Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Почвенно-климатические ресурсы продуктивности ячменя и энергосберегающие приемы ее повышения в восточной части Нечерноземной зоны

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Почвенно-климатические ресурсы продуктивности ячменя и энергосберегающие приемы ее повышения в восточной части Нечерноземной зоны"

На правах рукописи

ГЛУШКОВ Владимир Владимирович

ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ПРОДУКТИВНОСТИ ЯЧМЕНЯ И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ПРИЕМЫ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ В ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

06.01.01 — общее земледелие, растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

31 ОКТ 2013

Уфа-2013

005536330

Диссертационная работа выполнена на кафедре растениеводства, общего земледелия, агрохимии и защиты растений ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет»

Научный МАКАРОВ Виталий Иванович

консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор;

Официальные ФАТЫХОВ Ильдус Шамилевич,

оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор, проректор по научной работе ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, г. Ижевск;

ЕЛИСЕЕВ Сергей Леонидович,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор заведующий кафедрой растениеводства ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь;

ШАКИРЗЯНОВ Анвар Хафизович,

доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, руководитель селекционного центра по растениеводству ГНУ Башкирского НИИСХ Росельхозакадемии, п. Чишма.

Ведущая ПТУ Зональный НИИСХ Северо-Востока им. Н.В. Рудниц-

организация: кого Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится 18 декабря 2013 г. в 1200 часов на заседании диссертационного совета Д 220.003.01 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Башкирский государственный аграрный университет» по адресу: 450001, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34.

Тел: 8(347)228-78-50

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ.

Автореферат разослан с± ноября 2013 г. и размещен на официальном сайте в сети интернет Министерства образования и науки Российской Федерации.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук, доцент

Р.Р. Гайфуллин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Увеличение объема производства зерна всегда было стратегией развития агропромышленного комплекса и обеспечения продовольственной безопасности страны. В перспективе производство зерна остается одним из основных показателей Доктрины в сфере растениеводства Российской Федерации. Поставлена задача повышение конкурентоспособности отечественной продукции растениеводства на внутреннем и внешнем рынках, доведения валового сбора зерна к 2020 г. до 115 млн. тонн, его интервенционного фонда -до 8,5 млн. тонн, экспортного потенциала зерна - до 30 млн. тонн (Постановление Правительства Российской Федерации..., 2012). Реализация данной задачи возможно в основном за счет повышения урожайности зерновых культур и снижения производственных затрат. Необходимость снижения себестоимости зерна усилилась особенно с вступлением Российской Федерации во Всемирную торговую организацию.

Благодаря универсальности использования и скороспелости ячмень является одной из ведущих зерновых культур в Российской Федерации и в том числе в Нечерноземной зоне. В тоже время потенциал продуктивности ячменя в условиях Нечерноземной зоны реализуется не полностью и урожайность его составляет в зависимости от года всего 0,8-1,6 т/га. Повышение урожайности ячменя возможно использованием научно-обоснованных технологии его возделывания в соответствии с биологическими особешюстями растений и природных условий. В целом исследованию биологии и разработке технологии возделывания ячменя было посвящено большое количество научных работ (Бориси-нок З.Б., 1957; Вареница Е.Т., 1966; Коданев И.М., 1974; Белоусов В.П., 1979; Неттевич Э.Д., 1980; Васильев Д.С.,1985; Пупонин А.И., 1984; Романов Н.В., 1986; Шкурпела В.П., 1990; Беляков И.И, 1990; Фатыхов И.Ш., 2002; Кадыров М.А., 2006; Валяйкина М.В., 2009). В тоже время региональные рекомендации по технологии возделывания ячменя ориентированны на большие вложения невосполнимой энергии, особенно на обработку почвы, и многие элементы их в

настоящее время утратили свою актуальность. В связи с вышеизложенным оценка почвенно-климатических ресурсов и разработка энергосберегающих приемов производства зерна ячменя в условиях восточной части Нечерноземной зоны Российской Федерации направлено на решение актуальной проблемы экономики страны.

Цель и задачи исследований. Оценить почвенно-климатические ресурсы восточной части Нечерноземной зоны и разработать энергосберегающие приемы повышения продуктивности ячменя.

В соответствии с целью необходимо было решить следующие задачи:

1. Дать теоретическое обоснование возможной урожайности ярового ячменя по климатическим и почвенным ресурсам восточной части Нечерноземной зоны.

2. Провести сравнительную оценку продуктивности и качества зерна различных сортов ярового ячменя.

3. Изучить влияние пожнивных сидеральных культур на формирования урожая и качество зерна ярового ячменя.

4. Выявить роль предшественников в формировании урожайности и качества зерна ярового ячменя.

5. Установить характер и степень влияния различных систем обработки почвы на ее физические свойства, влагообеспеченность и продуктивность растений ярового ячменя.

6. Провести оценку возможности выращивания озимого ячменя в природных условиях восточной части Нечерноземной зоны.

7. Выявить оптимальные сроки и нормы высева семян озимого ячменя в условиях восточной части Нечерноземной зоны.

8. Провести расчет энергетической и экономической эффективности разработанных приемов производства зерна ярового и озимого ячменя.

Научная новизна. Впервые в условиях восточной части Нечерноземной зоны проведено теоретическое обоснование получения возможной урожайности ярового ячменя по уровню почвенно-климатических ресурсов и разработа-

ны энергосберегающие приемы формирования посева ярового и озимого ячменя с урожайностью 3,0-3,5 т высококачественного зерна с 1 га.

Выявлены особенности формирования урожая сортов ярового ячменя. Установлены закономерности влияния различных предшественников и пожнивных сидеральных культур на процесс формирования урожая ярового ячменя, характер и степень влияния энергосберегающих способов обработки почвы на ее физические свойства, влагообеспеченность и продуктивность растений ярового ячменя. Проведена оценка возможности возделывания озимого ячменя в природных условиях восточной части Нечерноземной зоны. Установлены оптимальные сроки посева и нормы высева семян озимого ячменя.

Основные положения, выноснмые на защиту:

• Агроклиматические ресурсы восточной части Нечерноземной зоны обеспечивают сравнительно высокую зерновую продуктивность ярового ячменя (3,8-5,3 т/га).

• Лимитирующим фактором урожайности ярового ячменя в восточной части Нечерноземной зоны выступает низкое естественное плодородие дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой почвы.

• Высокую урожайность зерна из изученных сортов ярового ячменя формирует сорт Локомбо (3,1 т/га), который характеризуется высокой устойчивостью к корневой гнили и пыльной головне, имеет достаточно высокое качество зерна. Возделывание данного сорта наиболее энергетически и экономически целесообразно.

• На дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой почве эффективным предшественником для ярового ячменя является клевер луговой. Использование клевера лугового в качестве предшественника ярового ячменя повышает биологическую активность почвы, наиболее энергетически и экономически эффективно.

• Использование редьки масличной в качестве пожнивной сидеральной культуры при осенней запашке обеспечивает повышение плодородие почвы, урожайности ярового ячменя по сравнению с вариантом без сидеральной куль-

турой (озимая рожь). Наиболее экономически эффективно возделывание ячменя по пожнивной свдеральной кулыуре редьке масличной.

• Энергетически и экономически эффективна комбинированная система обработки почвы под яровой ячмень, которая включает осеннюю зяблевую обработку, лущение с последующей отвальной вспашкой и обработку почвы комбинированным агрегатом весной с одновременным посевом семян.

• В условиях Волго-Вятской зоны возможно выращивание озимого ячменя и получение урожайности зерна в пределах 3,0 т/га. Озимый ячмень является менее зимостойким, чем другие озимые зерновые культуры. Благодаря усиленному весеннему кущению растений формируется посев с достаточно плотным продуктивным стеблестоем и урожайность па уровне озимой пшеницы и тритикале. По выходу кормопротеиновых единиц и обменной энергии с единицы площади озимый ячмень существенно не уступает озимой ржи и озимой пшенице. Возделывание озимого ячменя по сравнению с другими озимыми зерновыми культурами является энергетически эффективным.

• Оптимальным сроком посева озимого ячменя является конец августа -начало сентября и нормой высева семян - 3,5 млн. шг. на 1 га. Посев озимого ячменя в конце августа - начало сентября с нормой высева 3,5 млн. семян на 1 га обеспечивает наименьшею себестоимость зерна, максимальный баланс энергии и наибольший коэффициент энергетической эффективности.

Практическая значимость. Обоснована возможность формирования урожайности ярового ячменя (3,8-5,3 т/га) по климатическим ресурсам. Разработаны энергосберегающие приемы, обеспечивающие получения стабильно высокой урожайности зерна ячменя (3,0-3,5 т/га) в восточной части Нечерноземной зоны. Практические разработки по технологии возделывания ярового и озимого ячменя вошли в «Систему земледелия Республики Марий Эл». Практические разработки в 2011-2013 годы внедрены в Республике Марий Эл на площади 20536 га и получен чистый доход 20 млн. рублей. Материалы исследований включены в рекомендации по технологии возделывания ярового и озимого ячменя и используются при переподготовке и повышении

квалификации специалистов сельского хозяйства, в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет» при подготовке агрономов. За разработку и внедрение в производство ресурсосберегающей биологи-зированной системы земледелия автор удостоен Государственной премии Республики Марий Эл им. В.П. Мосолова.

Апробации работы. Результаты исследований доложены на межрегиональных научно-практических конференциях по проблеме совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства в Марийском государственном университете (Йошкар-Ола, 2004-2011), межрегиональных научно-практических конференциях - по биологизации земледелия (Киров, 2000, 2005, 2007), по вопросам семеноводства и селекции зерновых культур (Ульяновск, 2011), республиканских агрономических конференциях по вопросам выращивания зерновых культур (Йошкар-Ола, 1999, 2001, 2005, 2007, 2010,2013).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 31 научной работе, в том числе в одной монографии и 12 статьях в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 305 страницах в компьютерном исполнении, состоит из введения, 9 глав, выводов и рекомендаций производству. Содержит 95 таблиц, 7 рисунков и 77 приложений. Библиографический список включает 529 наименований, из них 23 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ ЯРОВОГО И ОЗИМОГО ЯЧМЕНЯ (обзор литературы)

Изложен аналитический обзор научной информации о процессе формирования урожая ячменя в зависимости от природных и почвенных ресурсов, сортов, основных технологических приемов возделывания. На основании анализа литературных источников определены основные направления и поставлены задачи исследований.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Решение поставленных задач было реализовано путем проведения полевых опытов, полевых наблюдений, лабораторных анализов зерна, статистического анализа экспериментальных данных, энергетической и экономической оценки изучаемых приемов. В соответствии с общепринятой методикой проводили полевые опыты в 1999-2009 гг., схемы которых проведены в таблицах соответствующих глав автореферата. Полевые опыты проводили в Сернурском районе Республики Марий Эл, расположенном в восточной части Нечерноземной зоны Российской Федерации. Учетная площадь делянок 90-120 м2, расположение вариантов последовательное и повторность 3-4-х кратная. Под ячмень вносили минеральные удобрения из расчета на планируемую урожайность 3,0 т/га.

Почва опытных участков - дерново-слабоподзолистая среднесуглинистая. Содержание гумуса 1,83-1,96 %, подвижного фосфора - 113-127 и обменного калия 107-114 мг/кг почвы, сумма поглощенных оснований 13,6-15,2 мг. экв., рН солевой вытяжки - 5,5-5,9.

Агрометеорологические условия вегетационных периодов в годы проведения полевых опытов были различными. Из 11 лет - два года (1999 и 2006) были засушливыми и неблагоприятными для роста и развития растений ячменя.

Фенологические наблюдения проводили по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985). Густоту стояния растений учитывали в фазе всходов и перед уборкой путем подсчета растений на 4-х площадках по 0,25 м2. Площадь листьев растений определяли методом высечек, листовой фотосинтетический потенциал рассчитывали по методике A.A. Ничи-поровича (1961), сухую массу растений - высушиванием растительных проб в сушильном шкафу при температуре 105°С. Глыбистость почвы определяли методом наложения сетчатой рамки площадью 0,25 м2 в 3-х местах делянки (ГОСТ 2911-85), выравненность и гребнистость поверхности почвы учитывали в 10 местах по диагонали участка по ширине прохода культиватора и комбинированного агрегата, измеряя высоту гребня рейкой, степень крошения почвы -просеиванием 10 кг почвы через решета диаметром 10, 30 и 50 мм (Доспехов Б.А.,1987), плотность сложения пахотного слоя почвы - буром Некрасова, структурно-агрегатный состав почвы — перед посевом в слое 0-10 и 10-20 см, засоренность посевов в фазу кущения ячменя и перед уборкой - количественно-весовым методом (Б.А. Доспехов, 1987), степень развития болезней - по методике АГОР и ВНИИИФ (Чумаков A.B., Захарова Т.Н., 1990), пораженность растений болезнями - по методике 1 'осударственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985), влажность почвы - весовым методом (Доспехов Б. А., 1987; Воробьев С. А., Егоров В. В., 1991).

Содержание щелочно-гидролизуемого азота в почве определяли по Корн-филду, подвижного фосфора и обменного калия - в вытяжке по Кирсанову с последующим определением фосфора на фотоэлектрокалориметре, а калия - на пламенном фотометре (Аринушкина Е.В., 1970). Содержание белка в зерне определяли умножением содержания общего азота на коэффициент 5,7 (Бонда-ренко A.A., Харитонов O.K., 1964). Урожайность учитывали сплошным обмолотом с пересчетом на 14% влажность и 100% чистоту. Структуру урожая определяли по пробным снопам, массу 1000 зерен - по ГОСТ 10842-89, натуру - по ГОСТУ 10840-85, коэффициенты использования азота, фосфора и калия из почвы и удобрений - разностным методом (Зиганшин A.A., 1974), оценку зимо-

стойкости растений - по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985). Количество обменной энергии и кормовые единицы рассчитывали на основании химического состава растений (Методические указания..., 1997).

Существенность разницы урожайности между вариантами опыта оценивали методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1985). Тесноту и форму связи между показателями оценивали корреляционным и регрессионным методами с использованием компьютерной программы Статистика. Энергетическую оценку приемов проводили по методике Россельхозакадемии (Биоэнергетическая оценка, 1983; Энергетическая оценка, 1994), экономическую - на основе технологических карт, нормативных затрат и действующих реализационных цен на зерно.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Климатические и почвенные ресурсы и возможная урожайность

ярового ячменя

Климат Республики Марий Эл, расположенной в восточной части Нечерноземной зоны, умеренно-континентальный и характеризуется неустойчивым увлажнением: наблюдаются годы засушливые, с достаточным и избыточным увлажнением.

Основным энергетическим ресурсом формирования урожая является солнечная радиация, ее фотосинтетический спектр (ФАР). За вегетационный период в восточной части Нечерноземной зоны приходит около 7,67 кДж/га фотосинтетической активной радиации. При создании благоприятных условий возможно использование в процессе фотосинтеза около 2% фотосинтетической активной радиации. При данном коэффициенте использования, ФАР достаточно для формирования 5,25 т/га зерна ячменя (табл. 1).

Вторым важным климатическим ресурсом является влага. Корреляционный анализ многолетних данных (1999-2008 гг.) полученных нами в полевых опытах показал, что в условиях восточной части Нечерноземной зоны урожай-

ность ярового ячменя в средней степени (г = 0,503) зависит от суммы осадков в слабой степени - от запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы перед посевом ячменя (г = 0,308). Сумма осадков за год составляет 540 мм, в том числе за период вегетации ярового ячменя 170 мм. Согласно расчету данный ресурс обеспечивает урожайность зерна ярового ячменя 5,16 т/га. В целом по биоклиматичсскому потенциалу возможная урожайность зерна ярового ячменя составляет 4,47 т/га.

Из почвенных ресурсов важную роль в формирование урожая сельскохозяйственных культур играет содержание в почве элементов минерального питания. Дерново-слабоподзолистые почвы характеризуются низким содержанием гумуса (1,83-1,96%) и гидролизуемого азота (44,8 мг/кг). Расчеты показывают, что по естественный уровень минерального питания обеспечивает сравнительно низкие урожаи ярового ячменя (1,60-2.63 т/га), особенно по уровню азотного питания (табл. 1).

Таблица 1 - Величина возможной урожайности ярового ячменя по уровню климатических и почвенных ресурсов восточной части Нечерноземной зоны

Показатели Урожайность зерна при стандартной влажности, т/га

Но приходу ФАР 5,25

По влагообеспеченности 5,16

По совокупному влиянию ФАР, тепло- и влагообеспеченности и длительности вегетационного периода (по Рябчикову А. М., 1968) 3,81

По биоклиматическому (БК11) 4,47

По содержанию в почве: щелочно-гидролизуемого азота 1,60

подвижного фосфора 2,63

обменного калия 1,95

Оценка климатических и почвенных ресурсов показывает, что климатические ресурсы восточной части Нечерноземной зоны достаточны для формирования урожая ярового ячменя в пределах 3,8-5,3 т/га. Основным лимитирующим ресурсом урожайности ярового ячменя выступает обеспеченность растений элементами минерального питания.

3.2 Продуктивность сортов ярового ячменя

Особенности роста и развития растений. Эффективное использование природных ресурсов и величина затрат на возделывания в значительной мере зависят от особенностей биологии сорта сельскохозяйственной культуры. Исследования показали, что изученные сорта ярового ячменя имеют различную продолжительность вегетации. Наиболее ранним сроком созревания характеризовался сорт Дина, вегетационный период которого был на 8-11 дней короче по сравнению с другими сортами, но урожайность ниже. Скороспелость сорта для условий со сравнительно коротким периодом вегетации является положительным показателем.

Устойчивость сорта к вредным организмам выступают как фактор энергосбережения. В среднем за 3 года более низкая пораженность растений ячменя корневой гнилью и пыльной головней (5,9 и 0,1 % соответственно) наблюдалась у сорта Локомбо (табл. 2). Растения сортов Гонар и Зазерский 85 поражались значительно сильнее (корневой гнилью 12,6 и 11,1%, пыльной головней 3,0 и 1,5%).

Таблица 2 - Пораженность растений корневой гнилью и пыльной головней, %

Сорт 2004 г. 2005 г. 2006 г. В среднем за 2004-2006 гг.

корн, гниль головня корн, гниль головня корн, гниль головня корн, гниль головня

Гонар 3,1 4,6 31,6 2,8 31,6 1,6 12,6 3,0

Зазерский 85 1,6 2,1 29,4 1,5 29,4 0,8 11,1 1,5

Рахат 1,4 1,3 16,2 1,0 16,2 1,2 9,2 1,2

Дина 4,2 1,0 27,8 1,2 27,8 0,4 9,9 0,9

Локомбо 1,2 0,4 14,4 - 14,4 - 5,9 0,1

Урожайность и ее структура. Все сорта формировали урожайность близкую к планируемой. В тоже время урожайность изменялась по годам и отличалась между сортами (табл. 3). В среднем за 3 года наибольшая (3,11 т/га) урожайность зерна формировал сорт Локомбо, что выше по сравнению с контрольным сортом Гонар на 0,24 т/га, а с остальными сортами - на 0,13-0,50 т/га.

Статистически существенна была выше урожайность сорта Локомбо по сравнению с сортом Гонар во все годы проведения опыта, но по сравнению с сортом Рахат разница была статистически несущественна.

Таблица 3 - Урожайность сортов ярового ячменя, т/га

Сорта Годы В среднем за 2004-2006 гг.

2004 2005 2006 т/га отклонение от контроля, ±

Гонар (контроль) 2,95 3,11 2,54 2,87 0,0

Зазерский 85 3,01 3,15 2,57 2,91 +0,04

Рахат 3,03 3,18 2,72 2,98 +0,11

Дина 2,64 2,76 2,43 2,61 -0,26

Локомбо 3,18 3,33 2,82 3,11 +0,24

НСР05 0,18 0,22 0,20

В зависимости от величины урожайности были неодинаковыми и показатели структуры урожая (табл. 4).

Таблица 4 - Структура урожая у сортов ярового ячменя (в среднем за 2004-2006 гг.)

Сорт —■—--^— Перед уборкой, шт./м Продуктивная кустистость Количество зерен в колосе, шт. Масса зерна колоса, г Масса 1000 зерен, г

растений продуктивных стеблей

Гонар 311 514 1,65 15,2 0,56 36,7

Зазерский 85 314 518 1,65 15,6 0,57 36,0

Рахат 317 523 1,64 15,8 0,57 36,1

Дина 326 516 1,58 14,5 0,51 34,9

Локомбо 305 538 1,77 19,1 0,58 30,2

Наибольшая урожайность зерна сорта Локомбо формировалась за счет практически всех элементов структуры урожая. Данный сорт формировал посев с наибольшей густотой стеблестоя (538 шт./м2) благодаря способности кустится (1,77), больше зерен в колосе (19,1 шт.) и соответствен с большей продуктивностью (0,58 г). Масса 1000 зерен у этого была наименьшая (30,2 г), что в значительной мере вызвано с более густым стеблестоем посева.

Качество зерна. Основным показателем .качества зерна ячменя является содержание в нем белка, которое определяет основные технологические и кормовые свойства качества зерна ячменя.

Сорта по содержанию белка в зерне в среднем за 3 года существенно не отличались между собой колебалось от 11,58 (сорт Локомбо) до 11,96% (сорт Дина). У сорта Дина, вероятно, более активно происходит реутилизация азота из листьев, в том числе за счет распада белков фотосинтетических ферментов. Данный процесс сопровождается более ускоренным созреванием зерна. Благодаря большей урожайности наибольший выход белка с 1га обеспечил сорт Локомбо (361кг).

Энергетическая и экономическая эффективность возделывания сортов. Наибольшее количество энергии накопил сорт Локомбо и составило 37,8 гДж с 1га посева. Валовой сбор энергии остальных сортов был несколько ниже. Так, сорта Гонар он составил 34,2, Зазерский-85 - 35,1, Рахат - 36,2, Дина -31,2 гДж с 1га посева (табл. 5).

Таблица 5 -Энергетическая эффективность выращивания сортов ярового ячменя (в среднем за 2004-2006 гг.)

Сорт Выход валовой энергии, гДж/га Затраты совокупной энергии, гДж/га Выход чистой энергии, гДж/га Коэффициент энергетической эффективности

Гонар 34,2 19,2 15,0 1,78

Зазерский 85 35,1 19,5 15,6 1,80

Рахат 36,2 20,0 16,1 1,81

Дина 31,2 17,9 13,3 1,74

Локомбо 37,8 20,7 16,7 1,83

Возделывания всех сортов ярового ячменя достаточно энергетически эффективно. В годы исследований энергетически наиболее эффективным было выращивание сорта Локомбо (коэффициент энергетической эффективности 1,83). Экономически наиболее эффективным также было возделывание сорта Локомбо, себестоимость 1 т зерна составила 1647 руб.

14

3.3 Эффективность предшественников ярового ячменя

Севооборот и правильный подбор предшественника является важным условием формировании высокого урожая, сохранения и повышения плодородия почвы и снижения затрат на защиту растений от вредных организмов и применение удобрений. В современных условиях в связи с изменение структуры посевных площадей и снижением материального обеспечения растениеводства возникла необходимость изучения нетрадиционных для ячменя предшественников (клевера лугового Trifolium pratense L. и рапса ярового Brassif napus L. ssp. oleifera Metzg).

Биологическая активность почвы. О влиянии предшественников на почву можно судить по биологической активности почвы, которую учитывали по разложению. Степень разложения льняного волокна микроорганизмами позволяет судить о наличии доступных элементов питания и плодородии почвы. Наибольшая биологическая активность почвы под посевом ячменя наблюдалась при посеве его после клевера. В зависимости от сорта степень разложения льняного полотна в слое 0-10 см составила 35,2-39,4, а в слое 10-20 см - 32,436,0% (табл. 6).

Таблица 6 - Влияние предшественников на биологическую активность почвы

под ячменем в конце фазы трубкование (в среднем за 2004-2006 гг.)

Сорт, предшественник Разложение льняного полотна в слое почвы, %

0-10 см 10-20 см

Сорт Гонар

Озимая рожь (контроль) 28,7 26,8

Рапс яровой 31,4 29,1

Клевер луговой 35,2 32,4

Сорт Локомбо

Озимая рожь (контроль) 30,1 28,4

Рапс яровой 34,2 31,2

Клевер луговой 39,4 36,0

Засоренность посев. К концу вегетации наблюдалось снижение засоренности посевов благодаря угнетению их растениями ячменя. При посеве ячменя

после клевера и рапса количество сорняков на 1 вперед уборкой было на 11-13 и 7-8 шт. меньше, чем при посеве после озимой ржи (табл. 7).

Таблица 7 - Засоренность посевов ячменя по различным предшественникам (в среднем за 2004-2006 гг.)

Предшественник В фазе кущения Перед уборкой

количество сорняков, шг./м2 воздушно-сухая маоса сорняков, гУм2 количество сорняков, шг./м2

всего в т.ч. всего в т.ч. многолетних всего вт.ч

многолетних малолетних многолетних Малолетних

Сорт 1'онар

Озимая рожь (контроль) 78 17 61 72,9 19,0 34 15 19

Рапс 60 14 46 56,5 15,7 27 12 15

Клевер 53 12 41 50,1 13,8 23 11 12

Сорт Локомбо

Озимая рожь (контроль) 77 17 60 72,1 18,9 34 14 20

Рапс 58 13 45 54,6 14,6 26 11 15

Клевер 50 11 39 47,2 12,4 21 9 12

Пораженность растений корневыми гнилью. В период «всходы -кущение» наименьшая пораженность растений корневой гнилью была при возделывании ячменя после рапса составила 9,1 (сорт 1'онар) и 5,4% (сорт Локомбо), что на 4,3 и 1,3%, 2,8 и 1,2 % соответственно меньше, чем при размещении ячменя после озимой ржи и клевера лугового.

Урожайность н се структура. Изучение роли предшественников в формировании урожая показало, что посевы изучаемых сортов различались по продуктивности. Наибольшая урожайность зерна в среднем за 3 года получена после клевера: сорта Гонар - 2,94 и Локомбо - 3,08 т/га. После озимой ржи и рапса продуктивность посева была ниже соответственно у изученных сортов на 0,37 и 0,23 т/га, 0,40 и 0,17 т/га, чем после клевера (табл. 8).

При посеве ячменя после клевера густота продуктивного стеблестоя у составило 522 (сорт Гонар) и 541 шт./ м2 (сорт Локомбо), количество зерен в колосе соответственно 15,2 и 21,7 шт. Масса 1000 зерен была выше в варианте с предшественником клевер: у сорта Гонар - 37,3, у Локомбо - 26,2 г, что на 1,2 и 0,6, 0,4 и 0,3 г соответственно больше, чем после озимой ржи и рапса.

Таблица 8 - Влияние предшественников на урожайность ячменя, т/га

Сорт (фактор А), предшественник (фактор В) 1 оды В среднем за 2004-2006 гг.

2004 2005 2006 т/га Отклонение от контроля, ±

Сорт Гонар

Озимая рожь (контроль) 2,69 2,74 2,28 2,57 0,0

Рапс 2,81 2,85 2,47 2,71 +0,14

Клевер 3,08 3,11 2,63 2,94 +0,37

Сорт Локомбо

Озимая рожь (контроль) 2,78 2,86 2,41 2,68 0,0

Рапс 3,01 3,09 2,63 2,91 +0,23

Клевер 3,19 3,28 2,77 3,08 +0,40

НСР05 факторов: А 0,11 0,10 0,09

В 0,14 0,12 0,12

АВ 0,14 0,12 0,12

Энергетическая оценка и экономическая эффективность предшественников. Результаты исследований показывают, что коэффициент энергетической эффективности возделывания ярового ячменя после предшественника клевер был самым высоким у обоих изучаемых сортов и составил 1,99 и 2,09. По сравнению с озимой рожью превышение данного показателя составило соответственно по сортам 0,27 и 0,24.11о рапсу энергетическая эффективность занимала промежуточное положение.

Экономически более эффективно было выращивание ячменя после клевера. Себестоимость производства 1 т зерна при этом составила 1592 и 1662 руб., уровень рентабельности - 62,4 и 69,7%,

Таким образом, на малогумусной дерново-подзолистой среднесуглинис-той почве более целесообразным является использование клевера лугового в качестве предшественника ярового ячменя, обеспечивающего повышение плодородия почвы, формирования более высокого урожая и энергосбережения по сравнению с предшественником озимая рожь.

Таблица 9 - Энергетическая оценка возделывания ячменя по разным предшественникам (в среднем за 2004-2006 гг.)

Сорт, предшественник Содержание энергии в урожае, гДж/га Затраты совокупной энергии, гДж/га Выход чистой энергии, гДж/га Коэффициент энергетической эффективности

Сорт 1онар

Озимая рожь (контроль) Рапс 30,7 32,4 17,5 18,4 13,2 13,9 1,75 1,84

Клевер 35,2 19,1 15,1 1,99

Сорт Локомбо

Озимая рожь (контроль) Рапс 32,1 34,8 18,1 19,6 14,0 15,2 1,82 1,97

Клевер 36,8 20,7 16,3 2,09

3.4 Пожнивные сндеральпые культуры

Одним из приемов эффективного использования климатических и почвенных ресурсов, повышения плодородия почвы является возделывание промежуточных культур в качестве сидерата. С целью выявления наиболее эффективных пожнивных культур проводился полевой опыт, который включал возделывание ярового ячменя после озимой ржи (контроль), после уборки озимой ржи посев пожнивной сидеральной культуры рапса ярового (Brassif napus L. ssp. oleífera Metzg), горчицы белой (Sinapis alba L.) и редьки масличной (Raphanus sativus L. var. oleífera Metzg).

Продуктивность и химический состав пожнивных сидсральных культур. Наибольшая абсолютно-сухая масса перед запашкой образовалась у посева редьки масличной (1,84 т/га). Биомасса рапса ярового и горчицы желтой составила 1,35 и 1,60 т/га, что меньше соответственно на 0,49 и 0,24 т/га, чем при запашке редьки масличной (табл. 10). Определение химического состава пожнивных сидеральных культур показало, что в надземной биомассе редьки масличной наиболее высокое содержание элементов минерального питания: азота - 2,23%, фосфора - 0,93 и калия - 2,16%, в корневых остатках - соответственно 0,87%, 0,62 и 1,47 %. При запашке редьки масличной в почву поступило: азота - 37,8 кг/га, фосфора - 16,6 и калия - 38,3 кг/га, а при запашке горчицы желтой и рапса ярового значительно меньше - соответственно 26,7 и 32,3 кг/га; 11,0 и 13,8; 27,2 и 32,6 кг/га.

Таблица 10 - Абсолютно-сухая масса пожнивных сидеральных культур, т/га

Вариант Часть растений Годы В среднем за 20032005 гг.

2003 2004 2005 '

Рапс яровой надземная масса 1,23 1,30 1,05 1,19

корневые остатки 0,16 0,17 0,13 0,16

Всего 1,39 1,47 1,18 1,35

Горчица белая надземная масса 1,47 1,51 1,27 1,42

корневые остатки 0,18 0,19 0,16 0,18

Всего 1,65 1,70 1,43 1,60

Редька масличная надземная масса 1,68 1,80 1,44 1,64

корневые остатки 0,21 0,22 0,18 0,20

Всего 1,89 2,02 1,62 1,84

Изучение динамики элементов питания в почве в период вегетации ячменя показало, что на вариантах с пожнивными сидеральными культурами их содержание было выше, по сравнению с вариантом без пожнивных сидеральных культур (озимая рожь). После запашки редьки масличной в фазу кущения ячменя в почве содержалось: щелочно-гидролизуемого азота - 81,0 мг/кг, подвижного фосфора - 134,2 и обменного калия - 130,8 мг/кг, перед уборкой -соответственно 78,3, 137,4 и 132,0 мг/кг. На остальных вариантах с сидеральными культурами эти показатели были несколько ниже.

Урожайность зерна. Запашка пожнивных культур обеспечивала поступление органического вещества в почву, что оказывало влияние не только на плодородие, но и продуктивность растений ярового ячменя. В среднем за три года наибольшая урожайность зерна получена при запашке в почву редьки масличной и составила 3,35 т/га. После озимой ржи (контроль) она составила 3,06 т/га, рапса ярового - 3,21 и горчицы желтой - 3,28 т/га, что меньше по сравнению с вариантом, где пожнивная культура была редька масличная, на 0,29, 0,14 и 0,07 т/га или на 8,7,4,2 и 2,1% (табл. 11). В тоже время, следует отметить, разница в урожайности ячменя между вариантами с пожнивными культурами статистически несущественна, за исключением 2006 г.

Таблица 11- Влияние пожнивных сидеральных культур на урожайность

ярового ячменя, т/га

Вариант Годы В среднем за 2004-2006 гг.

2004 2005 2006

Озимая рожь (контроль) 3,03 3,25 2,89 3,06

Озимая рожь + рапс яровой 3,20 3,39 3,04 3,21

Озимая рожь + горчица белая 3,24 3,44 3,15 3,28

Озимая рожь + редька масличная 3,31 3,50 3,25 3,35

НСРо, 0,27 0,18 0,22

Коэффициенты использования элементов питания пожнивных сидеральных культур. После запашки пожнивных сидеральных культур растения ячменя использовали элементы питания неодинаково (табл. 12). Наибольшее использование растениями 1\ГРК для формирования урожая было в варианте с

пожнивной культурой редька масличная: 14- 19%, Р205- 19,3 и К20 - 16,7%. В меньшей степени использовались элементы питания растениями ячменя в варианте с рапсом: N - 14,1 %, Р205 -15,0 и К20 -12,1%.

Таблица 12 - Использование элементов питания растениями ячменя (в среднем за 2004-2006 п .)

Вариант Вынос с прибавкой урожая, кг/га Пост] элеме! сиде /пило в почву по в питания с ратами, кг/га Использование для формирования прибавки урожая, %

N р2о, к2о N Р?0, к2о N р2о, к2о

Рапс яровой 3,75 1,65 3,3 26,7 11 27,2 14,1 15 12,1

1Ърчица белая 5,5 2,42 4,84 32,4 13,8 32,6 17 17,5 14,8

Редька масличная 7,25 3,19 6,38 37,8 16,6 38,3 19 19,3 16,7

Экономическая эффективность пожнивных сидеральных культур.

Наиболее дешевое зерно ячменя получено на варианте с пожнивной сиде-ральной культурой редька масличная, где себестоимость 1 т зерна составила 1767 руб., уровень рентабельности - 52,8%, после озимой ржи без сидеральной культурой соответственно 1832 руб. и 47,4%.

3.5 Системы обработки почвы

Обработка почвы оказывает разностороннее влияние на агрофизические и агрохимические свойства, на устойчивость деградации и в конечном итоге на урожайность сельскохозяйственных культур. Обработка почвы один из самых энергоемких приемов в аротехнологии. С целью разработки энергосберегающих способов обработки почвы в технологии возделывания ярового ячменя был сконструирован комбинированный агрегат (рисунок) и проведен полевой опыт по схеме, которая приведена в таблице 13. В качестве предшественников использовали рапс яровой и клевер луговой на семена.

Таблица 13 - Система обработки дерново-слабоподзолистой, среднесуглинис-той почвы под посев ярового ячменя

№ пп Способ Обработки Состав агрегата

1. Традиционный (контроль) Осень: МТЗ-82, БДТ-ЗА; ДТ-75М, 11Н-4-35. Весна: ДТ-75М, ЗБЗТС-1,0; МТЗ-82, КПС-4А; МТЗ-82, ЗККШ-бА; МТЗ-82, СЗП-3,6; МТЗ-82, ЗККШ-6А.

2. Комбинированный 1 Осень: МТЗ-82, БДТ-ЗА; ДТ-75М, 11Н-4-35. Весна: ДТ-75М, БЗТС-1; К-701А, комбинированный агрегат; МТЗ-82, СЗП-3,6; МТЗ-82, ЗККШ-6А

3. Комбинированный 2 Осень: МТЗ-82, БДТ-ЗА; ДТ-75М, ПН-4-35 Весна: К-701А, комбинированный агрегат в комплексе с выравнивателем, катками и с одновременным посевом

4. Минимальный 1 Осень: К-701 А, комбинированный агрегат без выравнивателя и катков. Весна: К-701 А, комбинированный агрегат с выравнивателем и катками; МТЗ-82, СЗП-3,6; МТЗ-82, ЗККШ-6А.

5. Минимальный 2 Осень: К-701 А, комбинированный агрегат без выравнивателя и катков Весна: К-701 А, комбинированный агрегат в комплексе с выравнивателем, катками и с одновременным посевом

Рисунок. Схема комбинированного агрегата для предпосевной подготовки

почвы и посева

Влияние способа обработки на физические свойства ночвы. Перед посевом ячменя наибольшее содержание частиц размером 0,25-10 мм в слое 0-10 см отмечено после минимальной обработки почвы (варианты 4 и 5) составляло 63,5-63,8 (предшественник клевер луговой) и 60,7-60,9% (рапс яровой). Наиболее оптимальная плотность сложения пахотного слоя почвы наблюдалась после комбинированной системы обработки почвы (варианты 2 и 3) и в зависимости от предшественников составила 1,11-1,12 и 1,12 -1,13 г/см3.

Пораженность растений ячменя корневой гнилью. Наименьшая пора-женность растений корневой гнилью отмечалась при посеве ячменя при комбинированной системе обработки почвы и в среднем за 3 года в зависимости от предшественников изменялась от 12,0 до 12,4%.

Запасы продуктивной влаги в почве. Перед посевом ячменя содержание продуктивной влаги в слое 0-20 см почвы после комбинированной системы обработки составило 43,5-44,3 мм и в метровом слое - 156,1-161,3 мм, что несколько больше, чем при традиционной, но меньше, чем при минимальной обработке почвы (табл. 14).

Таблица 14 - Содержание продуктивной влаги перед посевом, мм (в среднем за 2004-2006 гг.)

Система обработки Слой почвы, см

почвы 0-10 0-20 0-50 0-100

Клевер луговой

Традиционная

(контроль) 1 17,8 40,2 81,2 156,6

Комбинированная 1 2 18,2 43,5 84,3 161,2

Комбинированная 2 3 18,3 43,6 84,4 161,3

Минимальная 1 4 23,5 50,0 94,2 171,5

Минимальная 2 5 23,6 50,1 94,3 171,8

Рапс яровой

Традиционная

(контроль) 1 18,1 40,7 80,3 150,5

Комбинированная 1 2 18,6 44,1 83,5 156,1

Комбинированная 2 3 18,7 44,3 83,6 156,3

Минимальная 1 4 24,1 50,5 93,1 163,5

Минимальная 2 5 24,2 50,7 93,2 163,7

Засоренность посевов. Наименьшее количество сорняков в период кущения растений ячменя наблюдалось при посеве ячменя после традиционной системы обработки почвы и составило 43 (предшественник клевер луговой) и 39 шт. на 1 м2 (предшественник рапс яровой), в том числе многолетних 12 и 9 пгг./м2, воздушно-сухая масса соответственно 42,1 и 36,8, 13,4 и 10,2 г/м2.

Урожайность зерна. Наибольшая урожайность зерна ячменя формировалась в варианте с комбинированной системой обработки почвы с одновременным посевом и в зависимости от предшественников изменялась от 2,85 (клевер луговой) до 2,93 т/га (рапс яровой) (табл. 15).

Таблица 15 - Урожайность зерна в зависимости от системы обработки почвы,

т/га

Обработка почвы (фактор А) Годы В среднем за 2004-2006 гг.

2004 2005 2006

т/га отклонение от контроля ±

Клевер луговой (фактор В)

1. Традиционная (контроль) 2,91 2,95 2,62 2,82 0,0

2.Комбинированная 1 3,07 3,12 2,55 2,91 +0.09

З.Комбинированная 2 3,09 3,14 2,57 2,93 +0,11

4.Минимальная 1 2,78 2,85 2,70 2,77 -0,05

5.Минимальная 2 2,80 2,87 2,71 2,79 -0,03

Рапс яровой (с шктор В)

1.'Традиционная (контроль) 2,86 2,90 2,54 2,76 0,0

2.Комбинированная 1 2,98 3,04 2,48 2,83 +0,07

З.Комбинированная 2 3,01 3,06 2,49 2,85 +0,09

4.Минимальная 1 2,73 2,81 2,63 2,72 -0,04

5. Минимальная 2 2,75 2,83 2,65 2,74 -0,02

НСР05 факторов: А 0,06 0,09 0,06 0,036

В 0,10 0,14 0,10 0,058

АВ 0,10 0,14 0,10 0,058

Несколько ниже (2,83-2,91 т. с 1 га) урожайность была в варианте с комбинированной обработкой, но с раздельным посевом. В вариантах с минимальной обработкой урожайность зерна была ниже по сравнению с вариантами с комбинированной системой обработки почвы и составила 2,72-2,79 т. с 1 га. Примерно такой же уровень зерна (2,76-2,82 т. с 1 га) получен при традиционной обработке почвы. Из 3-х лет исследований 2004 и 2005 гг. были оптимальными по влагообеспеченности, а 2006 г. - сравнительно засушливым. Исследования показали, что в засушливые годы минимальная система обработки почвы имеет некоторое преимущество по сравнению с комбинированной и традиционной.

Энергетическая и экономическая эффективность систем обработки почвы. Сравнительный анализ энергетической эффективности показал, что при выращивании ячменя по накоплению энергии в зерне и окупаемости затраченной техногенной энергии преимущество имел вариант 3. В этом варианте коэффициент энергетической эффективности был высоким и составил 2,23-2,19. Несколько ниже данный показатель был на других вариантах, но разница между минимальной системой обработки почвы (вариант 4 и 5) и комбинированной (3 и 2) была несущественной.

Наиболее экономически эффективным было возделывание ячменя с комбинированной системой обработки почвы с одновременным посевом семян, себестоимость зерна в этом варианте составила 1871 и 1910 руб./т, уровень рентабельности - 41,2 и 44,2%. Уровень рентабельности возделывания ярового ячменя с традиционной системой обработки почвы был ниже и составил 34,8% и 32,9%, что соответственно на 9,4% и 8,3% меньше, чем в варианте 3 комбинированной обработкой почвы.

Следовательно, осенняя отвальная вспашка с предварительным лущением стерни в сочетании с весенней предпосевной подготовкой почвы комбинированным агрегатом и одновременным посевом наиболее энергетически эффективно.

3.6 Обоснование возможности возделывания озимого ячменя

Дальнейшее увеличение производства фуражного зерна за счет расширения площадей ярового ячменя не представляется возможным из-за нарушения системы севооборотов. Озимые культуры обладают высоким потенции-алом и возделывание озимого ячменя даст возможность увеличить валовые сборы зерна. Кроме того, в условиях восточной части Нечерноземной зоны, где частые летние засухи сменяются выпадением обильных осадков в период уборки урожая очень важно иметь раносозревающие зерновые культуры. В связи с этим нами проведены исследования с целью обоснования целесообразности возделывания озимого ячменя.

Рост н развитие растений. В осенний период существенных различий в развитии растений озимого ячменя от других озимых кулыур не наблюдалось. В летний период растения озимого ячменя развивались более ускоренно и его зерно созрело в начале третьей декады июля, что на 5-10 дней раньше по сравнению с озимой рожью и на 16-19 дней - по сравнению с озимой тритикале. Продолжительность вегетационного периода озимого ячменя составила 297-299 дней.

Лучше перезимовали растения озимой ржи (82,1%), несколько хуже -озимой тритикале (61,7%) и озимого ячменя (61,1%). В тоже время наибольшая весенне-летняя выживаемость растений было у озимого ячменя (66,2%). Густота стояния растений в конце вегетации составила 129 шт./м2, что меньше по сравнению с густотой других озимых культур (табл. 16).

Таблица 16 - Перезимовка и густота стояния растений озимых зерновых культур (в среднем за 2006-2009 гг.)

Культура Перезимовало растений Сохранилось растений к уборке

шт./м2 % шт./м %

Озимая рожь 366 82,1 218 48,9

Озимая пшеница 348 79,2 206 46,9

Озимая тритикале 269 61,7 148 33,8

Озимый ячмень 195 61,1 129 49,6

Урожайность и ее структура. Урожайность озимого ячменя статистически существенно ниже была только в 2009 г., чем у озимой ржи (табл. 17). В остальные годы урожайность озимых зерновых культур между собой существенно не отличалась. В среднем за 3 года озимый ячмень формировал урожай 3,01 т зерна с 1 га, что близко к планируемой урожайности.

Таблица 17 - Урожайность озимого ячменя и других озимых культур, т/га

Культура 1 'оды В среднем за 2007-2009 гг.

2007 2008 2009

Озимая рожь 3,12 3,29 3,31 3,24

Озимая пшеница 3,04 3,18 2,92 3,05

Озимая тритикале 3,09 3,34 2,96 3,13

Озимый ячмень 2,96 3,24 2,83 3,01

НСР05 0,16 0,14 0,24

Несмотря на сравнительно низкую перезимовку, озимый ячмень сформи-

ровал посев с достаточно густым продуктивным стеблестоем, благодаря более высокой продуктивной кустистости (табл. 18). К уборке у растений ячменя было оптимальное число продуктивных стеблей (381), количество зерен в колосе -

23,2, а масса зерна с 1 колоса составила 0,79 г.

Таблица 18 - Структура урожая озимого ячменя и других озимых зерновых культур (в среднем за 2007-2009 гт.)

Культура Количество продуктивных стеблей, шт./м2 Кустистость продуктивная Количество зерен в колосе, шт. Масса зерна с колоса, г Масса 1000 зерен, г

Озимая рожь 428 1,96 34,2 0,76 22,1

Озимая пшеница 413 2,01 18,4 0,74 40,1

Озимая тритикале 339 2,29 30,5 0,92 30,3

Озимый ячмень 381 2,94 23,2 0,79 34,1

Обобщающим показателем кормовых достоинств зерна является выход кормопротеиновых единиц и обменной энергии с единицы площади. 11о данным параметрам озимый ячмень (3,44 т/га и 31695 МДж) существенно не усту-

пает озимой ржи (3,43 т/га и 31590 МДж) и озимой пшенице (3,51 т/га 3229 МДж).

Экономическая и энергетическая оценка. Себестоимость производства I т зерна озимого ячменя составила 2408 руб., что на 105 руб. выше озимой ржи, но на 214 и на 256 руб. - ниже озимой тритикале и озимой пшеницы соответственно. Уровень рентабельности его выращивания составил 37,0%, что на 1,8% ниже, чем у озимой пшеницы, но значительно выше, чем у других культур.

Коэффициент энергетической эффективности возделывания озимого ячменя составил 2,07, что несколько выше, чем у озимой пшеницы и озимой тритикале. С энергетической точки зрения выращивание озимого ячменя по сравнению с указанными озимыми культурами является энергосберегающим. Таким образом, по урожайности, качеству зерна, экономической и энергетической эффективности выращивание озимого ячменя целесообразно в восточной части Нечерноземной зоны.

3.7 Срок посева и норма высева семян озимого ячменя

Учитывая, что озимый ячмень в восточной части Нечерноземной зоны новая культура, одной из наших задач являлось исследование формирования его урожая в зависимости от срока посева и нормы высева семян.

При посеве озимого ячменя во второй срок (1 сентября) полевая всхожесть снизилась по сравнению с первым сроком на 1,3-2,1%, а при посеве в третий срок (6 сентября) - на 2,5-3,3%. Максимальная полевая всхожесть (75,9-79,2%) была при норме высева 2,5 млн. семян на 1 га (табл. 19).

Густота всходов изменялась пропорционально норме высева семян. Наибольшей она была в варианте с нормой высева 4,5 млн. всхожих семян на 1 га и в зависимости от сроков сева составила 341-328 шт./м2, а наименьшей -при норме высева 2,5 млн./га соответственно 189-198 шт./м2.

Значительно большее число всходов озимого ячменя наблюдалось при посеве в первый срок сева (26 августа) и в зависимости от нормы высева семян составило 198-341 шт./м2.

Таблица 19 - Динамика густоты стояния растений озимого ячменя в зависимости от срока посева и нормы высева семян (в среднем за 2006-2009 гг.)

Срок посева Норма высева млн. шт./ га Количество всходов, шт./м2 Полевая всхожесть семян, % Количество растений после перезимовки, шт./ м2 Количество растений к уборке, шт./м2 Сохранность растений, %

26.08 2,5 198 79,2 120 111 56,1

3,0 235 78,6 131 122 51,9

3,5 272 77,8 142 134 49,3

4,0 307 76,7 149 140 45,6

4,5 341 75,6 157 148 43,4

01.09 2,5 192 77,1 126 120 62,5

3,0 230 76,8 140 133 57,8

3,5 266 75,9 153 148 55,6

4,0 300 75,1 159 154 51,3

4,5 334 74,2 164 159 46,2

06.09 2,5 189 75,9 118 109 57,7

3,0 226 75,2 127 119 52,7

3,5 261 74,6 139 132 50,6

4,0 295 73,8 147 139 47,1

4,5 328 73,1 152 146 44,5

При посеве 1 сентября (второй срок) всходов было меньше (192-334), а при посеве 6 сентября (третий срок) оно было наименьшее (189-328 шт. /м2). Лучше перезимовали растения при посеве во второй срок (1 сентября). В зависимости от нормы высева выживаемость растений составила 48,0-35,3%. Было установлено, что в условиях восточной части Нечерноземной зоны для хорошей перезимовки растения озимого ячменя должны иметь 2-3 побега кущения.

Урожайность и ее структура. В среднем за 3 года наибольшая урожайность зерна формировалась при посеве озимого ячменя во второй срок (1 сентября) и в зависимости от нормы высева семян составила 2,85-3,19 т/га.

Урожайность в данном варианте была больше на 0,16-0,23 и на 0,36-0,5 т/га по сравнению с посевом в первый и третий сроки соответственно (табл. 20).

Таблица 20 - Урожайность зерна озимого ячменя в зависимости от срока посева

и нормы высева семян, т/га

Срок посева (фактор А) Норма высева, млн. шт./га (фактор В) Годы В среднем за 2007-2009 гг.

2007 2008 2009

26.08 2,5 2,62 2,84 2,69 2,71

3,0 2,73 2,95 2,79 2,82

3,5 2,88 3,05 2,92 2,96

4,0 2,75 2,93 2,83 2,84

4,5 2,59 2,82 2,68 2,69

01.09 2,5 2,74 3,07 2,85 2,89

3,0 2,89 3,17 2,99 3,02

3,5 3,04 3,36 3,15 3,19

4,0 2,93 3,23 3,04 3,07

4,5 2,72 3,03 2,81 2,85

06.09 2,5 2,38 2,72 2,48 2,53

3,0 2,41 2,76 2,52 2,56

3,5 2,51 2,91 2,64 2,69

4,0 2,43 2,79 2,55 2,59

4,5 2,31 2,63 2,42 2,45

НСР05 фактор А 0,070 0,063 0,070

фактор В 0,091 0,081 0,091

АВ 0,091 0,081 0,091

Но совокупному воздействию изучаемых факторов наибольший сбор зерна в среднем за три года получен у сорта Волжский Первый при посеве 1 сентября (2-ой срок) с нормой высева 3,5 млн. семян на 1 га. В этом варианте урожайность составила 3,19 т зерна с 1 га. Она сформировалась при густоте продуктивных стеблей 387 шт./м2, продуктивной кустистости - 2,62, массе 1000 зерен - 34,8 г, количестве зерен в колосе - 23,7 пгг., массе зерна с 1 колоса - 0,82 г. В остальных вариантах величина элементов структуры урожая были существенно ниже (табл. 21).

Таблица 21 - Структура урожая озимого ячменя в зависимости от срока посева и нормы высева семян (в среднем за 2007-2009 гг.)

Норма Количество Кусти- Количе- Масса Масса

Срок высева, продуктивных стость ство зерен зерна 1000

посева млн. стеблей, продук- в колосе, колоса, зерен,

шт./га шт./м2 тивная шт. г г

26.08 2,5 319 2,88 24,1 0,85 35,2

3,0 342 2,80 23,8 0,83 34,8

3,5 369 2,75 23,4 0,80 34,3

4,0 375 2,68 22,6 0,76 33,5

4,5 380 2,57 21,8 0,71 32,7

01.09 2,5 333 2,78 24,3 0,87 35,7

3,0 358 2,69 24,0 0,84 35,2

3,5 387 2,62 23,7 0,82 34,8

4,0 391 2,54 23,2 0,79 33,9

4,5 395 2,47 22,1 0,73 32,8

06.09 2,5 302 2,74 23,9 0,84 35,0

3,0 315 2,65 23,5 0,81 34,5

3,5 341 2,58 23,1 0,79 34,1

4,0 348 2,50 22,4 0,75 33.3

Экономическая н энергетическая эффективность. Посев озимого ячменя во второй срок (1 сентября) с нормой высева 3,5 млн. всхожих семян на 1 га обеспечил наименьшею себестоимость зерна - 2273 руб./т. В этом же варианте отмечен максимальный выход чистой энергии (19,82 гДж/га), а также наибольший коэффициент энергетической эффективности - 2,01.

3.8 Результаты внедрення разработанных приемов в производство

Разработанные приемы повышения продуктивности ярового и озимого ячменя внедрялись в хозяйствах Республики Марий Эл в 2004-2013 гг. С участием автора, актированные комиссией, практические разработки внедрены на площади 1007 га. Использование рекомендованных приемов позволило повысить урожайность ярового и освоить технологию возделывание озимого ячменя. Экономический эффекг от внедрения в расчете на гектар посева в зависимости от приема составил 650-1900 рублей. По Республике Марий Эл в 2011 г. внедрены рекомендованные приемы повышения урожайности ярового и озимого

ячменя на площади 4106 га, в 2012 г. - на 6216 га и в 2013 г. - на 10214 га, получен чистый доход 20 млн. рублей.

ВЫВОДЫ

1. Агроклиматические ресурсы восточной части Нечерноземной зоны достаточны для формирования зерновой продуктивности ярового ячменя в пределах 3,8-5,3 т/га. Приход энергии фотосинтетической активной радиации (ФАР) позволяет формировать 5,3, влагообеспеченность - 5,2, совместно ФАР, тепло и влагообеспеченность - 3,8-4,5 т/га зерна ярового ячменя.

2. Лимитирующим фактором урожайности ярового ячменя в восточной части Нечерноземной зоны выступает низкое естественное плодородие дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой почвы. Содержание основных макроэлементов в почве (ЫРК) обеспечивает формирование 1,6 -2,6 т зерна ярового ячменя с 1 га.

3. Высокую урожайность зерна из изученных сортов ярового ячменя формирует сорт Локомбо (3,1 т/га), который характеризуется высокой устойчивостью к корневой гнили и пыльной головне, имеет достаточно высокое качество зерна. Возделывание данного сорта наиболее энергетически и экономически целесообразно. Коэффициент энергетической эффективности составил 1,83, себестоимость 1 т зерна - 1647 руб.

4. На дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой почве эффективным предшественником для ярового ячменя является клевер луговой. В среднем за 3 года в зависимости от сорта урожайность ячменя после клевера лугового составила 2,94-3,08 т/га, после рапса ярового - 2,71-2,91, озимой ржи - 2,572,68 т/га. Зерно, выращенное после клевера лугового, содержало белка на 1,3-2,1% больше по сравнению по другим предшественникам, масса 1000 зерен и натура зерна также были значительно выше. Использование клевера лугового в качестве предшественника ярового ячменя повышает биологическую активность почвы, наиболее энергетически и экономически эффективно (коэффици-

ент энергетической эффективности 1,99-2,09, себестоимость - 1592-1662 руб./т, уровень рентабельности - 62,4-69,7%),

6. Использование редыси масличной в качестве пожнивной сидеральной культуры при осенней запашке обеспечивает поступление в почву азота 37,8 кг, фосфора - 16,6 и калия - 38,3 кг/га, что способствует повышению урожайности ярового ячменя на 0,15-0,29 т/га (на 4,9-9,5%) по сравнению с вариантом без сидеральной культурой (озимая рожь). Наиболее экономически эффективно возделывание ячменя по пожнивной сидеральной культуре редька масличная. Себестоимость 1 г зерна ярового ячменя по данной культуре составляет 1767 руб. и уровень рентабельности - 52,8%, без сидеральной культуры соответственно 1832 руб. и 47,4%.

7. Энергетически и экономически эффективна комбинированная система обработки почвы под яровой ячмень, которая включает осеннюю зяблевую обработку, лущение с последующей отвальной вспашкой и обработку почвы комбинированным агрегатом весной с одновременным посевом семян. Данная система обеспечивает лучшую разделку почвы, оптимальную плотность сложения пахотного слоя, повышение содержания продуктивной влаги в почве и урожайность ярового ячменя.

8. В условиях Волго-Вятской зоны возможно выращивание озимого ячменя и получение урожайности зерна 3,01 т/га. Озимый ячмень является менее зимостойким, чем другие озимые зерновые культуры. Благодаря усиленному весеннему кущению растений формируется посев с достаточно плотным продуктивным стеблестоем (в среднем за 3 года 381шт./м2), продуктивность колоса и урожайность на уровне озимой пшеницы и тритикале.

По выходу кормопротеиновых единиц и обменной энергии с единицы площади озимый ячмень (3,44 т/га и 31695 МДж) существенно не уступает озимой ржи (3,43 т/га и 31590 МДж) и озимой пшенице (3,51 т/га 3229 МДж).

Возделывание озимого ячменя по сравнению с другими озимыми зерновыми культурами является энергетически эффективным (коэффициент энерге-

тической эффективности 2,07). Экономическая эффективность возделывания озимого ячменя по сравнению с озимой пшеницы несколько ниже, но выше, чем других озимых зерновых культур.

9. Оптимальным сроком посева озимого ячменя является конец августа -начало сентября, а оптимальной нормой высева семян - 3,5 млн. шт. на 1 га. При посеве 1 сентября (2-ой срок) с нормой высева 3,5 млн. семян на 1 га урожайность составила 3,19 т зерна с 1 га. Она сформировалась за счет густоты продуктивного стеблестоя 387 шт./м2, продуктивной кустистости - 2,62, массы 1000 зерен - 34,8 г, количества зерен в колосе - 23,7 шт., массы зерна с колоса -0,82 г. В остальных вариантах величина элементов структуры урожая была существенно ниже.

Посев озимого ячменя во второй срок (1 сентября) с нормой высева 3,5 млн. всхожих семян на 1 га обеспечил наименьшую себестоимость зерна (2273 руб./т). При этом получен максимальный баланс энергии (+19,82 ГДж/га) и наибольший коэффициент энергетической эффективности (2,01).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Климатические ресурсы восточной части Нечерноземной зоны достаточны для формирования сравнительно высокой зерновой продуктивности ярового ячменя (3,8-5,3 т/га). Необходимо использовать сорта и технологические приемы, обеспечивающие максимально реализовать климатические ресурсы продуктивности ярового ячменя.

2. В условиях восточной части Нечерноземной зоны высокопродуктивным, энергетически и экономически эффективным сортом ярового ячменя является Локомбо, урожайность которого в среднем за 3 года составила 3,11 т/га.

3. С целью повышения урожайности зерна и плодородия дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой почвы в качестве предшественника ярового ячменя использовать клевер луговой.

4. Целесообразно использовать в качестве пожнивной сидеральной культуры для ярового ячменя редьку масличную.

5. Применять комбинированную систему обработки дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой почвы, включающей осеннюю отвальную вспашку с предварительным лущением стерни и весеннюю обработку почвы комбинированным агрегатом с одновременным посевом семян ячменя.

6. Целесообразно расширять посевы озимого ячменя в восточной части Нечерноземной зоны, позволяющие увеличить объемы производства качественного зерна ячменя.

7. Посев озимого ячменя проводить в конце августа - начале сентября с нормой высева 3,5 млн. всхожих семян на 1 га.

СПИСОК РАБОТ СОИСКАТЕЛЯ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

а) в рецензируемых изданиях из перечня ВАК Минобразования и науки РФ:

1. Юнусов, Г.С. Совмещение технологических операций при подготовке почвы под посев / Г.С. Юнусов, В.В. Глушков // Плодородие. - 2007. - С. 17-18.

2. Глушков, В.В. Перспективный тритикале / В.В. Глушков, Г.С. Юнусов, Н.Ф. Маслова, A.JI. Пушкарев // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2007. - № 2. - С. 69-71.

3. Глушков, В.В. Роль многолетних бобовых трав и сидеральных паров в земледелии Марий Эл / В.В. Глушков, Г.С. Юнусов, В.И. Макаров, Н.Ф. Маслова // Земледелие. - 2009. - № 3. - С. 12-15.

4. Глушков, В.В. Агрофизические свойства почвы и урожайность ячменя в зависимости от приемов обработки / В.В. Глушков, В.И. Макаров, Г.С. Юнусов, Н.Ф.Маслова //Плодородие.-2010.-№3.-С. 18-20.

5. Макаров, В.И. Крестоцветные культуры - альтернативные источники органических удобрений / В.И. Макаров, В.В. Глушков, Г.С. Юнусов, Н.Ф. Маслова // Плодородие. - 2010. - № 3. - С. 36-38.

6. Глушков, В.В. Козлятник восточный - восстановитель плодородия почвы / В.В. Глушков, В.И. Макаров, Г.С. Юнусов, Н.Ф. Маслова // Плодородие. - 2010. - № 4(55). - С. 35-36.

7. Глушков, В.В. Ресурсосберегающая технология обработки дерново-подзолистой почвы в Марий Эл / В.В. Глушков, Г.С. Юнусов, Н.Ф. Маслова, А.Н. Маршалова // Вестник Казанского государственного аграрного университета. -2011.-№1(19).-С. 116-118.

8. Глушков, В.В. Изменение урожайности ярового тритикале в разные по метеоусловиям годы / B.B. 1 лушков, АН. Маршалова, В.И. Макаров, Н.Ф. Маслова // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2011. - № 2(20).-С. 127-129.

9. Макаров, В.И. Сроки и нормы высева семян озимого ячменя в Волго-Вятской зоне / В.И. Макаров, В.В. Глушков // Вестник Казанского государственного аграрного университета. - 2012. -№ 3(25). - С. 126-130.

10. Макаров, В.И. Сравнительная оценка продуктивности озимых зерновых культур в условиях Республики Марий Эл / В.И. Макаров, В.В. Глушков, Н.Ф. Маслова // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2013. - № 3(34). - С. 14-17.

11. Глушков, В.В. Озимый ячмень в Марий Эл / В.В. Глушков, В.И. Макаров, Н.Ф. Маслова // Научная жизнь. - 2013. - № 3. - С. 19-26.

12. Глушков, В.В. Пожнивные сидеральные культуры и продуктивность ярового ячменя/В.В. Глушков //Плодородие. -2013. -№ 4. - С. 39-41.

б) в монографиях:

13. Глушков В.В. Пути стабилизации плодородия почв и укрепления кормовой базы в начале XXI века / В.В. Глушков / ГУП РМЭ «Типография Правительства РМЭ» - Йошкар-Ола. - 2005. — 83 с.

в) в других изданиях:

14. Глушков В.В. Укрепление кормовой базы в современных условиях / В.В. Глушков // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы региональной научно-практической конференции / ФГОУ ВПО «Марийский государственный университет» - Йошкар-Ола. - 2006. - С. 10-14.

15. Глушков В.В. Рекомендуемые долголетние культурные пастбища / В.В. Глушков // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы региональной научно-практической конференции / ФГОУ ВПО «Марийский государственный университет» - Йошкар-Ола. - 2006. - С. 14-18.

16. Глушков В.В. Опыт работы по расширению площадей многолетних трав в условиях Сернурского района Республики Марий Эл / В.В. Глушков // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы региональной научно-пракги-ческой конференции / ФГОУ ВПО «Марийский государственный университет» -Йошкар-Ола. - 2006. - С. 18-31.

17. Глушков В.В. Состояние и приоритетные направления системы обработки почвы в СГЖ колхоз «Немда» Сернурского района Республики Марий Эл / В.В. Глушков, Г.С. Юнусов // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы региональной научно-практической конференции / ФГОУ ВПО «Марийский государственный университет» - Йошкар-Ола. - 2006. - С. 63-66.

18. Глушков В.В. Состояние и приоритетные направления системы обработки почвы под посев сельскохозяйственных культур в условиях Сернурского района Республики Марий Эл / В.В. Глушков, Г.С. Юнусов // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы региональной научно-практической конференции / ФГОУ ВПО «Марийский государственный университет» - Йошкар-Ола. - 2006. - С. 67-73.

19. Глушков В.В. Предшественник - важный агротехнический прием повышения урожайности зерна ячменя / В.В. Глушков, Г.С. Юнусов // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы региональной научно-практической конференции / ФГОУ ВПО «Марийский государственный университет» - Йошкар-Ола. - 2007. - С. 24-33.

20. Глушков В.В. Влияние ресурсосберегающих технологий при поверхностной обработке на агрофизические свойства почвы и продуктивность растений / В.В. Глушков, Н.Ф. Маслова, Г.С. Юнусов // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы региональной научно-практической конференции / ФГОУ ВПО «Марийский государственный университет» - Йошкар-Ола. - 2007. -С. 232-239.

21. Глушков В.В. Влияние приемов обработки почвы и засоренность посевов ячменя / В.В. Глушков, Г.С. Юнусов, Н.Ф. Маслова, А.Л. Пушкарев // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы региональной научно-практической конференции / ФГОУ ВПО «Марийский государственный университет» - Йошкар-Ола. - 2008. - С. 60-62.

22. Глушков В.В. Полевая всхожесть озимого тритикале / В.В. Глушков, А.Л. Пушкарев // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы региональной научно-практической конференции / ГОУ ВПО «Марийский государственный университет» - Йошкар-Ола. - 2008. — С. 563-565.

23. Глушков В.В. Ячмень - пути повышения продуктивности (монография) / В.В. Глушков, Г.С. Юнусов, Н.Ф. Маслова, А.Л. Пушкарев // ФГОУ ВПО «Марийский государственный университет». - Йошкар-Ола. - 2008. - 182 с.

24. Юнусов Г.С. Эффективность возделывания ярового ячменя по различным предшественникам / Г.С. Юнусов, В.В. Глушков, Н.Ф. Маслова // Ма1епа1у па КопГегепф 81апс1агс1отю / ТякЫ Ргогпоср 1ВМЕЯ. - \Varsawa. - 2008. - С. 69-70.

25. Чекмарев П.А. К вопросу о возделывании озимого ячменя на Северо-Востоке Республики Марий Эл / П.А. Чекмарев, В.В. Глушков, В.И. Макаров, Г.С. Юнусов, Н.Ф. Маслова // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы региональной научно-практической конференции / ФГОУ ВПО «Марийский государственный университет» — Йошкар-Ола. — 2011. — С. 271-273.

26. Глушков В.В. Влияние предшественников на биологическую активность почв / В.В. Глушков, В.И. Макаров, А.Н. Маршалова, Н.Ф. Маслова // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства Материалы региональной научно-практической конференции / ФГОУ ВПО «Марийский государственный университет» - Йошкар-Ола.-2011.-С. 276-277.

27. Маршалова А.Н. Сравнительная оценка продуктивности яровых зерновых культур почв / А.Н. Маршалова, В.В. Глушков, Г.С. Юнусов, Н.Ф. Маслова, Т.С. Чемоданова // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы региональной научно-практической конференции / ФГОУ ВПО «Марийский государственный университет» - Йошкар-Ола. - 2011. - С. 277-279.

28. Глушков В.В. Сберегающее земледелие на основе биологизации / В.В. Глушков // Инновационное развитие растениеводство в Республике Марий Эл. Материалы международной научно-практической конференции 16 ноября 2010

года / ФГОУ ДПОС «Марийский институт переподготовки кадров агробизнеса» - Йошкар-Ола. -2011. - С. 80-91.

29. Глушков В.В. Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства / В.В. Глушков, В.И. Макаров, А.Н. Маршалова, Т.С. Чемоданова, Н.Ф. Маслова // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы региональной научно-практической конференции / ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет» - Йошкар-Ола. - 2012. - С. 268-270.

30. Глушков В.В. Парамагнитные свойства семян зерновых культур / В.В. Глушков, В .И. Макаров, А.Н. Маршалова, Н.Ф. Маслова // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы региональной научно-практической конференции / ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет» - Йошкар-Ола. -2012.-С. 270.

31. Глушков В.В. О нормах высева яровых зерновых культур // В.В. Глушков, В .И. Макаров, А.Н. Маршалова, Н.Ф. Маслова, Т.С. Чемоданова // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы региональной научно-практической конференции / ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет» - Йошкар-Ола. - 2012. - С. 268-270.

Формат 60x84 1/16. Гарнитура Times New Roman, 10. Усл. п. л. 2,32. Тираж 100. Заказ 2931.

Отпечатано в ООО «Стринг» 424002., Россия.Республики Марий Эл, г. Йошкар-Ола, ул. Кремлевская, 31.