Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Повышение продуктивности кукурузы приемами основной обработки почвы в системе применения гербицидов на черноземе обыкновенном Западного Предкавказья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Повышение продуктивности кукурузы приемами основной обработки почвы в системе применения гербицидов на черноземе обыкновенном Западного Предкавказья"

АХТЫРЦЕВ Михаил Михайлович

На правах рукогшйи

ПОВЫШЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ КУКУРУЗЫ ПРИЕМАМИ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В СИСТЕМЕ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ОБЫКНОВЕННОМ ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

Специальность: 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

16 ПАЙ ¿013

005058212

Краснодар - 2013

005058212

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Краснодарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства имени П.П. Лукьяненко Российской академии сельскохозяйственных наук в 20082010 гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Толорая Тристан Рафаэльевич

Официальные оппоненты: Фролов Сергей Александрович,

доктор сельскохозяйственных наук,

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», профессор кафедры овощеводства

Бушнев Александр Сергеевич,

кандидат сельскохозяйственных наук, ГНУ Всероссийский научно-

исследовательский институт масличных культур им. B.C. Пустовойта

Россельхозакадемии, заведующий

лабораторией агротехники

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Донской государственный

аграрный университет»

Защита состоится 23 мая 2013 г. в 900 часов на заседании диссертационного совета Д 220.038.03 при ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина 13; (главный корпус, 1 этаж, комната 106); тел./факс (8-861) 221-57-93.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», с авторефератом на сайтах http://www.vak.ed.gov.ru и http. // www. kubsau. ru.

Автореферат разослан « 19 » апреля 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук, профессор (ЛЦЩММЯ Цаценко Л.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Кукуруза - важнейшая зерновая и кормовая культура. В Краснодарском крае ее посевы на зерно, силос и семена занимают более 600 тыс. га. В северной, менее увлажненной зоне, она возделывается на площади более 280 тыс. гектаров. Вместе с тем для степной зоны края агротехника недостаточно разработана и одним из основных, элементов совершенствования технологии возделывания и повышения урожайности зерна кукурузы является обновление системы основной обработки почвы и научно-обоснованное применение гербицидов.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - повышение продуктивности кукурузы приемами основной обработки почвы в системе применения гербицидов.

Для выполнения поставленной цели решали следующие задачи:

- установить оптимальные приемы основной обработки почвы в системе применения гербицидов и их влияние на динамику плотности сложения почвы и засоренность посева кукурузы;

- определить влияние способов основной обработки почвы на запасы доступной влаги и водопогребление растений кукурузы;

- изучить действие системы гербицидов на сорные растения, а также рост, развитие и продуктивность растений кукурузы при разных приемах основной обработки почвы;

- оценить экономически и биоэнергетически эффективные приемы основной обработки почвы в системе применения гербицидов, повышающие продуктивность кукурузы.

Научная новизна исследований. На черноземе обыкновенном Западного Предкавказья впервые изучено сравнительное влияние отвальной основной обработки почвы, чизельного рыхления, обработки дискатором и дисковой бороной \ViI-Rich на динамику плотности почвы, накопление продуктивной атаги, засоренность посевов кукурузы, рост, развитие и продуктивность растений. Устаноатено действие способов основной обработки почвы и гербицидов на закономерности фотосинтетической деятельности посева, накопление сырой и сухой массы растений кукурузы, структуры урожая. Определена экономическая и биоэнергетическая эффективность применения гербицидов при разных способах основной обработки почвы при возделывании среднеспелого двойного гибрида кукурузы Краснодарский 385 МВ.

Праетическая значимость результатов исследований. На основании проведенных исследований для степной зоны Краснодарского края предложены эффективные способы основной обработки почвы в системе применения гербицидов, позволяющие повышать урожайность зерна кукурузы и эко-

номические показатели возделывания культуры путем сбережения энергии, денежных средств и горюче-смазочных материалов.

Апробация работы и публикации результатов исследований. Результаты исследований докладывались в 2008, 2009, 2010 и 2011 годах на заседаниях методического совета ГНУ Краснодарский НИИСХ Россельхозака-демии; на III, IV и V Всероссийской научно-практической конференции молодых' ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г.Краснодар, 2009, 2010, 2011 гг.). Результаты, вошедшие в диссертационную работу, опубликованы в 8 научных статьях, помещенных в научных и научно-производственных изданиях (г. Москва, г. Краснодар), в том числе 3 в изданиях рекомендованных ВАК РФ.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Влияние приемов основной обработки почвы и гербицидов на плотность ее сложения, засоренность посева и водопотребление кукурузы.

2. Особенности роста, развития и продуктивность среднеспелого двойного гибрида кукурузы Краснодарский 385 МВ в зависимости от приемов основной обработки и системы гербицидов.

3. Экономическая и биоэнергетическая оценка приемов основной обработки почвы и применения гербицидов при возделывании кукурузы на зерно.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация изложена на 171 странице, включает 31 таблицу, 7 рисунков, 37 приложений, состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству. Список использованной литературы включает 151 наименование, из них 18 иностранных авторов.

ОСНОВНОЕСОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Влияние приемов основной обработки в системе гербицидов на изменение плотности сложения почвы, засоренности посева, вла-гообеспеченности, продуктивности кукурузы и экономико-биоэнергетическая эффективность агроприемов (обзор литературы)

В первой главе рассматривается состояние изученности вопроса и даны наиболее важные обобщенные сведения по влиянию основной обработки почвы на урожайность кукурузы. Выявлена роль борьбы с сорняками при летнем, весеннем и повсходовом внесении гербицидов в посевах кукурузы, определены приоритетные направления исследований. Анализ отечественной и иностранной литературы позволяет заключить, что исследования, посвященные изучению поставленных вопросов, актуальны.

Глава 2. Условия и методика проведения исследований, агротехника в опыте. Программа исследований разработана в соответствии с планом НИР ГНУ Краснодарского НИИСХ Россельхозакадемии, номер госрегистрации 01.200.1 15505. В главе приведены агроклиматическая характеристи-

ка места проведения исследований, почвенная характеристика, схема и методика исследований, агротехника в опыте, характеристика изучаемого гибрида Краснодарский 385 МВ.

Исследования проводили в степной зоне Краснодарского края в хозяйстве ООО «Скиф» Староминского района. Почва участка - чернозем обыкновенный малогумусный, сверхмощный. Содержание гумуса в пахотном слое 4,2 %. Количество гумуса вниз по профилю убывает и в горизонтах 30-40 см и 90 и 100 см составляет соответственно 3,0 и 1,9 %. Валовое содержание азота, фосфора и калия составляет соответственно 0,27; 0,20 и 2,0 %. Почва опытного участка обладает значительным потенциальным плодородием, характерным для данной зоны (А.И. Симакин, 1969; Е.С. Блажний, 1971).

Староминской район расположен в зоне недостаточного увлажнения. Характерной особенностью зоны являются частые суховеи.

По данным Староминской гидрометеостанции в годы исследований температура воздуха была экстремально высокая, а в период цветения, оплодотворения и налива зерна значительно превышала многолетнюю норму. Так, если в 2008 году в июне и июле температура была близкой к норме, то в 2009 году увеличение показателя составило 3,7 и 3,1 °С. Особенно жаркими выдались вторая и третья декады июля со среднесуточной температурой 27,9 и 27,0 °С. 2010 год был болеежарким и сухим, чем 2008 и 2009 годы.

В 2008 году за вегетационный период кукурузы сумма осадков составила 167,1 мм. Основное их количество 53,7 и 73,8 мм выпало в течение июня и первой и второй декадах июля, что благотворно сказалось на росте и развитии растений кукурузы. Сумма осадков в 2008 году была на 26 мм больше, чем в 2009 году, но более равномерное их распределение позволило получить высокий урожай зерна кукурузы. Самым засушливым был 2010 год, когда за вегетацию кукурузы выпало всего 108 мм осадков. При этом в июне месяце 15,3 мм, в четыре раза ниже нормы. В третьей декаде июня выпало 10,1 мм, а в первой декаде июля 34,1 мм, что положительно повлияло на растения кукурузы.

Величина гидротермического коэффициента за май-август по многолетним данным составила 0,86, а в 2008, 2009 и 2010 годах уменьшилась до 0,63; 0,50 и 0,39 соответственно по годам исследований.

После уборки колосового предшественника и разбрасывания измельченной соломы проводили двукратное дисковое лущение на глубину 5-6 и 78 см. После отрастания корнеотпрысковых сорняков до фазы розеток согласно схеме опыта вносили глифос. Через две недели весь опытный участок обрабатывали дисковыми лущильниками дважды на глубину 9-10 см. В конце сентября после внесения осеннего удобрения ЫбоРбоКбо проводили основную обработку почвы по схеме опыта представленной в таблицах.

Варианты основной обработки и летнего внесения гербицида сплошного действия закрепили соответствующими привязками.

Весной по каждому варианту опыта выполняли работы согласно схеме, предусмотренной планом исследований.

Предшественник кукурузы - озимая пшеница, идущая после сахарной свеклы. При первой междурядной культивации вносили N30 в подкормку

Опыт закладывали по схеме 4x2x3 в четырех повторениях. Фактор А включает четыре варианта основной обработки почвы: отвальную зяблевую вспашку на глубину 25-27 см, чизельное рыхление на глубину 25-27 см, обработку дискатором на глубину 17-18 см и обработку дисковой бороной Wil-Rich на глубину 10-12 см. Фактор В состоит из двух градаций: обработка почвы гербицидом сплошного действия глифосом, 2,5 л/га и без внесения гербицида летом. Фактор С предусматривает внесение трофи, 2,5 л/га и последовательное внесение в фазу 4-5 листьев кукурузы примы, 0,5 л/га, в сравнении с безгербицидным вариантом. Общая площадь под опытом 6,1 га. Площадь делянок первого порядка 3528 м2, делянки второго порядка 1764 м2, а делянки третьего порядка 588 м2. Количество делянок в опыте 96. Учетная площадь делянок составляла 20 м2. Урожай убирали вручную в початках, с взвешиванием их поделяночно, определяли выход зерна и массу 1000 зерен. Урожайность зерна приводили к стандартной влажности.

Наблюдения и учеты в опыте проводили согласно методическим рекомендациям по проведению полевых опытов с кукурузой (Днепропетровск, 1980), а также методике полевого опыта (Б.А. Доспехов, 1985).

Анализ растений на накопление сырой и сухой массы, плотность почвы определяли по Б.А. Доспехову. ИЛ. Васильеву, A.M. Туликову (1987). Суммарное водопотребление и коэффициент водопотребления рассчитывали балансовым методом по Г.К. Льгову (1979). Засоренность определяли по методике И.Н. Белецкого (1989).

Чистую продуктивность фотосинтеза определяли по A.A. Ничипорови-чу (1967) используя при этом фотосинтетический потенциал и накопление сухой биомассы кукурузы. Продуктивность растений определяли на каждом варианте на несмежных повторениях подсчетом количества початков на растении. Подсчитывали растения с одним початком, двумя и без початков. Учет проводили на 50 закрепленных растениях делянки.

Перед уборкой кукурузы определяли густоту стояния и продуктивность растений, отбирали по 10 початков с каждой делянки для определения структуры урожая. Считали на початках число рядов, количество зерен в ряду, замеряли длину и окружность початка.

Экономическую эффективность рассчитывали в соответствии с методическими рекомендациями по определению экономической эффективности использования научных разработок в земледелии (1986).

Биоэнергетическую эффективность определяли по методическим рекомендациям по биоэнергетической оценке гибридов кукурузы / ред. B.C. Ше-велухи и С.С. Бакая (1988).

Агротехнику в опыте проводили в соответствии с рекомендациями по технологии возделывания кукурузы в Краснодарском крае.

Глава 3. Динамика плотности сложения почвы и засоренность посева в зависимости от способов основной обработки почвы и системы применения гербицидов при возделывании кукурузы (результаты исследований). Различные способы основной обработки почвы в первую очередь по глубине хода рабочих органов способствовали созданию неодинаковой плотности ее сложения. Величина данного показателя перед ранневесен-ним выравниванием почвы культивацией в слое 0-10 см в среднем за 20082010 годы зависела от способа основной обработки почвы.

Плотность слоя почвы 10-20 см при посеве кукурузы по отвальной вспашке и чизельному рыхлению состаапяла 1,24 г/см3 (Рисунок 1, а), а при обработке ее дисковой бороной Wil-Rich повышалась до 1,25-1,26 г/см3 (Рисунок 1, б).

В слое почвы 0-20 см в зависимости от способа основной обработки почвы ее плотность при посеве по годам исследования изменялась и максимальной онабыла в 2010 году (Рисунок 1, в)

В фазе выметывания метелки наибольшая плотность почвы достигала на варианте обработки дисковой бороной - 1,37-1,38 г/см3.

Плотность сложения почвы в посеве кукурузы к полной спелости зерна на всех вариантах увеличивалась и была в слое 0-10 и 10-20 см максимальной при обработке ее дисковой бороной Wii-Rich, а также обработке дискатором.

Способы основной обработки почвы значительно изменяли величину плотности почвы, а применение гербицидов и особенно летнее их внесение практически не оказало влияния на величину этого показателя.

Основными засорителями в опыте являлись сорняки однодольные -щетинник зелёный (Setaria viridis L.), щетинник сизый (Setaria glauca L.), просо куриное (Echinochloa crus gal Ii L.); двудольные - щирица запрокинутая (Amaranthus retroilexus L.), марь белая (Chenopodium album L.), амброзия по-лынолистная (Ambrosia artemisi folia L.); двудольные корнеотпрысковые - бодяк полевой (Cirsium arvense L.), осот обыкновенный (Sonchus arvensis L.), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis).

Динамика засоренности посева кукурузы зависела от способов основной обработки почвы и системы применения гербицидов.

Провоцирование сорняков двукратным дисковым лущением пожнивных остатков колосового предшественника, летнее применение гербицида сплошного действия с последующим лущением, внесение удобрений и раз-

личные способы основной обработки почвы повлияли на общую засоренность посевов к моменту внесения почвенного гербицида.

2008 г.

2009 г.

2010 г.

2008 г.

2010 г.

2009 г.

2010 г.

V Отвальная зяблевая вспашка на глубину 25-27 см

= Чизелькое рыхление на глубину 25-27 см

■т Обработка дискатором на глубину 17-18 см

* Обработка дисковой бороной \Vil-Rich на глубину 10-12 см

2008 г.

2009 г.

Рисунок 1 - Плотность почвы в слоях 0-10 см (а), 10-20 см (б) и 0-20 см (в) при посеве кукурузы на зерно в зависимости от способов основной обработки почвы, г/см3

Перед культивацией зяби и заделкой почвенного гербицида, при всех видах обработки почвы осенью засоренность посева была выше на вариантах без летнего применения глифоса, 2,5 л/га. Наименьшая засоренность была отмечена при летнем внесении глифоса и отвальной вспашке почвы на зябь, где численность сорных растений снизилась от 136-183 до 80-81 экз./м2. Аналогичное снижение от применения глифоса летом отмечено при обработке почвы чизелем и дискатором при более высоком фоне засоренности. Обра-

15757

ботка почвы дисковой бороной \ViI-Rich на глубину 10-12 см не обеспечивала значительного подавления сорняков, наличие которых на безгербицидном варианте составляло 214-245 экзУм2, а при внесении глифоса летом 175199 экзУм2.

На вариантах без применения гербицидов засоренность посева в фазе 5-6 листьев кукурузы максим&тьной была на фоне обработки почвы дисковой бороной \Vil-Rich.

Количественный учет сорняков в посеве кукурузы по вариантам основной обработки почвы в сочетании с летним применением глифоса до внесения послевсходового гербицида прима показал, что на фоне высокой засоренности одним почвенным гербицидом проблема не снимается. Более остро она стоит на фоне поверхностной основной обработки почвы. Так, при обработке почвы осенью дисковой бороной \Vil-Rich на глубину 10-12 см на безгербицидном фоне насчитывалось 234 и 228 экзУм2 сорняков.

Внесение почвенного гербицида на фоне летнего применения глифоса снижало количество сорняков от 221 до 89 экз./м2. После внесения послевсходового гербицида прима в фазе 4-5 листьев количество сорняков снижалось с 77 экзУм" еще на 21 экзУм", но все еще оставалось весьма высоким.

Наименьшая засоренность при использовании гербицидов была на фоне отвальной зяблевой вспашки, чизельного рыхления и обработки дискато-ром. При этом следует отметить высокий эффект летнего применения глифоса.

Засоренность на вариантах основной обработки почвы отвальным способом на фоне без применения гербицида летом к фазе цветения початка у кукурузы сорняков была 76 экзУм2, на варианте применения почвенного препарата трофи 90 - 22 экзУм2, при сочетании с послевсходовым гербицидом прима - 9 экзУм'.

Накопление массы сорняков тесно взаимосвязано с системами основной обработки почвы и сроками применения гербицидов (Таблица 1).

Наибольшее накопление сухой массы сорняков отмечено на фоне основной обработки почвы дисковой бороной \Vil-Rich, где на безгербицидном варианте на каждом квадратном метре накапливалось 298 г воздушно-сухих сорняков, или 29,8 ц/га.

Внесение почвенного гербицида на фоне без летнего применения глифоса снизило засоренность посева на 8,3 ц/га, а последовательное добавление послевсходового препарата примы уменьшало засоренность еще на 10,2 ц/га, что экономило влагу и питательные вещества в пользу кукурузного растения. На фоне летнего применения глифоса почвенный гербицид трофи 90 снижал сухую массу сорняков на 11,2 и/га, а сочетание почвенного и послевсходового препаратов на 21,2 ц/га.

Таблица 1 - Сырая и сухая масса сорняков в фазе молочно-восковой спелости зерна кукурузы в зависимости от способов основной обработки почвы и системы применения гербицидов, г/м- (2008-2010 гг.)

Способ основной обработки почвы Летнее внесение гербицида Гербицид при посеве и уходе за посевом Масса сорняков, г/м3

сырая воздушно-сухая

Отвальная зяблевая вспашка на глубину 25-27 см без внесения 1* 558 200

2* 363 124

3* 222 86

глифос, 2,5 л/га 1 580 182

2 321 122

3 36 13

Чизельное рыхление на глубину 25-27 см без внесения 1 589 231

2 442 138

3 240 100

глифос, 2,5 л/га 1 633 209

2 407 140

3 63 19

Обработка диска-тором на глубину 17-18 см без внесения 1 ! 612 203

2 346 133

3 240 79

глифос, 2,5 л/га 1 541 181

2 285 135

-> J 54 17

Обработка дисковой бороной \Vil-Rich на глубину 10-12 см без внесения 1 953 298

2 622 215

J 317 113

глифос, 2,5 л/га 1 764 270

2 489 158

3 171 58

Примечание: 1* -без гербицида; 2* -трофи 90,2,5 л/га до посева; 3* - трофи 90,2,5 л/га + прима, 0,5 л/га.

Вышеизложенная закономерность практически повторялась по всем способам обработки почвы лишь с той разницей, что уровень засоренности был ниже при всех системах обработки почвы.

Глава 4 Рост и развитие растений кукурузы в зависимости от способов основной обработки почвы и системы применения гербицидов. Различные приемы основной обработки почвы повлияли на прорастание кукурузы. Так, на варианте отвальной обработки почвы полные всходы при одинаковом сроке посева и глубине заделки семян среднеспелого гибрида

кукурузы Краснодарский 385 МВ появлялись на 2-3 дня раньше, чем при обработке почвы дисковой бороной \Vil-Rich (Таблица 2).

Таблица 2 - Продолжительность периода посев - всходы кукурузы в зависимости от основной обработки почвы, дней

Способ основной обработки почвы Год исследований Среднее за 2008-2010 гг.

2008 2009 2010

Отвальная зяблевая вспашка на глубину 25-27 см 7 9 8 8

Чизельное рыхление на глубину 25-27 см 8 11 10 10

Обработка дискатором на глубину 17-18 см 7 9 8 8

Обработка дисковой бороной Wil-Rich на глубину 10-12 см 9 12 11 11

Пояатение всходов кукурузы в среднем за 2008-2010 годы на фоне чизельного рыхления уступало дискаторной обработке 1-2 дня, а дискование орудием \Vil-Rich вызывало отставание появления всходов от дискаторной обработки на 2-3 дня. При этом более равномерное появление всходов отмечено по зяблевой вспашке и дискаторной обработке почвы. В среднем за годы исследований всходы кукурузы появлялись на варианте чизельного рыхления на 2 дня позже, чем на отвальной зяблевой вспашке и на один день раньше, чем при обработке дисковой бороной \Vil-Rich, а дискаторная обработка приравниваюсь к отвальной вспашке.

Продолжительность межфазных периодов изменялась в зависимости от приемов основной обработки почвы.

В 2008, 2009 и 2010 годах по отвачьной вспашке период всходы - выметывание несмотря на сроки посева - 29, 24, 26 апреля имел очень близкие показатели - 73, 73 и 72 дня. Общая продолжительность вегетационного периода среднеспелого гибрида Краснодарский 385 МВ в годы изучения составила 115, 116 и 115 дней. Аналогичные результаты были отмечены и при обработке почвы дискатором, а по чизельной обработке в 2008, 2009 и 2010 годах 113, 117 и 113 дней. При основной обработке дисковой бороной \Vil-Rich продолжительность вегетационного периода составила 112, ! 17 и 112 дней.

Густота растений в зависимости от основной обработки и применения гербицида при посеве кукурузы с нормой высева 55 тыс. всхожих зерен на 1 га в фазе полных всходов в среднем за три года по вариантам опыта составила: по зяблевой вспашке 49,7-51,2 тыс./га, чизельному рыхлению 49,050,6 тыс/га, дискаторной обработке 49,9-50,8 тыс/га. Некоторое снижение полевой всхожести семян было отмечено на варианте по обработке дисковой

бороной Wil-Rich, где количество взошедших растений составило в отдельные годы 47,8-49,1 тыс/га.

Высота растений изменялась в зависимости от плотности сложения почвы и засоренности посева, вызванными неодинаковыми системами основной ее обработки и применения гербицидов. Например, почвенный гербицид трофи 90, примененный до посева кукурузы, увеличивал высоту растений на фоне зяблевой вспашки на 12 см, а сочетание его с послевсходовым гербицидом прима повышало еще на 6 см.

В целом, сравнивая показатели по высоте растений кукурузы видно, что практически равные результаты были получены по зяблевой вспашке, дискаторной обработке и чизельному рыхлению. Поверхностная обработка дисковой бороной Wil-Rich обусловила снижение высоты стебля кукурузы на фоне летнего применения гербицида глифос на 24-30 см по сравнению со вспашкой. Следовательно, можно отметить, что в условиях распространения чернозема обыкновенного равноценные величины показателей высоты растений кукурузы обеспечиваются при обработке дискатором на 17-18 и чи-зельным рыхлением на 25-27 см.

Обработки почвы различными приемами, создавая неодинаковые условия для роста кукурузы, повлияли и на количество функционирующих листьев. Это проявилось к фазе молочно-восковой спелости зерна. Так, в 2008 и 2009 годах в указанной фазе роста и развития в связи с летним применением глифоса и отрастания корнеотпрысковых сорняков функционировали 10-11 листьев, в 2010 году в условиях засухи количество листьев уменьшилось на 1-2 листа.

Наименьшее количество функционирующих листьев (8-9 шт.) отмечено на фоне обработки почвы дисковой бороной Wil-Rich, при этом между вариантами летнего применения глифоса и без него разница не обнаружена.

Количество функционирующих листьев на вариантах отвальной зяблевой вспашки, дискаторной обработки и чизелыюго рыхления почвы было практически одинаково.

Изучение динамики формирования площади листовой поверхности в фазе 5-6 листьев, в период выметывания и молочно-восковой спелости зерна показало, что на ранних стадиях развития кукурузы различие по вариантам было заметно выше при дискаторной обработке, чем на вариантах чизельного рыхления и дисковании бороной Wil-Rich. Величина площади листьев на фоне вспашки на зябь также уступала дискаторной обработке, но значительно с меньшей разницей, чем другие варианты. К выметыванию кукурузы за счет более интенсивного нарастания листовой поверхности на фоне вспашки наибольшая ее величина 21,4-28,7 тыс. м~/га отмечена именно на этом варианте. Это больше, чем при дисковой основной обработке Wil-Rich на 3,7 и

7,6 тыс. м2/га. На остальных двух вариантах - чизельного рыхления и диска-торной обработки величина площади листовой поверхности равнозначна.

В фазе выметывания и молочно-восковой спелости зерна на фоне отвальной вспашки, чизельного рыхления и дискаторной обработки почвы имели практически одинаковые площади листовой поверхности на интенсивных вариантах применения гербицидов соответственно 28,7-27,1; 27,726,3 и 28,6-26,7 тыс. м2/га, на фоне обработки почвы дисковой бороной \Vil-Илс!! площадь листовой поверхности снижалась до 21,1-19,8 тыс. м /га (Рису-нок2).

260

123123123123123123123123

без глифос, без глифос, без глифос, без глифос, внесения 2,5 л/га внесения 2,5 л/га внесения 2,5 л/га внесения 2,5 л/га

Отвальная Чизельное Обработка Обработка

зяблевая вспашка рыхление на дискатором на дисковой бороной на глубину 25-27 глубину 25-27 см глубину 17-18 см \Vil-Rich на

см глубину 10-12 см

1 - без гербицида; 2 - трофи 90, 2,5 л/га до посева; 3 - трофи 90, 2,5 л/га + прима, 0,5 л/га

««к Высота растений, см -Площадь листовой поверхности (ПЛП), тыс. м2/га

Рисунок 2 - Влияние основной обработки почвы и системы применения гербицидов на высоту и площадь листовой поверхности растений кукурузы в фазу молочно-восковой спелости зерна (2008-2010 гг.)

На вариантах без летнего применения глифоса, а также без применения почвенного и повсходового гербицидов площадь листовой поверхности растений снижалась во все сроки определения этого показателя..

Таким образом, можно заключить, что формирование площади листовой поверхности главным образом зависело от способов основной обработки почвы и системы борьбы с сорной растительностью.

Значительное снижение фотосинтетического потенциала посева кукурузы по всем изучаемым вариантам применения гербицидов отмечено на фоне обработки дисковой бороной \Vil-Rich. Особо низким он был на варианте без применения гербицидов, где за годы проведения опытов составил от 942 до 1008 тыс. м2/га х дней, при средней величине 991 тыс. м2/га х дней. При-

менение почвенного гербицида повышало уровень показателя на 38 тыс. м2/га х дней, а сочетание с послевсходовым гербицидом на 74 тыс. м2/га хдней.

Уничтожение сорной растительности за счет применения гербицидов (глифоса летом, почвенного до посева и послевсходового в фазе 3-5 листьев у кукурузы) способствовало формированию фотосинтетического потенциала посева 1127 тыс. м2/га хдней, без почвенного и послевсходового гербицидов -1061 тыс. м2/га х дней, без внесения послевсходового гербицида фотосинтетический потенциал посева составил 1091 тыс. м2/га хдней.

Формирование фотосинтетического потенциала (ФП) посева кукурузы показало, что зяблевая отвальная вспашка, чизельное рыхление проведенные на глубине 25-27 см, а также дискаторная обработка на глубину 17-18 см практически равноценны. На этих обработках почвы продуктивность кукурузы повышалась в зависимости от качества снятия сорняков. Обработка почвы дисковой бороной \Vil-Rich при сильной засоренности посева даже при интенсивном использовании гербицидов не решает проблему снятия засоренности корнеотпрысковыми сорняками, что главным образом сказывается на уровне формирования ФП посева. Величины ФП при интенсивном использовании гербицидов при вспашке, чизельном рыхлении и дискаторной обработке в 2008-2010 годах варьировали соответственно от 1466 до 1763, от 1463 до 1598 и от 1524 до 1682 тыс. м2/га х дней. Эти показатели по вспашке на 312-565 тыс. м2/га х дней выше, чем при обработке почвы дисковой бороной \Vil-Rich. При сокращении кратности применения гербицидов фотосинтетический потенциал посева кукурузы снижается.

На фоне отвальной зяблевой обработки почвы вариант без летнего применения глифоса на вариантах без применения гербицида, а также трофи 90 и трофи + прима формировали фотосинтетический потенциал соответственно 1 183, 1357 и 1521 тыс. м2/га хдней, что ниже интенсивного использования гербицидов летом и весной на 88, 70 и 78 тыс. м2/га х дней. Аналогичные зависимости отмечены по всем приемам обработки почвы.

Глава 5 Формирование урожая в зависимости от способа обработки почвы и системы применения гербицидов. В наших опытах обработка почвы дисковой бороной \Vil-Rich в сочетании с гербицидами недостаточно полно уничтожала корнеотпрысковые сорняки, что отрицательно сказалось на урожайности сырой и сухой массы кукурузы.

Закономерность формирования урожайности надземной массы кукурузы к фазе молочно-восковой спелости зерна при отвальной вспашке, чизельном рыхлении и дискаторной обработке аналогична с фоном обработки почвы дисковой бороной \Vil-Rich, но уровень ее существенно выше (Таблица 3).

Таблица 3 - Урожайность надземной массы кукурузы в фазе молочно-восковой спелости зерна и ЧПФ посева в зависимости от способа основной обработки почвы и системы применения гербицидов, ц/га (2008-20010 гг.)

Способ основной обработки почвы Летнее внесение гербицида Гербицид при посеве и уходе за посевами Урожайность, ц/га ЧПФ посева, г/м2 х сутки

сырой массы сухой массы

Отвальная зяблевая вспашка на глубину 25-27 см без внесения 1* 163,3 85,8 6,8

2* 224,8 129,2 8,4

глифос, 2,5 л/га 1 202,9 100,6 8,0

2 247,8 139,7 8,6

Чизельное рыхление на глубину 25-27 см без внесения 1 164,7 92,2 7,4

2 216,0 137,7 9,3

глифос, 2,5 л/га 1 178,7 101,1 8,1

2 235,3 147,6 9,7

Обработка диска-тором на глубину 17-18 см без внесения 1 167,3 96,7 7,8

2 218,9 134,4 8,4

глифос, 2,5 л/га 1 188,6 112,1 8,4

2 245,9 148,9 9,2

Обработка дисковой бороной \Vil-Шс1) на глубину 10-12 см без внесения 1 141,6 63,8 6,4

2 157,6 77,9 8,0

глифос, 2,5 л/га 1 150,2 68,6 6,5

2 163,7 82,3 7,8

Н CP 054 .с. 10,7 13,6

Примечание: 1 * - без гербицида; 2* - трофи 90,2,5 л/га + прима, 0,5 л/га.

По вспашке в 2008, 2009 и 2010 годах при внесении гербицидов во все сроки ЧПФ составляла 9,8; 10,3 и 5,8 г/м2 х сутки. Величина показателя на фоне чизельного рыхления была больше (особенно в 2008 и 2009 годах) соответственно 10,9; 11,3 и 6,9 и при дискаторной обработке - 10,5; 10,5; 6,5 г/м х сутки. Оценивая закономерности формирования ЧПФ листьев, приходим к мнению, что данный показатель является недостаточно устойчивым и не всегда подтверждается достоверность его связи с уровнем борьбы с сорняками.

Продуктивность и структура урожая зависели от способа основной обработки почвы и системы применения гербицидов. Количество початков сформировавшихся на 100 растениях при дискаторной обработке почвы практически аналогично варианту при отвальной зяблевой вспашке. При обработке дисковой бороной \Vil-Rich формировалось меньшее количество початков, чем на фоне других приемов основной обработки почвы. Сопоставляя

данные по величине початков, выходу зерна с початка и массе 1000 зерен приходим к выводу, что эти признаки формировались аналогично закономерности формирования количества початков на 100 растений в зависимости от способов основной обработки почвы. Например, масса одного початка и масса зерна с одного початка по дискаторной основной обработке составили соответственно 135,1-186,5 и 114-157,4 г.

По отвальной зяблевой обработке и чизельному рыхлению получены аналогичные данные и только при дисковой обработке бороной \Vil-Rich результаты были 73,3-97,3 и 61,9-81,7 г, что почти вдвое ниже, чем на других фонах обработки почвы.

Данные, полученные по массе 1000 зерен за 2008-2010 годы, свидетельствуют о том, что различные приемы основной обработки почвы при сочетании с химической борьбой с сорняками в посевах кукурузы создают неодинаковые условия для формирования зерна кукурузы, отсюда и различие в массе 1000 зерен кукурузы на разных вариантах опыта.

Так, на фоне вспашки масса 1000 зерен изучаемого гибрида Краснодарский 385 МВ на безгербицидном варианте составляла 283 г, с применением гербицидов почвенного и послевсходового - 294 г. На фоне летнего применения глифоса она была выше и составляла 289-299 г. Существенное снижение массы 1000 зерен кукурузы отмечено при обработке почвы дисковой бороной \Vil-Rich, при которой различие в безгербицидных и гербицидных вариантах составило 12,5 и 18,0 г при уровне признака 261-279 г.

На фоне зяблевой вспашки в варианте, где не велась борьба в летнее время с корнеотпрысковыми сорняками глифосом, весеннее внесение гербицида трофи 90 в сочетании с примой по всходам кукурузы, обеспечивало увеличение длины початка на 3,4 см, а диаметр початка на 0,4 см, на фоне борьбы с сорняками в летнее время при длине початка 14,5-18,9 см его диаметр увеличился на 0,6 см. Длина початка и его диаметр при поверхностной основной обработке почвы с помощью дисковой бороны \Vil-Rich составили 13,2-16,9 см и 4,0-4,4 см.

Урожайность зерна кукурузы зависела от способов основной обработки почвы и системы применения гербицидов. В среднем за 2008-2010 годы урожайность зерна кукурузы на фоне обработки почвы дисковой бороной \Vil-К1сЬ была в пределах 25,3-36,4 ц/га, по отвальной зяблевой вспашке урожайность зерна составляла 36,8-57,2 ц/га, при чизельном рыхлении - 37,860,4 ц/га, обработке дискатором - 38,4-61,8 ц/га (Таблица 4).

Существенное снижение урожайности зерна кукурузы при обработке почвы дисковой бороной вероятно обусловлено сосредоточением основной массы корневой системы кукурузы в верхнем 0-10 см слое почвы, где главным образом создавались благоприятные условия для накопления влаги и питательного раствора весной.

Таблица 4 - Урожайность зерна кукурузы в зависимости от способов основной обработки почвы и системы применения гербицидов, ц/га (2008-2010 гг.)

Способ основной обработки почвы, (фактор А) Летнее внесение гербицида, (фактор В) Гербицид при посеве и уходе за посевами, (фактор С) і ! Урожайность зерна, и/га Среднее по фактору Эффект взаимодействия ABC

А В С

Отвальная зяблевая вспашка на глубину 25-27 см без внесения 1* 36,8 48,6 42,0 -0,697

2* 46,2 -0,256

3* 52,1 0,953

глифос, 2,5 л/га 1 45,6 473 0,697

2 53,8 0,256

3 57,2 -0,953

Чизельное рыхление без внесения - 1 37,8 48,7 0,531

2 47,7 0,322

3 55,0 -0,853

на глубину глифос, 2,5 л/га 1 40,8 -0,531

25-27 см 2 50,8 -0,322

3 60,4 0,853

Обработка дискатором на глубину 17-18 см без внесения 1 38,4 49,8 0,242

2 46,0 -0,033

3 54,2 -0,208

глифос, 2,5 л/га 1 45,4 -0,242

2 53,3 0,033

3 61,8 0,208

Обработка дисковой бороной \Vil-Rich на глубину 10-12 см без внесения 1 25,3 313 -0,075

2 30,3 -0,033

3 33,8 0,108

глифос, 1 28,6 37,3 0,075

2 33,2 45,2 0,033

л J 36,4 51,4 -0,108

НСР05 вариантов 6,2

фактор А 2,2

. фактор В 13

фактор С 1,8

взаимодействие ABC 6,2

Примечание: I* - без гербицида; 2* -трофи 90,2,5 л/га до посева; 3* - трофи 90,2,5 л/га + прима, 0,5 л/га.

При резком наступлении экстремально высоких температур, как это наблюдалось в 2008-2010 годах, корневая система кукурузы труднее прони-

кала в переуплотненные нижние слои почвы и не обеспечивала надлежащим образом растение питательными веществами и влагой. На фоне без летнего внесения глифоса снижение составило 11,5-18,3 ц/ra, а на фоне внесения -17,0-20,8 ц/га. Это различие на фонах чизельной и дискаторной обработки почвы было аналогичным с отвальной вспашкой.

На фоне отвальной зяблевой вспашки при летнем применении глифоса без дальнейшего использования химических средств борьбы с сорняками получена урожайность зерна кукурузы в 2008, 2009 и 2010 годах соответственно 49,2; 43,4 и 17,8 ц/га.

Урожайность зерна на безгербицидном варианте на фоне чизельной основной обработки в 2008 и 2009 годах была на уровне отвапьной вспашки, но в засушливом 2010 году она была выше, чем на отвальной вспашке на 8,0 ц/га. С внесением почвенного гербицида достоверная прибавка по чизельному рыхлению получена только в 2010 году.

Сочетание внесения почвенного и послевсходового гербицида обеспечило достоверную прибавку зерна только и 2010 году - 9,2 ц/га. Дискаторная обработка почвы в сравнении с отвальной вспашкой обеспечивала прибавку зерна на вариантах интенсивного применения гербицидов в 2008 и 2010 годах.

Самая низкая урожайность зерна в наших опытах была получена на варианте обработки почвы дисковой бороной Wil-Rich. Урожайность зерна на этом фоне без применения гербицидов только в 2010 году была как на фоне отвапьной обработки и составила !7Д ц/га.

Глава 6 Динамика содержания доступной влаги в почве и недопотребление кукурузы в зависимости от способа ее основной обработки и системы применения гербицидов. Содержание доступной влаги в слое почвы 0-100 см в момент посева по отвальной зяблевой вспашке и на варианте обработки дисковой бороной Wil-Rich было близким по величине (Рисунок 3).

При посеве кукурузы в среднем за 2008-2010 годы в верхнем посевном 0-10 см слое почвы различий в содержании доступной влаги между приемами основной обработки почвы не было. Летнее применение глифоса против корнеотпрысковых сорняков по отвальной, чизельной и дискаторной основной обработке почвы не привело к увеличению доступной влаги (17,4; 17,7; 17,0 мм), а по обработке дисковыми боронами Wil-Rich отмечено снижение влагообеспеченности в данном слое по сравнению со вспашкой на 1,6-2,1 мм.

Отмечено существенное увеличение доступной влаги в слое 0-20 и 040 см почвы, где уничтожение корнеотпрысковых сорняков проводилось с осени, особенно по отвапьной вспашке, чизельному рыхлению и дискаторной обработке. При обработке почвы осенью дисковой бороной Wil-Rich увеличение доступной влаги отмечено только в слое 0-40 и 0-100 см. Применение

глифоса летом позволило ее повысить в этих слоях соответственно на 3,2 и 9,5 мм. При более глубоких способах обработки почвы закономерности сохранялись.

мм 180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

Отвальная зяблевая вспашка на глубину 25-27 см ? Обработка дисковой бороной \Vil-Rich на глубину 10-12 см

Рисунок 3 - Содержание доступной влаги в 0-100 см слое почвы при посеве в зависимости от способа основной обработки почвы, мм

Суммарное водопотребление при зяблевой отвальной вспашке колебалось от2988 до 3 113 м3/га. Больший расход почвенной влаги отмечен в вари-|| анте трехкратного применения гербицидов - 3113 м3/га. Это связано с эффективным уничтожением сорняков и более мощным ростом и развитием кукурузы. Самое экономное использование влаги при чизельном рыхлении почвы связано с созданием более качественного рыхлого пахотного слоя и покрытием почвы пожнивными остатками, служившими в качестве мульчирующего материала, препятствующего испарению влаги. Суммарное водопотребле-ние на фоне чизельного рыхления варьировало в пределах от 2895 до 3086 м /га. Аналогичное суммарное водопотребление, но с более существенными отклонениями по вариантам применения гербицидов отмечено по дис-каторной основной обработке почвы (Таблица 5).

Наименьшее суммарное водопотребление и большее количество остаточной доступной влаги после созревания зерна наблюдалось при основной обработке почвы дисковой бороной \Vil-Rich. На фоне без внесения гербицида и сильной засоренности, суммарное водопотребление составило

2798 м3/га. При снижении засоренности с помощью почвенного и послевсхо-дового гербицидов суммарное водопотреблеиие увеличивалось на 44 м3/га.

Таблица 5 - Суммарное водопотребление кукурузы в зависимости от способов основной обработки почвы и системы применения гербицидов (20082010 гг.)

Способ основной обработки почвы Летнее внесение гербицида Гербицид при посеве и уходе за посевами Суммарное водопотребление, MJ/ra Коэффициент водопотребления, м3/т зерна

Отвальная зяблевая вспашка на глубину 25-27 см без внесения I* 2988 812

2* 3038 583

глифос, 2,5 л/га 1 3080 675

2 3113 545

Чизельное рыхление на глубину 25-27 см без внесения 1 2895 766

2 2983 542

глифос, 2,5 л/га 1 3030 743

2 3086 511

Обработка диска-тором на глубину 17-18 см без внесения 1 2947 767

2 3051 563

глифос, 2,5 л/га 1 2964 653

2 3076 498

Обработка дисковой бороной \Vil-Rich на глубину 10-12 см без внесения 1 2798 1106

2 2842 841

глифос, 2,5 л/га 1 2913 1019

2 2935 762

Примечание: 1 * - без гербицида; 2* - трофи 90,2,5 л/га + прима, 0,5 л/га.

Коэффициент водопотребления кукурузы на фоне зяблевой отвальной вспашки был наименьшим и колебался по вариантам опыта от 545 м3 до 812 м3 на тонну зерна.

Глава 7 Экономическая и биоэнергетическая оценка основной обработки почвы под кукурузу в системе применения гербицидов. Общие затраты на выращивание кукурузы при отсутствии химической борьбы с сорняками в варианте зяблевой пахоты составили 10454 рубУга, чистый доход и уровень рентабельности достигали Ii 626 рубУга и 111,2 %, при стоимости урожая 22080 рубУга.

При поверхностной обработке почвы дисковой бороной Wil-Rich снижались затраты на всех вариантах как на безгербицидном фоне, так и с их применением, но за счет снижения урожайности и чистый доход снизился до

5258-8957 руб/га и уровень рентабельности до 53,0-69,5 % в сравнении с другими способами основной обработки почвы.

Среди изученных приемов основной обработки почвы более выгодным в экономическом отношении оказалась дискаторная обработка, которая по затратам была самой низкой и колебалась от 10068 до 13119 руб/га, стоимость урожая зерна составила 23040 - 37080 руб/га, чистый доход - 12972 -23961 руб./га и уровень рентабельности 128,8 - 182,6 %. Уровень рентабельности чизельной обработки по вариантам колебался от 125,0 до 176,2 %.

Биоэнергетическая оценка способов основной обработки почвы под кукурузу в системе применения гербицидов показала, что затраты совокупной энергии на машины и орудия, а также на оборотные средства при выращивании кукурузы на зерно в системе применения гербицидов летом до основной обработки, весной до посева и по всходам на фоне зяблевой вспашки, чизельного рыхления, дискаторной обработки и обработкой бороной \ViI-Rich составляли соответственно 39,3!; 38,78; 38,08 и 35,39 ГДж. Эти варианты обработки почвы без летнего применения глифоса обусловили затраты соответственно 36,72; 34,17; 33,08 и 31.59 ГДж.

Коэффициент окупаемости затраченной энергии энергией, накопленной в используемой части урожая в среднем за 2008-2010 годы, экстремально жаркие, с длительными суховейными явлениями, составил при отвальной зяблевой обработке, чизельном рыхлении, дискаторной и обработке \Vil-Rich соответственно 1,5-2,0; 1,6-1,6; 1,6-1,8 и 1,1-1,2.

ВЫВОДЫ

Результаты проведенного в 2008-2010 годах изучения приемов основной обработки почвы под кукурузу позволили сделать следующие выводы:

1. На черноземе обыкновенном в северной зоне Краснодарского края по предшественнику озимая пшеница способы основной обработки почвы, проведенной осенью на различной глубине, обеспечили различия в плотности сложения. В варианте мелкой основной обработки дисковой бороной \Vil-Rich на глубину 10-12 см в период посева плотность почвы была наибольшей - 1,17 г/см3 и к выметыванию возросла до 1,33 г/см3.

Плотность почвы слоя 10-20 см при посеве кукурузы по отвальной вспашке, чизельной и дискаторной обработке составляла 1,24 г/см3 и только при обработке почвы дисковой бороной \ViI-Rich повышалась до 1 25-1Д6 г/см3.

2. Засоренность посева кукурузы при использовании гербицидов на вариантах отвальной зяблевой вспашки, чизельного рыхления и дискаторной обработки составила соответственно 10-14; 3-8 и 7-13 экз/м2. На фоне основной обработки дисковой бороной \Vil-Rich количество сорняков было наи-

большим, после применения гербицидов во все сроки численность снижалась до 21 экзУм2.

3. Максимальное накопление воздушно-сухой массы сорняков при основной обработке почвы дисковой бороной Wil-Rich без внесения глифоса летом составило 29,8 ц/га. Внесение почвенного гербицида на этом варианте снизило сухую массу сорняков на 8,3 ц/га, последовательное внесение по-всходового препарата - еще на 10,2 ц/га. При летнем применении глифоса почвенный гербицид снижал сухую массу сорняков на 11,2 ц/га, а в сочетании с послевсходовым препаратом на 21,3 и/га. Отмеченная закономерность сохранялась на других приемах основной обработки почвы при меньшем уровне засоренности.

4. Густота растений кукурузы в зависимости от приемов основной обработки почвы зависела главным образом от продолжительности периода посев-всходы, который в среднем за 2008-2010 годы был короче на 1-2 дня в вариантах отвальной зяблевой и дискаторной обработках, чем при чизелева-нии и обработке Wil-Rich. Продолжительность вегетационного периода на этих вариантах сокращ&тась на 2-3 дня. Густота стояния растений к уборке на фоне обработки дисковой бороной Wil-Rich уменьшалась на 14,9 % по отношению к высеянным всхожим семенам; по вспашке, чизельной и дискаторной обработках - на 11,3; 11,5 и 9,8 %.

5. Высота растений кукурузы, начиная с фазы 5-6 листьев, в фазу выметывания и молочно-восковой спелости зерна была ниже на фоне основной обработки почвы дисковой бороной Wil-Rich по сравнению с отвальной зяблевой вспашкой на фоне летнего внесения глифоса и без его внесения, соответственно на 3-5,23-30 и 19-30 см.

6. Площадь листовой поверхности и фотосинтетический потенциал посева кукурузы на фоне отвальной зяблевой вспашки, чизельной и дискаторной обработок почвы были на всех вариантах применения гербицидов выше, чем на фоне основной обработки почвы дисковой бороной Wil-Rich, где в среднем за 2008-2010 годы по площади листовой поверхности и ФП посева снижение достигало соответственно 3,1-7,3 тыс. м~ /га и 192-472 тыс. м2/га х дней.

7. Урожайность сырой надземной массы кукурузы при отвальной зяблевой вспашке, чизельном рыхлении и обработке дискатором в среднем за 2008-2010 годы на безгербицидном фоне была практически одинаковой и составила 163,3; 164,7 и ¡67,3 ц/га. На варианте обработки почвы дисковой бороной Wil-Rich безгербицидное возделывание снизило урожайность сырой надземной массы максимально. Чистая продуктивность фотосинтеза при вспашке колебалась в пределах от 6,8 до 8,6 г/м" х сутки, чизельном рыхлении от 7,4 до 9,7 г/м' х сутки, дискаторной обработке от 7,8 до 9,2 г/м2 х сутки и при дисковом рыхлении Wil-Rich от 6,4 до 8,0 r/'м" х сутки.

8. Показатели продуктивности растений кукурузы - количество початков на 100 растений, масса одного початка, выход зерна с одного початка и масса 1000 зерен при отвальной, чизельной и дискаторной основных обработках почвы были существенно выше, чем при дисковом рыхлении агрегатом \Vil-Rich.

9. На фоне без летнего применения глифоса на вариантах зяблевой вспашки и чизельного рыхления получена урожайность 36,8 и 37,8 ц/га; последовательное внесение почвенного и послевсходового гербицидов повышало урожайность зерна кукурузы на 153 и 17,2 ц/га. При летнем внесении глифоса прибавка от почвенного и послевсходового гербицидов снижалась на 3,7 и 2,4 ц/га. По дискаторной обработке получены промежуточные результаты, а по обработке дисковой бороной \Vil-Rich отмечено снижение урожайности на 31-35% по сравнению с отвальной вспашкой.

10. Количество доступной влаги, коэффициент эффективного ее использования и суммарное водопотребление кукурузы позволили выявить, что отвальная зяблевая вспашка, чизельная и дискаторная обработки являются более эффективными приемами, чем обработка дисковой бороной \Vil-Rich.

11. Дискаторная обработка почвы и система применения гербицидов обеспечили получение максимальной урожайности зерна - 61,8 ц/га и уровень рентабельности 183 %. Чизельное рыхление и отвальная зяблевая вспашка были также высокорентабельными. Обработка почвы дисковой бороной \Vil-Ricli на глубину 10-12 см снижала урожайноть зерна, чистый доход и уровень рентабельности возделывания ку курузы до 70%.

Коэффициент окупаемости затраченной энергии энергией, накопленной в используемой части урожая в засушливые 2008-2010 годы, составил при отвальной зяблевой вспашке, чизельном рыхлении, дискаторной обработке и обработке дисковой бороной \Vil-Rich соответственно 1 5-2 0' 1 6-1 б-1,6-1,8и 1,1-и. ' ' ' '

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В степной зоне Краснодарского края на черноземе обыкновенном при возделывании кукурузы на зерно рекомендуется экономически наиболее окупаемая дискаторная основная обработка почвы на глубину 17-18 см в системе применения гербицидов после уборки предшественника, перед посевом и при уходе за посевами.

2. Основная обработка почвы, основанная на чизельном рыхлении на глубину 25-27 см при возделывании кукурузы, рекомендуется на слабо- и среднезасоренных переуплотненных участках в системе применения гербицидов, что увеличит норму рентабельности на 16,5 %

3. Отвальная вспашка в сочетании с гербицидами рекомендуется при возделывании кукурузы на потенциально сильно засоренных участках.

23

СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I. Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Толорая, Т.Р. Влияние основной обработки почвы и гербицидов на продуктивность кукурузы / Т.Р. Толорая, В.П. Малаканова, Д.В. Ломовской, М. М. Ахтырцев, И.Н. Вакуленко, Р.В. Ласкин, ДА. Таран. // Земледелие. -2012.-№4.-С.36-37.

2. Ахтырцев, М.М. Влияние засоренности посева кукурузы на урожайность зерна в зависимости от способа основной обработки почвы и системы применения гербицидов / М.М. Ахтырцев, И.Н. Вакуленко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). - Краснодар: КубГАУ, 2012. -№07(81).- Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2012/07/pdC59.pdf, 0,688 пл.

3. Вакуленко, И.Н. Засоренность посева и продуктивность кукурузы в зависимости от предпосевной обработки почвы и системы применения гербицидов/И.Н. Вакуленко, М.М. Ахтырцев// Кукуруза и сорго. -2012,-- №4.- С. 29-33.

II. Статьи в аналитических сборниках, материалах конференций:

4. Толорая, Т.Р. Влияние различных способов обработки почвы и применения гербицидов на урожайность кукурузы / Т.Р. Толорая, М.М. Ахтырцев, Д.А. Таран // Научные основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных/ Сб. науч. тр.,ч.2 / Международная (3-я) научно-практическая конференция СКНИИЖ-Краснодар, 2010.-С.150.

5. Ломовской, Д.В. Продуктивность кукурузы в зависимости от энергосберегающей основной обработки почвы и применения системы гербицидов / Д.В. Ломовской, В.П. Малаканова, М.М. Ахтырцев, Р.В. Ласкин, Д.А. Таран // Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» - Краснодар, 2010.-С. 60-61.

6. Малаканова, В.П. Влияние системы основной обработки почвы и гербицидов на урожайность кукурузы / Малаканова В.П., Ахтырцев М.Г., Ахтырцев М.М., Вакуленко И.Н., Ласкин Р.В. // Научные основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных/ Сб. науч. тр., ч2 / Международная (4-я) научно-практическая конференция СКНИИЖ- Краснодар,2011.-С. 134-135.

7. Ломовской, Д.В. Изучение систем предпосевной подготовки почвы под посев кукурузы на фоне отвапьной и чизелыюй основной обработки в степных районах Краснодарского края / Д.В. Ломовской, М.М. Ахтырцев, И.Н. Вакуленко // Материалы V Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» - Краснодар, 2011.-С. 96-97.

8. Ахтырцев, М.М. Влияние способов основной обработки почвы на засоренность посевов и урожайность зерна кукурузы в степных районах Западного Предкавказья / М.М. Ахтырцев // Материалы V Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» - Краснодар, 2011. - С. 74-76.

Подписано в печать 17.04.2013 г. Бумага офсетная Печ. л. 1 Тираж 100 экз.

Формат 60x84 1/16 Офсетная печать Заказ №291

Отпечатано в типографии КубГАУ 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Ахтырцев, Михаил Михайлович, Краснодар

3.1 Динамика изменения плотности сложения почвы в зависимости от способа основной обработки почвы и системы применения гербицидов......50

3.2 Динамика засоренности посева кукурузы в зависимости от способа основной обработки почвы и системы применения гербицидов................55

4 РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ КУКУРУЗЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И СИСТЕМЫ

ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ........................................................62

4.1 Продолжительность периода посев - всходы, межфазных периодов и густота стояния растений кукурузы...................................................62

4. 2 Высота растений......................................................................67

4.3 Количество функционирующих листьев и площадь листовой поверхности кукурузы....................................................................................69

5 ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБА

ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И СИСТЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ......78

5.1 Урожайность сырой надземной массы, сухого вещества и чистая продуктивность фотосинтеза кукурузы в зависимости от способа основной обработки почвы и системы применения гербицидов............................78

5. 2 Продуктивность и структура урожая в зависимости от способа основной

обработки почвы и системы применения гербицидов............................83

5.3 Урожайность зерна кукурузы в зависимости от способов основной обработки почвы и системы применения гербицидов............................87

6 ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ ДОСТУПНОЙ ВЛАГИ В ПОЧВЕ И ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ КУКУРУЗЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБА ЕЕ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ И СИСТЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ 92

7 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД КУКУРУЗУ В СИСТЕМЕ ПРИМЕНЕНИЯ

ГЕРБИЦИДОВ...........................................................................100

7.1 Экономическая оценка способов обработки почвы под кукурузу в системе применения гербицидов...............................................................100

7.2 Биоэнергетическая оценка способов основной обработки почвы в

условиях северной зоны Краснодарского края........................................103

ВЫВОДЫ...........................................................................114

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ........................................118

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ........................119

ПРИЛОЖЕНИЯ...................................................................134

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшая зерновая и кормовая культура - кукуруза в Краснодарском крае возделывается на площади более 600 тысяч га, в том числе в степной зоне ее посевы занимают большую часть. Однако агротехника этой культуры для степной зоны Краснодарского края недостаточно полно разработана. Кроме того надо отметить, что технологии возделывания кукурузы, исходя из опыта земледелия последних лет в Краснодарском крае, нуждаются в постоянном внесении существенных корректив. Появляются новые технические средства определяющие эффективность производства и улучшения качества продукции, которые могут обеспечить максимальную экономию трудовых затрат и энергетических ресурсов, необходимых для получения единицы продукции. Одним из основных элементов модернизации технологии возделывания кукурузы является обновление системы обработки почвы и применения гербицидов. В связи со слабой изученностью новых способов основной обработки почвы в системе борьбы с сорняками с помощью химических средств на обыкновенном черноземе в степных зонах Краснодарского края актуально разработать эффективные системы основной обработки почвы при возделывании кукурузы в системе применения гербицидов на обыкновенном черноземе Западного Предкавказья, и дать научно-обоснованные рекомендации, для повышения ее продуктивности.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - повышение продуктивности кукурузы приемами основной обработки почвы в системе применения гербицидов.

Для выполнения поставленной цели решали следующие задачи:

- установить оптимальные приемы основной обработки почвы в системе применения гербицидов и их влияние на динамику плотности сложения почвы и засоренность посева кукурузы;

- определить влияние способов основной обработки почвы на запасы доступной влаги и водопотребление растений кукурузы;

- изучить действие системы гербицидов на сорные растения, а так же рост, развитие и продуктивность растений кукурузы при разных приемах основной обработки почвы;

- оценить экономически и биоэнергетически эффективные приемы основной обработки почвы в системе применения гербицидов, повышающие продуктивность кукурузы.

Научная новизна исследований. На черноземе обыкновенном в степных районах Западного Предкавказья впервые изучено сравнительное влияние отвальной основной обработки почвы, чизельного рыхления, обработки дискато-ром и дисковой бороной \Vil-Rich на динамику плотности почвы, накопление продуктивной влаги, засоренность посевов кукурузы, рост, развитие и продуктивность растений. Установлено действие способов основной обработки почвы и гербицидов на закономерности фотосинтетической деятельности посева, накопление сырой и сухой массы растений кукурузы, структуры урожая. Определена экономическая и биоэнергетическая эффективность применения гербицидов при разных способах основной обработки почвы при возделывании среднеспелого двойного гибрида кукурузы Краснодарский 385 МВ.

Практическая значимость результатов исследований. На основании проведенных исследований для степной зоны Краснодарского края предложены эффективные способы основной обработки почвы в системе применения гербицидов, позволяющие повышать урожайность зерна кукурузы и экономические показатели возделывания культуры путем сбережения энергии, денежных средств и горюче-смазочных материалов.

Апробация работы и публикации результатов исследований. Результаты исследований докладывались в 2008, 2009, 2010 и 2011 годах на заседаниях методического совета ГНУ Краснодарский НИИСХ Россельхозакадемии; на III, IV и V Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 2009, 2010, 2011 гг.). Результаты, вошедшие в диссертационную работу, опубликованы в 8 научных статьях, помещенных в научных и научно-производственных

изданиях (г. Москва, г. Краснодар), в том числе 3 в изданиях рекомендованных ВАК РФ.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Влияние приемов основной обработки почвы и гербицидов на плотность ее сложения, засоренность посева и водопотребление кукурузы.

2. Особенности роста, развития и продуктивность среднеспелого двойного гибрида кукурузы Краснодарский 385 МВ в зависимости от приемов основной обработки и системы гербицидов.

3. Экономическая и биоэнергетическая оценка приемов основной обработки почвы и применения гербицидов при возделывании кукурузы на зерно.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа изложена на 171 странице, включает 31 таблицу, 7 рисунков, 37 приложений, состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству. Список использованной литературы включает 151 наименование, из них 18 иностранных авторов.

1 ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ В СИСТЕМЕ ГЕРБИЦИДОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОТНОСТИ СЛОЖЕНИЯ ПОЧВЫ, ЗАСОРЕННОСТИ ПОСЕВА, ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТИ, ПРОДУКТИВНОСТИ КУКУРУЗЫ И ЭКОНОМИКО-БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ АГРОПРИЕМОВ (обзор литературы)

1.1 Влияние приемов основной обработки в системе гербицидов на плотность сложения почвы и засоренность посева кукурузы

Агротехнически обоснованное чередование культур является одним из основных приемов борьбы с сорняками. Полевые культуры в связи с биологическими особенностями по-разному влияют не только на развитие сорняков в посевах, но и на всхожесть их семян, находящихся в почве. Положительное влияние чередования культур надо рассматривать не только с позиции угнетения сорняков, но и стимулирования всходов их семян для последующего уничтожения механической обработкой и гербицидами (И.В. Кузнецова, 1968; З.А. Пакудин, 1966; М.М. Васютин, 1991; В.М. Кильдюшкин, 2005).

Как в науке, так и в практике хорошо известны стимулирующие или угнетающие действия на сорняки возделываемых полевых культур. Такое влияние не всегда можно объяснить затенением, или более интенсивным использованием питательных веществ, потреблением влаги отдельными культурными растениями по сравнению с сорняками. Оно может проявляться в результате накопления в почве отдельных патогенных микроорганизмов (Ф.М. Куперман, В.М. Любивый, 1957; Б.И. Тарасенко, 1987).

Отмеченные причины оказывают влияние и на культурные растения и в том числе на кукурузу в разных звеньях севооборота и даже при монокультуре. Наблюдения в процессе исследований и практика свидетельствуют о наличии наряду с известными биотическими и абиотическими причинами (например, накопление вредителей, недостаток питательных веществ и т.д.) и других факторов несовместимости отдельных культур при чередовании в полях севообо-

рота. Установлено образование тормозящей системы, происхождение которой связано с корневыми выделениями и содержанием физиологически сильнодействующих веществ в пожнивных остатках некоторых культур. Однако все трудности несовместимости растений кукурузы внутри севооборота нельзя сводить исключительно к токсической интерференции одного какого-то определенного вещества.

Исследованиями Краснодарского научно-исследовательского института сельского хозяйства установлено, что на защищенных от сорняков участках вынос элементов питания и частности азота, фосфора и калия при урожайности зерна 70-80 ц/га составил соответственно 124-159; 40-50 и 344-413 кг/га и зависел от степени засоренности посева. На незащищенных от сорняков участках вынос азота, фосфора и калия был достаточно скромным и составлял 76, 35 и 194 кг/га. Зато сорные растения на таких участках выносили 90 кг/га азота, 28 кг/га фосфора и 145 кг/га калия (Т.Р. Толорая, 2000).

Ущерб, нанесенный сорняками культуре кукурузы, колеблется в зависимости от спектра засоренности, продолжительности нахождения сорняков на полях, уровня борьбы с ними, условий вегетационного период, и многих других факторов. Несмотря на то, что часть из использованных сорняками элементов снова возвращается в почву, экономическая эффективность текущей культуры страдает значительно снижением урожайности и качества (Т.Р. Толорая, В.П. Малаканова, П.А. Щербина и др., 1997).

Опыты, проведенные Т.Р. Толорая и JT.B Сумкиной в 1983-1985 годах по изучению глубины зяблевой вспашки под кукурузу на зерно в различных поч-венно-климатических условиях и при разной влагообеспеченности, показали, что плотность почвы в пахотном слое к посеву кукурузы независимо от глубины зяблевой обработки на неорошаемом обыкновенном и выщелоченном чер-

о

ноземе составляет соответственно 1,03 и 1,09 г/см , а в орошаемых условиях эти величины были на обоих типах почвы выше на

0,03 г/см (1986)

Плотность почвы на неорошаемом обыкновенном и выщелоченном черноземах к уборке кукурузы также не зависела от глубины вспашки, но различа-

лась в зависимости от типа почвы (Т.Р. Толорая, 2000). В своих исследованиях автор отмечает, что при глубине вспашки на 25-27 см к уборке в 30 см слое почва обыкновенного чернозема уплотнялась до 1,27 г/см и с увеличением глубины обработки оставалась на том же уровне. Значительно не изменялась плотность сложения и выщелоченного чернозема в зависимости от глубины вспашки, но общий уровень этого показателя возрастал до 1,29-1,30 г/см .

Следует отметить, что глубина обработки почвы на обыкновенном черноземе независимо от условий увлажнения, существенно не влияла на плотность сложения почвы, и как результат этого, изменение урожайности отмечено только между фонами увлажнения.

Увеличение плотности сложения выщелоченного чернозема при орошении при глубине вспашки на (28-30 см) и на 0,03 г/см по сравнению с рыхлением до 38-40 см привело к снижению урожайности кукурузы на 0,64 т/га (В.П. Малаканова, 1999).

В неорошаемых условиях в зависимости от увеличения глубины рыхления обыкновенного и выщелоченного черноземов, показатели роста и развития растений повышались несущественно. Общий уровень высоты растений и фотосинтетического потенциала кукурузы возрастали при достаточном увлажнении (Т.Р. Толорая, Н.Ф. Лавренчук, М.В. Чумак, В.П. Малаканова, 2003).

По мнению В.М. Кильдюшкина (2005), существенного улучшения показателей роста, развития растений кукурузы и повышения урожайности можно добиться увеличением глубины обрабатываемого слоя почвы только на орошаемых выщелоченных черноземах. Увеличение глубины обрабатываемого слоя почвы под кукурузу более чем на 25-27 см на обыкновенном черноземе без орошения не улучшало показатели продуктивности. Такое же отношение этой культуры на данном типе почвы было при увеличении обрабатываемого слоя от 28-30 до 38-40 см в условиях орошения.

Учитывая полученные результаты, напрашивается вопрос: как часто встречаются такие почвы, для которых характерно совпадение равновесной и оптимальной плотности почвы.

Исследованиями ученых установлено, что по Северо-Кавказскому региону к ним относятся обыкновенные черноземы с относительно небольшим содержанием физической глины, легкосуглинистого и суглинистого механического состава и хорошо окультуренные дерново-подзолистые, слабо- и сильно подзолистые (Б.И. Тарасенко, 1971, 1987; Г.Е. Гоник, 1985). На тяжелосуглинистых, глинистых почвах и сероземах Северного Кавказа после ливневых дождей и обильных поливов, может образоваться поверхностная почвенная корка. На таких почвах применение химических мер борьбы с сорняками может быть полезно, но вместе с тем остается весьма актуальным, улучшение водно-физических свойств, оптимизация предпосевных и междурядных обработок посевов кукурузы.

Использование научных данных по изучению направления и скорости почвенных процессов в постоянно изменяющихся полевых условиях, а также в фитокамерах, где внешние факторы поддерживаются как постоянные или регулируются в пределах определенной программы, обязательно для объективных заключений. Без этого невозможно дать правильный анализ зависимостей процессов от влажности и температуры в почве, а также от влажности и температуры в окружающей почву атмосфере и ряда других факторов.

Важное теоретическое значение имеет закономерность изменения вспаханной почвы при оставлении ее на 2-2,5 месяцев в покое. Установлено, что, в этом случае в почве происходят процессы, ведущие к дифференциации биологической активности, что предшествует улучшению таких физических показателей, как плотность сложения, твердость почвы, а, следовательно, и плодородие (А.Н. Власенко, Ю.П. Филимонов, В.К. Каличкин, Л.Н. Иодко, В.Т. Усол-кин, 2003). При этом больше положительных изменений наблюдается не в нижней части, а в верхнем (0-10 см) пахотном слое почвы, где сосредотачивается большая часть полезной микрофлоры. Этими причинами и можно объяснить целесообразность проведения зяблевой вспашки с оборотом пласта, которая предусматривает равномерное распределение верхнего плодородного слоя почвы по всему пахотному горизонту.

Следует отметить, что увеличение глубины основной обработки влияет на почву двояко. Положительное влияние заключается в уничтожении многолетних корнеотпрысковых сорняков, улучшении водного и воздушного режимов почвы. К отрицательным моментам можно отнести дополнительные затраты на тяговое усилие при проведении глубокого рыхления и более интенсивное переуплотнение почвы в результате движения тяжелых тракторов по разрыхленной почве, что характерно для такой обработки.

Многолетними стационарными опытами Краснодарского научно-исследовательского института сельского хозяйства (З.А. Пакудин, 1966; М.М. Васютин, 1991) и КубНИИТиМ (A.A. Васильченко, 1972), установлено, что безотвальная вспашка почвы способствует резкому увеличению засоренности. В борьбе с сорняками эффективна вспашка отвальными плугами с предплужниками на глубину 25-30 см.

В степной зоне Северного Кавказа поля, вспаханные на зябь отвальными плугами, являются главными очагами возникновения дефляции. Разрешение этой проблемы найдено в плоскорезной обработке почвы на глубину 25-27 см под кукурузу или нарезке гребней по отвальной вспашке осенью (поперек господствующих ветров с межгребневым пространством 70 см) предназначенных для посева кукурузы после ранневесенней их поправки (П.А. Щербина, Т.Р. То-лорая, В.В. Кравцов, O.A. Жук, 1990). Сравнительная оценка трех технологий, основанных на базе отвальной, нулевой и плоскорезной основной обработки почвы в зоне распространения черноземов обыкновенных, показала, что в среднем за 1986-1988 годы, когда отсутствовали эрозионные и дефляционные явления, все указанные системы зяблевой обработки почвы имели равноценные показатели накопления продуктивной влаги. Это во многом объясняется борьбой с сорняками при сочетании механических и химических способов, позволяющих одинаково эффективно снимать з�