Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивность безгербицидных технологий возделывания кукурузы на силос в условиях темно-серых лесных почв Российской Федерации

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Продуктивность безгербицидных технологий возделывания кукурузы на силос в условиях темно-серых лесных почв Российской Федерации"

На нравах рукописи

РГЪ од

ДУБОВ Алексеи Борисович

1 5 И ¿303

ПРОДУКТИВНОСТЬ БЕЗГЕРБИЦИДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУКУРУЗЫ НА СИЛОС В УСЛОВИЯХ ТЕМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Специальность 06. 01. 09 - растениеводство

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Орёл 2000

Работа выполнена в Орловском государственном аграрном университете в 1997-1999 гг.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

доцент Л.А. Наумкина кандидат сельскохозяйственных наук, доцент H.A. Лопачёв

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник В.И. Легуновский кандидат сельскохозяйственных наук, доцент С.П. Сорокоумов

Ведущая организация: Управление сельского хозяйства и продовольствия Орловской области

Защита состоится Сх { (^<^/>2000 г. в _!_£_ часов На заседании диссертационного совета К. 120.33.02 в Орловском государственном аграрном университете по адресу: 302019, г. Орел, ул. Ген. Родина, 69, ОГАУ

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке ОГАУ по адресу: 302019, г. Орёл, Бульвар Победы, 19,5 а.

Автореферат разослан _«

с?/« J^^UT^--'2000 :

Учёный секретарь диссертационного совета профессор

/72-/2.2-Щ <2

/

Л.П.Степанова

1 .Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В современном растениеводстве дефицит н дороговизна средств сельскохозяйственного производства при выращивании полевых культур требуют детальной корректировки технологий их возделывания. Повышение эффективности производства продукции, в современных условиях, связано с рациональным использованием почвенно-климатических ресурсов, генетических особенностей растений, разработкой энергосберегающих адаптивных технологий возделывания полевых культур на основе интенсификации биологических факторов. Актуальна разработка данных технологий и для возделывания такой ценной силосной культуры, как кукуруза.

Однако, в настоящее время в связи с резким уменьшением внесения традиционных органических удобрений (навоз, компосты) из-за сокращения поголовья скота, для полного удовлетворения растений элементами питания, возникла необходимость поиска более дешёвых и доступных органических удобрений (солома, зелёное удобрение), использование которых как отдельно, так и совместно с минеральными позволит получать довольно высокие урожаи сухого вещества хорошего качества с невысокими затратами энергии на их производство. Важной составляющей энергосберегающих технологий возделывания кукурузы также является система обработки почвы, агротехнические приёмы ухода за посевами, позволяющие без применения гербицидов создать благоприятные условия для роста и развития растений, получить полноценные и экологически безопасные корма для сельскохозяйственных животных с существенной экономней материально-технических и энергетических затрат на их производство.

Цель и задачи исследований. Цель данной работы - разработать и обосновать ресурсосберегающие зональные безгербицидные технологии возделывания кукурузы на силос, обеспечивающие высокую продуктивность на тёмно-серых лесных среднесуглинистых почвах в условиях лесостепной зоны Российской Федерации. Для решения поставленной цели ставились следующие задачи:

- изучить влияние основных приёмов обработки почвы и систем удобрений на агрофизические, биологические свойства почвы и засоренность посевов;

- установить действие изучаемых агроприёмов на агрохимические свойства почвы;

- изучить физиологические особенности формирования урожая при различных приёмах обработки почвы и системах удобрений;

- определить продуктивность и качество сухого вещества кукурузы при различных агроприёмах возделывания;

- дать экономическую и энергетическую оценку приёмов обработки почвы и систем удобрений.

Научная новизна. Впервые в условиях лесостепи на тёмно-серых лесных среднесуглинистых окультуренных почвах, в плодосменном севообороте' разработаны безгербицидные технологии возделывания кукурузы на силос с использованием соломы зернобобовых культур, пожнивного сидерата, минеральных удобрений, совместно с рациональными приёмами основной обработки почвы, ухода за посевами, оказывающими благоприятное воздействие на плодородие тём-по-.серой лесной почвы, рост, развитие и продуктивность кукурузы, снижение засорённости посева, позволяющие получать высококачественные урожаи сухого вещества с минимальными экономическими и энергетическими затратами.

Практическая значимость работы. На основании результатов исследований установлено позитивное воздействие соломы, пожнивного сидерата, минеральных удобрений, приёмов обработки почвы и ухода за посевами на плодородие тёмно-серой лесной почвы, подавление сорной растительности и продуктивность кукурузы. И на этой основе разработана и внедрена в производство технология возделывания кукурузы в севообороте для отдалённых от ферм полей с использованием пожнивного сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) под зяблевую вспашку на 23-25 см,, внесение минеральных удобрений (ЫэдРэоК-эд) под предпосевную культивацию в сочетании с до- и послевсходовым боронованиями, которая обеспечивает высокую урожайность зелёной массы 537,6 и сухого вещества 130,8 ц/га при довольно низкой себестоимости 29,5 руб./ц и невысоких 16,3 тыс. МДж./га энергетических затратах на её производство.

Основные положения, выносимые па защиту:

- органические и минеральные удобрения в сочетании с дифференцированными способами основной обработки почвы и агротехническими приёмами ухода за посевами оказывают положительное влияние на агрофизические, агрохимические, биологические свойства почвы и засорённость посева;

- на разных фонах основной обработки почвы определены рациональные системы удобрений, влияющие на линейный рост, площадь листовой поверхности, фотосинтетический потенциал, чис-

тую продуктивность фотосинтеза, накопление абсолютно-сухой массы кукурузы;

- запашка навоза (50 т/га), сидерата (7-9 т/га), соломы (4-5 т/га) и минеральных удобрений (ИэдРчоКэд) обеспечивает наибольший сбор кормовых единиц, переваримого протеина и обменной энергии по сравнению с поверхностной обработкой почвы на 8-10 см. Довольно высокий сбор кормовых единиц, переваримого протеина, а также накопление обменной энергии на обоих фонах обработки почвы отмечены на вариантах традиционный технологии с внесением навоза (50 т/га) + ^оР^Кс« и нетрадиционный - сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) + Ы^РодКад- При этом на всех вариантах опыта содержание нитратов не превышает предельно допустимых норм;

-на основании экономической и энергетической оценки возделывания кукурузы на силос лучшим оказался вариант нетрадиционной технологии (для отдалённых полей севооборота) сидерат (7-9 т/га) + солома (4-5 т/га)+ ^0Р90К.90, который обеспечил довольно высокую урожайность зелёной массы 537,6 и сухого вещества 130,8 и/га при низкой себестоимости и энергетических затратах на её производство. Данная технология возделывания кукурузы разработана на основе рационального использования материально-технических средств: экономии горючего, минеральных удобрений, снижения расходов в борьбе с сорняками.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы ежегодно докладывались, обсуждались и получили одобрение на заседаниях кафедры растениеводства, международной научно-практической конференции (Орёл, 1998 г.), Российской научно-практической конференции (Орёл, 1999 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 49 таблиц, 2 рисунка и состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Список литературы включает 173 источника, в том числе 10 иностранных.

2 Методика проведения исследований

Исследования проводились в полевых опытах учхоза «Лавровский» Орловского ГАУ. Почва опытного поля тёмно-серая лесная среднесуглипистая. В пахотном слое содержится: гумуса по Тюрину

4,48 %, рНС0Л 5,83, сумма поглощенных оснований 31,1 мг-экв./100 г почвы, обменных кальция и магния 27,1 и 3,9 мг-экв./100 г, подвижных фосфора и калия 14,6 и 14,8 мг на 100 г почвы.

Погодные условия за годы проведения исследований были неодинаковые. Наблюдались колебания среднесуточных температур воздуха и атмосферных осадков. Наиболее благоприятные для возделывания кукурузы 1997 и 1998 гг. были с достаточным количеством осадков и оптимальной температурой, 1999 г. - напротив - сухой и жаркий.

Сравнительную эффективность технологий выращивания кукурузы на силос изучали с 1997 года в семипольном плодосменном севообороте - многолетние травы 1 г. п. - многолетние травы 2 г. п. -озимая пшеница - гречиха - люпин - кукуруза - ячмень + многолетние травы. Ведущими звеньями технологий являлись два фона основной обработки почвы: 1 вспашка ПЛН - 4 - 35 на глубину 23-25 см; 2 поверхностная обработка БДТ - 7 на 8 -10 см.

На два фона обработки почвы наложены следующие системы применения удобрений: 1 - без удобрений (контроль), 2 - минеральные удобрения (ЫсадРздКэд), 3 - навоз + минеральные удобрения (КуоРэдКэд), 4 - зелёное удобрение + солома + минеральные удобрения (КэоРэдКэд), 5 - навоз + зелёное удобрение + солома + минеральные уДОбреНИЯ СЫадРадКсад).

Защиту посевов от сорняков осуществляли агротехническими приёмами: до и послевсходовыми боронованиями и междурядными обработками.

На соответствующих вариантах опыта вносили навоз 50 т/га, измельчённую солому (4-5 т/га), сидерат рапса ярового (7-9 т/га); минеральные удобрения - нитрофоска в дозе N 90Р90К90-

Опыт заложен в трёхкратной повторности. Учётная площадь делянки 27 м~.

В опытах возделывали районированный среднеранний межвидовой гибрид кукурузы БеМо - 182 СВ.

После уборки люпина проводили дискование БДТ-7 на 8-10 см, а затем культивацию КПС-4 на 5-6 см. В качестве пожнивной культуры сеяли рапс яровой зерногравяной сеялкой СЗТ - 3,6 с нормой высева 12 кг/ га.

Осенью по окончании вегетации сидерата в соответствии со схемой опыта вносили навоз на варианты 3, 5, 8, 10 и проводили зяблевую обработку: на вариантах 1-5 вспашку на глубину 23-25 см

ПЛН- 4- 35, на вариантах 6-10 - дискование бороной БДТ-7 на глубину 8-10 см.

Весной обработку почвы начинали с боронования зяби тяжелыми боронами ЗБТС - 1,0. Затем вносили минеральные удобрения с заделкой культиватором КПС - 4 на глубину 6-8 см. Посев кукурузы проводили в оптимальные сроки (первая декада мая) инкрустированными семенами сеялкой СУПН - 8. Ежегодно на 4 - 5 день после посева и в фазу 3 -4 листьев посевы бороновали легкими зубовыми боронами ЗБП - 0,6.

После образования рядков вручную формировали густоту стояния растений (90 тыс./га) и проводили междурядные обработки: первую в фазу 4-5 листьев на глубину 6-8 см, вторую - в фазу 7-8 листьев на глубину 8 -10 см культиватором КРН - 4,2.

Убирали кукурузу вручную поделяночно в фазу молочно -восковой спелости зерна.

Все полевые наблюдения, лабораторные анализы и учёты выполнены по соответствующим типовым ГОСТам и методикам, для научных учреждений.

Аналитические работы выполняли в межкафедральной лаборатории ОГАУ, лаборатории отдела контроля почв Орёлоблгоскомэ-кологии и Орловской областной станции защиты растений.

Математическую обработку экспериментальных данных проводили по Б.А. Доспехову, (1985) на ПЭВМ в вычислительном центре ОГАУ.

3. Результаты исследований

Влияние технологий возделывания на плодородие почвы и засорённость посевов кукурузы. Изучаемые технологические приёмы возделывания кукурузы оказывали влияние на агрофизические, агрохимические и биологические свойства тёмно-серой лесной почвы.

В плодосменном севообороте на всех вариантах технологий с разными приёмами основной обработки плотность почвы под кукурузой была сравнительно одинаковой и составляла 1,21-1,27 г/см3 в фазу всходов и 1,25-1,31 г/см3-в конце вегетации.

Наибольшие запасы продуктивной влаги отмечены на вариантах с поверхностной обработкой почвы, особенно в засушливые годы в связи с меньшим испарением. В среднем за два года исследований в фазу всходов кукурузы в слое 0-30 см запасы продуктивной

влаги по вспашке на 23-25 см и по поверхностной обработке почвы на 8-10 см достигали 46,4-52,9 мм и в слое 0-100 см - 195,8-228,0 мм и обеспечивали хорошие условия для дальнейшего роста растений. К уборке запасы продуктивной влаги были ниже и примерно одинаковыми по обоим фонам обработкам почвы. Различия по вариантам опыта были связаны с внесением различных видов органических удобрений и величиной полученной урожайности.

Оптимальная плотность и влажность положительно влияли на биологическую активность почвы, которая определялась по степени разложения клетчатки льняного полотна. Активность микроорганизмов была выше на вариантах с совместным внесением органических и минеральных удобрений на 7,3-10,8 % по традиционной вспашке и 7,5-10,7 % по поверхностной обработке на 8-10 см по сравнению с вариантами без внесения удобрений. Отмеченные закономерности биологической активности почвы наиболее чётко проявились во влажном и тёплом 1997 году.

О биологической активности почвы можно судить и по её фитотоксичности. Так, в лабораторных условиях установлено, что внесение в почву органических (навоз, солома, пожнивной сидерат) и минеральных удобрений не усиливают её токсичность. Количество нормально развитых проростков кукурузы по вариантам технологий варьировало от 85,2 до 94,9 %.

Определение количества и массы дождевых червей в пахотном слое показало, что на вариантах по вспашке их было значительно больше (44 экз./м" и 63,2 г), чем по поверхностной обработке на 8-10 см (13 экз./м2 и 10,2 г). По обоим фонам обработки почвы на вариантах с внесением сидерата (7-9 т/га) +- соломы (4-5 т/га) + ^оР^Коо, навоза (50 т/га) + И^РадКед и навоза (50 т/га) +■ сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) + МэдРздКзд, их было 73-115 экз./м" и масса 51,5161,1 г по вспашке, 44-74 экз./м2 и 43,6-69,2 г по поверхностной обработке на 8-10 см.

Одной из причин снижения урожайности кукурузы является засорённость посева. Исследования показали, что без применения гербицидов с использованием механических приёмов ухода за посевами вспашка снижала засорённость посевов кукурузы на 17,3 % по сравнению с поверхностной обработкой на 8-10 см. На вариантах с внесением навоза (50 т/га) + сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) + К9оР9оК9о, навоза (50 т/га) + КэдРэоКэд и сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) + К,оР9оК;,о их было по вспашке 82,7, 95,0, и 89,7 шт./ м2, сухая масса составляла 59,3, 73,5 и 70,4 г/м2 соответственно, а по по-

верхностной обработке 100,7, 115,3 и 102,3 шт./ м2, 83,8, 11,3 и 114,4 г/.\г соответственно. Основная глубокая обработка почвы, механические приёмы ухода за посевами в сочетании с органическими и минеральными удобрениями создавали благоприятные условия для формирования надземной массы кукурузы, которая угнетала и подавляла сорные растения.

Таким образом, изучаемые приёмы оказывали положительное влияние на плотность, запасы продуктивной влаги, биологическую активность почвы, подавление сорняков, что определило продуктивность посевов кукурузы.

Фотосишпетическая деятельность посева. Площадь листьев кукурузы в фазу молочно-восковой спелости по вариантам опыта изменялась от 29 до 34,8 тыс. м". Максимальная листовая поверхность растений кукурузы 34,3-34,8 тыс. м~ наблюдалась на вариантах с внесением навоза (50 т/га) + сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) + ЫэдРздКзд на обоих фонах обработки почвы.

За три года исследований приёмы обработки почвы и системы удобрений по-разному влияли на фотосинтетический потенциал посевов кукурузы. Так, на контрольном варианте без внесения удобрений фотосинтетический потенциал был 1433,2 тыс. м" суток/га на фоне вспашки на 23-25 см и 1411,6 тыс. м2 суток/га по поверхностной обработке (табл. 1). На варианте по вспашке с использованием КдоРэдКэд фотосинтетический потенциал составил 1610,7 тыс. м2 суток/га, что на 177,5 тыс. м2 суток/га больше, чем без внесения удобрений. При внесении навоза (50 т/га) + ^оРмКэд и сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) + КчоРадК-» фотосинтетический потенциал составил 1769,5 и 1702,8 тыс. м2 суток/га соответственно. Наибольшая величина фотосинтетического потенциала 1810,6 тыс. м" суток/га была на варианте навоз (50 т/га) +■ сидерат (7-9 т/га) + солома (4-5 т/га) + №юР<,оК.9о на фоне вспашки.

Исследованиями установлено, что урожайность зависит не только от размеров листового аппарата, но и от продуктивной работы листьев.

Приёмы основной обработки почвы не оказывали существенного влияния на чистую продуктивность фотосинтеза. В среднем за три года чистая продуктивность фотосинтеза по обеим обработкам почвы без удобрений была практически одинаковой и составила 6,06 г/ м2 суток по вспашке на 23-25 см и по поверхностной обработке на 8-10 см 6,11 г/ м2 суток (табл. 1). При внесении навоза (50 т/га) + сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) + ЫздРэоКэд; навоза (50 т/га) +

1. Некоторые показатели фотосинтетической деятельности посева кукурузы в зависимости от технологий возделывания (1997-1999 гг.)

Но мер вар!ь акта Ведущие звенья технологи и Максимальная площадь листьев, тыс. м 2/га Фотосинтетический потенциал, гыс.м2суток /га Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2сутки

1 Вспашка на 23-25 см без удобрений (контроль) 29,0 1433,2 6,06

2 Вспашка па 23-25 см+ ЫэдРмКад 32,0 1610,2 7,25

3 Вспашка на 23-25 см +навоз 50 + ЫэдРэдКэд 34,1 1769,5 9,70

4 Вспашка на 23-25 см +сидерат + +солома + ^оРэдКэд 33,0 1702,8 8,61

5 Вспашка на 23-25 см + +навоз 50 + сндерат + +солома + М,0Р90К90 34,8 1810,6 10,34

6 Поверхн. обработка на 8-10 см без удобрений (контроль) 29,0 1411,6 6,11

7 Поверхн. обработка на 8-10 см + Н>0Р90К90 31,7 1554,7 7,24

8 Поверхн. обработка на 8-10 см + навоз 50 + ^90^90^90 33,7 1717,5 9,34

9 Поверхн. обработка на 8-10 см -сидерат + +СОЛОМЭ + КдоРэдКдо 33,0 1632,6 8,60

10 Поверхн. обработка на 8-10 см + навоз 50 + сидерат + +солома + ^0?90К-90 34,3 1764,7 9,94

N^PqoKgo » сидерата (7-9 г/га) + соломы (4-5 г/га) + N90P90K90 происходило увеличение размеров ассимиляционного аппарата и чистой продуктивности фотосинтеза по сравнению с вариантами без удобрений до 8,61-10,34 по вспашке и до 8,60-9,94 г/ м2 сутки по поверхностной обработке почвы на 8-10 см.

Наиболее высокая чистая продуктивность фотосинтеза была в межфазные периоды 5-6 - 8-9 листьев 8,57-10,22 г/ м2 сутки и 8-9 листьев - вымётывание метёлки 10,82-12,58 г/ м2 сутки по вспашке.

Продуктивность и качество кукурузы при различных аг-роприёмах возделывания. Интегрированным показателем эффективности технологий является урожайность сухого вещества. Предлагаемые безгербицидные технологии возделывания кукурузы за 19971999 гг. обеспечивали высокую урожайность сухого вещества 59,1155,2 ц/га (табл. 2). Максимальный сбор сухого вещества кукурузы 155,2-172,5 ц/га обеспечивали технологии с внесением навоза (50 т/га) + сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) - N90P90K.90 "а обоих фонах обработки почвы. На варианте сидерат (7-9 т/га) + солома (4-5 т/га) + NeoPgoKw была получена урожайность сухого вещества 130,8 ц/га по вспашке и 121,9 ц/га по поверхностной обработке, что значительно выше, чем на контрольном варианте без внесения удобрений. Наши исследования свидетельствуют, что агротехнические приёмы, оказывали различное влияние на кормовую ценность кукурузы. В среднем за три года без внесения удобрений по фону вспашки на 2325 см сбор кормовых единиц составил 48,0 ц/га и переваримого протеина 2,84 ц'га, тогда как на фоне поверхностной обработки на 8-10 см - 46,1 и 2,73 ц/га соответственно.

Системы удобрений также влияли на вышеуказанные показатели. При использовании минеральных туков N90P90K90 произошло увеличение сбора кормовых единиц и переваримого протеина до 62,8 и 3,89 ц/га соответственно по сравнению с вариантами без внесения удобрений. Наибольший сбор кормовых единиц 140,0 ц/га и 9,66 ц/га переваримого протеина был получен на варианте навоз (50 т/га) + сидерат (7-9 т/га) + солома (4-5 т/га) + N90P90K90 в сочетании с вспашкой на 23-25 см (табл. 3).

Аналогичные закономерности по вариантам опыта отмечены и по поверхностной основной обработке на 8-10 см, но с меньшим сбором кормовых единиц на 1,9-15,8 ц/га и переваримого протеина на 0,11-1,19 ц/га.

2. Урожайность сухого вещества кукурузы в зависимости от приёмов обра____ботки почвы и удобрений (1997-1999 гг.)__

Но- год Ы Среднее

мер

вари- Ведущие звенья 1997 1998 1999 % к

анта технологии ц/га контролю

1. Вспашка на 23-25см без удобрений 56,4 70,7 55,3 60,8 100

2. Вспашка на 23-25см+ ^оРздКзд 76,5 92,9 68,9 79,5 115,9

3. Вспашка на 23-

25см+ навоз 50 т/га 134,6 162,8 133,0 143,5 177,7

+ Н9оРч()К-9о

4. Вспашка на 23-

25см+ сидерат + 128,2 159,0 105,0 130,8 158,4

солома + Ы9оР9оК90

5. Вспашка на23-

25см+ навоз 50 т/га 147,9 204,2 165,7 172,5 186,2

+ сидерат + солома

+ КчоРчоК^о

6. Поверхн. обработка

на 8-10 см без удоб- 53,9 65,9 57,6 59,1 100

рений

7. Поверхн. обработка

на 8-10 см + 71,6 88,3 66,9 75,6 115,4

^оРчоКэд

8. Поверхн. обработка

на 8-10 см + навоз 121,1 158,0 114,6 131,2 176,0

50 т/га + ^Р9оК9о

9. Поверхн. обработка

на 8-10 см + сидерат 117,5 141,5 106,5 121,9 158,3

+СОЛОМа + Т^оРэдКод

10. Поверхн. обработка

на 8-10 см + навоз 139,8 181,2 144,5 155,2 184,0

50 т/га + сидерат

+солома -г ТЧ9оР9оК.9о

НСР()5 10,80 3,58 3,50

3. Кормовая ценность сухой массы кукурузы в зависимости от тех_пологий возделывания (1997-1999 п .) _

Номер варианта Ведущие звенья технологии Сбор, ц/га Питатель ность 1 кг сухого вещества, к. ед. Обеспеченность 1 к. ед. переваримым протеином, г Обменная энергия

кормовых единиц переваримого протеина МДж кг тыс. МДж/га

1 Вспашка на 2325см без удобрений 48,0 2,84 0,79 59,2 8,31 50,5

2 Вспашка на 23-25см+ НхРооК«) 62,8 3,89 0,79 61,9 8,43 67,0

3 Вспашка на 23-25см+- наш» 50 т/п 114,8 7,39 0,80 64,4 8,65 124,1

4 Вспашка на23-25см+ сидерат + солома + КодРэдКэд 104,6 6,57 0,80 62,8 8,56 112,0

5 Вспашка на23-25см+ навоз 50 т/га ь сидерат + солома ^ Ь^ооРодКод 140,0 9,66 0,81 69,0 8,78 151,5

б Иоверхн. обработка на 8-10 см без удобрений 46,1 2,73 0,78 59,2 8,38 49,5

7 Поверхн. обработка на 8-10 см + МооРчоКоо 59,7 3,71 0,79 62,1 8,41 63,6

8 Поверхн. обработка на 8-10 см + навоз 50 т/га + МэдР»0К<)0 103,6 6,70 0,79 64,7 8,63 113,2

9 Поверки, обработка на 8-10 см +- сиде-зат +солома + ^адРадКоо 97,5 6,20 0,80 63,6 8,77 106,9

10 Поверх«, обработка на 8-10 см + навоз 50 т/га+ сидерат +солома-+ Т^РчоК« 124,2 8,47 0,80 68,2 8,70 135,0

Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином в зависимости от варианта технологий составила от 59,2 до 69,0 г, что значительно ниже зоотехнической нормы. Органические и минеральные удобрения повышали обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином по сравнению с вариантами опыта без них. При этом кормовая ценность 1 кг сухого вещества, достигала 0,78-0,81 корм. ед.

На количество обменной энергии в единице сухого корма варианты опыта не оказывали существенного влияния. Так, в сухой массе кукурузы, убранной в фазу молочно-восковой спелости зерна, на всех вариантах опыта она была на уровне 8,31-8,78 МДж на 1 кг сухого вещества. Количество обменной энергии в расчёте на 1 га определялось сбором сухого вещества и сырой клетчатки в корме. Наибольший выход обменной энергии 151,5 МДж/га получен по вспашке и по поверхностной обработке 8-10 см - 135 МДж/га на вариантах с внесением навоза (50 т/га) + сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) + N90?эдКэд- На контрольных вариантах (без внесения удобрений) она была ниже и составила 49,5-50,5 МДж/га соответственно.

Содержание нитратов в сухом веществе на всех вариантах технологий не превышало ПДК.

Экономическая и энергетическая эффективность технологии. Анализ экономической эффективности возделывания кукурузы показал, что на всех вариантах опыта производственные затраты окупались стоимостью полученной продукции. Наименьшая себестоимость 1 ц корм. ед. 29,5 руб и 30,7 руб. при уровне рентабельности 238,5 и 225,9 % и условно чистом доходе 7369,9 и 6759,0 руб/га отмечена на вариантах с внесением сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) + ЫадРадКоо по обоим фонам обработки почвы. Внесение навоза и одних минеральных удобрений существенно повышало себестоимость 1 ц корм. ед.

Наибольший условно чистый доход 9192,9 руб/га при себестоимости 34,3 руб/ци рентабельности 191,2 % обеспечило внесение навоза (50 т/га) + сидерата (7-9 т/га) -г соломы (4-5 т/га) + ИадРсюКзд на фоне вспашки, по поверхностной обработке данный вариант уступал по экономическим показателям.

При диспаритете цен на сельскохозяйственную продукцию и средства её производства, экономические показатели не дают объективную оценку эффективности технологий. Поэтому мы использовали энергетическую оценку технологий, которая включает затраты

4. Энергетическая эффективность технологий возделывания кукурузы (ср. 1997-1999 гг.)___

Энергетические показатели, тыс.МДж/га

затраты энергетиче- «нетто» энергети-

Номер жергии на ская цен- энергия ческий

вари- Ведущие звенья техноло- производ- ность массь коэффи-

анта гии ство урожая урожая циент,

1 Вспашка на 23-25 см без

удобрении (контроль) 10,2 60,2 49,9 5,8

1 Вспашка на 23-25 см-+ НйР90К-90 13,9 78,8 64,8 5,6

3 Вспашка на 23-25 см +напоз 50 + ЫчоРадКоо 24,1 144,0 1 19,9 5,9

4 Вспашка на 23-25 см

+сидерат + +солома + 16,1 131,2 114,9 8,0

ЫодРэдКдо

5 Вспашка на 23-25 см + ■

+навоз 50 + сидерат + 26,3 175,7 149,3 6,6

+солома + МадРэдКвд

6 Поверхн. обработка на 8-

10 см без удобрении 9,4 57,8 48,3 6,1

(контроль)

7 Поверх», обработка на 81 0 СМ + МодРэдКдп 13,1 74,9 61,7 5,7

Б Поверхн. обработка на 8-

10 см +наш>з 50 + 23,2 130,0 106,7 5,5

ЫооРодКоо

9 Поверхн. обработка на 8-

10 см +сидерат + 15,8 122,3 106,4 7,7

+солома + ИчоРооКад

10 Поверхн. обработка на 8-

10 см +напоз 50 -г сиде- 25,4 155,8 130,3 6,1

рат + +СОЛОМЭ +

энергии на производство урожая, выход энергии с урожаем, энергетический коэффициент.

Наибольший вес в структуре энергозатрат занимали ГСМ, на долю которых приходилось 32-51,5%, удобрения 20-44 %, трактора и сельхозмашины 20-43 %, семена 1,9-5,2 %, затраты энергии человека 0,9-2,4 %.

Суммарные энергозатраты по вспашке на 23-25 см без применения удобрений были на 0,8 МДж/га выше, чем по поверхностной обработке почвы на 8-10 см за счёт более энергоёмких процессов.

Использование НюРадКво способствовало увеличению энергозатрат в 1,4 раза по обоим фонам обработки почвы (13,1-13,9 тыс.МДж/га) по сравнению с контрольным вариантом (9,4-10,2 тыс.МДж/га). А на вариантах сидерат (7-9 т/га) + солома (4-5 т/га)+ МяоРвдК-и); навоз (50 т/га) + КэдРадКад и навоз (50 т/га) + сидерат (7-9 т/га) + солома (4-5 т/га)+ Ы^Р^Кдо по вспашке этот показатель составил 16,3, 24,1 и 26,3 тыс.МДж/га соответственно. При этом, выход энергии с урожаем на данных вариантах был на уровне 131,2, 144,0 и 175,7 тыс.МДж/га (табл. 4).

На всех вариантах опыта коэффициенты энергетической эффективности изменялись от 5,5 до 8,0. На вариантах навоз (50 т/га) + сидерат (7-9 т/га) + солома (4-5 т/га)+ Т^оРэоК-м по обеим обработкам почвы энергетический коэффициент равнялся 6,1-6,6. Максимальным энергетический коэффициент 8,0 был на вариантах с использованием сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га)+ ^сДоК.^:- по вспашке и 7,7 -на фоне поверхностной обработки почвы.

Таким образом, на основании экономической и энергетической оценки агротехнических приёмов возделывания кукурузы на силос лучшим оказался варианте использованием сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га)+ ЫдаРэдКад, который обеспечил высокую урожайность при меньших и энергетических показателях.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Замена зяблевой вспашки на глубину 23-25 см поверхностной обработкой на 8-10 см тёмно-серой лесной среднесуглинистой почвы обеспечивала оптимальное её сложение для роста и развития растений кукурузы. На вариантах с внесением удобрений, особенно комплекса органических (навоз, солома, сидерат) в сочетании с минеральными, плотность почвы по вспашке на 23-25 см в начале вегетации растений была на 0,1-0,05 г/м3 ниже, чем на контроле (без

удобрений) и на фоке минеральных туков Ы^РадКи- Аналогичные закономерности на тех же фонах удобрений наблюдались по поверхностной обработке почвы на 8-10 см.

2. За годы исследований наибольшие запасы продуктивной влаги 51,8-52,9 мм в слое 0-30 см и 225,1-228,0 мм в слое 0-100 см были на вариантах с поверхностной обработкой почвы на 8-10 см в фазу всходов. Но больший запас влаги при поверхностной обработке почвы в связи с усиленным испарением с поверхности почвы не обеспечил повышение урожайности сухого вещества кукурузы, что свидетельствует о менее эффективном её использовании растениями.

3. Разложение клетчатки в почве при внесении соломы (4-5 т/га) +сидерата (7-9 т/га) +М90Р90К9» составило 21,3-23,6 %; навоза (50т/га) + ЫэдРсюКэо - 23,5-25,3% по обоим фонам обработки почвы. Наиболее интенсивное разложение клетчатки в среднем за три года 24,5-27,1 % отмечено на вариантах с внесением навоза (50т/га) + соломы (4-5 т/га) + сидерата (7-9 т/га) + ^оРздКэо- Тогда как без применения удобрений лишь 13,8-16,3 % по обоим фонам обработки почвы.

4. Степень токсичности почвы не достигла больших величин 4,8-13,5 %. Использование соломы зернобобовых культур (4-5 т/га) в сочетании с навозом (50 т/га), пожнивным сидератом (7-9 т/га) и МдоРчоКэд не оказывало отрицательного действия на рост и развитие растений кукурузы. Количество нормально развитых проростков варьировало от 86,5 до 95,2 %. Масса одного нормально развитого проростка растения составила 224,0-246,2 мг.

5. Вспашка на глубину 23-25 см без применения удобрений создавала лучшие условия для развития дождевых червей (44 экз./м") по сравнению с поверхностной обработкой на 8-10 см (13 экз. /м-). Кроме обработки почвы на количество и массу дождевых червей влияли системы удобрений. На вариантах с внесением органических и минеральных удобрений численность дождевых червей в слое почве 0-20 см составила от73 до 115 экз./м2 по вспашке и от 44 до 74 экз./м~ по поверхностной обработке на 8-10 см. Максимальное количество экземпляров дождевых червей 74-115 экз./м2 и их масса 69,2161,1 г отмечены на варианте навоз (50т/га) +солома (4-5 т/га) +сидерат (7-9 т/га) +^0Р9оК9о по обеим обработкам почвы.

6. Количество (92,3 шт./м2) и масса (65,9 г/см3) сорняков по фону вспашки была на 17,3 % меньше, чем на аналогичных вариантах с поверхностной обработкой почвы на 8-10 см. Лучшие условия питания растений на вариантах навоз (50т/га) + 'ЫодРвоК-од; солома (4-5

т/га) +сидерат (7-9 т/га) +N90P90K90; навоз (50т/га) +солома (4-5 т/га) +сидерат (7-9 т/га) +N90P90K90 в сочетании с основной обработкой почвы и механическими приёмами (без гербицидов) способствовали подавлению сорной растительности и снижали засорённость посевов.

7. В среднем за три года исследований наибольшая масса одного растения кукурузы была на вариантах с использованием навоза (50 т/га) + сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) и минеральных удобрений N90 Р90К90, В фазу вымётывания метёлки она составила по вспашке на 23-25 см - 87,8 г, по поверхностной обработке на 8-10 см -84,4 г, в фазу молочно-восковой спелости 191,7 г и 172,4 г соответственно. На других вариантах опыта масса одного растения была ниже, особенно на контрольном варианте (без внесения удобрений).

8. В среднем за три года максимальная площадь листовой поверхности кукурузы формировалась в фазе молочно-восковой спелости зерна на вариантах с внесением соломы (4-5 т/га) +сидерата (79 т/га) +N90P90K90; навоза (50т/га) + N90P90K9,); навоза (50т/га) +соломы (4-5 т/га) +сидерата (7-9 т/га) +N90P90K-90 на фоне вспашки, достигая в расчёте на одно растение 36,7, 37,9 и 38,7 дм" соответственно. Наименьшая площадь листовой поверхности 32,2 дм" отмечена на вариантах без применения удобрений по обоим фонам обработкам почвы.

9. Самый высокий фотосинтетический потенциал посева 1810,6 тыс. м2 суток /га сформировался по вспашке с внесением навоза (50 т/га) + сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) + (N90P90K90). Высокие показатели 1702,8-1769,5 тыс. м2 суток /га также отмечены на фоне вспашки на вариантах сидерат (7-9 т/га) + солома (4-5 т/га) + N90P90K90 и навоз (50 т/га) + N9oP9oK-9o.

10. Повышенная активность фотосинтеза была в межфазные периоды 5-6 - 8-9 листьев 8,74-10,22 г/ м2 сутки и 8-9 листьев - вымётывание метёлки 6,69-12,58 г/ м! сутки. Без применения удобрений этот показатель составил 6,06-6,11 г/ м2 сутки. При использовании удобрений чистая продуктивность фотосинтеза увеличивалась и составила при внесении N90P90K-90 "7,24-7,25 г/ м2 сутки, сочетания навоза (50 т/га) + сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) + NsoPgoKgo 9,3410,34 г/ м" сутки по обоим фонам обработки почвы

11. Наибольшая урожайность зелёной массы 631,9 ц/га и сухого вещества 172,5 ц/га получена на варианте технологии с запашкой навоза (50 т/га) + сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) + N90P90K9ü. На вариантах технологий на фоне вспашки с внесением навоза (50 т/га) + N.;0Pg0K90; сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) +

№)»Р9оКЧо урожайность зелёной массы составила 603,0 и 537,6 ц/га, сухого вещества 143,5 и 130,8 ц/га соответственно.

12. Изучаемые агротехнические приёмы не оказывали существенного влияния на количество обменной энергии в единице сухого вещества. Наибольший сбор кормовых единиц 140,0 ц'га и переваримого протеина 9,66 ц/га был получен на варианте - навоз (50 т/га) + сидсрат (7-9 т/га) + солома (4-5 т/га) + ЫэдРэдКэд на фоне вспашки и 124,2 ц/га и 8,47 ц/га по поверхностной обработке на 8-10 см. Содержание нитратов в сухом веществе растений и початках кукурузы не превышало предельно допустимых концентраций.

13. На основании экономической оценки агротехнических приёмов возделывания кукурузы на силос лучшим оказался вариант технологии (для отдалённых полей севооборота) сидерат (7-9 т/га) + солома (4-5 т/га)+ ^оРэдКэд, в котором самая низкая себестоимость продукции - 29,5 руб/ц и достаточно высокий условно чистый доход -7369,9 руб./га и рентабельность - 238,5 %. Наибольший условно чистый доход 9192,9 руб/га при себестоимости 34,3 руб/ц и рентабельности 191.2 % был получен иа варианте навоз (50 т/га) •+ сидерат (7-9 т/га) + солома (4-5 т/га) + КэдРооКэд по вспашке.

Невысокие энергетические затраты 16,3 тыс.МДж/га по вспашке и I 5,8 тыс.МДж/га по поверхностной обработке на 8-10 см, а также накопление энергии с урожаем 131,2 тыс.МДж/га и 122,3 тыс.МДж/га, при высоком энергетическом коэффициенте 8,0 и 7,2 соответственно получены на вариантах сидерат (7-9 т/га) солома (45 т/га) + МадРдоКад. Что позволяет считать данные технологии наиболее энергетически эффективными.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для сельскохозяйственных предприятий животноводческого направления Европейской части лесостепной зоны России с высоким уровнем культуры земледелия разработана переходная к биологической безгербицидная технология возделывания кукурузы на силос гибрида типа БеМо - 182 СВ с уровнем урожайности 172,5 ц/га сухого вещества с высоким качеством экологически безопасной массы (сбор кормовых единиц 140 и/га, переваримого протеина 9,66 ц/га), относительно невысокими энергозатратами (26,3 тыс. МДж/га), с благоприятными экономическими показателями с уровнем рентабельности 176 %. Она включает: размещение кукурузы на тёмно-серых лесных окультуренных почвах, в плодосменном севообороте, после зернобобовых культур, использование органических удобрений (навоз 50 т/га, солома 4-5 т/га, сидерата 7-9 т/га), вспашку на 23-25

см, внесение минеральных удобрений ЫдоРэоК-во под предпосевную культивацию, комплексную защиту посевов от сорняков с помощью агротехнических приёмов: довсходового и послевсходового боронований и двух междурядных обработок.

2.Для сельскохозяйственных предприятий Европейской части лесостепной зоны России специализирующихся на производстве растениеводческой продукции разработана органо-минеральная безгербицидная нетрадиционная технология возделывания кукурузы на силос на уровень урожайное™ 130 ц/га сухого вещества с высоким кормовым качеством (сбор кормовых единиц 104,6 ц/га, переваримого протеина 6,57 ц/га), относительно низкими энергозатратами (16,3 тыс. МДж./га), с высокими экономическими показателями с уровнем рентабельности 238,5 %. Технология включает: размещение кукурузы в полевых севооборотах, после зернобобовых культур, широкого использования соломы (4-5 т/га), пожнивного сидерата (7-9 т/га), отвальную вспашку на 23-25 см, внесение минеральных удобрений М^РздКгщ под предпосевную культивацию, применение довсходового и послевсходового боронований, двух междурядных обработок без химических средств защиты растений.

3. В обеих технологиях в засушливые годы при возделывании кукурузы в севообороте на окультуренных тёмио-серых лесных среднесуглшшстых почвах вспашку на 23-25 см можно заменять поверхностной обработкой на 8-10 см с использованием всех рекомендуемых приёмов борьбы с сорняками.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Засорённость и продуктивность посевов кукурузы в био-логизированных севооборотах // Защита растений от вредных организмов в условиях биологизации земледелия / Мат. Всероссийской научно-практ. конф. - Орёл: Изд-во ОГСХА,- 1998,- С. 90-91 (в соавторстве).

2. Засорённость посевов кукурузы в альтернативных технологиях возделывания // Достижение аграрной науки в решении экологических проблем Центральной России / Мат. Российской научно-практ. конф. - Орёл: Изд-во ОГАУ.- 1999. - С. 140-142 (в соавторстве).

3. Биологизация земледелия и экология Центральной России // Достижение аграрной науки в решении экологических проблем Центральной России / Мат. Российской научно-практ. конф. - Орёл: Изд-во ОГАУ,- 1999. - С. 145-147 (в соавторстве).

4. Продуктивность экологических технологий возделывания кукурузы // Кукуруза и сорго. - 1999. - № б - С. 6-8. (в соавторстве).

5. Адаптивная энергосберегающая технология возделывания кукурузы в севооборотах для Орловской области // Кукуруза и сорго. - 2000. - № 2 -. (в соавторстве), в печати.

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Дубов, Алексей Борисович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ АГРОПРИЁМОВ

ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУКУРУЗЫ НА СИЛОС (обзор литературы)

1.1. Основная обработка почвы и продуктивность посевов кукурузы

1.2. Система удобрений и плодородие почвы 15 1.3.Эффективность приёмов защиты растений при возделывании кукурузы

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 2. ЗАДАЧИ, МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА

ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Природно-климатические условия

2.2. Методика проведения исследований

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ И ЗАСОРЁННОСТЬ ПОСЕВОВ КУКУРУЗЫ

3.1. Агрофизические свойства почвы

3.2. Биологическая активность почвы

3.3. Агрохимические свойства почвы

3.4. Засоренность посевов кукурузы

ГЛАВА 4. РОСТ И РАЗВИТИЕ КУКУРУЗЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ

ПРИЁМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

4.1. Динамика роста растений и накопление сухого вещества

4.2. Формирование листовой поверхности

4.3. Фотосинтетический потенциал посева и чистая продуктивность 70 фотосинтеза

ГЛАВА 5. ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО КУКУРУЗЫ ПРИ

РАЗЛИЧНЫХ АГРОПРИЁМАХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

5.1. Урожайность зелёной массы и сухого вещества кукурузы и 75 элементы продуктивности

5.2. Кормовая ценность и содержание нитратов в урожае

5.3. Экономическая эффективность технологий возделывания кукурузы

5.4. Энергетическая эффективность технологий возделывания кукурузы

ВЫВОДЫ

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Продуктивность безгербицидных технологий возделывания кукурузы на силос в условиях темно-серых лесных почв Российской Федерации"

Создание устойчивой и полноценной кормовой базы для возрождающегося животноводства - важнейшая задача современного растениеводства. Дефицит и дороговизна средств сельскохозяйственного производства при выращивании полевых культур требует детальной корректировки технологий их возделывания. Повышение эффективности производства продукции, в современных условиях, связано с рациональным использованием почвенно-климатических ресурсов, генетических особенностей растений, разработкой энергосберегающих адаптивных технологий возделывания культур на основе интенсификации биологических факторов. Актуальна разработка данных технологий и для возделывания такой ценной зерновой и силосной культуры как кукуруза.

Однако, в настоящее время в связи с резким уменьшением внесения традиционных органических удобрений (навоз, компосты) из-за сокращения поголовья скота, для полного удовлетворения растений элементами питания, возникла необходимость поиска более дешёвых и доступных органических удобрений (солома, зелёное удобрение), использование которых как отдельно, так и совместно с минеральными позволит получать довольно высокие сборы силосной массы хорошего качества с невысокими затратами энергии на их производство. Важной составляющей энергосберегющих технологий возделывания кукурузы также является система обработки почвы и способы защиты растений. Правильная обработка почвы, агротехнические приёмы ухода за посевами позволяют без применения гербицидов создать благоприятные условия для роста и развития растений, получить биологически полноценные и экологически безопасные корма для сельскохозяйственных животных с существенной экономией материально-денежных средств на их производство.

С учётом этого целью наших исследований являлась разработка ресурсосберегающих зональных безгербицидных технологий возделывания кукурузы на силос, обеспечивающих высокую продуктивность и качество продукции в условиях лесостепной зоны Российской Федерации.

В связи с этим на защиту выносятся следующие положения:

- органические и минеральные удобрения в сочетании с дифференцированными способами основной обработки почвы и агротехническими приёмами ухода оказывают положительное влияние на агрофизические, агрохимические, биологические свойства почвы и засорённость посева;

- на разных фонах основной обработки почвы определены рациональные системы удобрений, влияющие на динамику изучаемых параметров у кукурузы: линейный рост, абсолютно-сухую массу, листовую поверхность, фотосинтетический потенциал, чистую продуктивность фотосинтеза.

- запашка навоза (50 т/га), сидерата (7-9 т/га), соломы (4-5 т/га) и минеральных удобрений (N90P90K90) обеспечивает не только высокую урожайность зелёной массы и сухого вещества, но и наибольший сбор кормовых единиц, переваримого протеина и обменной энергии по сравнению с поверхностной обработкой почвы на 8-10 см. Довольно высокий сбор кормовых единиц, переваримого протеина, а также накопление обменной энергии отмечено на вариантах традиционных технологий с внесением навоза (50 т/га) + N90P90K90 и нетрадиционных - сидерата (7-9 т/га) + соломы (4-5 т/га) + N90P90K90. При этом на всех вариантах опыта содержание нитратов не превышает предельно допустимых норм;

-на основании экономической и энергетической эффективности агротехнических приёмов возделывания кукурузы на силос лучшим оказался вариант нетрадиционной технологии (для отдалённых полей севооборота) сидерат (7-9 т/га) + солома (4-5 т/га)+ N90P90K90, который обеспечил довольно высокую урожайность зелёной массы 537,6 и сухого вещества 130,8 ц/га при низкой себестоимости 29,5 руб./га и энергетических затратах. Энергетический коэффициент равен 8,0. Данная технология возделывания кукурузы разработана на основе экономии горючего, минеральных удобрений, снижения расходов в борьбе с сорняками.