Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивность яровых зерновых культур и озимой ржи при совместном посеве на продовольственные цели

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Фалеева, Ольга Владимировна, Тверь

ТВЕРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

ФАЛЕЕВА Ольга Владимировна

ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР И ОЗИМОЙ РЖИ ПРИ СОВМЕСТНОМ ПОСЕВЕ НА ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫЕ ЦЕЛИ

06.01.09 - Растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Усанова З.И.

Тверь - 1999

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ .................................................................................. 5

1. Краткий обзор литературы

1.1.История и состояние вопроса о весенних подпокровных

посевах озимой ржи........................................................................ 7

1.2. Роль норм высева в формировании наиболее продуктивных посевов...... 14

1.3 .Особенности формирования урожайности при разной

обеспеченности растений минеральным питанием.................................. 25

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2. Место, условия и методика проведения исследований

2.1. Цель и задачи исследований ....................................................... 33

2.2. Место проведения исследований, схема опыта ............................... 34

2.3. Наблюдения, определения в опытах и методика их проведения............ 36

2.4. Технология опытных посевов ....................................................... 37

2.5. Метеорологические условия в годы проведения исследований.............. 38

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3. Формирование урожайности яровой пшеницы в одновидовых и

совместных с озимой рожью посевах в зависимости от норм высева и фона

удобрений

3.1. Особенности прохождения фаз развития растений............................. 42

3.2. Густота стояния, полевая всхожесть, сохранность, общая выживаемость растений................................................................... 43

3.3. Влагоопеспеченность посевов............................................................................................45

3.4. Засоренность посевов ................................................................................................................49

3.5. Фотосинтетическая деятельность посевов....................................................52

3.6. Структура - урожая яровой пшеницы в простых и

сложных агроценозах .......................................................................................................................56

3.7. Зерновая продуктивность посевов. Качество урожая..................................60

3.8. Энергетическая эффективность возделывания яровой пшеницы в зависимости от нормы высева, фона минерального питания и вида

посева ....................................................................................................................................................................67

4. Формирование урожайности овса в одновидовых и совместных с озимой рожью посевах в зависимости от норм высева и фона удобрений

4.1. Особенности прохождения фаз развития растений............................................70

4.2. Густота стояния, полевая всхожесть, сохранность,

общая выживаемость растений ......................................................................................................71

4.3. Влагообеспеченность посевов................................................................................................73

4.4. Засоренность посевов......................................................................................................................74

4.5. Фотосинтетическая деятельность посевов ................................................................78

4.6. Структура урожая овса в простых и сложных агроценозах________________________82

4.7. Зерновая продуктивность посевов. Качество урожая..........................................86

4.8. Энергетическая эффективность возделывания овса в зависимости

от норм высева, фона минерального питания и вида посева....................................91

5. Особенности роста, развития и формирования урожайности

озимой ржи в весенних подпокровных посевах

5.1. Оценка развития озимой ржи весеннего сева под покровом

яровых зерновых культур и озимой ржи основного срока сева................. 94

5.2. Влияние покровных культур на густоту стояния, полевую

всхожесть и общую выживаемость растений озимой ржи......................... 96

5.3. Особенности фотосинтетической деятельности весенних

под покровных посевов озимой ржи................................................ 98

5.4. Структура урожая и зерновая продуктивность озимой ржи

в основных и весенних подпокровных посевах...................................... 102

5.5. Энергетическая эффективность возделывания озимой ржи

в основных и весенних подпокровных посевах..................................... 107

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ....................................................................... 109

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ............................................... 112

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУРЫ.......................................... 113

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................... 147

ВВЕДЕНИЕ

Сельскохозяйственное производство - важнейший сектор экономики, от эффективности которого во многом зависит развитие всего народного хозяйства страны. Другими словами - сельское хозяйство является одним из локомотивов, ведущих за собой большую долю экономики страны. Не случайно, в развитых странах эффективному функционированию этой отрасли уделяется одно из первостепенных вниманий.

Производство зерна - важнейший показатель развития сельского хозяйства любого государства. В последние годы в нашей стране произошло снижение производства зерна со 104 млн. т в 1986-1990 гг. до 63-70 млн. т в последние 3 года (53). В мировом производстве зерна доля России за текущее столетие (с 1895 по 1995 год) уменьшилась с 20 до 3,5% (170, 171). Падение производства зерна в России происходит за счет сокращения посевных площадей и отсутствие роста урожайности, в том числе в Центральном районе Нечерноземной зоны РФ. Так, в Тверской области за период с 1990 по 1995 год посевные площади под зерновыми культурами сократились с 629,9 до 434, 5 тыс. га., а валовый сбор - с 722,4 тыс. т до 390,8 тыс. т . Урожайность зерновых осталась на уровне 11,2 ц/га (166)

Острой остается проблема производства продовольственного зерна. Выращенное в условиях данного региона зерно, часто не отвечает требованиям ГОСТа и не пригодно на продовольственные цели. Тенденция такова, что население питается хлебом, выпеченным из муки, полученной фактически из кормового зерна с содержанием сырой клейковины 18-23% (53).

Главной продовольственной культурой северной части Центрального района России является рожь озимая. Ржаной хлеб высококалориен и обладает хорошими вкусовыми качествами. Зерно ржи содержит полноценные, богатые незаменимыми аминокислотами (особенно лизином) белки и витамины А, С, Е и группы В. В связи с повышенным содержанием лимитирующей аминокислоты -лизина биологическая ценность белка ржи выше, чем пшеницы (40, ) Более широкое применение зерна озимой ржи на корм ограничивается наличием комплекса антипитательных соединений, среди которых встречаются фенольные

липиды (алкилрезорцинолы, ингибиторы трипсина и некрахмальные полисахариды (235, 237). Поэтому для создания в регионах собственных продовольственных фондов, кроме ржи, требуется производство высококачественного зерна других культур - пшеницы, овса.

К числу главных причин снижения производства и качества сельскохозяйственной продукции относятся: уменьшение посевных площадей, снижение применения минеральных и органических удобрений, средств защиты растений, а также неотработанность многих вопросов технологии возделывания новых сортов (17). Поэтому наша работа посвящена поиску новых путей получения продовольственного зерна высокого качества с низкими затратами и совершенствованию некоторых приемов технологии возделывания новых сортов зерновых культур в условиях Тверской области.

В современных условиях большое внимание уделяется выращиванию полевых культур в совместных посевах. Из литературных источников (8,9,79,88,89.163) известно, что в отдельных регионах получать высокие урожаи озимой ржи можно при посеве ее весной или летом совместно с яровыми зерновыми культурами. В условиях северной части Центрального района РФ такие исследования не проводились. В связи с этим появилась высокая заинтересованность в изучении таких посевов в условиях данного региона.

Одним из наиболее экономичных и интенсивных путей использования природных и материальных ресурсов при выращивании зерновых культур в Нечерноземной зоне является метод программирования

(23,39,55,58,59,60,61,116,134,135, 197). В данной работе большое внимание уделялось проблеме получения запрограммированных урожаев зерна высокого качества.

Трехлетние результаты опыта позволяют предложить производству приемы технологии для новых сортов яровой пшеницы, овса, озимой ржи: нормы высева, нормы удобрений, сроки посева, обеспечивающие получение зерна высокого качества с наименьшими затратами энергии на его создание.

1. КРАТКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. История и состояние вопроса о весенних посевах

озимой ржи

Одним из путей интенсификации и биологизации растениеводства в современных условиях является выращивание полевых культур в совместных посевах. Идеей получения максимальных урожаев при возделывании различных видов растений на одной и той же площади интересовались многие видные ученые. В природе, без воздействия человека, максимум растительной массы получается при большом разнообразии растений, входящих в одни и те же фитоценозы (73, 208). В последнее время ученые многих стран пытаются использовать этот принцип в работе с сельскохозяйственными культурами.

Однако создание искусственных агрофитоценозов чрезвычайно сложная биологическая и хозяйственная проблема, так как для формирования подобных сообществ используются, как правило, культуры, обычно высеваемые в чистых посевах. Естественно, при совместном их выращивании складываются совершенно иные условия жизнеобитания (183).

М.В.Марков (90,91), вплотную занимающийся проблемами агро-фитоциноза, отмечал, что в процессе жизнедеятельности растительный организм не только формирует свое тело, но и оказывает глубокое воздействие на среду обитания и другие организмы, живущие с ним в сообществе. Воздействия организмов друг на друга в агрофитоценозах могут быть аллелопатическими, то есть через физиологически активные выделения и косвенными, через прямодействующие факторы среды (свет, тепло, влажность, питательный режим почвы, микронаселение ризосферы и т.п.). Причем, влияние организмов друг на друга может носить как стимулирующий, так и ингибирующий характер (90, 91, 140). Действительный , механизм взаимодействия растений в

сообществе, по мнению A.M. Гродзинского (24), очень сложен и не может быть объяснен таким «туманным» понятием как конкуренция.

В силу этого, выбор компонентов для совместных посевов и теоретическое обоснование закономерностей их взаимовлияния задача очень сложная, и имеет важное практическое значение. Наибольшее распространение получили агрофитоцинозы, состоящие из бобового и злакового компонентов.

В последнее время все чаще обращают на себя внимание положительные результаты опытов по совместному выращиванию нескольких культур или нескольких сортов одной культуры (144, 214, 233, 240). Ученые Великобритании и Пакистана считают использование таких посевов перспективным методом повышения урожайности сельскохозяйственных культур (214, 240).

В течение последнего столетия в различных регионах нашей страны многими исследователями предпринимались попытки использовать весенние посевы озимых культур с различными целями в смеси с другими культурами и получали довольно противоречивые результаты.

Опыты с беспокровными весенними посевами озимой ржи рекомендовал поставить «любопытным сельским домостроителям» еще в 1878 году А.Т.Болотов ( 13 ).

Д.Н.Прянишников (135а) в своем руководстве «Частное земледелие» отмечает встречающийся в Алтайском крае прием посева «ржи-веснянки». Озимую рожь высевали весной в смеси с овсом или яровой рожью. Затем яровое проходило полный цикл развития и давало зерно, озимая же рожь образовывала подсев (как посеянный клевер). Высокое жнивье», оставшееся после уборки яровой культуры играло роль щита для задержки снега. Озимая рожь в этом случае «перезимовывает вернее, созревает на будущий год несколько раньше ржи обыкновенного сева»

По наблюдениям Б.А.Вакара (16 ) «рожь-веснянку» в открытой степи Западной Сибири возделывают также с целью получения более устойчивой зимовки озимой ржи, вследствии задержания снега жнивьем убранного ярового».

Кафедрой общего земледелия Красноярского края технология посева озимой ржи весной под покров яровых культур разработана как прием, позволяющий свети до минимума влияние неблагоприятных зимних и весенних погодных условий (9 ).

Изучая подпокровные посевы озимой ржи отдельные авторы ( 8, 9, 89, 184 ) пришли к выводу, что ранние сроки посева, удлиняя вегетационный период, позволяют сформировать более мощную корневую систему, закладывающую узел кущения на глубину в 1,5-2,0раза большую, чем при посеве в нормальные сроки. Мощный рост растений за первый вегетационный период при замедленном развитии благоприятствует накоплению большего количества пластического материала в узлах кущения и обеспечивает лучшую перезимовку (8,9).

Технология возделывания озимой ржи совместно с яровыми зерновыми культурами интересна еще тем, что в условиях кризиса экономики в целом и в том числе сельского хозяйства, она способствует сокращению количества механических обработок, максимальному использованию влаги, сохранению и повышению эффективного плодородия, подавлению в посевах сорной растительности, тем самым снижая затраты на возделывание ( 8,9,79).

В опытах А.Д.Бекетова, А.М.Берзина (9) в условиях Красноярского края весенний подпокровный посев озимой ржи увеличивал на 9% количество агрономически ценных агрегатов за счет сокращения обработок и более длительного покрытия почвы живой растительностью и пожнивными остатками покровной культуры в год посева. Количество сухой массы органических остатков в слое почвы 0-20 см (46,6 ц/га) возрастало более, чем в два раза по сравнению с вариантом августовского посева (19,4 ц/га). Стерня, по мнению авторов, в этом

случае являлась средством накопления и сохранения влаги за счет уменьшения потерь на физическое испарение весной и летом.

Для получения высоких и стабильных урожаев необходимо, как можно полнее реализовывать биологический потенциал растения. В весенних подпокровных посевах решению этой проблемы способствует усиленное побегообразование в течение длительного времени (коэффициент кустистости увеличивается в 2,0-2,5 раза) (9 ).

И.А.Стебут ( 157 ) в своих работах, приводя примеры сильного кущения, упоминает доставленный «из села Иванова Ржевского уезда куст озимой ржи с 54 колосьями, развившийся из одного зерна, при посеве ржи с весны под овес».

Подобные результаты были получены более 200 лет назад. В статье А.З.Иващенко(41) «Сотворение хлеба» приводится заметка, опубликованная 7 сентября 1764 года в «Санкт-Петербургских ведомостях». В ней рассказывается об опытах старшего садовника императорского сада Андрея Эклебена, который «прошлого года сеял на небольших полосках пшеницу и рожь на пробу искусства своего в

размножении разного севу...... Сие так ему удалось, что почти всякое

зерно взошло многочисленными колосами. В одном из них содержалось сорок три колоса спелых да пять недошлых, из коих в одном почтено 81 зерно. А всех в целом кусте из единого посеянного зерна вышло 2375 зерен». Под этим сообщением стоит подпись Михаила Ломоносова.

Вышеупомянутую статью о Эклебене, Р.А.Уусталу взял за основу своих опытов, заложенных в 1962 году в совхозе «Шафраново» Алыпеевского района Башкирии. Он получил фантастические результаты. При посеве озимой ржи, совместно с овсом, при одинаковой норме высева 30 кг/га, урожай зерна составил 209 ц/га! Причем, растения имели вид кустов при среднем количестве стеблей 28 (от 18 до 45). Колос в среднем имел длину 22 см и 122 зерна (184).

и

Формирование побегов у растений озимой ржи весеннего сева отличается высокой динамичностью ростовых процессов, что влечет за собой появление широкого спектра их биологической разнокачествен-ности. Работами некоторых авторов доказано, что отдельные биотипы озимой ржи осуществляют подготовку для перехода к репродуктивной фазе даже при положительных температурах (8, 18, 34, 66. 208).

В связи с вышесказанным во многих работах отмечается выко-лашивание части побегов озимой ржи весеннего сева в первый год (8, 34,81,130,208).

Относительно влияния выколашивания на выживаемость растений озимой ржи нет единого мнения. По наблюдениям Н. В. Барнакова ( 8 ) озимое растение, давшее «выскочку», остается живым и способно зимовать. В его опыте в варианте с наибольшим количеством выколосившихся растений получен наиболее высокий урожай 24 ц/га.

Однако А.К.Федоров и Л.П.Чельцова (187) утверждают, что даже самое зимостойкое по природе растение, ушедшее в зиму в фазе выхода в трубку, обречено на гибель от вымерзания.

Изучение доступной литературы показало, что весенние подпокровные и беспокровные посевы озимой ржи находят самое различное применение.

Способность озимой ржи к продолжительному и последовательному кущению при весенних посевах используется селекционерами и семеноводами для ускоренного размножения особо ценных семян или для увеличения представительности растения путем кло