Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивность ярового многорядного ячменя при разных нормах посева на черноземе типичном лесостепи

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Продуктивность ярового многорядного ячменя при разных нормах посева на черноземе типичном лесостепи"

На правах рукописи

Агеева Анна Александровна

ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОГО МНОГОРЯДНОГО ЯЧМЕНЯ ПРИ РАЗНЫХ НОРМАХ ПОСЕВА НА ЧЕРНОЗЕМЕ ТИПИЧНОМ ЛЕСОСТЕПИ

06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

2 8 НОЯ 2013

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Брянск-2013 005541265

005541265

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Пигорев Игорь Яковлевич

Мельникова Ольга Владимировна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующая кафедрой общего земледелия, производства, хранения и переработки продукции растениеводства ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»

Дериглазова Галина Михайловна,

доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории агрохимии ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии»

ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет»

Защита состоится « <Ю » декабря 2013 г. в 10°° часов на заседании диссертационного совета Д 220.005.01 при ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 243365, Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская 2а, корпус 4, конференц-зал.

E-mail: uchsovet@bgsha.com, факс: (8-483-41) 24-721.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия».

Автореферат разослан « » ноября 2013 г. и размещен на сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации: http://vak2.ed.gov.ru

Просим принять участие в работе совета или прислать свой отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью.

Ученый секретарь диссертационного совета

Дьяченко Владимир Викторович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ячмень является ведущей зерновой культурой в Центрально-Черноземном регионе (далее - ЦЧР) и по площадям возделывания уступает только озимой пшенице. В структуре посевных площадей Российской Федерации в последние годы доля ярового ячменя возросла с 21,6 до 24,0% от общей площади посевов зерновых культур (Дериглазова, 2010). Зерно ячменя используется на продовольственные цели и в пивоварении, а развитие животноводства делает эту культуру незаменимой в кормовом отношении.

В Курской области посевные площади под ячменем составили в 20022005 гг. 314,2 тыс. га, в 2007-2010 гг. - 345,1 тыс. га. Однако снижение спроса на ячмень пивоваренный привело к сокращению площадей под ячменем в 2011 г. до 275,1 тыс. га, в 2012 г. - до 269,3 тыс. га.

Зернопроизводящие хозяйства, как правило, используют одну технологию при выращивании зерна различного назначения, что затрудняет реализацию продукции, а порой делает производство неэффективным.

С целью наращивания производства фуражного ячменя сельхозпроизводители в последние годы начали возделывать многорядный ячмень. Появление на рынке зерна сортов многорядного ячменя пока не получило массового их внедрения в производство по причине отсутствия научно-обоснованных технологий возделывания в почвенно-климатических условиях Центрально-Черноземного региона. В связи с этим актуальным является выбор сортов с высокой урожайностью и качеством зерна при оптимальной норме посева семян.

Цель и задачи исследований. Цель работы - установить продуктивность сортов многорядного ячменя Гелиос и Вакула при разных нормах посева семян и определить оптимальную из них на черноземе типичном северо-запада ЦЧР.

Реализация цели достигается решением следующих задач:

- изучить влияние норм посева семян на полевую всхожесть, сохранность и выживаемость растений;

- определить динамику почвенной влаги и водопотребления по фазам развития ячменя в вариантах опыта;

- выявить реакцию растений многорядного ячменя на засоренность при разных нормах посева семян;

определить величину фотосинтетического потенциала и продуктивность фотосинтеза растений ячменя;

- изучить влияние нормы посева семян на продуктивность, элементы структуры урожая и качество зерна многорядного ячменя;

- рассчитать экономическую и энергетическую эффективность выращивания ярового многорядного ячменя на черноземе типичном;

- разработать предложения производству по совершенствованию технологии выращивания многорядного ячменя на черноземе типичном с учетом новых селекционных достижений.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В условиях северо-западной части ЦЧР сорта многорядного ячменя имеют полевую всхожесть 70,1-83,5 %, а продолжительность

вегетационного периода на 5-7 дней короче, чем у районированного двурядного ячменя сорта Суздалец.

2. Влагозапасы чернозема типичного и осадки периода вегетации позволяют получать 10,8 - 11,5 т/га сухого вещества, из них 5,2 - 5,9 т/га зерна многорядного ячменя Суммарное водопотребление за период вегетации достигает 2631 м /га. Рационально используется почвенная влага при норме посева сорта Вакула 4 млн. шт/га; сорта Гелиос - 3 млн. шт/га, где коэффициенты водопотребления соответственно составляют 443,3 и 420,5 м3/т.

3. Посевы многорядного ячменя в силу повышенной кустистости имеют в 1,4-2,0 раза ниже засоренность по числу сорняков ив 1,2-1,9 раза по их массе, чем участки двурядного ячменя.

4. Максимальная продуктивность растений многорядного ячменя формируется при норме посева 3 млн. шт/га у сорта Гелиос (6,1 т/га) и 4 млн. шт/га у сорта Вакула (5,8 т/га). Такая структура посевов позволяет формировать до 11,5 т/га сухого вещества при ассимиляционной поверхности в фазу колошения 25,0-29,1 тыс. м2/га и фотосинтетическом потенциале 1221,0-1300,8 тыс. м2/га.

5. Возделывание сортов многорядного ячменя Вакула и Гелиос в условиях Центрально-Черноземного региона экономически и биоэнергетически выгодно и при уровне рентабельности 93,8 - 108 % позволяет получать с гектара до 15,0 - 17,1 тыс. рублей прибыли с коэффициентом биоэнергетической эффективности 2,67 - 2,71.

Научна новизна. Впервые для новых селекционных сортов (Вакула и Гелиос) установлены оптимальные нормы посева семян на черноземе типичном северо-запада ЦЧР. Изучены процессы водопотребления, фотосинтеза, накопления сухого вещества растениями многорядного ячменя при разных нормах посева семян и в сравнении с традиционным для региона двурядным ячменем.

Практическая значимость работы. В условиях Курской области на черноземах типичных сорта многорядного ячменя Вакула и Гелиос при норме посева семян соответственно 4 и 3 млн. шт/га позволяют получать до 6,1 т/га высокобелкового фуражного зерна, что на 0,5 тонны больше, чем при выращивании двурядного ячменя районированного сорта Суздалец. Экономический эффект от внедрения результатов исследований на площади 260 га в районах Курской области составил в 2011 г. 6480 руб./га, в 2012 году - 5940 руб./га.

Личный вклад. Автор диссертации лично принимал участие в разработке научной гипотезы и программы, составлении программы исследований, проведении полевых и лабораторных опытов, обработке и подготовке выводов по теме исследования. Доля участия соискателя в проведении исследований достигает 80 %, а в опубликованных работах составляет от 40 до 100 %.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены и получили положительную оценку на Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Инновационные идеи молодых исследователей для агропромышленного комплекса России» (14-15 марта 2013 г., г. Пенза); Международных научно-практических конференциях «Агропромышленный комплекс: контуры будущего» (14-16 ноября 2012 г., г. Курск, Курская

ГСХА); «Актуальные проблемы агропромышленного производства» (2325 января 2013 г., г. Курск, Курская ГСХА); «Наука на службе сельского хозяйства» (5 марта 2013 г., г. Николаев, Украина); «Реализация государственной программы развития сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия: инновации, проблемы, перспективы» (27-29 марта 2013 г., г. Омск); «Перспективные технологии и технические средства в сельскохозяйственном производстве» (11-12 апреля 2013 г., г. Минск, Республика Беларусь); «Стратегия инновационного развития агропромышленного комплекса» (25-26 апреля 2013 г., г. Курган, Курганская ГСХА).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 189 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений производству. Она содержит 36 таблиц, 6 рисунков и 23 приложения. Список литературы включает 304 источника, в том числе 15 - иностранных авторов.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проведены в 2010-2012 годах на землях ОАО «Золотухинское агрообъединение» Золотухинского района Курской области и в сертифицированной лаборатории ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».

Объектом исследования были нормы посева семян ярового ячменя на черноземе типичном. Опыт двухфакторный (изучались три сорта и пять вариантов норм посева). Размещение делянок по 15 вариантам трехкратное на площади 1 га согласно схеме опыта, учетная площадь делянок 200 м2. В качестве изучаемых сортов использовались: Суздалец, Вакула и Гелиос. Сорт Суздалец рассматривался в качестве контрольного варианта. Каждый сорт высевался с нормой посева 2; 3; 4; 5 и 6 млн. шт/га всхожих семян. Контрольной нормой посева у сорта Суздалец принято 5 млн. шт/га семян, а у сортов Вакула и Гелиос - по 3 млн. шт/га семян. Предшественником ячменя была озимая пшеница Московская 56. Технология возделывания ячменя в вариантах опыта была общепринятой для Черноземной зоны. Посев проводился в один день (2010 г. - 16 апреля, 2011 г. - 12 апреля, 2012 г. - 10 апреля).

Все предусмотренные программой исследований наблюдения, учеты и анализы выполнены по соответствующим ГОСТам и методикам, принятым в научных учреждениях. Математическая обработка полученных результатов проведена методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1985). Статическая модель рассчитана по системе БТАТСИАРШСБ МБШГЫ. Расчет биоэнергетической эффективности проводили по методике В.М. Володина, Р.Ф. Ереминой, Л.П. Шестаковой (1989). Экономическую эффективность рассчитывали по технологическим картам и закупочным ценам на зерно.

Климат территории Центрального Черноземья характеризуется умеренной континентальностью. Период активной вегетации (со среднесуточной температурой +10 °С и выше) составляет 150-155 дней.

Сумма среднесуточных температур за период +5 °С и выше равна 27003100, за период +10 °С и выше - в пределах 2400-2600. Безморозный период длится 150-158 дней. По количеству осадков ЦЧР относится к зоне умеренного увлажнения, среднегодовое количество осадков колеблется от 533 до 640 мм. Гидротермический коэффициент составляет в среднем 1,01,25.

В период проведения исследований погодные условия были контрастными. В 2010 г. весной и летом стояла сухая и теплая погода, что отрицательно сказалось на всходах и развитии яровых культур. В последующие годы осадков за период выпало больше среднемесячной нормы. В итоге период вегетации 2010 г. характеризуется как сухой (ГТК 0,52), а 2011 и 2012 гг. - как влажный (ГТК 1,34-1,29). В среднем за три года ГТК составил 1,05 и соответствовал среднемноголетним значениям. Полевые исследования с ячменем проводили по схеме опыта на землях равнинного характера, представленных черноземом типичным, среднесуглинистым. В верхних слоях почва имеет максимальную гигроскопичность (МГ) - 7,9 %. С глубиной значения МГ и влажности завядания динамично снижаются до 6,1 и 8,2 %. Плотность почвы обрабатываемого слоя составляет 1,13 г/см , а на глубине 80-100 см достигает 1,41 г/см3. Порозность в верхнем гумусированном горизонте достигает 55,8 %, а коэффициент фильтрации - 2,92 мм/мин. Гумуса в пахотном слое содержится 6,4 %. Реакция почвы нейтральная (рН 6,3) с выраженной тенденцией подщелачивания нижележащих горизонтов. Значения гидролитической кислотности высокие (2,9-3,5 мг-эквЛОО г почвы).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевая всхожесть, сохранность и выживаемость растений ячменя

Прорастание семян и появление всходов изменялось по годам наблюдений. С увеличением нормы посева семян с 2 до 6 млн. шт/га количество всходов в 2010 г. возрастало у сорта Суздалец со 138 до 392 шт/м2, у сорта Вакула и Гелиос соответственно с 157 до 436 и с 154 до 420 шт/м2. Более полные всходы были у ячменя в 2012 г., когда с увеличением нормы посева с 2 до 6 млн. шт/га число всходов возрастало с 159 до 448 шт/м2 у сорта Суздалец, с 174 до 485 шт/м2 - у сорта Вакула и с 172 до 481 шт/м2 - у сорта Гелиос. В среднем за годы исследований самая высокая полевая всхожесть наблюдалась у всех сортов при норме посева 2 млн. всхожих семян на 1 га. Она составила у сорта Суздалец 75,0 %, у сорта Вакула - 83,5 %, у сорта Гелиос - 85,9 %.

Лучшие значения отмечались у двурядного ячменя Суздалец (61,552,8 %). У сортов Вакула и Гелиос они соответственно составляли 46,0 и 42,3 %. Доля влияния сортовых признаков на этот показатель была максимальной и составляла 67,6 %. Сохранность растений изменялась между изучаемыми сортами и зависела от нормы посева семян. Если у сорта Суздалец в среднем за три года сохранность снижалась при

увеличении нормы посева с 2 до 6 млн. шт/га на 7,6 % (с 90,5 до 82,9 %), то у сортов Вакула и Гелиос соответственно на 12,4 % (с 81,2 до 68,8 %) и на 13,9 % (с 81,2 до 67,3 %).

Низкая сохранность растений сортов многорядного ячменя по сравнению с контролем и снижение этого показателя с увеличением нормы посева связано с их высокой кустистостью, которая имела коэффициент 3,8 — 4,2 (табл. 1).

Мощная вегетативная масса и недостаточная освещенность растений многорядного ячменя в вариантах с максимальными нормами посева приводит к вытягиванию клеток и уменьшению толщины их стенок. Диаметр нижнего междоузлия у растений сортов Суздалец, Вакула и Гелиос при минимальной норме посева соответственно составлял 3,31; 2,75 и 2,60 мм, а при максимальной - сокращался до 2,90; 2,51; 2,39 мм. Длина первого междоузлия у сорта Вакула достигает 5,7 см. Следовательно, утончение и удлинение нижнего междоузлия у растений ячменя в вариантах с повышенными нормами посева снижает их устойчивость к полеганию. Сильнее было выражено полегание во влагообеспеченный 2012 г., когда у сортов Суздалец и Гелиос было отмечено среднее полегание, а у сорта Вакула - сильное.

Таблица 1 — Коэффициент продуктивного кущения сортов ячменя

при разных нормах посева, ед.

Сорт Норма посева, млн. шт/га Год Сред нее ± к контролю

2010 2011 2012 сорта нормы посева

ед. % ед. %

Суздале Ц (контро ль) 2 1,7 2,9 2,6 2,4 - - +0,8 50,0

3 1,6 2,3 2,2 2,0 - - +0,4 25,0

4 1,5 2,0 2,0 1,8 - - +0,2 12,5

5(к) 1,2 1,8 1,9 1,6 - - 100

6 1,0 1,5 1,5 1,3 - - -0,3 -18,8

НСР0.5 0,11 0,13 0,14

Вакула 2 3,1 4,1 4,2 3,8 +1,4 58,3 +0,6 18,8

3(к) 2,8 3,4 3,4 3.2 +1,2 60,0 - 100

4 2,5 3,0 2,9 2,8 +1,0 55,6 -0,4 -12,5

5 2,2 2,5 2,4 2,4 +0,8 50,0 -0,8 -25,0

6 1,7 2,3 2,1 2,0 +0,7 53,9 -1,2 -37,5

НСРо.5 0,14 0,15 0,15

Гелиос 2 3,6 4,6 4,3 4,2: +1,8 75,0 +0,2 5,6

3(к) 3,1 3,7 4,0 3,6 +1,6 80,0 - 100

4 2,5 3,0 3,3 2,9 +1,1 61,1 -0,5 -13,9

5 2,0 2,6 2,7 2,4 +0,8 50,0 -0,8 -22,2

6 1,4 2,3 2,4 2,0 +0,7 53,9 -0,9 -25,0

НСР0, 0,15 0,17 0,16

Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений

По данным исследований, продолжительность периодов развития ячменя зависит от изучаемых факторов и погодных условий. Период «всходы - кущение» колебался в годы наблюдений от 13 до 18 дней и в среднем за три года составил у растений сорта Суздалец 14 дней, сорта Вакула - 16-18 дней и сорта Гелиос - 17-18 дней. Фаза кущения в среднем проходила за 12-14 дней. При увеличении нормы посева семян с 2 до 6 млн. шт/га период кущения сокращался у сорта Суздалец с 14 до 13, у сорта Вакула - с 14 до 12, а у сорта Гелиос - с 14 до 13 дней. Фаза выхода в трубку у сортов более продолжительна, чем кущение, и при минимальной норме посева достигала у сорта Суздалец 21 дня, у сортов Вакула и Гелиос - 17 дней. Период колошения проходит скоротечно, продолжительность этой важной фазы развития колеблется в пределах 1113 дней. Налив зерна протекал у сорта Суздалец 13-15 дней, у сорта Вакула - 10-11 дней, у сорта Гелиос - 11-13 дней. Состояние восковой спелости зерно обретает через 7-9 дней. Более продолжительное развитие растений ячменя при минимальной норме посева связано с лучшими условиями развития. Продолжительность периода вегетации является сортовым признаком и в зависимости от нормы посева составляла у сортов Суздалец 79-85 дней, Вакула и Гелиос — 72-83 дня.

Динамика влаги в почве и эффективность ее использования посевами многорядного ячменя

Весной запасы влаги в метровом слое достигали: 2010 г. — 147,4 мм; 2011 г. - 172,3 мм и в 2012 г. - 183,5 мм, а влажность слоя почвы 0-30 см к периоду посева была достаточной для прорастания семян. К периоду уборки ячменя влагозапасы метрового слоя сокращались до 48,1-52,7 мм в вариантах с сортом Суздалец, до 43,5-48,9 мм - с сортом Вакула и до 40,048,1 мм - с сортом Гелиос. Сокращение запасов влаги за период вегетации произошло и в верхнем слое почвы (0-30 см) у сорта Суздалец 6,1-9,4 мм, у сорта Вакула - 6,2-8,7 мм и у сорта Гелиос - 5,0-8,1 мм. Среднее значение суммарно водопотребления посевами ячменя колеблются от 2496 до 2547 м /га у сорта Суздалец, от 2339 до 2595 м3/га у сорта Вакула и от 2547 до 2631 м3/га у сорта Гелиос. Суммарное водопотребление в пределах сорта связано с нормами посева семян.

Расчет водопотребления на формирование сухого вещества показывает, что у сорта Суздалец эти значения выше, чем у сортов многорядного ячменя, и составляют при минимальной норме посева семян (2 млн. шт/га) 286,9 м3/т, в то время как у сортов Вакула и Гелиос только 243,7 и 221,5 м3/т (рис. 1). Расходование влаги на формирование единицы сухого вещества снижается при увеличении нормы посева семян сорта Суздалец до 5 млн. шт/га. У сорта Вакула снижение водопотребления идет до нормы посева 4 млн. шт/га, а у сорта Гелиос — до нормы посева 3 млн. шт/га. Дальнейшее увеличение нормы посева ведет к росту водопотребления. Расход воды на формирование 1 т зерна составляет: у

сорта Суздалец 489-657 т, сорта Вакула - 444-577 т и сорта Гелиос -421642 т. В засушливый 2010 г. этот показатель у названных сортов составлял 952; 715 и 984 т, а во влагообеспеченный 2012 г. в зависимости от нормы посева соответственно 423-529; 399-524 и 380-554.

2010 год

с

о ч о

1 2 3 4 5 Норма посева, млн. шт/га

2011 год

«.з і

1 2 3 4 5 норма посева, млн. шт/га

2012 год

1 2 3 4 5 Норма посева, млн. шт/га

■ Суздалец и Вакула Гелиос

Рисунок 1 - Водопотребление растениями сортов

ячменя на

формирование тонны сухого вещества в зависимости от нормы посева Засоренность посевов многорядного ячменя в вариантах опыта

Из всего многообразия сорного компонента в посевах ярового многорядного ячменя преобладали однолетние сорняки, в числе которых наибольшее распространение имели куриное просо (Echinochloa crusgalli), щетинник сизый (Setaria viridis), марь белая (Chenopedium album), ромашка непахучая (Matricaria perforata), пастушья сумка (Capcella bursapastoris), звездчатка средняя (Stellaria media). Из многолетних сорняков единолично встречались: осот полевой (Sonchus arvensis), бодяк полевой (Cirsium arvense) и вьюнок полевой (Convolvulus arvensis).

Максимальная засоренность посевов ячменя наблюдалась в 2011 и 2012 гг. Установлена достоверная закономерность отсутствия влияния сорта на засоренность посевов на начальных стадиях роста, но выявлено снижение засоренности ячменя в вариантах с повышенной нормой посева. Увеличение нормы посева семян с 2 до 6 млн. шт/га сокращало засоренность в посевах сорта Суздалец в 2010 г. на 11 сорняков, в 2011 и 2012 гг. соответственно на 10 и 15 сорняков. В вариантах сорта Гелиос снижение засоренности более выражено, которая на вариантах с максимальной нормой посева не превышало в 2010 г. 16 шт/м2, в 2011 г. -

20 шт/м2, в 2012 г.

23 шт/м2. Применение гербицида Базагран (3 л/га) 9

способствовало снижению засоренности в 3-9 раз, а некоторые виды сорных растений были значительно угнетены и замедлили в росте. В период спелости ячменя сухая масса сорного компонента была максимальной при норме посева семян 2 млн. шт/га и составила у сорта Суздалец 31,4 г/м2, у сортов Вакула и Гелиос соответственно 30,1 и 26,3 г/и2.

Фотосинтетическая деятельность посевов ячменя в условиях лесостепи

В ходе исследований установлено, что в фазе всходов растения сорта Гелиос формируют листовую поверхность площадью от 1,35 до 3,43 тыс. м2/га, что выше в 1,1 раза, чем у растений сорта Вакула, и в 1,8 раза, чем у сорта Суздалец. Максимальные значения фотосинтетического потенциала установлены в фазе колошения (590,59 тыс. м2/га дней). Установлено, что растения многорядного ячменя формируют большую ассимиляционную поверхность, чем растения сорта Суздалец (табл. 2). Увеличение нормы посева семян ведет к росту листовой поверхности на протяжении всего периода формирования вегетативной массы. Величина фотосинтетического потенциала тесно коррелирует с площадью листьев растений. Минимальные значения были в 2010 г. и не превышали у сортов Суздалец 634,8 тыс. м2/га дней, Вакула и Гелиос соответственно 733,0 и 701,1 тыс. м /га дней. Максимальные значения получены в 2012 г. и достигали 2745,4 тыс. м2/га дней.

Интенсивность фотосинтетического потенциала была выше в посевах сорта Суздалец и в среднем достигала 14,5 г/м2 дней, что при прочих равных условиях на 1,8 г/м2 дней больше, чем у сорта Вакула, и на 1,9 г/м2 дней больше, чем у сорта Гелиос. Увеличение нормы посева семян способствует снижению продуктивности фотосинтеза у сорта Суздалец с 13,7 до 11,2 г/м2 дней, у сорта Вакула - с 12,1 до 8,2 г/м2 дней и у сорта Гелиос - с 12,4 до 7,5 г/м2 дней.

Наибольшее накопление сухого вещества происходит в период выхода в трубку - колошения, когда идет нарастание биомассы и формируется максимальный фотосинтетический потенциапВ целом за период от всходов до восковой спелости наибольшее количество сухого вещества у сорта Суздалец формируется при норме посева 5 млн. шт/га (10,8 т/га), а у сорта Вакула при норме посева 4 млн. шт/га (11,3 т/га), у сорта Гелиос при норме 3 млн. шт/га (11,5 т/га). Установлено, что максимальный выход зерна на 1000 единиц фотосинтетического потенциала достигается при минимальной норме посева (2 млн. шт/га) и составляет у сортов Вакула и Гелиос 6,6 кг (табл. 3).

С увеличением нормы посева семян выход зерна снижается у сорта Суздалец с 6,4 до 4,3 кг, у сортов Вакула и Гелиос соответственно до 3,6 и 3,0 кг. Наиболее это выражено в посевах многорядного ячменя, предрасположенного к кущению и обладающего большим фотосинтетическим потенциалом. Следовательно, высокая плотность посевов и мощная биомасса не являются гарантом урожайности зерна ячменя.

Таблица 2 - Фотосинтетический потенциал растений ячменя в зависимости от нормы посева, тыс. м2/га дней (2010-2012 гг.) ___

Норма Фазы развития ± к контролю

Сорт посева, кущение выход в коло- молочная восковая кущение - тыс. %

млн. трубку шение спелость спелость восковая м2/га

шт/га спелость дней

Суздалец (контроль) 2 83,04 126,49 256,66 108,94 35,54 610,67 - 100,0

3 117,72 179,67 366,11 154,00 41,21 858,78 - 100,0

4 146,99 224,20 448,60 173,89 46,79 1047,15 - 100,0

5 (к) 167,64 239,17 509,0 172,77 39,07 1127,66 - 100,0

6 190,94 254,11 545,11 146,80 28,68 1117,1 - 100,0

Вакула 2 139,06 149,20 291,15 152,13 39,93 804,92 194,3 31,8

3(к) 190,78 252,73 408,76 200,18 49,31 1101,78 243,0 28,3

4 232,07 301,36 483,13 229,58 54,65 1300,80 253,7 24,2

5 266,44 328,73 ^555,33 249,99 45,57 1446,07 318,4 28,3

б 289,89 367,14 590,59 255,93 30,05 1524,61 407,5 36,5

Гелиос 2 150,21 206,26 373,71 152,58 46,30 869,67 259,0 42,4

3(к) 215,53 284,64 480,34 212,53 57,72 1221,0 362,2 42,2

4 259,79 344,02 516,11 255,30 65,25 1442,47 395,3 37,8

• 5 296,31 406,98 570,95 267,96 53,55 1595,76 468,1 41,5

б 319,27 385,07 554,82 272,87 44,63 1576,65 459,6 41,3

Таблица 3 - Выход зерна ячменя на 1000 единиц фотосинтетического

потенциала в зависимости от нормы посева, кг

Сорт Норма посева, млн. шт/га Год Сред нее ± к контролю

2010 2011 2012

сорта нормы посева

кг % кг %

Суздалец (контроль) 2 6,15 8,38 4,68 6,40 - - 1,51 31,1

3 5,88 7,20 3,96 5,68 - - 0,79 16,2

4 5,76 6,56 3,49 5,27 - - 0,38 7,8

5 (к) 4,73 6,47 3,46 4,89 - - - 100,0

6 3,62 6,79 2,62 4,34 - - -0,93 -11,2

Вакула 2 7,16 8,32 4,38 6,62 0,22 3,4 0,86 14,9

3(к) 6,46 7,30 3,51 5,76 0,08 1,4 - 100,0

4 6,18 6,41 2,98 5,19 -0,08 -1,5 -0,57 -9,9

5 5,30 5,40 2,34 4,35 -0,54 -11,0 -1,41 -24,5

6 4,09 4,84 1,86 3,60 -0,74 -13,1 -2,16 -37,5

Гелиос 2 7,78 7,91 4,11 6,60 0,20 3,1 0,91 16,0

3(к) 6,85 6,68 3,53 5,69 0,01 0,2 - 100,0

4 6,36 5,59 2,67 4,87 -0,40 -7,6 -0,82 -14,4

5 4,70 4,61 2,10 3,80 -1,09 -22,3 -1,89 -33,2

6 3,16 3,86 1,84 2,95 -1,39 -32,0 -2,74 -48,1

Урожайность многорядного ячменя и качество зерна при разных нормах посева

Установлено, что сорта ярового ячменя на черноземе типичном формируют урожайность зерна до 7,2 т/га (табл. 4). В наиболее благоприятный год (2011) урожайность была на 4,9-22,0 % выше, чем в 2010 году, и на 82,4-139,1 % выше, чем в 2012 году.

Среди изученных сортов лучше себя показали многорядные ячмени. В среднем за три года урожайность сорта Вакула достигла 5,84 т/га, а сорта Гелиос - 6,14 т/га. У двурядного ячменя сорта Суздалец урожайность не превышала 5,19 т/га. В зависимости от нормы посева семян урожайность сорта Суздалец изменялась от 3,78 до 5,19 т/га и оптимальной была 5 млн. шт/га. У сорта Вакула максимальная урожайность формировалась в варианте с нормой посева 4 млн. шт/га, а рекомендованная оригинатором сорта норма посева 3 млн. шт/га имела урожайность на 0,22 т/га, или на 3,6 % ниже. Сорт Гелиос показал максимальную урожайность при норме посева 3 млн. шт/га

Для определения зависимости урожайности сортов ярового ячменя от нормы посева семян и гидротермических условий вегетационного периода были разработаны статистические модели:

Ur SUZD = -0,77 + 0,65 х Norma + 3,14 х GTK;

R = 0,97; D = 95,3 %;

Ur_VAKUL = 0,71 + 0,48 х Norma + 3,12 х GTK;

R = 0,98; D = 97,7 %;

Ur GELIOS = 1,2 + 0,36 x Norma + 3,24 x GTK; R = 0,92; D = 93,2 %,

где: Ur_SUZD, Ur VAKUL, UrGELIOS - урожайность ячменя сортов Суздалец, Вакула, Гелиос, т/га;

GTK - гидротермический коэффициент за вегетационный период; Norma - норма посева, млн. шт/га.

Таблица 4 - Урожайность сортов ярового ячменя в зависимости от нормы посева (2010 — 2012 годы)___

Сорт Норма посева, млн. шт/га Урожайность, т/га Сред нее ± к контролю

сорта нормы посева

2010 2011 2012 т/га % т/га %

Суздалец (контроль) 2 2,20 5,01 4,12 3,78 - - -1,4 72,7

3 2,91 5,92 5,03 4,62 - -0,6 88,9

4 3,40 6,21 5,61 5,07 - - -0,1 98,1

5(к) 3,04 6,40 6,12 5,79 - - - 100,0

6 2,30 5,52 5,03 4,28 - - -0,9 82,6

НСР05 0,17 0,27 0,24

Вакула 2 3,21 5,90 5,52 4,88 +1,1 128,7 -0,8 86,5

3(к) 4,03 6,71 6,24 5,66 +1,0 122,4 - 100,0

4 4,20 6,91 6,40 5,84 +0,8 115,0 +0,2 103,6

5 3,92 6,10 5,83 5,28 +0,1 101,9 -0,4 93,6

6 3,01 5,32 5,10 4,48 +0,2 104,7 -1,2 79,4

НСРо.5 0,18 0,26 0,21

Гелиос 2 3,50 6,32 5,60 5,14 +1,4 136,4 -1,0 83,7

3(к) 4,31 7,20 6,90 6,14 +1,5 133,3 - 100,0

4 4,23 6,91 6,52 5,89 +0,8 115,8 -0,3 95,8

5 3.32 6,10 5,81 5,08 -0,1 98,1 -1,1 82,7

6 2,20 5,11 5,01 4,11 +0,2 96,0 -2,0 66,9

НСРо, 0,19 0,28 0,22

По озерненности колоса лидируют многорядные ячмени. При минимальной норме посева среднее число зерен достигало у сорта Вакула 30 шт., а у сорта Гелиос - 31 шт. Это на 15,4-19,2 % выше, чем у сорта Суздалец. Сорта многорядного ячменя формируют более мелкое зерно с массой 1000 зерен 30,0-31,6 г (табл. 5).

Оценка зерна изучаемых сортов показала, что натура зерна у сорта Суздалец выше базисных кондиций (634-643 г/л), у сортов многорядного ячменя менее 600 г/л и может использоваться для солода или кормовые цели. Зерно сорта Суздалец имело крупность 73,6-80,8 % и соответствовало требованиям пивоваренного ячменя второго класса. Крупность зерна многорядного ячменя в зависимости от нормы посева семян изменяется от 51,6 до 63,3 %, что отвечает требованиям заготовительных норм.

Выравненность зерна у сорта Суздалец высокая и средняя, а у сортов Вакула и Гелиос - низкая (< 69%). Зерно многорядного ячменя имеет

повышенное содержание белка, которое в зависимости от нормы посева колеблется от 11,9 до 13,3 %. Это позволяет производить сбор белка с гектара до 637-766 кг.

Таблица 5 - Масса 1000 зерен ячменя в зависимости от нормы посева, г

Сорт Норма посева, млн. шт/га Год Сред нее ± к контролю

2010 2011 2012

сорта нормы посева

г % г %

Суздаїсц (контроль) 2 42,4 44,3 44,0 43,6 - - +2,8 6,8

3 41,6 42,9 43,2 42,6 - - +1,8 4,4

4 40,0 41,9 40,8 40,8 - - 0 0

5 (к) 39,6 42,3 40,4 40,8 - - - 100

6 37,9 40,4 38,7 39,0 - - -1,8 -4,4

НСРо.5 0,12 0,13 0,12 -

Вакула 2 30,0 31,6 31,0 30,9 -12,7 -29,1 +14 3,7

3 (к) 29,6 30,7 29,0 29,8 -12,8 -30,1 - 100

4 28,9 29,3 28,6 28,9 -11,9 -29,2 -0,9 -3,0

5 27,6 29,6 28,5 28,6 -12,2 -29,9 -1,2 -4,0

6 27,3 28,4 28,3 28,0 -10,0 -25,6 -1,8 -6,0

НСР05 0,21 0,32 0,26

Гелиос 2 28,2 29,4 29,7 29,7 -13,9 -31,9 +1,2 4,2

3 (к) 28,2 29,1 28,3 28,5 -14,1 -33,1 - 100

4 27,7 29,0 28,5 28,4 -12,4 -30,4 -0,1 -0,4

5 27,2 28,3 28,0 27,8 -13,0 -31,9 -0,7 -2,5

6 27,0 28,0 26,5 27,2 -11,8 -30,3 -1,3 -4,6

НСР05 0,19 0,24 0,23

Эффективность возделывания ярового многорядного ячменя

Расчет экономической эффективности возделывания ярового ячменя в зависимости от нормы посева семян проведен на основе производственных затрат и средней цены реализации зерна по региону (табл. 6). Наименьшая себестоимость продукции получена при норме посева: сорта Суздалец - 4 млн. шт/га (3124 руб.), сортов Вакула и Гелиос - при норме посева 3 млн. шт/га (2784 руб. и 2596 руб.). Чистый доход с гектара составил: у сорта Гелиос 17,1 тыс. руб., у сорта Вакула - 15,0 тыс. руб. и у сорта Суздалец - 11,6 тыс. руб. Максимальные значения рентабельности производства зерна получены у сорта Гелиос при норме посева семян 3 млн. шт/га (108 %). Такая же норма посева семян сорта Вакула обеспечила рентабельность производства - 93,8 %. У сорта Суздалец лучший показатель рентабельности был при норме посева семян 4 млн. шт/га (72,9 %). Результаты биоэнергетической оценки эффективности выращивания ярового ячменя свидетельствуют о том, что зучаемые сорта позволяют получать с урожаем от 56,6 до 85,2 ГДж/га биологической энергии.

Таблица 6 - Экономическая и энергетическая эффективность производства зерна сортов ярового ячменя при

разных нормах посева (2010 - 2012 гг.)

Сорт Норма Выход Стоимость Произ- Себестои Чистый доход, Энерго- Выход Коэф-

посева товарно- продук- водствен мость 1 т тыс. руб. Рента- емкость энергии фици-

семян, го зерна, ции, тыс. ные за- продук- бельность, произ- продук- ент

млн. т/га руб. траты на ции, тыс. на 1 га на 1 т % водства ции, энер-

шт/га 1 га, тыс. руб. руб. продукции, МДж/га МДж/га гетической эффективности

2 3,7 20,0 14,0 3,8 5,9 1,6 42,4 23,2 56,6 2,43

Сузда- 3 4,6 24,8 15,1 3,3 9,8 2,1 64,6 25,5 64,2 2,51

лец 4 5,1 27,5 15,9 3,1 11,6 2,3 72,9 27,5 71,1 2,58

(кон- 5(к) 5,2 28,1 16,6 3,2 11,5 2,3 69,4 27,9 72,6 2,60

троль) 6 4,3 23,2 16,7 3,9 6,5 1,5 38,7 24,3 59,9 2,46

2 4,9 26,5 14,6 3,0 11,8 2,4 80,8 26,7 68,4 2,56

Вакула 3(к) 5,6 30,2 15,6 2,8 14,7 2,6 93,8 29,5 78,2 2,65

4 5,8 31,3 16,3 2,8 15,0 2,6 92,3 30,3 80,9 2,67

5 5,3 28,6 16,6 3,1 12,0 2,3 72,0 28,3 74,0 2,61

6 4,5 24,3 16,8 3,7 7,5 1,7 44,4 25,1 62,8 2,50

2 5,1 27,5 14,7 2,9 12,8 2,5 86,9 27,5 71,2 2,59

Гелиос 3(к)" 6,1 32,9 15,8 2,6 17,1 2,8 108,0 31,5 85,2 2,71

4 5,9 31,9 16,2 2,8 15,6 2,6 95,6 30,7 82,4 2,68

5 5,1 27,5 16,5 3,4 11,0 2,2 66,6 27,5 71,2 оо

6 4,1 22,1 16,6 4,1 5,5 1,3 33,1 23,6 57,2 2,42

Энергетические затраты в вариантах опыта изменялись от 23,2 до 31,5 ГДж/га в зависимости от нормы посева семян и величины собранного урожая. Расчет коэффициента энергетической эффективности выращивания ячменя на черноземе типичном показал высокие значения на всех изучаемых вариантах (2,42-2,71).

Это позволяет сделать вывод о том, что яровой ячмень в энергетическом плане - выгодная зерновая культура. Несмотря на возрастающие затраты энергии в вариантах с максимальной продуктивностью и сбором энергии с урожаем, коэффициент энергетической эффективности в этих вариантах максимальный и достигает: у сорта Суздалец при норме посева семян 5 млн. шт/га - 2,60, у сорта Вакула при норме посева семян 4 млн. шт/га - 2,67 и у сорта Гелиос при норме посева семян 3 млн. шт/га - 2,71.

ВЫВОДЫ

1. Полевая всхожесть ячменя в вариантах опыта колебалась в пределах 70,1-83,5 %. Лучшая сохранность и выживаемость растений установлена у сорта Суздалец при норме посева семян 2 млн. шт/га.

2. У сортов многорядного ячменя продолжительность вегетационного периода до 7 дней короче, чем у сорта Суздалец, и в вариантах с максимальной нормой посева семян не превышала 72 дней у сорта Вакула и 75 дней у сорта Гелиос.

3. Максимальное количество продуктивных стеблей формируется у сортов Вакула и Гелиос при норме посева 4 млн. шт/га (715 и 732 шт/м ), у сорта Суздалец при норме посева 5 млн. шт/га (511 шт/м2). Коэффициент продуктивного кущения у сортов многорядного ячменя достигает на черноземе типичном 4,1 - 4,6 и устойчиво снижается с увеличением нормы посева семян.

4. Ячмень за период от всходов до кущения расходует 102-108 мм почвенной влаги, или 39-41 %, а в период от кущения до колошения - еще 109-110 мм, или 43-45 % от суммарного водопотребления. Весенние влагозапасы чернозема типичного и осадки периода вегетации позволяют формировать посевам ярового ячменя 10,8-11,5 т/га сухого вещества, из них 5,2-5,9 т/га зерна. Суммарное водопотребление за период вегетации достигает 2631 м3/га. Рационально используется почвенная влага в вариантах с нормой посева семян сорта Суздалец 5 млн. шт/га; сорта Вакула - 4 млн. шт/га; сорта Гелиос - 3 млн. шт/га. Коэффициент водопотребления на формирование одной тонны зерна у многорядного ячменя ниже и при указанной норме посева соответственно составляет у сортов Вакула и Гелиос 443,3 и 420,5 м3.

5. В начале роста ячменя влияние сорта на засоренность посевов отсутствует, но повышенные нормы посева засоренность снижают. Участки многорядного ячменя в силу повышенной кустистости у изученных сортов имели в 1,4-2,0 раза ниже засоренность по числу сорняков и в 1,2-1,9 раза - по их массе, чем участки двурядного ячменя.

6. Ассимиляционная поверхность посевов многорядного ячменя выше, чем у двурядного сорта Суздалец, и достигает у сорта Вакула 59,24

тыс. м2/га, у сорта Гелиос - 53,18 тыс. м2/га. При минимальной норме посева семян фотосинтетический потенциал сорта Вакула был выше, чем в посевах сорта Суздалец на 194,1 тыс. м2/га сутки, а у сорта Гелиос - на 259,0 тыс. м2/га сутки. При максимальной норме посева семян превышение фотосинтетического потенциала к контрольному сорту двурядного ячменя у сортов Вакула и Гелиос соответственно составляло 407,6 и 459,5 тыс. м /га сутки.

7. Продуктивность фотосинтеза у сорта Суздалец достигала 14,5 г/м2 сутки, что при прочих равных условиях на 1,8 г/м2 сутки больше, чем в вариантах сорта Вакула, и на 1,9 г/м2 сутки больше, чем в посевах сорта Гелиос.

Увеличение нормы посева семян ведет к снижению продуктивности фотосинтеза у сорта Суздалец с 13,7 до 11,2 г/м2 сутки, у сорта Вакула - с 12,1 до 8,2 г/м2 сутки и у сорта Гелиос с 12,4 до 7,5 г/м2 сутки.

8. Наибольшее накопление сухого вещества за период вегетации установлено у сорта Гелиос при норме посева семян 3 млн. шт/га (11,54 т/га). В посевах сорта Вакула максимум достигнут при норме посева 4 млн. шт/га (11,26 т/га), а у сорта Суздалец - при норме посева 5 млн. шт/га (10,77 т/га). Максимальный выход зерна на 1000 единиц фотосинтетического потенциала достигается при норме посева 2 млн. шт/га и составляет у сорта Вакула и Гелиос соответственно 6,62 и 6,60 кг. С увеличением нормы посева до 6 млн. шт/га выход зерна снижается у сорта Суздалец с 6,40 до 4,34 кг, у сортов Вакула и Гелиос соответственно до 3,60 и 2,95 кг.

9. Максимальная урожайность получена у сорта Гелиос (6,14 т/га) при норме посева 3 млн. шт/га, у сорта Вакула (5,89 т/га) при норме посева 4 млн. шт/га и у сорта Суздалец (5,19 т/га) при норме посева 5 млн. шт/га. Сорта многорядного ячменя формируют зерно с массой 1000 зерен 30,031,6 г. С увеличением нормы посева масса 1000 зерен снижается у сорта Суздалец с 43,6 до 39,0 г, у сортов Вакула и Гелиос соответственно с 30,9 до 28,0 и с 29,7 до 27,2 г. В лучших вариантах натура зерна достигала у сорта Суздалец 681 г/л; у сорта Вакула - 589 г/л; у сорта Гелиос - 604 г/л. Многорядные сорта ячменя имеют повышенное содержание белка в зерне, за счет чего сбор белка с гектара достигает 725-767 кг. Крупность зерна у сортов Суздалец, Вакула и Гелиос соответственно составляет 83,2; 69,3 и 63,1 %. Зерно многорядного ячменя имело низкую выравненность, которая в лучшие годы достигает 58-69 %.

10. Экономический анализ возделывания многорядного ячменя показал высокую эффективность производства. Максимальный чистый доход получен у сорта Гелиос при норме посева 3 млн. шт/га (17105 руб/га), у сорта Вакула при норме посева 4 млн. шт/га (15031 руб/га). Уровень рентабельности при такой норме посева достигал 93,8-108 %. У сорта Суздалец рентабельность ниже и в зависимости от нормы посева колебалась от 38,7 до 72,9 %. Энергетические затраты на возделывание ячменя в опыте изменялись в зависимости от нормы посева и урожайности от 23,2 до 31,5 ГДж/га. Максимальный коэффициент энергетической эффективности установлен у сорта Гелиос при норме посева 3 млн. шт/га (2,71), у сорта Вакула - 4 млн. шт/га (2,67), у сорта Суздалец - 5 млн.

шт/га (2,60). Следовательно, при равных энергетических затратах на выращивание сорта многорядного ячменя продуцируют большее количество энергии в зерне и соломе, чем двурядный сорт ячменя Суздалец.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1.При возделывании ячменя на фуражные цели в условиях Черноземья целесообразно использовать сорта многорядного ячменя Вакула и Гелиос с применением зональной агротехники и нормой семян сорта Вакула 4 млн. шт/га, а сорта Гелиос - 3 млн. шт/га.

2. На черноземе типичном сорта многорядного ячменя Вакула и Гелиос по предшественнику озимая пшеница и внесении минерального удобрения N70, Р8о, К70 обеспечивают программированный урожай зерна 5,5 - 6,0 т/га.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1.Пигорев, И.Я. Урожайность многорядного ячменя и качество зерна при разных нормах посева / И.Я. Пигорев, A.A. Агеева // Аграрная наука.-2013,-№2.-С. 19-21.

2. Пигорев, И.Я. Экономико-энергетическая оценка выращивания ярового ячменя на черноземе типичном лесостепи / И.Я. Пигорев, И.И. Степкина, A.A. Агеева // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. — 2013. - № 2. — С. 44-46.

3. Семыкин, В.А. Оптимальная норма посева многорядного ячменя -основа его продуктивности в условиях Курской области / В.А. Семыкин, И.Я. Пигорев, H.H. Петренко, A.A. Агеева // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2013. — № 5. — С. 53-57.

Статьи в других изданиях

4. Агеева, A.A. Полевая всхожесть многорядного ячменя на черноземе типичном / A.A. Агеева // Бюллетень научных работ. Вып. 34. П. Майский. - Белгород: Изд-во БелГСХА, 2013. - С. 3-5.

5. Пигорев, И.Я. Водопотребление монокультурой ярового ячменя в зависимости от сорта и нормы посева семян / И.Я. Пигорев, A.A. Агеева // Перспективные технологии и технические средства^ в сельскохозяйственном производстве: материалы междунар. науч.-практ. конф., г. Минск, 11-12 апреля 2013 г., ч. 1. - Минск, 2013. - С. 199-203.

6. Агеева, A.A. Фотосинтетический потенциал сортов ярового ячменя при разных нормах посева / A.A. Агеева // Агропромышленный комплекс: контуры будущего: материалы междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Курск, 14-16 ноября 2012 г., ч. 1. - Курск: Изд-во КГСХА, 2012. - С. 5-7.

7. Агеева, A.A. Влияние кормы посева семян на всхожесть многорядного ячменя на черноземе типичном / A.A. Агеева // Актуальные

18

проблемы агропромышленного производства: материалы междунар. науч.-практ. конф., г. Курск, 23-25 января 2013 г. - Курск: Изд-во КГСХА, 2013. -С. 17-19.

8. Пигорев, И .Я. Белок в зерне многорядного ячменя в зависимости от нормы посева семян / И.Я. Пигорев, A.A. Агеева // Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы: сборник статей VII Всерос. науч,-практ. конф. - Саратов, 2013. - С. 63-65.

9. Пигорев, И.Я. Устойчивость многорядного ячменя к полеганию в зависимости от нормы посева семян / И.Я. Пигорев, A.A. Агеева // Стратегия инновационного развития агропромышленного комплекса: материалы междунар. науч.-практ. конф., г. Курган, 25-26 апреля 2013 г. -Курган, 2013.-С. 341-345.

10. Агеева, A.A. Продуктивность кущения многорядного ячменя при разных нормах посева / A.A. Агеева // Инновационные идеи молодых исследователей для АПК России: сборник материалов всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Пенза, 14-15 марта 2013 г.-Т. 1,-Пенза, 2013.-С. 133-135.

11. Пигорев, И.Я. Особенности фенологии многорядного ячменя в условиях центрального Черноземья России / И.Я. Пигорев, A.A. Агеева // Реализация государственной программы развития сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции и продовольствия: инновации, проблемы, перспективы: материалы II международ, науч.-техн. форума, г. Омск, 27-29 марта 2013 г. - Омск, 2013.-С. 72-75.

12. Пигорев, И.Я. Сохранность и выживаемость растений в монокультуре многорядного ячменя на черноземе типичном / И.Я. Пигорев, A.A. Агеева // Наука на службе сельского хозяйства: материалы междунар. науч.-практ. конф. Украина, г. Николаев, 5 марта 2013 г. — Николаевская ДСДС 133, 2013. - С. 20-21.

13.Pigorev, I.Y. The weeds in multi-row barley agrocenosisin the modal chernozem / I.Y. Pigorev, A.A. Agceva // European journal of natural history. -2013. —№3.-C. 20-23.

Формат 60x84 1/16. Бумага для множительных аппаратов.

Печать на копировальном аппарате КГСХА. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 198.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Агеева, Анна Александровна, Курск

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «КУРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ ПРОФЕССОРА И.И. ИВАНОВА»

АГЕЕВА АННА АЛЕКСАНДРОВНА

ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОГО МНОГОРЯДНОГО ЯЧМЕНЯ ПРИ РАЗНЫХ НОРМАХ ПОСЕВА НА ЧЕРНОЗЕМЕ ТИПИЧНОМ ЛЕСОСТЕПИ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

На правах рукописи

04201455786

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор И.Я. Пигорев

Курск-2013

СОДЕРЖАНИЕ

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

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЙ .... 9

1.1 Ботанико-биологические и морфологические особенности ярового ячменя........................................................................................................9

1.2 Нормы посева семян..........................................................................................17

1.3 Продуктивность ярового ячменя в зависимости от поч-венно-климатических условий и технологий возделывания ......................................................................................................................................24

2 ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, СХЕМА ОПЫТОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ................ 34

2.1 Природно-климатическая характеристика ЦентральноЧерноземного региона............................................. 34

2.2 Метеорологические условия в период проведения исследований ............................................................... 39

2.3 Свойства почв опытного участка................................ 42

2.4 Программа и методика исследований ......................... 45

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ............................. 52

3.1 Полевая всхожесть, сохранность и выживаемость растений ячменя........................................................... 52

3.2 Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений .................................................................. 67

3.3 Динамика влаги в почве и эффективность ее использования посевами многорядного ячменя....................................................70

3.4 Засоренность посевов многорядного ячменя в вариантах опыта................................................................... 82

3.5 Фотосинтетическая деятельность посевов ячменя в условиях лесостепи...................................................... 88

3.6 Урожайность многорядного ячменя и качество зерна при

разных нормах посева......................................................................................105

4 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОГО

МНОГОРЯДНОГО ЯЧМЕНЯ....................................................................121

4.1 Экономическая эффективность выращивания ячменя в условиях Курской области..............................................................................121

4.2 Биоэнергетическая эффективность выращивания ячменя 124

ВЫВОДЫ........................................................................................................................128

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ....................................................131

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................132

ПРИЛОЖЕНИЯ..........................................................................................................162

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Ячмень является ведущей зерновой культурой в Центрально-Черноземном регионе (далее - ЦЧР) и по площадям возделывания уступает только озимой пшенице. В структуре посевных площадей Российской Федерации в последние годы доля ярового ячменя возросла с 21,6 до 24,0 % от общей площади посевов зерновых культур (Дериглазова, 2010). Зерно ячменя используется на продовольственные цели и в пивоварении, а развитие животноводства делает эту культуру незаменимой в кормовом отношении.

В Курской области посевные площади под ячменем составили в 20022005 годах 314,2 тыс. га, в 2007-2010 годах - 345,1 тыс. га. Однако снижение спроса на ячмень пивоваренный привело к сокращению площадей под ячменем в 201 1 году до 275,1 тыс. га, в 201 2 году - до 269,3 тыс. га.

Зернопроизводящие хозяйства, как правило, используют одну технологию при выращивании зерна различного назначения, что затрудняет реализацию продукции, а порой делает производство неэффективным.

Выбор и совершенствование технологии определяются соответствующим сортом. Введение в производство сортов и гибридов, генетически устойчивых к неблагоприятным условиям, или пластичных к стрессовым ситуациям, благоприятствует стабильному ведению зернового хозяйства, а расширение посевов с генотипами, устойчивыми к вредителям и болезням, приводит к существенному уменьшению опасности загрязнения окружающей среды, сокращению потерь урожая и издержек производства, повышению качества зерна (Нечаев и др., 2010).

С целью наращивания производства фуражного ячменя сельхозпроизводители в последние годы начали возделывать многорядный ячмень. Появление на рынке зерна сортов многорядного ячменя пока не получило массового их внедрения в производство по причине отсутствия научно-

обоснованных технологий возделывания в почвенно-климатических условиях ЦЧР.

В связи с этим актуальным является выбор сортов с высокой урожайностью и качеством зерна при оптимальной норме посева семян.

Цель и задачи исследований. Цель работы - установить продуктивность сортов многорядного ячменя Гелиос и Вакула при разных нормах посева семян и определить оптимальную из них на черноземе типичном северо-запада ЦЧР.

Реализация цели достигается решением следующих задач:

- изучить влияние норм посева семян на полевую всхожесть, сохранность и выживаемость растений;

- определить динамику почвенной влаги и водопотребления по фазам развития ячменя в вариантах опыта;

- выявить реакцию растений многорядного ячменя на засоренность при разных нормах посева семян;

- определить величину фотосинтетического потенциала и продуктивность фотосинтеза растений ячменя;

- изучить влияние нормы посева семян на продуктивность, элементы структуры урожая и качество зерна многорядного ячменя;

- рассчитать экономическую и энергетическую эффективность выращивания ярового многорядного ячменя на черноземе типичном;

- разработать предложения производству по совершенствованию технологии выращивания многорядного ячменя на черноземе типичном с учетом новых селекционных достижений.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В условиях северо-западной части ЦЧР сорта многорядного ячменя имеют полевую всхожесть 70,1 - 83,5 %, а продолжительность вегетационного периода на 5 - 7 дней короче, чем у районированного двурядного ячменя сорта Суздалец.

2. Влагозапасы чернозема типичного и осадки периода вегетации позволяют получать 10,8 - 1 1,5 т/га сухого вещества, из них 5,2 - 5,9 т/га зерна многорядного ячменя. Суммарное водопотребление за период вегетации достигает 2631 м7га. Рационально используется почвенная влага при норме посева сорта Вакула 4 млн. шт/га; сорта Гелиос - 3 млн. шт/га, где коэффициенты водопотребления соответственно составляют 443,3 и 420,5 м'7т.

3. Посевы многорядного ячменя в силу повышенной кустистости имеют в 1,4 - 2,0 раза ниже засоренность по числу сорняков и в 1,2 - 1,9 раза по их массе, чем у двурядного ячменя.

4. Максимальная урожайность растений многорядного ячменя (Гелиос - 6,1 т/га; Вакула - 5,8 т/га) формируется при норме посева 3 млн. шт/га у сорта Гелиос и 4 млн. шт/га у сорта Вакула. Такая структура посевов позволяет формировать до 11,5 т/га сухого вещества при ассимиляционной поверхности в фазу колошения 25,0 - 29,1 тыс. м-/га и фотосинтетическом потенциале 1 22 1,0 - 1300,8 тыс. м2/га.

5. Возделывание сортов многорядного ячменя Вакула и Гелиос в условиях Центрально-Черноземного региона экономически и биоэнергетически выгодно и при уровне рентабельности 93,8 - 108 % позволяет получать с гектара до 15,0- 17,1 тыс. рублей прибыли с коэффициентом биоэнергетической эффективности 2,67 - 2,71.

Научна новизна. Впервые для новых селекционных сортов (Вакула и Гелиос) установлены оптимальные нормы посева семян на черноземе типичном северо-запада ЦЧР. Изучены процессы водопотребления, фотосинтеза, накопления сухого вещества растениями многорядного ячменя при разных нормах посева семян и в сравнении с традиционным для региона двурядным ячменем.

Практическая значимость работы. В условиях Курской области на черноземах типичных сорта многорядного ячменя Вакула и Гелиос при норме посева семян соответственно 4 и 3 млн. шт/га позволяют получать до

6,1 т/га высокобелкового фуражного зерна, что на 0,5 тонны больше, чем при выращивании двурядного ячменя районированного сорта Суздалец. Экономический эффект от внедрения результатов исследований на площади 260 га в районах Курской области составил в 201 1 году 6480 руб./га, в 2012 году -5940 руб./га.

Личный вклад. Автор диссертации лично принимал участие в разработке научной гипотезы и программы, составлении программы исследований, проведении полевых и лабораторных опытов, обработке и подготовке выводов по теме исследования. Доля участия соискателя в проведении исследований достигает 80 %, а в опубликованных работах составляет от 40 до 100 %.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены и получили положительную оценку на Донской аграрной научно-практической конференции «Инновационные пути развития агропромышленного комплекса: задачи и перспективы» (24 - 26 октября 2012 г., п. Персиановский, Донской ГАУ); Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Инновационные идеи молодых исследователей для агропромышленного комплекса России» (14 - 15 марта 2013 г., г. Пенза); Международных научно-практических конференциях: «Агропромышленный комплекс: контуры будущего» (14- 16 ноября 2012 г., г. Курск Курская ГСХА); «Актуальные проблемы агропромышленного производства» (23 - 25 января 2013 г., г. Курск, Курская ГСХА); «Наука на службе сельского хозяйства» (5 марта 2013 г., г. Николаев, Украина); «Интеграция науки и практики как механизм эффективного развития АПК» (12 — 15 марта 2013 г.,.г. Уфа); «Реализация государственной программы развития сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия: инновации, проблемы, перспективы» (27 - 29 марта 2013 г., г. Омск); «Стратегия сбалансированного развития агроэкоси-стем Украины» (28 марта 2013 г., г. Киев, Украина); «Перспективные техно-

логии и технические средства в сельскохозяйственном производстве» (11 -12 апреля 2013 г., г. Минск, Республика Беларусь); «Стратегия инновационного развития агропромышленного комплекса» (25 - 26 апреля 2013 г., г. Курган, Курганская ГСХА); «Молодежь и инновации - 2013» (29 - 31 мая 2013 г., г. Горки, Республика Беларусь).

Основные положения и результаты диссертационного исследования достаточно полно отражены в 13 научных работах, в том числе в 3 статьях, опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, 1 статье - на иностранном языке.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 189 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений производству. Она содержит 36 таблиц, 6 рисунков и 23 приложения. Список литературы включает 304 источника, в том числе 15 - иностранных авторов.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Ботанико-биологические и морфологические особенности ярового ячменя

Ячмень принадлежит к роду Ногёеит Ь. и представлен травянистыми растениями, однолетними (озимые, яровые) или многолетними, образующими дернину. Корневая система мочковатая, обычно без корневищ. Соломина стебля полая, редко выполненная и при наличии 3-6 узлов достигает высоты 120 см. Листья у ячменя линейные с параллельным жилкованием, влагалища стеблевых листьев до основания расщепленные, на верхушке с серповидными ушками, язычок у основания листовой пластинки перепончатый, обычно голый. Соцветие — колос, линейный или продолговатый, прямой или пониклый без верхушечного колоска. Членики колосового стержня более или менее уплощенные, по ребрам шероховатые. Колоски на уступах члеников стержня расположены строго по три. Все колоски одноцветковые. Колосковые чешуи смещены на переднюю сторону колоска с 1 - 3 жилками, без киля, у боковых колосков часто неодинаковые. Внутренняя чешуя расширенная. Нижние цветковые чешуи обоеполых и тычиночных цветков ланцетные с выпуклой спинкой, кожистые или кожисто-перепончатые, слабо покрытые шипиками или короткими волосками, на верхушке переходящие в прямую ость. В редких случаях безостые или фуркатные. Верхние цветковые чешуи почти равны нижним. Две цветковые пленки (как правило, цельные), широко-ланцетные или ланцетно-яйцевидные. Тычинок - три, с пыльниками длиной 0,2 - 5 мм. Плод - зерновка, продолговатая, с внутренней стороны вогнуто-желобчатая, чаще срастающаяся с чешуями (Шевченко, 2006; Коломей-ченко, 2007).

Классификация ячменя ведется с глубокой древности. Древнегреческий естествоиспытатель и философ Теофраст в своих сочинениях формы куль-

турного ячменя разделяет по числу рядов. Деление ячменя на двурядные и шестирядные находит отражение в дальнейшем у ботаников (Andersson, 1852; Doell, 1857).

Во второй половине XVIII века К". Линней заложил основы научной систематики растений и разнообразие форм ячменя объединил в ряд Hordeum L. Ученый основанием для разграничения видов культурного ячменя посчитал плотность колоса и количество плодовых колосков у члеников колосового стержня. Им выделены виды шестирядного ячменя: Hordeum vulgare L. (рыхлый колос), Hordeum hexastichon L. (плотный колос). Подобно выделены двурядные ячмени: Hordeum distichon L. (рыхлоколосый) и Hordeum zeocri-thon L. (плотноколосый).

По обобщенным данным M.B. Лукьяновой, А.Я. Трофимовской, А.Я. Чмелевой, З.В. Ярош (1975), М.В. Лукьяновой (1986), К. Линнея (Linne, 1753) проведены исследования по изучению генетических, биологических и морфологических свойств ячменя.

Подвид многорядного ячменя (Hordeum vulgare subsp) характеризуется наличием трех колосков, сидящих в выемках колоскового стержня, которые плодовиты и имеют нормально развитые зерновки. Этот подвид возделыва-ется на всех континентах земного шара, где есть возможность выращивать хлебные культуры. Многорядные ячмени определяют границу земледелия в северных приполярных странах и в высоких горных зонах. Этот подвид характеризуется большим разнообразием форм и представляет наибольшее практическое применение.

Подвид двурядного ячменя (Hordeum vulgare distichon) состоит из трех колосков, сидящих в выемках колосового стержня, только средний имеет нормально развитую зерновку. Этот подвид так же, как и ячмень многорядный, возделывается на всех континентах, но не так широко. Двурядный яровой ячмень, с одной стороны, характеризуется хорошими пивоваренными и

крупяными свойствами, с другой - предъявляет повышенные требования к теплу и влажности (Оксененко, 2010; Пигорев и др., 2010).

История культуры ячменя уходит в глубокую древность. По данным археологических исследований, началом введения его в культуру считается X тысячелетие до н.э. По сведениям ИМ. Жуковского (1970), зерна ячменя обнаружены в поселениях Передней Азии VIII - VII тыс. до н.э. Ячмень на всем Древнем Востоке был ведущей культурой из-за устойчивости его к засухам. Он выступал в качестве меры стоимости и обмена на металл (Антонова, 1984; Вавилов, 1965; Гудкова, 1974).

В Центральной России присутствие ячменя в земледелии имеет более позднее происхождение. Исследования близ г. Пскова и в древней Ладоге (Ленинградская область) свидетельствуют о возделывании здесь двурядного и многорядного ячменя в VI - VII вв. н.э. По заключению А.Я. Трофимов-ской (1972), ячмень с древних времен сопровождал человечество, пройдя долгий путь развития: от примитивных форм до нынешних высокоагрокультурных сортов.

Для ячменя характерна мочковатая корневая система, имеющая первичные и вторичные корни. Развитие зародышевых (первичных) корней происходит в нижней части зародыша еще в зерновке, позднее из нижних узлов уже кустящегося растения появляются вторичные корни. Некоторые ученые (Рид и др., 1973) считают, что зародышевые корни являются временными, что они отмирают после кущения. По данным А.Я. Трофимовской (1972), З.Б. Борисоника (1974), зародышевые корни выполняют свои функции в течение всей вегетации, что определяет их огромную значимость для развития растения во время почвенной засухи. Такие корни проникают в глубокие слои почвы, в то время как вторичные корни часто угнетаются в обезвоженном пахотном слое. Ряд исследователей отмечают, что двурядный ячмень прорастает большим числом зародышевых корней, чем шестирядный. Зерно одного и того же сорта, но различное по крупности, имеет разное количество

зародышевых корней (Трофимовская, 1972; Борисоник, 1974; Данильчук, 1975; Ходыков, 1985).

Особенностью структуры стебля является чередование узлов и междоузлий. Междоузлия представляют собой полую соломину. Строение нижних междоузлий определяет устойчивость растений к полеганию. Согласно исследованиям Г.Н. Гудковой (1974); Г.Н. Гудковой, М.В. Лукьянчиковой (1982), прочность соломины - полигамный признак, влияние которого на прочность стебля изучено слабо. Устойчивость к полеганию зависит от высоты растений, которая колеблется в пределах 45 - 100 см. На стебле ячменя поочередно размещаются листья, каждый из которых имеет листовое влагалище и листовую пластину. На месте перехода влагалища в листовую пластинку нахо