Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Повышение урожайности зерна кукурузы усовершенствованием предпосевной подготовки почвы и применением гербицидов на черноземе обыкновенном Западного Предкавказья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Повышение урожайности зерна кукурузы усовершенствованием предпосевной подготовки почвы и применением гербицидов на черноземе обыкновенном Западного Предкавказья"

На правах рукописи

ВАКУЛЕНКО ИГОРЬ НИКОЛАЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕРНА КУКУРУЗЫ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕМ ПРЕДПОСЕВНОЙ ПОДГОТОВКИ ПОЧВЫ И ПРИМЕНЕНИЕМ ГЕРБИЦИДОВ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ОБЫКНОВЕННОМ ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

Специальность: 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар - 2013

005538029

005538029

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени П. П. Лукьяненко Российской академии сельскохозяйственных наук в 2008-2010 гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Толорая Тристан Рафаэльевич

Официальные оппоненты: Масливец Виктор Андрианович,

д. с.-х. н., профессор кафедры общего и орошаемого земледелия, ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», г. Краснодар

Баранов Валентин Федорович,

д. с.-х. н., главный научный сотрудник отдела сои ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур им. B.C. Пустовойта Россельхозакадемии, г. Краснодар

Ведущая организация: ГНУ ВНИИ кукурузы Россельхозакадемии,

г. Пятигорск

Защита диссертации состоится « _5_ » декабря 2013 г. в 11 ч. 00 мин. 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-й этаж,, комната 106) тел./факс (8-861) 22157-93

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

Автореферат разослан «У » ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор

J.li^

Л. В. Цаценко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Для степной зоны Краснодарского края, где расположены две трети от общей площади посевов кукурузы, лимитирующими факторами получения высокой урожайности зерна этой культуры являются минимальная вла-гообеспеченность и высокая засоренность полей однолетними и многолетними трудно-искореняемыми сорняками.

В данной зоне рекомендациями предусмотрено весной вносить почвенные гербициды под предпосевную культивацию без ранневесеннего выравнивания почвы. Такая подготовка почвы под посев трактовалась в связи с опасностью возникновения дефляции. Автор разработки противодефляционной технологии A.A. Гортлевский к этому мнению пришел еще в 70-е годы двадцатого столетия, когда дефляционные явления бушевали во всех зонах Краснодарского края. Однако проявление дефляции уже более 30 лет не носит серьезного характера, а способ экстенсивной предпосевной подготовки почвы под кукурузу остается одним из факторов, снижающих урожайность зерна этой культуры. В связи с вышеизложенным мы убедились в том, что способы предпосевной подготовки почвы в условиях северной зоны Краснодарского края в зависимости от приемов основной зяблевой обработки почвы требуют усовершенствования для получения стабильных высоких урожаев кукурузы при улучшении влагообеспеченности, надежном контроле за сорняками, правильном использовании других агроприемов и возделывании высокопродуктивных гибридов.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - изучить различные способы предпосевной подготовки почвы на фонах отвальной зяблевой вспашки и чизельного рыхления чернозема обыкновенного под посев кукурузы на зерно и дать научно обоснованные рекомендации производству.

Для выполнения поставленной цели предусматривалось решение задач:

- изучить динамику плотности сложения почвы и накопления продуктивной влаги в посевах кукурузы в зависимости от способов предпосевной подготовки на фоне основной отвальной зяблевой обработки и чизельного рыхления;

- выявить влияние гербицидов при различных системах предпосевной подготовки почвы на динамику засоренности посева кукурузы на фоне отвальной зяблевой обработки и чизельного рыхления;

- определить влияние предпосевной подготовки почвы на рост, развитие и урожайность кукурузы на фоне отвальной основной обработки и чизельного рыхления;

- дать оценку экономической и биоэнергетической эффективности выращивания зерна кукурузы при разных способах предпосевной подготовки почвы.

Научная новизна исследований. Впервые на черноземе обыкновенном на фоне отвальной зяблевой вспашки и чизельного рыхления изучено влияние различных способов предпосевной подготовки почвы при применении гербицидов летом в системе основной обработки, весной до посева и в процессе ухода за посевом на водно-физические свойства чернозема обыкновенного, засоренность посевов и продуктивность двойного среднеспелого гибрида кукурузы Краснодарский 385 МВ. Установлено эффективное действие двух допосевных культиваций в сочетании с почвенным и послевсходовым гербицидом независимо от_фонов основной обработки почвы на водно-физические свойства почвы, снижение засоренности посева. Выявлено, что две предпосевные культивации без внесения почвенного гербицида и замена выравнивания зяби культивацией применением гербицида сплошного действия ни по отвальной зяби, ни по чизельному рыхлению не обеспечивают качественного контроля сорняков и существенно уступают ранневесеннему выравниванию зяби и предпосевной культивации зяби в сочетании с почвенным гербицидом. Дальнейшее применение послевсходового гербицида на этих вариантах обеспечивало практически полное подавление сорняков и способствовало получению максимальной урожайности с более высоким уровнем на фоне отвальной вспашки.

Практическая значимость работы. На основании проведенных исследований предложена эффективная система предпосевной подготовки почвы, способствующая на фонах основной обработки (отвальная вспашка и чизельное рыхление) обеспечить максимальную урожайность среднеспелого двойного гибрида кукурузы Краснодарский 385 МВ 58,5 и 53,4 ц/га, являющуюся результатом эффективного контроля засоренности в посевах, системой применения гербицидов и механических способов предпосевной подготовки почвы.

Апробация работы и публикация результатов исследований. Результаты исследований докладывались в 2008-2010 годах на заседаниях методсовега ГНУ Краснодарского НИИСХ Россельхозакадемии, на международной научно-практической конференции «Научные основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных» (г. Краснодар, 2010 г.).

Результаты исследований, вошедшие в диссертационную работу, опубликованы в 5 статьях, в том числе в 3-х изданиях рекомендованных ВАК РФ.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Действие разных способов предпосевной подготовки почвы на динамику плотности ее сложения, количество и массу сорняков к фазе молочно-восковой спелости зерна кукурузы.

2. Повышение эффективности предпосевной подготовки почвы в системе механических и химических способов борьбы с сорняками, динамика использования продуктивной влаги, суммарное водопотребление кукурузы.

3. Особенности реакции роста, развития и урожайности кукурузы в зависимости от предпосевной подготовки почвы в системе применения механических и химических способов борьбы с сорной растительностью в посевах кукурузы.

4. Оценка экономической и биоэнергетической эффективности возделывания кукурузы при разных системах предпосевной подготовки почвы.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация изложена на 176 страницах, содержит 30 таблиц, 4 рисунка, 47 приложений. Она состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству. Список использованной литературы насчитывает 207 наименований, в том числе 10 иностранных авторов.

Приношу искреннюю благодарность руководителю хозяйства ООО «Скиф» Староминского района Сандер Л.Г., коллективу отдела селекции и семеноводства кукурузы ГНУ Краснодарский НИИСХ Россельхозакадемии за предоставленную возможность проведения исследований, профессору Г.Е. Гонику и научному руководителю профессору Т.Р. Толорая за консультации в подготовке программы исследований и выполнении диссертационной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении даны актуальность проблемы, общая характеристика работы, цель и задачи исследований, научная новизна исследований, основные положения, выносимые на защиту, практическая значимость результатов исследований, структура и объем диссертационной работы.

В первой главе диссертации отражена проблема и состояние изученности вопроса. Обобщены наиболее важные сведения по влиянию предпосевной подготовки почвы

на ее плотность и другие физические свойства, засоренность, изменения признаков роста и развития растений кукурузы в зависимости от предпосевных обработок и применения химических средств защиты посевов от засоренности.

Во второй главе «Условия и методика проведения исследований, агротехника в опыте» приведены характеристика почвенно-климатических условий, схема опыта, методика исследований и агротехника в опыте. Программа разработана в соответствии с планом НИИР ГНУ Краснодарского НИИСХ Россельхозакадемии, номер госрегистрации 01.200. 115505. Исследования проводили в 2008-2010 годах на базе ООО «Скиф» Староминского района Краснодарского края, расположенном во второй подзоне северной зоны. Рельеф территории равнинный, климат континентальный, засушливый, преобладает чернозем обыкновенный слабогумусный мощный.

Одной из отрицательных особенностей зоны недостаточного увлажнения являются частые суховеи. Общее число дней в году с суховеями за вегетационный период кукурузы может составлять более 40.

Запасы доступной влаги в этих почвах, несмотря на высокую водопроницаемость и влагоемкость их, небольшие, т.к. влажность завядания достигает 13-17 %. Они длительное время удерживают в корнеобитаемом слое большое количество воды, однако значительная часть ее для растений кукурузы остается недоступной. Мощность гумусового горизонта колеблется от 130 до 150 см, а содержание гумуса в верхнем 30 см слое превышает 4,0 % (Е.С. Блажний, 1958; А.И. Симакин, 1969; В.И. Терпелец, 2001). Структура пахотного горизонта этих почв - комковато-зернистая. Количество агрономически ценных водопрочных агрегатов достигает 65-80 %, однако оно значительно изменяется в зависимости от обработки почвы, что существенно сказывается на их водно-физических свойствах, т.е. пахотный слой имеет довольно рыхлое сложение (1,01,3 г/см3), с глубиной почва уплотняется до 1,3-1,4 г/см3 (горизонт С), а общая скважность колеблется от 60 до 65 % (Б.И. Тарасенко, 1987; В.И. Терпелец, 2001).

Валовое содержание азота, фосфора и калия в горизонте 0-20 см составляет соответственно 0,27; 0,20 и 2,0 %, а в слое 30-40 см - 0,18; 0,16 и 1,9 %. Гидролизуемый азот в основном представлен нитратной формой и составляет 2,0-1,5 % от общего содержания. Наличие подвижного фосфора по Мачигину 2,52 и 1,68; обменного калия по Протасову 29,6 и 21,6 мг на 100 г почвы. Реакция почвенной среды 7,0-7,3.

По данным Староминской гидрометеостанции метеорологические условия в годы проведения опытов были неодинаковы. Во все годы исследований среднесуточные тем-

пературы были экстремально высокие, особенно в период цветения генеративных органов. В период налива зерна сухими были 2008 и 2009 годы. При этом особенно жаркими были вторая и третья декады июля со среднесуточной температурой 27,9 и 29,0 °С и абсолютными максимумами более 39-40 °С. Гидротермический коэффициент за период вегетации кукурузы в мае-августе 2008, 2009 и 2010 годов составил соответственно 0,63; 0,50 и 0,39, при среднемноголетнем показателе 0,86. Среднесуточная относительная влажность воздуха в 2008 и 2009 годах превышала среднемноголетнюю норму на 8 и 4 % и только в 2010 году она была на 2 % ниже многолетних значений.

Полевой опыт закладывали в звене севооборота сахарная свекла, озимая пшеница, кукуруза на зерно. Фон осеннего внесения минеральных удобрений К60РбоК«о- После уборки предшественника и разбрасывания измельченной соломы проводили двукратное дисковое лущение стерни и разбивали опытный участок согласно схеме опыта Высевали среднеспелый гибрид кукурузы Краснодарский 385 MB.

Трехфакторный опыт закладывали по методу расщепленных делянок. Общая площадь делянки 84 м2 (20 х 4,2), учетная 28,6 м2 (7,15 х 4 ряда). Повторность опыта четырехкратная. Агротехника общепринятая, за исключением изучаемых вариантов.

Наблюдения, учеты и анализы в опыте проводили по общепринятым методикам: плотность почвы определяли по методу H.A. Качинского (1958); твердость почвы -твердомером Ревякина; агрегатный состав почвы - методом сухого фракционирования по Н.И. Савинову в модификации АФИ; влажность почвы и запасы продуктивной влаги в 1,0 м слое определяли термостатно-весовым методом по С.Ф. Неговелову в три срока-при посеве, в фазе выметывания и полной спелости зерна кукурузы.

Засоренность посевов кукурузы (количественный учет, среднее из 6 повторений) определяли перед ранневесенним выравниванием зяби, через 30 дней после внесения почвенного гербицида, до внесения послевсходового гербицида и через 15 дней после; весовой учет проводили в фазе молочно-восковой спелости зерна (по методу И.Н. Белецкого, 1989).

Фенологические наблюдения, густоту стояния растений, высоту растений, площадь листовой поверхности - определяли в соответствии с методическими рекомендациями по проведению полевых опытов с кукурузой (Днепропетровск, 1980). Структуру урожая считали на отобранных с каждой делянки 20 початках. Массу 1000 зерен определяли с каждой делянки в двукратной повторное™. После анализа массу зерна из початков добавляли к урожаю соответствующих делянок. Урожай убирали в початках, от-

бирали 5 кг пробы в матерчатые мешки, высушивали, взвешивали, определяли выход зерна, урожайность приводили к 14 % влажности.

Экономическую эффективность рассчитывали в соответствии с методическими рекомендациями по определению экономической эффективности использования научных разработок в земледелии (1986). Биоэнергетическую оценку эффективности возделывания кукурузы проводили согласно методическим указаниям И.Т. Трубилина, Н.Г. Малюги и А.Г. Прудникова (1996).

Полученные данные математически обрабатывали методом множественного регрессионного и дисперсионного анализа (по Б.А. Доспехову с использованием программы STAT-GRAPHICS Plus), а среднемноголетние данные обрабатывали по В.А. Дзюбе (2004).

Результаты исследований. 3 Влияние предпосевной подготовки почвы на ее агрофизические свойства. Плотность почвы. И.А. Кузнецов и Б.И Тарасенко (1968) указывали на необходимость развития агрофизического подхода к изучению почвенных условий, подчеркивая недостаточную изученность в этом отношении обыкновенных черноземов в степной зоне Краснодарского края при возделывании кукурузы.

Проведенные нами опыты по изучению плотности 0-20 см слоя почвы в динамике выявили достаточно тесную зависимость ее от предпосевных обработок на фоне зяблевой отвальной вспашки и чизельного рыхления. К выметыванию кукурузы, в связи с интенсивным испарением влаги и транспирацией, различие между обработками к полной спелости кукурузы практически выровнялось.

Агрегатное состояние почвы. На фоне зяблевой вспашки содержание в почве агрономически ценных агрегатов с размером 0,25-10 мм при посеве кукурузы было от 58,6 до 61,8 %. Несколько ниже содержание агрегатов с размером 0,25-10,0 мм в почве было при обработке поля чизельным плугом, но общие закономерности их изменения сохранялись при этом. Содержание агрономически ценных агрегатов в динамике от посева кукурузы к выметыванию и наступлению полной спелости зерна уменьшалось. Например, на фоне вспашки и чизельной основной обработки, при выравнивании зяби и предпосевной обработке почвы культивацией с почвенным гербицидом трофи 90 структурных отдельностей размером 0,25-10,0 мм в пробе содержалось соответственно 61,8; 55,5; 49,8 % и 59,9; 53,0; 48,5 %. С такой же закономерностью уменьшалось содержание агрономически ценных агрегатов на всех вариантах опыта.

Коэффициент структурности почвы уменьшался в динамике от посева до полной спелости зерна (Таблица 1).

Таблица 1 — Коэффициент структурности почвы (в слое 0-20 см) в зависимости от предпосевной обработки почвы при возделывании кукурузы (2008-2010 гг.)

Система предпосевной подготовки почвы Основная обработка почвы Период определения

при посеве выметывание полная спелость зерна

Ранневесеннее выравнивание культивацией; предпосевная культивация отвальная зяблевая вспашка 1,45 1,15 0,98

чизельное рыхление 1,42 1,05 0,93

Ранневесеннее выравнивание культивацией; внесение гербицида трофи, 2,5 л/га; предпосевная культивация отвальная зяблевая вспашка 1,62 U5 0,99

чизельное рыхление 1,43 1,13 0,94

Внесение глифоса, 2,5 л/га; трофи, 2,5 л/га; предпосевная культивация отвальная зяблевая вспашка 1,21 1,21 0,93

чизельное рыхление 1,40 1,07 0,94

Внесение глифоса, 2,5 л/га; предпосевная культивация отвальная зяблевая вспашка 1,42 1,12 0,93

чизельное рыхление 1,36 1,07 0,93

Изменение коэффициента структурности по вариантам опыта было с преимуществом на фоне основной отвальной зяблевой обработки почвы в период посева кукурузы. В фазе выметывания растений различия между фонами сохранилось, но между вариантами внутри фонов обработки практически не различались, особенно к концу созревания кукурузы.

Лучшее распространение и проникновение в глубокие слои почвы корневой системой кукурузы достигается при оптимальной рыхлости корнеобитаемого горизонта. При двух допосевных культивациях твердость почвы в период посева составляла в слое 0-20 см на фоне вспашки в среднем за 2008-2010 годы 7,9-8,2 кг/см2, а при чизельном рыхлении 8,3-8,7 кг/см2. В случае, когда при двукратной допосевной подготовке первая заменялась внесением гербицида сплошного действия глифосом, твердость почвы увеличивалась на 0,6-0,7 кг/см2 по вспашке и аналогично при чизельном рыхлении. Твер-

дость почвы в фазе выметывания кукурузы на фоне зяблевой вспашки при двух культи-вациях была 15,9-16,1 кг/см2, при внесении почвенного гербицида составляла - 16,316,5 кг/см2, а с заменой ранневесеннего выравнивания зяби внесением глифоса увеличивалась до 17,0-17,5 кг/см2. На фоне чизельного рыхления при двух предпосевных куль-тивациях этот показатель составил 16,6-17,0 кг/см2, а при одной культивации 17,617,8 кг/см2.

Подводя итоги результатам исследования твердости почвы можно заключить, что эффективность подготовки почвы для посева кукурузы, основанные на четырех способах - с применением почвенного гербицида и без него, с двумя культивациями и при замене одной культивации (ранневесеннего выравнивания) внесением глифоса (гербицида сплошного действия) вместо ранневесенней культивации практически применимы, так как кардинально не сказывались на твердости почвы, а, следовательно, не могли повлиять на рост и развитие кукурузного растения.

4 Влияние предпосевной подготовки почвы на засоренность посева кукурузы. Засоренность посевов кукурузы при отвальной и чизельной основной обработках почвы, а также при различных способах подготовки ее под посев кукурузы перед ранне-весенним выравниванием почвы представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Засоренность почвы ранними яровыми сорняками перед ранневесенним выравниванием, шт./м2 (2008-2010 гг.)

Основная обработка почвы Горец птичий (Polygon um aviculare ) Горчица полевая (Sinapis arvensis) Дымянка Шлейхера (Fumaria shhleicheri ) Живокость полевая (Consolida regalis) Звездчатка средняя (Stellaria media) Латук полевой (Lactuc a sativa) Всего

Отвальная зяблевая вспашка 2 3 3 4 3 2 17

Чизельное рыхление 7 11 7 6 7 4 42

Исходная засоренность на фонах основных обработок почвы согласно схеме опыта была снята ранневесенней культивацией и применением гербицида сплошного дейст-

вия глифоса, 2,5 кг/га, далее согласно схеме были внесены трофи 90, 2,5 л/га и в фазе 5-6 листьев кукурузы прима в дозе 0,5 л/га

Определение засоренности посева кукурузы показало, что на контроле без применения гербицида на фоне отвальной вспашки на варианте с двумя допосевными культи-вациями в 2008, 2009 и 2010 годах сорняков было 18,29 и 30 шт./м2.

При том же количестве культивации, но с внесением почвенного гербицида трофи 90, 2,5 л/га сорняков насчитывалось 7, 6 и 4 шт./м2 соответственно. В варианте, когда ранневесеннее выравнивание зяби заменялось внесением глифоса, а затем применяли почвенный гербицид трофи 90 в изучаемые годы сорняков было 4, 4 и 6 ШТ./М2, а без внесения почвенного гербицида 10, 15 и 14 шт./м2.

На фоне основной обработки почвы чизельным плугом до внесения послевсходо-вого гербицида сорняков при двух допосевных культивациях в среднем за 2008-2010 годы было 47 шт./м2, на аналогичном варианте, но с внесением почвенного гербицида -14 шт./м2; с заменой ранневесеннего выравнивания зяби внесением глифоса и применения почвенного гербицида трофи 90 -11 шт./м2, а без почвенного гербицида - 22 шт./м2.

По отвальной зяблевой вспашке две допосевные обработки без внесения почвенного и послевсходового гербицидов не полностью решали проблему засоренности, т.е. на делянках данного варианта их было 19, 23 и 27 шт./м2. Применение послевсходового гербицида прима в дозе 0,5 л/га обеспечило снижение их количества по вспашке на 11, 13 и 22 шт./м2.

Наиболее эффективным вариантом предпосевной подготовки почвы является система, состоящая из двух допосевных культивации, применения почвенного и послевсходового гербицидов, когда по вспашке засоренность уменьшалась в среднем за 2008-2010 годы до 2 шт./м2, а по чизельной обработке до 5 шт./м2. Замена ранневесеннего выравнивания применением глифоса при обязательном использовании примы, 0,5 л/га оправдывалась в большей степени по вспашке (Рисунок 1).

В фазе молочно-восковой спелости зерна кукурузы определение сырой и сухой надземной массы растений на фоне отвальной зяблевой вспашки показало, что две допосевные культивации: первая - выравнивание зяби и вторая - предпосевная без применения гербицидов способствовали накоплению большой массы сырых сорняков в среднем за 2008-2010 годы 850 г/м2, что на 584 г/м2 выше, чем с применением послевсходо-вых гербицидов.

Ранневесеннее выравнивание почвы культивацией, предпосевная

Ранневесеннее выравнивание почвы культивацией; внесение гербицида трофи 90,

Внесение глифоса, 2,5 л/га; трофи 90,2,5 л/га; предпосевная культивация

Прима, 0,5 л/га

Внесение глифоса, 2,5 л/га; предпосевная культивация

V Отвальная зяблевая вспашка почвы на глубину 25-27 см ■ Чизельное рыхление на глубину 25-27 см

Рисунок 1 - Засоренность посева кукурузы через 15 дней после внесения послевсходо-вого гербицида в зависимости от предпосевной обработки почвы, шт./м2 (2008-2010 гг.)

Накопление сухой массы сорными растениями к молочно-восковой спелости кукурузы в среднем за 2008-2010 годы на варианте без применения гербицидов на фоне вспашки и двух допосевных культиваций составило 202 г/м2 С внесением послевсходо-вого гербицида накопление сухой массы снижалось на 134,3 г/м2. Применение почвенного гербицида трофи 90 в дозе 2,5 л/га без применения послевсходового гербицида снижало накопление сухой массы сорняков до 54,1 г/м2, а использование двух культиваций, почвенного и послевсходового гербицидов снижало накопление сорняками сухой массы до 5,5 г/м2.

На фоне чизельного рыхления на безгербицидном варианте с двумя предпосевными культивациями накапливалась сухая масса сорняков 265,9 г/м2, что на 63,9 г/м2 меньше чем на варианте по отвальной вспашке. При внесении послевсходового гербицида накопление сухой массы составляло 116,4 г/м2. Аналогичный вариант только с почвенным гербицидом снижал засоренность по отношению к безгербицидному варианту на 139,1 г/м2, а с внесением почвенного и послевсходового гербицидов на 230,3 г/м2.

Замена ранневесеннего выравнивания почвы применением гербицида сплошного действия на изучаемом фоне основной обработки снизила накопление сухой массы сорняков до 60,4 г/м2, а при использовании почвенного и послевсходового гербицидов до 11 г/м2. При замене первой культивации до посева глифосом при безгербицидном выращивании кукурузы в дальнейших уходных работах накопление сухой массы сорняками составило 123,9 г/м2 и 126,8 г/ м2, что на уровне с вариантом проведения двух культивации, но с использованием почвенного и послевсходового гербицидов сухая масса сорняков уменьшалась в 7 раз.

5 Рост, развитие и продуктивность кукурузы в зависимости от предпосевной подготовки почвы. Высота растений. Кукуруза при двух допосевных культивациях на вариантах применения почвенного гербицида и без гербицида на фоне отвальной обработки в фазе 5-6 листьев была одинаковой по высоте. В фазе 10-11 листьев максимальная высота растений 105, 114 и 120 см была зафиксирована на вариантах, где применялась на фоне вспашки прима, 0,5 л/га. На фоне чизелыюго рыхления отличились эти же варианты, но с несколько меньшими показателями, чем при вспашке. В фазе цветения метелки на фоне основной обработки почвы под влиянием систем предпосевной обработки почвы высота стебля кукурузы гибрида Краснодарский 385 МВ варьировала от 217 до 247 см. По вспашке наименьшей она была при двух предпосевных культивациях без внесения гербицидов, выделился вариант, когда применяли наряду с двумя предпосевными культи-вациями почвенный гербицид трофи 90, 2,5 л/га и последовательно послевсходовый прима, 0,5 л/га - 246 см, наибольшая высота стебля была на варианте с заменой первой предпосевной культивации внесением глифоса, 2,5 л/га и составила 247 см. В фазе молочно-восковой спелости зерна закономерности не изменялись по сравнению с фазой выметывания, только общий уровень признака повысился на всех вариантах на 3-7 см на фоне вспашки и 3-6 см на фоне чизельной обработки почвы.

Площадь листовой поверхности кукурузы и фотосинтетическая деятельность в зависимости от предпосевной подготовки почвы. В фазе цветения метелки площадь листовой поверхности кукурузы на фоне вспашки составила 24,528,4 тыс. м2/га и на фоне чизельного рыхления - 23,8-27,2 тыс. м2/га. Наиболее высокие уровни признака получены при подготовке почвы двумя культивациями и применением почвенного и послевсходового гербицидов на обоих фонах основной обработки почвы. Анализ результатов формирования площади листьев дал возможность установить, что

более высокие уровни признака получены в сравнительно благоприятном 2008 году, по вспашке от 25,8 до 30,0 тыс. м2/га, а по чизельному рыхлению от 25,2 до 29,4 тыс. м2/га.

Фотосинтетический потенциал посева. Нами выявлено, что величина ФП посева кукурузы в зависимости от разных способов предпосевной подготовки почвы в системе применения гербицидов на фонах обработки почвы отвальной зяблевой и чизель-ной была разного уровня. Так, на черноземе обыкновенном в степной зоне Краснодарского края при двух предпосевных культивациях ФП посева кукурузы без применения почвенного и послевсходового гербицидов в годы проведения исследований 2008, 2009 и 2010 по вспашке составлял 1484, 1443 и 1300 тыс. м2/га х дней или был в среднем 1409 тыс. м2/га х дней. При применении только послевсходового гербицида прима, 0,5 л/га показатель повышался в соответствующие годы на 92, 87 и 132 тыс. м2/га х дней.

На фоне чизельной основной обработки почвы две предпосевные культивации без применения гербицидов способствовали формированию у кукурузы ФП в среднем за 3 года 1368 тыс. м2/га х дней, а с внесением послевсходового гербицида 1420 тыс. м2/га х дней. Проведение двух предпосевных культиваций и применение почвенного гербицида обеспечило формирование ФП посева 1420 тыс. м2/га х дней, или на 144 тыс. м2/га х дней меньше, чем внесение почвенного препарата в сочетании с послевсходовым гербицидом. В варианте замены первой предпосевной культивации внесением глифоса и внесения почвенного гербицида, но без послевсходового препарата ФП посева составлял 1415 тыс. м2/га х дней, а с последовательным применением примы, 0,5 л/га показатель повышался на 126 тыс. м2/га х дней. В варианте замены первой предпосевной культивации внесением глифоса и без применения гербицидов почвенного и послевсходового действия ФП посева в среднем за 2008-2010 годы составлял 1391 тыс. м2/га х дней, а с внесением только послевсходового гербицида на 69 тыс. м2/га х дней больше.

Наиболее благоприятным за годы исследований по формированию ФП посева оказался 2008 год, в котором величина показателя была на фоне вспашки от 1484 до 1726 тыс. м^/га х дней и на фоне чизельного рыхления от 1449 до 1690 тыс. м2/га х дней. Наименьшие показатели на этих фонах были в 2010 году соответственно 1300-1426 и 1242-1414 тыс. м^га х дней.

Урожайность сырой н сухой массы кукурузы в зависимости от предпосевной подготовки почвы. Изменения сырой и сухой надземной массы в изучаемых вариантах опыта шли по аналогичным закономерностям. Данные, полученные нами в 2008-2010 годы, свидетельствует о том, что закономерности накопления сухой массы сохраняют

свою динамичность. Анализируя накопление сухого вещества в зависимости от способов подготовки почвы к посеву кукурузы, установлено преимущество двух предпосевных культиваций при возделывании во все годы проведения опытов.

В наших опытах установлена степень влияния изучаемых вариантов на урожайность воздушно-сухой надземной массы кукурузы (Таблица 3).

Таблица 3 - Урожайность воздушно-сухой надземной массы кукурузы в зависимости от предпосевной обработки почвы в системе применения гербицидов, и/га

Система предпосевной подготовки почвы Основная обработка почвы Послевс-ходовый гербицид Год исследований Среднее

2008 2009 2010

Ранневесеннее выравнивание культивацией; предпосевная культивация отвальная зяблевая вспашка 1* 72,3 66,8 53,5 64,2

2* 93,5 89,9 71,9 85,1

чизельное рыхление 1 65,4 59,5 52,1 59,0

2 83,8 78,9 64,7 75,8

Ранневесеннее выравнивание культивацией; внесение гербицида трофи 90,2,5 л/га; предпосевная культивация отвальная зяблевая вспашка 1 135,1 124,3 103,1 120,8

2 138,3 124,8 108,9 124,0

чизельное рыхление 1 128,6 117,9 107,2 117,9

2 130,4 125,7 109,0 121,7

Внесение глифоса, 2,5 л/га; трофи 90, 2,5 л/га; предпосевная культивация отвальная зяблевая вспашка 1 131,0 116,8 99,6 115,8

2 133,0 125,8 107,8 122,2

чизельное рыхление 1 129,0 122,5 89,0 113,5

2 129,5 118,7 112,4 120,2

Внесение глифоса, 2,5 л/га; предпосевная культивация отвальная зяблевая вспашка 1 81,0 72,6 63,9 72,5

2 121,1 93,2 86,0 100,1

чизельное рыхление 1 77,1 66,5 58,6 67,4

2 102,2 97,7 89,0 96,3

НСР05 вариантов 6,3 5,8 6,0 5,8

НСР05 фактор А 4,1 4,0 4,5 2,6

НСР05 фактор В 3,6 3,6 4,1 1,5

HCPos фактор С 5,0 3,2 2,0 1,5

HCPoj взаимодействия ABC 6,3 5,8 6,0 5,8

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

Максимальное накопление сухого вещества отмечено в варианте с применением двух допосевных культиваций и почвенного и послевсходового гербицидов независимо от способов обработки почвы. При этом показатели накопления сухого вещества в урожае кукурузы по всем вариантам опыта были более высокими на фоне отвальной зябле-

вой обработки по сравнению с чизельным рыхлением, что объясняется меньшей засоренностью.

Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ). Важная роль в формировании урожая кукурузы принадлежит продуктивности работы листовой поверхности. На это указывают A.A. Ничипорович (1975), Н.И. Володарский (1975, 1986) и другие ученые. Например, в 2008 и 2009 годах на варианте без применения гербицидов она составляла

8.7 и 8,3 г/м2 х дней, а в экстремальном засушливом 2010 году 7,6 г/м2 х дней. С внесением послевсходового гербицида чистая продуктивность фотосинтеза менялась за счет интенсивного нарастания листьев и составляла 8,0 и 7,9 г/м2 х дней. В засушливом 2010 году она существенно не снижалась по сравнению с 2009 годом и составила

7.8 г/м2 х дней.

6 Структура урожая, урожайность зерна кукурузы и водопотребление в зависимости от способов подготовки к посеву и системы применения гербицидов. Структура урожая. В наших опытах количество початков на 100 растений в зависимости от подготовки почвы к посеву кукурузы изменялось довольно значительно и увеличивалось на вариантах с двумя культивациями и применением почвенного и послевсходового гербицидов, как на фоне вспашки, так и при чизельной обработке. Величина показателя в данном случае составила соответственно 98 и 94 шт. на 100 растений. Отсутствие послевсходового гербицида приводило к снижению формирования початков на этих вариантах на 5 и 6 шт. на 100 растений. Заметнее снижение формирования початков отмечено на вариантах без применения почвенных гербицидов.

Масса одного початка и масса зерна с одного початка при двух предпосевных культивациях независимо от фона основной обработки без применения гербицидов были примерно одинаковыми и составили соответственно 82,6-84,9 и 70,1-71,5 г. С применением послевсходового гербицида их величина возрастала на фоне вспашки до 99,8 и 84,5 г, а при чизельной обработке до 93,6 и 79,2 г.

Минимальными были масса початка и выход зерна с одного початка при замене ранневесеннего выравнивания внесением системного гербицида глифос, но без применения почвенного и послевсходового гербицидов на обоих фонах обработки и составили соответственно 88,6-83,5 и 75,2-71,0 г. Более высокие показатели массы початка и зерна с одного початка 148,7 и 119,4 г получены на фоне зяблевой отвальной вспашки при внесении почвенного гербицида и замене первой предпосевной культивации внесением глифоса. Масса 1000 зерен кукурузы на фоне вспашки составила 269-284 г, а при чи-

зельной основной обработке 268-283 г, т.е. не отмечено существенного различия между аналогичными предпосевными механическими обработками и применением гербицидов.

Из полученных данных следует, что предпосевные культивации почвы должны проводиться в системе применения почвенного гербицида в сочетании с последующим внесением послевсходового препарата.

Урожайность зерна кукурузы. Результаты, полученные нами, свидетельствуют о том, что рост и развитие растений кукурузы, достигнутые путем улучшения плотности почвы, структурного ее состояния, а также снятием засоренности обеспечивало необходимые уровни показателей продуктивности посева кукурузы и соответственно урожайности зерна (Таблица 4).

Таблица 4 - Урожайность зерна кукурузы в зависимости от предпосевной подготовки

почвы в системе применения гербицидов, ц/га (2008-1010 гг.)

Система предпосевной подготовки почвы Фактор А Основная обработка почвы Фактор В Послевсходо-вый гербицид ФакторС Уро жай-ноегь Среднее по фактору Эффект взаимодействия ABC

А В С

Ранневесеннее выравнивание культивацией; предпосевная культивация отвальная зяблевая вспашка без гербицида 27,3 30,3 45,0 -0,321

прима, 0,5 л/га 36,1 0,321

чизельное рыхление без гербицида 25,3 41,7 0,321

прима, 0,5 л/га 32,4 -0,321

Ранневесеннее выравнивание культивацией; внесение гербицида трофи 90,2,5 л/га; предпосевная культивация отвальная зяблевая вспашка без гербицида 54,4 54,2 -0,204

прима, 0,5 л/га 58,5 0,204

чизельное рыхление без гербицида 50,5 0,204

прима, 0,5 л/га 53,4 -0,204

Внесение глифоса, 2,5 л/га; трофи 90, 2,5 л/га; предпосевная культивация отвальная зяблевая вспашка без гербицида 52,2 52,9 0,371

прима, 0,5 л/га 56,7 -0,371

чизельное рыхление без гербицида 48,5 -0,371

прима, 0,5 л/га 54,1 0,371

Внесение глифоса, 2,5 л/га; предпосевная культивация отвальная зяблевая вспашка без гербицида 31,0 36,1 0,154

прима, 0,5 л/га 43,9 -0,154

чизельное рыхление без гербицида 28,3 39,7 -0,154

прима, 0,5 л/га 41,3 47,1 0,154

НСРМ вариантов 2,4

фактор А 1,1

фактор В 0,6

факторС 0,6

взаимодействие АБС 2¿

На фоне отвальной зяблевой вспашки при двух предпосевных культивациях и без применения почвенного гербицида урожайность в 2008, 2009 и 2010 годах составила соответственно 29,4; 27,1 и 25,5 ц/га, а при внесении по всходам примы, 0,5 л/га увеличение составило 9,8; 10,3 и 6,3 ц/га.

При двух предпосевных культивациях и внесении почвенного гербицида трофи 90, 2,5 л/га урожайность по годам составляла 59,5; 56,5 и 47,2 ц/га, а при последовательном внесении послевсходового гербицида она возрастала на 4,2; 2,5 и 5,6 ц/га. В варианте, когда ранневесеннюю культивацию заменяли внесением глифоса, 2,5 л/га и почвенный гербицид трофи вносили под предпосевную культивацию урожайность составляла 58,2; 53,1 и 45,3 ц/га и была ниже, чем при внесении почвенного и послевсходового гербицидов на 4,3; 4,1 и 5,1 ц/га. При замене первой весенней культивации внесением глифоса и без применения почвенного гербицида в среднем за годы исследований урожайность составляла 31,0 ц/га, что ниже, чем при применении послевсходового гербицида.

Средняя урожайность зерна за 2008-2010 годы на вспашке и чизельном рыхлении варьировала в пределах от 27,3 до 58,5 ц/га и от 25,3 до 54,1 ц/га соответственно. При этом максимальная урожайность 58,5 ц/га на вспашке получена на варианте с двумя предпосевными культивациями в сочетании с почвенным и послевсходовым гербицидами. При чизельном рыхлении лучшим по урожайности с уровнем 54,1 ц/га был вариант -замена первой культивации внесением глифоса в сочетании с почвенным и послевсходовым гербицидами.

Из вышеизложенного следует, что применение двух предпосевных культиваций на фоне отвальной вспашки и чизельного рыхления являются лучшими приемами получения максимальных урожаев в конкретных агроклиматических условиях. Вместе с тем на этих фонах основной обработки почвы вполне обоснована, на полях сильно засоренных корнеотпрысковыми сорняками, замена ранневесеннего выравнивания внесением глифосатов в системе с почвенным и послевсходовым гербицидами.

Водопотребление кукурузы в зависимости от предпосевной подготовки почвы в системе применения гербицидов. По результатам опытов в 2008, 2009 и 2010 годах количество доступной влаги в метровом слое почвы по вариантам опыта на фоне отвальной зяблевой вспашки при посеве варьировало в пределах 150,8-151,2; 142,0-143,0 и 143,1-143,6 мм. Эти данные являются исходными и при двух культивациях без гербицидов и при внесении послевсходового препарата прима, 0,5 л/га К выметыванию их величины уменьшились до 80,1 и 75,2 мм, 70 и 65,5 мм и 43,6 и 42,1 мм соответственно.

Содержание продуктивной влаги на фоне чизелыюго рыхления было несколько выше, чем по вспашке, но с сохранением аналогичной закономерности между вариантами опыта. К выметыванию кукурузы в верхнем 0-10 и 0-20 см слое почвы в 2010 году продуктивной влаги практически не оставалось, а к уборке ее в доступном для растений количестве не было даже в 0-60 см слое.

Влажность метрового слоя почвы к уборке кукурузы в среднем за вегетационный период в 2008-2010 годах на фоне чизельной обработки почвы при двух довсходовых культивациях без применения гербицидов и при использовании послевсходового препарата прима, 0,5 л/га, также как и на других вариантах, была более низкой по уровню, чем на аналогичных вариантах на фоне отвальной вспашки.

Баланс расходования продуктивной влаги, т.е. начальное содержание ее в почве, приход в осадками за период и конечное ее содержание по вариантам опыта незначительно изменялись внутри фонов основной обработки и предпосевной подготовки почвы в системе гербицидов. Так, суммарное водопотребление кукурузой в течение вегетационного периода в вариантах внесения послевсходового гербицида в 2008 году на фоне вспашки и чизельной обработки варьировало от 3048 до 3083 и от 3105 до 3140 м3/га, т.е. между вариантами внутри фона обработки установлены небольшие различия. В 2009 и 2010 годах данные по результатам суммарного водопотребления были практически близкими и ниже, чем в 2008 году.

Средние данные за 2008-2010 годы по суммарному водопотреблению на фоне вспашки и чизельного рыхления были близкими и не подвергались существенному изменению на изучаемых вариантах, тогда как использование влаги зерновой частью урожая было различно. Так, коэффициент водопотребления в 2008 году на фоне вспашки варьировал от 482 до 778 м3 на тонну зерна, при чизельном рыхлении он возрастал до 531-885 м3 на тонну зерна. Эти закономерности практически повторились и в 2009 -2010 годах, но абсолютные величины показателя были ниже, чем в 2008 году.

7 Экономическая и биоэнергетическая оценка различных способов предпосевной подготовки почвы. Экономический анализ. Проведенный нами экономический анализ показал, что предпосевные обработки почвы весной в системе применения гербицидов при возделывании среднеспелого двойного гибрида Краснодарский 385 МВ имели неодинаковые затраты и при разной урожайности и цене реализации зерна образовали норму рентабельности на фоне зяблевой вспашки 44,9-149,9 %, на фоне чизельного рыхления 33,8-138,8 %. Норма рентабельности при отвальной вспашке формирова-

лась от величины затрат на выращивание урожая и реализации произведенного урожая. Наиболее высокая норма рентабельности на фоне вспашки 149,9 % отмечена на самом интенсивном способе обработки почвы перед посевом кукурузы. Он включал две культивации и использование почвенного гербицида, т.е. при высоких затратах денежных средств окупаемость была высокой. Кроме этого варианта отличился способ, когда первая весенняя культивация заменялась внесением гербицида глифоса в дозе 2,5 л/га при наличии большого количества сорняков, особенно корнеотпрысковых и ранних яровых. На фоне чизельной основной обработки засоренность посева была более высокой, чем при вспашке, следовательно, продуктивность вариантов была несколько ниже, что повлияло на экономические показатели в сторону снижения.

Биоэнергетическая оценка. Затраты энергии на фоне отвальной обработки почвы при двух предпосевных культивациях были 34,47 ГДж, с двумя культивациями и применения почвенного гербицида совокупной энергии повышались на 0,78 ГДж, при замене первой предпосевной культивации внесением глифоса в варианте с почвенным гербицидом практически не изменялись, а на аналогичном варианте без почвенного гербицида они снижались до 33,05 ГДж на 1 га посева кукурузы.

На фоне чизельной основной обработки почвы предпосевные обработки по совокупным затратам были такими же как при вспашке, но более дешевая основная обработка почвы, чем отвальная вспашка и транспортировка меньшего урожая сказались на итоговых затратах совокупной энергии - они составили в вариантах без применения по-слевсходового гербицида от 32,95 до 34,45 ГДж и при их применении от 34,14 до 36,14 ГДж.

Коэффициент окупаемости затраченной энергии энергией накопленной в используемой части урожая (в зерне) на вариантах, размещенных по отвальной вспашке, был в пределах 1,2 - 2,4, а при чизельной обработке 1,2 - 2,3. Наименьшими показатели были на более засоренных вариантах без применения химических средств защиты растений.

ВЫВОДЫ

Исследования, проведенные нами в 2008-2010 годах на обыкновенном черноземе с целью изучения системы предпосевной обработки почвы на фоне зяблевой вспашки и чизельного рыхления, в сочетании с применением гербицидов при возделывании куку-

рузы в звене севооборота сахарная свекла - озимая пшеница позволяют сделать следующие выводы:

1. Механические предпосевные обработки почвы, проведенные на глубину 1214 см и 5-6 см на фоне зяблевой основной вспашки и чизельного рыхления в слое почвы 0-20 см обеспечили плотность сложения к посеву кукурузы 1,04 и 1,10 г/см3 соответственно. Аналогичные обработки почвы на фоне применения почвенного гербицида трофи 90, 2,5 л/га повысили величину этого показателя по вспашке на 0,02 г/см3, а по чизельному рыхлению оставалось на прежнем уровне - 1,10 г/см3.

Замена весеннего выравнивания почвы химической обработкой глифосом обеспечивала практически такую же припосевную плотность сложения, как и ранневесеннее выравнивание. В дальнейшем по мере роста и развития кукурузы она на всех вариантах увеличивалась и в фазе выметывания кукурузы и полной спелости зерна отмечалось некоторое снижение ее на более засоренных безгербицидных вариантах.

2. Сочетание механических и химических способов предпосевной обработки почвы на фоне зяблевой вспашки и чизельного рыхления обеспечило к посеву кукурузы в пахотном 0-20 см слое почвы содержание 61,8 и 59,9 % агрономически ценных агрегатов, к выметыванию снижалось на фоне вспашки на 6,3 %, а фоне чизельного рыхления на 6,9%, с наступлением полной спелости зерна снижение на этих фонах составило еще 5,7 и 4,5 % соответственно.

Ранневесеннее механическое выравнивание почвы перед посевом и замена этого приема внесением глифоса на фоне отвальной вспашки и чизельного рыхления по эффективности образования агрономически ценных агрегатов было равноценным.

3. Наибольший коэффициент структурности почвы при посеве (1,62), к выметыванию кукурузы (1,25) и полной спелости зерна (0,99) зафиксирован на варианте сочетания механических предпосевных обработок с химическими приемами на фоне отвальной зяблевой вспашки.

4. Твердость почвы в фазе выметывания кукурузы на фоне зяблевой вспашки при двух предпосевных культивациях без гербицида (15,9-16,1 кг/см2) и с применением почвенного и послевсходового гербицидов (16,3-16,5 кг/см2) была близкой, замена ранневе-сеннего выравнивания зяби внесением глифоса увеличила величину показателя до 17,017,5 кг/см2. Наибольшая твердость почвы отмечена в фазе полной спелости зерна на этом варианте и составила на фоне вспашки - 25,6-25,7 кг/см2, на чизельной обработке

- 26,4-26,6 кг/см2, что является близким результатом с другими изучаемыми вариантами опыта.

5. Засоренность посева сорняками перед ранневесенним выравнивании почвы по отвальной зяби на 1 м2 составила 17 шт., а по чизельной обработке — 42 шт./м2. После двух предпосевных культиваций засоренность посева на безгербицидном варианте составила 26 шт./м2. На аналогичном варианте, но с внесением почвенного гербицида тро-фи 90, 2,5 л/га количество сорняков составило 6 шт./м2. В варианте, когда ранневесеннее выравнивание заменяли применением гербицида глифоса, 2,5 л/га без внесения почвенного гербицида сорняков было 13 шт./м2, с добавлением почвенного гербицида уменьшилось на 8 шт./м2. На фоне чизельного рыхления отмечено увеличение числа сорных растений в 1,8; 2,3; 2,2 и 1,7 раза.

6. Накопление сырой и сухой массы сорняков к фазе молочно-восковой спелости зерна кукурузы независимо от основной обработки почвы снижалось до минимума при сочетании предпосевных механических обработок с химическими (сырая масса по вспашке - с 850 до 18 г/м2 , по чизельной обработке - с 1121 до 144 г/м2). Замена первой культивации (выравнивания зяби) применением гербицида сплошного действия (глифоса, 2,5 л/га) в сочетании с внесением почвенного и послевсходового гербицидов не снижала массу сорняков, масса сорных растений укладывается в допустимый порог весовой засоренности посева кукурузы (сырая и сухая по вспашке - 23 и 5,7 г/м2, по чизельной обработке - 44 и 11 г/м2).

7. Высота растений кукурузы в период цветения метелки, площадь листовой поверхности, фотосинтетический потенциал посева, накопление сырой и сухой массы растений кукурузы, чистая продуктивность в фазе молочно-восковой спелости зерна повышались на вариантах с проведением двух предпосевных культиваций почвы в сочетании с химическими способами защиты посевов от сорняков по вспашке по сравнению с механическими способами соответственно на 27 см; 3,4 тыс. м2/га; 157 тыс. м2/га х дней; 60 и 59,4 ц/га; 3,4 г/м2 х дней. При основной обработке чизельным плугом эти признаки были близкими отвальной.

Замена ранневесеннего выравнивания зяби на фоне отвальной зяблевой и чизельной обработки почвы химическим способом предпосевного уничтожения сорняков внесением глифоса обеспечивала близкие по величине показатели роста кукурузы с данными, полученными при сочетании механических и химических способов подготовки ее к посеву.

8. При двух предпосевных культивациях, независимо от фона основной обработки почвы, с применением почвенного и послевсходового гербицидов масса початка и выход зерна с початка возрастали по сравнению с вариантами без их применения. Аналогично изменялась и масса 1000 зерен.

Урожайность зерна по вспашке и чизельному рыхлению варьировала в пределах 27,3-58,5 и 25,3-54,1 ц/га соответственно. Максимальная урожайность 58,5 ц/га по вспашке получена на варианте с двумя механическими предпосевными культивациями в системе применения гербицидов и 54,1 ц/га при чизельной обработке при замене ранне-весеннего выравнивания зяби внесением глифоса, 2,5 л/га в системе почвенного и послевсходового гербицидов.

9. Суммарное водопотребление кукурузой на фоне зяблевой вспашки и чизельной основной обработки было близким и не подвергалось существенному изменению на изучаемых вариантах. Коэффициент водопотребления (расходование влаги зерновой частью урожая) на вариантах механических и сочетания интенсивного механического и химического способов предпосевной подготовки почвы снижался на фоне вспашки по сравнению с чизельной обработкой.

10. Экономически наиболее эффективными вариантами с высокими нормами рентабельности 149,9 и 138,8 % как на фоне вспашки, так и при чизельном рыхлении оказались интенсивные предпосевные обработки - сочетающие две культивации с химическими способами борьбы с сорняками.

Максимальные уровни затраченной совокупной энергии на интенсивных вариантах предпосевной подготовки почвы под посев кукурузы компенсировались более высокими коэффициентами окупаемости накопленной энергии в используемой части урожая.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

При возделывании кукурузы на обыкновенном черноземе Краснодарского края рекомендуется:

1. На гребнистой зяби, принятой Системой земледелия Краснодарского края для степной зоны при возделывании кукурузы на зерно, рекомендуем на сильнозасоренных полях ранневесеннее выравнивание почвы, внесение почвенного гербицида трофи 90, 2,5 л/га с заделкой предпосевной культивацией и последовательное применение послевсходового гербицида прима, 0,5 л/га Такой способ борьбы с засоренностью посева

обеспечит урожайность зерна на фоне вспашки и чизельной обработки почвы соответственно 58,5 и 53,4 ц/га, норму рентабельности 134 % и 139 %.

2. Замена ранневесенней культивации внесением глифоса 2,5 л/га минимизирует механическую обработку предпосевной подготовки почвы, практически сохранит уровень урожайности по отвальной вспашке и чизельной основной обработке почвы, при норме рентабельности 132 и 129 % соответственно.

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, Д.А. 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) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2012. - №07(81). - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2012/07/pdf/59.pdf, 0,688 у.п.л.

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. 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., ч.2 / Международная (4-я) научно-практическая конференция СКНИИЖ. - Краснодар, 2011. - С. 134-135.

5. Ломовской, Д.В. Изучение систем предпосевной подготовки почвы под посев кукурузы на фоне отвальной и чизельной 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.

Подписано в печать 29.10. 2013 г. Бумага офсетная Печ. л. 1 Тираж 100 экз.

Формат 60x84 1/16 Офсетная печать Заказ № 721

Отпечатано в типографии Кубанском ГАУ 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Вакуленко, Игорь Николаевич, Краснодар

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КРАСНОДАРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА ИМЕНИ П.П. ЛУКЬЯНЕНКО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

На правах рукопи

04201451551

ВАКУЛЕНКО ИГОРЬ НИКОЛАЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕРНА КУКУРУЗЫ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕМ ПРЕДПОСЕВНОЙ ПОДГОТОВКИ ПОЧВЫ И ПРИМЕНЕНИЕМ ГЕРБИЦИДОВ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ОБЫКНОВЕННОМ

ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

Специальность: 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Т.Р. Толорая

Краснодар - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...........................................................................4

1 ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ, ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВА, РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КУКУРУЗЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)....................................................................8

1.1 Влияние предпосевной обработки почвы на динамику плотности сложения почвы в посевах кукурузы......................................8

1.2 Засоренность посева кукурузы в зависимости от применения гербицидов.....................................................................................18

1.3 Влияние предпосевной подготовки почвы на засоренность

посева кукурузы............................................................................23

1.4 Анализ и оценка экономической и биоэнергетической эффективности предпосевной обработки почвы при возделывании кукурузы в системе применения гербицидов.........................................32

2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ, АГРОТЕХНИКА В ОПЫТЕ..............................................................35

2.1 Почвенно-климатические условия..........................................35

2.2 Схема опыта и методика проведения исследований....................38

2.3 Агротехника в опыте..........................................................41

3 ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ПОДГОТОВКИ ПОЧВЫ

НА ПЛОТНОСТЬ, СТРУКТУРУ И ТВЕРДОСТЬ ПОЧВЫ........................42

3.1 Плотность почвы...............................................................42

3.2 Агрегатное состояние почвы................................................47

4 ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ПОДГОТОВКИ ПОЧВЫ НА ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВА КУКУРУЗЫ...............................................53

5 РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КУКУРУЗЫ

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРЕДПОСЕВНОЙ ПОДГОТОВКИ ПОЧВЫ.........65

5.1 Высота растений...............................................................65

5.2 Фотосинтетическая деятельность посевов..................................69

5.3 Фотосинтетический потенциал посева....................................73

5.4 Накопление сырой и сухой массы растениями кукурузы............75

5.5 Чистая продуктивность фотосинтеза......................................81

5.6 Формирование зерна кукурузы на 1000 единиц фотосинтетического потенциала и коэффициент хозяйственности (Кхоз)......83

6 СТРУКТУРА УРОЖАЯ, УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕРНА КУКУРУЗЫ И ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБА ПОДГОТОВКИ ПОЧВЫ К ПОСЕВУ И СИСТЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ..........87

6.1 Структура урожая..............................................................87

6.2 Урожайность зерна кукурузы................................................89

6.3 Водопотребление кукурузы...................................................92

7 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ПРЕДПОСЕВНОЙ ПОДГОТОВКИ ПОЧВЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ КУКУРУЗЫ................................................96

7.1 Экономическая оценка различных приемов предпосевной подготовки почвы при возделывании кукурузы....................................96

7.2 Биоэнергетическая оценка приемов предпосевной подготовки почвы в системе гербицидов................................................................99

ВЫВОДЫ...........................................................................104

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.........................................108

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................109

ПРИЛОЖЕНИЯ....................................................................129

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. Благоприятные погодные условия Краснодарского края позволяют при правильном использовании агроприемов и возделывании высокопродуктивных гибридов получать стабильные высокие урожаи кукурузы. Однако в северной зоне края, где главным образом распространен чернозем обыкновенный, лимитирующими факторами при выращивании кукурузы являются низкие уровни минерального питания, минимальная влагообеспеченность и высокая засоренность посева трудноискореняемыми однолетними и многолетними сорняками. При этом если вопросы минерального питания кукурузы достаточно глубоко освещены в научной литературе, то влагообеспеченность посева кукурузы и защита его от сорной растительности исследованы недостаточно. Актуальность проблемы усиливает и то, что из 600 тысяч гектаров площади посева кукурузы в Краснодарском крае большая часть выращивается в степной зоне, где она в большей степени подвергается негативному влиянию засухи и засоренности. Выход из положения кроется в предпосевной подготовке почвы, которая должна быть дифференцирована в зависимости от осенней основной ее обработки. В условиях северной зоны Краснодарского края рекомендуемая основная обработка почвы сводится к применению отвальной вспашки на глубину 25-27 см после внесения органоминеральных удобрений, более новый способ основной обработки почвы под кукурузу осенью - чизельное рыхление почвы, которое предусматривает обработку до 25-27 см без оборота пласта и с оставлением значительного количества пожнивных остатков на ее поверхности.

В степной зоне Краснодарского края рекомендациями предусмотрено весной проводить внесение почвенного гербицида под предпосевную культивацию без ранневесеннего выравнивания почвы. Такая подготовка почвы под посев трактовалась в связи с опасностью возникновения дефляции. Автор данной разработки A.A. Гортлевский к этому мнению пришел еще в 70-е годы двадцатого столетия, когда дефляционные явления бушевали во всех зонах Краснодарского края. Однако проявление дефляции уже более 30 лет не носит серьезного характера, а

способ экстенсивной предпосевной подготовки почвы под кукурузу остается одним из факторов снижающих урожайность зерна этой культуры. В связи с вышеизложенным мы убедились в том, что способы предпосевной подготовки почвы в условиях северной зоны Краснодарского края в зависимости от приемов основной зяблевой обработки почвы требуют усовершенствования, т.е. при улучшении вла-гообеспеченности, и правильном использовании других агроприемов и возделывании высокопродуктивных гибридов получать стабильные высокие урожаи кукурузы.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - изучить различные способы предпосевной подготовки почвы на фонах отвальной зяблевой вспашки и чизельного рыхления чернозема обыкновенного под посев кукурузы на зерно и дать научно обоснованные рекомендации производству.

Для выполнения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:

- изучить динамику плотности сложения почвы и накопления доступной влаги в посевах кукурузы в зависимости от способов предпосевной подготовки на фоне основной отвальной зяблевой обработки и чизельного рыхления;

- выявить влияние гербицидов при различных системах предпосевной подготовки почвы на динамику засоренности посева кукурузы на фоне отвальной зяблевой обработки и чизельного рыхления;

- определить влияние предпосевной подготовки почвы на рост, развитие и урожайность кукурузы на фоне отвальной основной обработки и чизельного рыхления;

- дать оценку экономической и биоэнергетической эффективности выращивания зерна кукурузы при разных способах предпосевной подготовки почвы.

Научная новизна исследований. Впервые на черноземе обыкновенном на фоне отвальной зяблевой вспашки и чизельного рыхления изучено влияние различных способов предпосевной подготовки почвы при применении гербицидов летом в системе основной обработки, весной до посева и в процессе ухода за посевом на водно-физические свойства чернозема обыкновенного, засоренность по-

севов и продуктивность двойного среднеспелого гибрида кукурузы Краснодарский 385 МВ. Установлено эффективное действие двух допосевных культиваций в сочетании с почвенным и послевсходовым гербицидом независимо от фонов основной обработки почвы на водно-физические свойства почвы, снижение засоренности посева. Выявлено, что две предпосевные культивации без внесения почвенных гербицидов и замена выравнивания зяби культивацией применением гербицида сплошного действия ни по отвальной зяби и ни по чизельному рыхлению не обеспечивают качественного контроля сорняков и существенно уступают ран-невесеннему выравниванию зяби и предпосевной культивации зяби в сочетании с почвенным гербицидом. Дальнейшее применение послевсходового гербицида на этих вариантах способствовало получению максимальной урожайности с более высоким уровнем на фоне отвальной вспашки.

Практическая значимость результатов исследований. На основании проведенных исследований предложена эффективная система предпосевной подготовки почвы, способствующая на фонах основной обработки (отвальная вспашка и чизельное рыхление) обеспечить максимальную урожайность среднеспелого двойного гибрида кукурузы Краснодарский 385 МВ 58,5 и 53,4 ц/га, являющуюся результатом эффективного контроля засоренности в посевах системой применения гербицидов и механических способов предпосевной подготовки почвы.

Апробация работы и публикация результатов исследований. Результаты трехлетних исследований докладывались в 2011 году на заседании методсовета ГНУ Краснодарского НИИСХ Россельхозакадемии, на международной научно-практической конференции «Научные основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных» (г. Краснодар, 2010 г.).

Результаты исследований, вошедшие в диссертационную работу, опубликованы в 5 статьях, в том числе в 3-х изданиях рекомендованных ВАК РФ.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Действие разных способов предпосевной подготовки почвы на динамику плотности ее сложения, количество и массу сорняков к фазе молочно-восковой спелости зерна кукурузы.

2. Повышение эффективности предпосевной подготовки почвы в системе механических и химических способов борьбы с сорняками, динамика использования доступной влаги, суммарное водопотребление кукурузы.

3. Особенности реакции роста, развития и урожайности кукурузы в зависимости от предпосевной подготовки почвы в системе применения механических и химических способов борьбы с сорной растительностью в посевах кукурузы.

4. Оценка экономической и биоэнергетической эффективности возделывания кукурузы при разных системах предпосевной подготовки почвы.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация изложена на 176 страницах, содержит 30 таблиц, 4 рисунка, 47 приложений. Она состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству. Список использованной литературы насчитывает 207 наименований, в том числе 10 иностранных авторов.

Приношу искреннюю благодарность руководителю хозяйства ООО «Скиф» Староминского района Сандер Л.Г., коллективу отдела селекции и семеноводства кукурузы ГНУ Краснодарский НИИСХ Россельхозакадемии за предоставленную возможность проведения исследований, профессору Г.Е. Гонику и научному руководителю профессору Т.Р. Толорая за консультации в подготовке программы исследований и выполнении диссертационной работы.

1 ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ, ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВА, РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КУКУРУЗЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Влияние предпосевной обработки почвы на динамику плотности сложения почвы в посевах кукурузы

Предпосевная обработка почвы - одно из важнейших агротехнических мероприятий получения высоких урожаев кукурузы. Основные ее задачи - разрыхление верхнего слоя на глубину посева семян, выравнивание поверхности поля, обеспечение мелкокомковатого строения посевного слоя, уплотнение ложе на глубине посева семян, уничтожение всходов сорняков, заделка внесенного удобрения, сохранение влаги в посевном и подпосевном слоях, улучшение микробиологической активности и пищевого режима почвы, создание условий для производительной работы сельскохозяйственных машин на посеве, при уходе за посевами и уборке урожая A.A. Будагов (1964), A.A. Васильченко (1972), Н.И. Володарский (1975), Д.С. Филев (1968), Б.И. Тарасенко (1975), Т.Р. Толорая (2000).

Ученые Кубани отмечают, что в системе весенней допосевной обработки почвы под кукурузу в условиях Северного Кавказа ранневесеннее боронование зяби рекомендуется не повсеместно, что обусловлено почвенно-климатическими условиями региона. Ранневесеннее выравнивание зяби в районах недостаточного увлажнения Краснодарского края направлено на уничтожение ранних яровых сорняков, максимальное сохранение влаги в почве и избежание переуплотнения плотности сложения почвы. Весеннее боронование выщелоченного чернозема повышало плотность почвы от 1,03 до 1,27 г/см3 (Б.И. Тарасенко, 1975; Т.Р. Толорая, 2000). Ранее такие данные отмечены в публикациях и других ученых (Д.С. Филев, 1968; A.A. Васильченко, 1972; Н.И. Володарский, 1975).

Классические агротехнические приемы в разных регионах Российской Федерации включают комплекс работ: рыхление, выравнивание зяби и уплотнение боронованием, шлейфованием, культивацией, прикатыванием и др. По рекомендациям многих ученых для почвенно-климатических условий Краснодарского края ранневесенняя культивация зяби для пропашно-технических культур эффективнее ранневесеннего боронования (З.А. Пакудин, 1966; П.Г. Семихненко, 1974; Б.И. Тарасенко, 1975). Приемы предпосевной обработки изменяют в зависимости от почвенно-климатических условий, рельефа местности, складывающихся погодных условий, особенностей выращиваемых культур, системы удобрений, характера засоренности полей, наличия вредителей, болезней и многих других условий. Поэтому, по мнению многих ученых, рациональная технологическая схема предпосевной обработки почвы под посев кукурузы должна базироваться на научно-обоснованной системе земледелия для каждого конкретного случая (Т.Р. Толорая, 2000; Т.Р. Толорая, 2001; A.A. Романенко, 2007; С.Г. Бондаренко, 2009).

Вследствие неодинаковых биологических особенностей гибридов кукурузы и сроков их посева, требования к строению почвы несколько изменяются, поэтому предпосевную обработку дифференцируют в зависимости от зон их возделывания с учетом культуры земледелия, применения высокоэффективных гербицидов (A.A. Гортлевский, 1971; Т.Р. Толорая, 2001; Система земледелия, 2010).

Выбор технологических процессов обработки почвы под кукурузу регламентируется технологической картой на возделывание культуры в зависимости от почвенно-климатических условий и состояния поля перед обработкой. При возделывании культуры наиболее широкое распространение получают боронование, культивация и прикатывание, которые могут применяться факультативно (A.A. Гортлевский, 1971; Т.Р. Толорая, 2001; П.А. Щербина, 2002). При этом авторы наиболее приемлемым считают выполнение предпосевной обработки комбинированным агрегатом. Для обеспечения предпосевной обработки почвы надлежащего качества необходимо знать и строго соблюдать агротребования по

каждому технологическому процессу - по плотности сложения почвы, структурному состоянию, водопроницаемости и выравненное™ (A.A. Гортлевский, 1971; Т.Р. Толорая, 2001; Н. И. Бардак, 2005).

Некоторые ученые считают, что при индустриальной технологии возделывания кукурузы на предпосевные обработки почвы и уходные работы прямые затраты труда снижаются в среднем на 20 %, количество обработок почвы уменьшается до 6-9 вместо 13-14 по механизированной (Б.И. Тарасенко, 1975; Т.Р. Толорая, 2001; A.A. Романенко, 2007). Однако шаблонное применение элементов индустриальной технологии без учета зональных особенностей не позволяет полностью проявиться преимуществам технологии, а упрощение при выполнении основных элементов снижает урожай кукурузы.

Прямой посев кукурузы на мульчированном соломенной мульчей почве предусматривает после уборки колосового предшественника разбрасывание измельченной соломы, уничтожение падалицы и всходов однолетних и многолетних сорняков в летне-осеннее время гербицидами сплошного действия (гли-фосатами) и обработку поля с оставлением максимального количества соломы на поверхности. В Краснодарском крае на выщелоченном черноземе испытывали вариант с глубокой плоскорезной обработкой почвы, которому предшествовало боронование стерни игольчатыми боронами, затем культивация плоскорезом на глубину 10 см. В конце августа - начале сентября, уничтожали падалицу и отрастающие сорняки второй культивацией в поперечном к предшествующей обработке направлении. Основную обработку проводили плоскорезами глубо-корыхлителями во второй половине сентября - начале октября на глубину 2527 см. Остальные операции выполнили по интенсивной технологии (Т.Р. Толорая, П.А. Щербина, В.П. Малаканова, [и др.], 2001).

В опыте с нарезкой гребней поздней осенью под будущие рядки кукурузы предшествовали поверхностные обработки по уничтожению про