северо-западной экспозиции. Наиболее эффективным, с энергетической точки зрения, было возделывание яровой мягкой пшеницы, наименьшей энергоотдачей, на обеих экспозициях склона, характеризовался ячмень.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

природно-климатическими зонами, поэтому необходимо учитывать микроландшафтные свойства земель. Учет адаптивных свойств сельскохозяйственных культур к конкретным агроландшафтам позволит эффективно использовать биоклиматический потенциал земель.

В Приобской зоне Алтайского края, при благоприятных условиях увлажнения, возделывание зерновых культур более эффективно на склоне юго-восточной экспозиции. В годы критические по увлажнению - на северо-западной.

Из сортов яровой мягкой пшеницы, для возделывания на северо-западной экспозиции склона более пригоден среднеспелый сорт Алтайская 50, для юго-восточной экспозиции склона более ценными характеристиками обладает средне-ранний сорт Алтайская 98.

Возделывать ячмень в целях пивоварения необходимо на склонах северных экспозиций.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Бегайкин СВ. Адаптация некоторых зерновых культур к возделыванию на склонах различной экспозиции в условиях Приобской лесостепи // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. Барнаул. - 2003. № 4. С. 110112.

2. Бегайкин СВ. Влияние экспозиции склона на поражешюсть яровых пшениц корневыми гнилями // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. Барнаул. - 2003. № 4. С. 112-115.

3. Бегайкин СВ. Возделывание ячменя на пивоваренные цели в условиях пересеченного рельефа // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. Барнаул. - 2003. № 4. С. 115-117.

ЛР № 020648 от 16 декабря 1997 г.

Подписано в печать 10 03.2004 г. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Печать ризографная. Гарнитура «Times New Roman». Усл. печ. л. 1,0 Уч -изд. л. 0,8. Тираж 100 экз. Заказ № 9.

Издательство АГАУ 656099, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98 62-84-26

36 8 5

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Бегайкин, Сергей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА СКЛОНАХ.

1.1. Условия возделывания зерновых культур на разных экспозициях склона.

1.2. Адаптивная способность зерновых культур.

1.3. Основы адаптивно-ландшафтной системы земледелия.

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Природно-климатические условия и почвы.

2.2. Методика проведения исследований и схема опыта.

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ЭКСПОЗИЦИИ СКЛОНА НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ И АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ.

3.1. Водный режим почвы.

3.2. Тепловой режим почвы.

3.3. Динамика элементов питания в почве.

ГЛАВА 4. ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОСЕВОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР НА СКЛОНАХ РАЗЛИЧНЫХ ЭКСПОЗИЦИЙ.

4.1. Засоренность посевов.

4.2. Распространение вредителей и болезней.

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ЭКСПОЗИЦИИ СКЛОНА НА РОСТ, РАЗВИТИЕ, УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЗЕРНА.'.

5.1. Фенологические фазы развития зерновых культур.

5.2. Элементы структуры урожая изучаемых культур.

5.3. Урожайность зерновых культур.

5.4. Технологические показатели качества зерна.

ГЛАВА 6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР НА СКЛОНАХ

РАЗЛИЧНЫХ ЭКСПОЗИЦИЙ.

6.1. Экономическая эффективность.

6.2. Биоэнергетическая эффективность.

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Плодородие почвы и урожайность зерновых культур на склонах Алтайского Приобья"

Актуальность. При разработке адаптивных ландшафтных систем земледелия академик В. И. Кирюшин (1996) выделил законы и правила. Одним из таких является закон относительной независимости адаптации, то есть адаптивность сельскохозяйственных растений и технологий их возделывания к конкретным природным условиям.

Суть адаптивного перехода в земледелии заключается в том, чтобы перейти от общего зонального принципа к более дифференцированному, более полному учету природно-территориапьных комплексов, учитывающему рельеф, почвенное плодородие, способы его восстановления и повышения. В данном случае правильно использовать географические и биологические возможности территории, растений (Жученко, 1990). Только детальный учет микрозональности обеспечит повышение продуктивности культур и их экологическую устойчивость.

Многолетними исследованиями установлено, что на склонах северных экспозиций высота снежного покрова, влияющего на промерзаиие, водопо-глотительную способность почв, сток и развитие эрозионных процессов, бывает, как правило, больше, чем на противоположных склонах. Так, запасы воды в снеге на склонах южной экспозиции ОПХ им. В.В. Докучаева в среднем за 1976 - 1986 гг. составили 55 мм, на склонах северной экспозиции - 80 мм. Продолжительность снеготаяния на склонах северных экспозиций дольше и в отдельные годы достигает 12-14 дней. Такие же закономерности наблюдались в просыхании и поспевании почвы.

Почвы склонов различаются по запасам продуктивной влаги. Стекающие по склону талые и ливневые воды создают неодинаковое увлажнение почв. Склону северной экспозиции присущи, как правило, большие запасы продуктивной влаги в важнейшие фазы вегетации зерновых культур, чем склонам южной экспозиции. Это объясняется различиями в ветровом и радиационном режимах, в отложении и таянии снега, стока и испарения влаги с поверхности почв, солнечных и теневых экспозиций (Мусохранов, 1983).

Поэтому, при определении оптимального набора возделываемых культур, наряду с сельскохозяйственными потребностями в производстве определенных видов растениеводческой продукции, необходимо учитывать адаптивную способность сельскохозяйственных культур к различным условиям их произрастания, сравнительную продуктивность различных видов и сортов культур.

Исследований по изучению адаптивной способности полевых культур при возделывании их на склоновых землях с различными экспозициями в Западной Сибири не проводилось. Нерешенность указанных выше вопросов и предопределила выбор темы.

Цель работы. Выявить влияние экспозиции склона на основные показатели плодородия почвы и урожайность зерновых культур в условиях При-обья Алтайского края.

Задачи исследований:

1. Определить влияние экспозиции склона на характер снегоотложения.

3. Выявить влияние различных экспозиций склона на фитосанитарное состояние посевов зерновых культур.

4. Установить влияние экспозиции склона на формирование урожая зерновых культур и качество зерна.

Защищаемые положения:

1. Экспозиция склона оказывает существенное влияние на характер снегоотложения, водный, тепловой режимы и динамику элементов питания почвы, а также фитосанитарное состояние посевов.

Практическая ценность работы. Определены различия в условиях возделывания зерновых культур на склонах юго-восточной и северозападной экспозиций. Предложены рекомендации по корректировке размещения посевов зерновых культур на склоновых землях, позволяющие получать стабильные урожаи высокого качества.

Апробация работы. Основные материалы и положения доложены на заседаниях методических советов АНИИЗиС в 2001-2002гг., на заседаниях кафедры общего земледелия и защиты растений АГАУ в 2001 - 2003 гг.

По материалам исследований опубликовано 3 научных статьи.

Заключение Диссертация по теме "Общее земледелие", Бегайкин, Сергей Владимирович

выводы

1. Высота снежного покрова на склоне северо-западной экспозиции составила 48,1 см, на склоне юго-восточной экспозиции меньше на .10,8 см. Коэффициент снегоотложения был равен 0,89 и 0,64 на склоне северо-западной и юго-восточной экспозиции соответственно.

2. Лучшие условия увлажнения почвы были отмечены на склоне северо-западной экспозиции. За счет более полного усвоения осенне-зимних осадков к моменту посева зерновых культур в метровом слое содержалось 137,3 - 149,3 мм продуктивной влаги, на склоне юго-восточной экспозиции 104,6 - 148,3 мм. В летние месяцы на более прогреваемом склоне юго-восточной экспозиции содержание влаги в почве было меньше на 7,3 - 16,5 мм, в послеуборочный период эта разница достигала 19,4 мм.

3. С момента всходов до полного созревания зерновых культур температура почвы в слое 0 - 20 см была выше на 1 - 2°С на склоне юго-восточной экспозиции.

4. Весной содержание нитратного азота, в слое почвы 0-40 см, на склоне юго-восточной экспозиции было в пределах от 15,0 до 17,2 мг/кг, на склоне северо-западной экспозиции от 14,5 до 17,0 мг на 1 кг почвы. При увеличении скорости нарастания вегетативной массы содержание нитратного азота в почве снижалось до 4,7 и 3,4 мг/кг на склоне юго-восточной и северозападной экспозиции соответственно. Во время налива зерна процессы потребления нитратного азота и его воспроизводство в почве уравновешивались, и до момента полного созревания культур его содержание существенно не менялось, находясь на низком уровне обеспеченности. Режим фосфорно-калийного питания был менее напряженным. Содержание подвижного фосфора, в слое почвы 0-40 см варьировало от 95 до 193 мг/кг на склоне юго-восточной экспозиции, от 137 до 203 мг/кг на склоне северо-западной экспозиции. Содержание обменного калия соответствовало среднему уровню обеспеченности, независимо от экспозиции склона.

5. Более высокая засоренность посевов зерновых культур была отмечена на склоне северо-западной экспозиции - 56 г/м2, или 6,6 % в биомассе урожая основной культуры, на противоположном склоне данный показатель был ниже на 14 г/м (2,3 %). В засушливый год (2003 г.), за счет более высокой конкурентоспособности сорняков, засоренность посевов зерновых культур была наибольшей. Среди изучаемых культур, посевы низкорослого ячменя были наиболее засорены.

6. Посевы яровой пшеницы, расположенные на склоне юго-восточной экспозиции были более заселены личинками пшеничного трипса - 15,4 шт./колос, что в 2,2 раза больше, чем на склоне северо-западной экспозиции. Яровая твердая пшеница Алтайская нива была в 2 - 2,5 раза менее заселена, чем сорта мягкой пшеницы. Из сортов мягкой пшеницы, среднеспелый сорт Алтайская 50 был заселен сильнее сорта Алтайская 98 на 14 и 16 % на склоне юго-восточной и северо-западной экспозиции соответственно.

8. Более ускоренное развитие зерновых культур наблюдалось на склоне юго-восточной экспозиции. При благоприятных условиях увлажнения (в

2001 и 2002 гг.) наибольшая высота растений отмечена на склоне юго-восточной экспозиции, в засушливый год (2003 г.), они были выше на 10-20 см на склоне северо-западной экспозиции. В вегетационные периоды 2001 и

2002 гг., отмечено наиболее сильное кущение зерновых культур,'что отразилось на величине полученного урожая.

9. В благоприятные в отношении вегетационных осадков периоды (2001 - 2002 гг.) урожайность зерновых культур была выше на более теплом и освещенном склоне юго-восточной экспозиции. При существенном уменьшении вегетационных осадков (в 2003 г.), сказалось преимущество в условиях увлажнения склона северо-западной экспозиции. От большинства изучаемых культур, за исключением яровой твердой пшеницы, была получена достоверная прибавка урожая.

10. Экспозиция склона налагает большой отпечаток на формирование качественных показателей зерна. Содержание белка и клейковины в зерне, выращенном на склоне юго-восточной экспозиции, было выше на 2-4 % и на 6-9 % соответственно

12. Из-за затрат связанных с уборкой дополнительного урожая затраты совокупной энергии на 1 га склона юго-восточной экспозиции были выше. Но эти затраты в больших количествах были компенсированы энергией дополнительно собранного зерна. На склоне юго-восточной экспозиции с урожаем зерна с 1 га было получено 39405,3 МДж/га, что на 5146,1 МДж/га (13%) больше, чем на склоне северо-западной экспозиции. Наиболее эффективным, с энергетической точки зрения, было возделывание яровой мягкой пшеницы, наименьшей энергоотдачей, на обеих экспозициях склона, характеризовался ячмень.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Склоны изучаемых экспозиций имеют существенное различие в режимах увлажнения, освещения, что, в свою очередь, влияет на засоренность посевов, распространение болезней и вредителей. Совокупность всех этих факторов оказывает воздействие на величину урожая и его качество. Находясь в пространственной близости, данные склоны, по ряду факторов, сопоставимы с двумя различными природно-климатическими зонами, поэтому необходимо учитывать микроландшафтные свойства земель. Учет адаптивных свойств сельскохозяйственных культур к конкретным агроландшафтам позволит эффективно использовать биоклиматический потенциал земель.

Из сортов яровой мягкой пшеницы, для возделывания на северозападной экспозиции склона более пригоден среднеспелый сорт Алтайская 50, для юго-восточной экспозиции склона более ценными характеристиками обладает среднеранний сорт Алтайская 98.

Возделывать ячмень в целях пивоварения необходимо на склонах северных экспозиций.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Бегайкин, Сергей Владимирович, Барнаул

1. Агроклиматические ресурсы Алтайского края.- Л.: Гидрометеоиздат, 1971.- 155 с.

2. Актуальные вопросы эрозиоведения / Под ред. А. Н. Каштанова, М. I I. Заславского.- М.: Колос, 1984.-224 с.

3. Алиновский П. Г., Тумайкина 3. С., Шевченко Ф. П. Защита растений от болезней и вредителей в условиях земледелия на склонах.// Почвоводоохранное земледелие на склонах. Новосибирск.-1983.

4. Алпатьев A.M. Влагооборот культурных растений. Л., Гидрометеоиздат, 1954. 248 с.

5. Алпатьев A.M. Влагообороты в природе и их преобразование. Л., Гидрометеоиздат, 1969. 323 с.

6. Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв: Учебное пособие для студентов. Изд. доп. и перераб.- М.: Изд-во МГУ, 1970.487 с.

7. Ацци Дж. Сельскохозяйственная экология. 2-е изд. М., 1959.

8. Бараев А. И. Почвозащитное земледелие. Избр. тр. М.: Агропромиздат.-1988.-3 82 с.

9. Бебякин В. М., Ишина Г. Ф. К селекции твердой пшеницы на качество макарон //Селекция и семеноводство, 1979.-№ 6.-С. 17 18.

10. Бебякин В. М., Ишина Г. Ф., Стадник Г. И. О взаимосвязи признаков качества зерна твердой пшеницы //Селекция и семеноводство. 1982. -№5.-С. 15-17.

11. Беркутова Н. С., Швецова И. А. Технологические свойства пшеницы и качество продуктов ее переработки- -М.: Колос, 1984.-223 с.

12. Бородулин В. В. Некоторые вопросы экономической оценки природных ресурсов сельского хозяйства: Автореф. дис. канд. экон. наук.- Новосибирск, 1972.- 18 с.

13. Брауде И. Д. Эрозия почв, засуха и борьба с ними в ЦЧО Наука М.: 1965.- 140 с.14

Информация о работе

Бегайкин, Сергей Владимирович
кандидата сельскохозяйственных наук
Барнаул, 2004
ВАК 06.01.01

Диссертация

Плодородие почвы и урожайность зерновых культур на склонах Алтайского Приобья - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы