Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Режим орошения и водопотребления новых сортов озимой пшеницы на светло-каштановых почвах правобережья Волгоградской области

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Айтпаева, Айгуль Алдунгаровна

Введение.

1. Особенности возделывания и получения высококачественного продовольственного зерна озимой пшеницы на орошаемых землях.

1.1. Ботаническая характеристика и биологические особенности озимой пшеницы.

1.2. Роль сорта в формировании продуктивности и качества зерна.

1.3. Влияние режимов орошения на урожайность и качество зерна озимой пшеницы.

1.4. Продуктивность и качество зерна озимой пшеницы в зависимости от обеспеченности минеральным питанием.

1.5. Обоснование направления исследований.

2. Цель, задачи, условия и методика исследований.

2.1. Вопросы, поставленные к изучению.

2.2. Погодные и почвенные условия, агротехника проведения опытов.

2.3. Методика исследований.

3. Сравнительная оценка продуктивности и качества зерна озимой пшеницы разного эколого-географического происхождения.

3.1. Краткая характеристика изучаемых сортов.

3.2. Поливной режим озимой пшеницы в конкурсном сортоиспытании.

3.3. Характеристика сортов по устойчивости к полеганию, поражению болезнями и повреждению вредителями.

3.4. Структура урожая озимой пшеницы.

3.5. Сравнительная оценка продуктивности и качества зерна.

4. Режим орошения и водопотребление перспективных сортов озимой пшеницы.

4.1. Динамика влажности почвы, поливные и оросительные нормы при различных режимах орошения.

4.2. Суммарное и среднесуточное водопотребление озимой пшеницы.

4.3. Динамика биоклиматических коэффициентов и коэффициентов водопотребления в зависимости от режима орошения—.

5. Оптимизация водного и питательного режимов почвы для различной продуктивности озимой пшеницы.

5.1. Рост и развитие озимой пшеницы в зависимости от сочетания изучаемых факторов.

5.2. Фотосинтетическая деятельность посевов.

5.3. Влияние различного сочетания водного и питательного режимов почвы на продуктивность и качество зерна озимой пшеницы.

6. Экономическая и биоэнергетическая эффективность технологий возделывания новых сортов озимой пшеницы.

Выводы.

Предложения производству.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Режим орошения и водопотребления новых сортов озимой пшеницы на светло-каштановых почвах правобережья Волгоградской области"

Проблема производства высококачественного зерна и семян озимой пшеницы в настоящее время особенно актуальна.

В последние годы в России и в Волгоградской области наблюдается резкое снижение валовых сборов зерна и его качества. Это связано с тем, что сельские товаропроизводители очень часто не имеют необходимых материальных и финансовых ресурсов по осуществлению эффективного мониторинга за жизнедеятельностью ргстений в течение всей вегетации со своевременным обеспечением их физиологических потребностей в воде, средствах защиты от сорняков, вредителей, болезней и т.д.

Кроме того, неблагоприятные погодные условия, особенно 1998-1999 гг. обусловили значительный недобор зерна озимой пшеницы. В связи с этим, в острозасушливых условиях Нижнего Поволжья,резко возрастает роль орошения в формировании урожая этой культуры. Причиной незначительного распространения озимой пшеницы на поливных землях является недостаток высокопродуктивных и устойчивых к неблагоприятным условиям сортов.

Многие сорта интенсивного типа, хотя и отличающиеся достаточно широкой экологической пластичностью изменяют свою урожайность в зависимости от неблагоприятных погодных условий и агротехники возделывания.

В настоящее время большое внимание следует уделить не только сортам, но и технологиям возделывания. В сложных социально-экономических условиях большое значение имеет переход на ресурсосберегающие технологии, которые способствуют получению максимальной отдачи от используемых ресурсов. Такие технологии являются одним из звеньев адаптивного растениеводства. Сорт (генотип) должен обладать определенной изменчивостью и способностью приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания. В то же время технология в конкретных условиях среды должна учитывать пределы генетической изменчивости сорта. При создании сортов селекционерам необходимо ориентироваться на современное технико-экономическое состояние хозяйств, постоянно меняющийся уровень земледелия, агротехники, объемы применения органо-минеральных удобрений, применяемых средств защиты растений и уровень механизации сельскохозяйственного производства.

Для совершенствования технологии возделывания озимой пшеницы следует оптимизировать сочетание особенностей природной среды с генотипом возделываемых сортов. В связи с этим основная цель диссертационной работы сводилась к поиску перспективных сортов и разработке отдельных элементов ресурсосберегающей технологии эффективного возделывания озимой пшеницы в орошаемом земледелии.

Наилучшим вариантом для изучения были бы сорта местной селекции. Однако из-за высокорослости, большинство из них не пригодны к выращиванию на поливных землях. Выбор нами сортов озимой пшеницы Всероссийского НИИ селекции зерновых культур (г. Зерноград) для исследований обусловлен небольшими различиями в природной среде Ростовской и Волгоградской областей. Кроме этого, это сорта ресурсосберегающих технологий, почти не нуждающиеся в применении ретардантов и фунгицидов вследствие высокой устойчивости к полеганию и поражению болезнями. Неполегаемость изучаемых сортов обеспечивает минимальные потери зерна при уборке и снижает общие затраты на уборку. Сорта зерноградской селекции, зерно которых пригодно для изготовления высококачественных макарон относятся к новому типу пшениц вида тургидум.

В мировой коллекции и в мировом сортименте пшеницы, сортообразцов с подобным комплексом положительных признаков нет. Это сорта длительной селекции, т.е. селекции на перспективу. Даже в экстремальных условиях среды сочетают высокую продуктивность с хорошим качеством зерна. Использование оптимальной ресурсосберегающей технологии позволит максимально раскрыть возможности этих сортов и на основе этого способствовать решению проблемы производства высококачественного продовольственного и семенного зерна в области.

Переход на ресурсосберегающие технологии предусматривает, воо первых, снижение нормы влагозарядкового полива до 700.900 м /га, по сравнению с ранее применяемой в области - 1000.1200 м /га. Уменьшение нормы влагозарядкового полива обеспечивает не только хорошее развитие растений, но снижает эрозионные процессы в почве и ее засоление. Следующим элементом ресурсосберегающей технологии в преимущественно засушливых условиях Нижнего Поволжья является наиболее полное обеспечение потребностей растений необходимым количеством воды и другими элементами питания в течение всей вегетации.

Оптимальный режим орошения в сочетании с другими факторами обеспечивает получение максимально возможного количества высококачественного зерна с наибольшей экономической эффективностью. В настоящее время, по мнению A.B. Колганова и И.П. Кружилина (1998) на орошаемых землях необходимо внедрять водосберегающие технологии, направленные на экономное расходование водных ресурсов и получение экологически чистой продукции.

Научная новизна исследований заключается в том, что впервые в условиях светло-каштановых почв Нижнего Поволжья определены:

- перспективные сорта мягкой и тургидной озимой пшеницы новой селекции для эффективного возделывания в условиях орошения;

- особенности формирования продуктивности сортами мягкой озимой пшеницы Донщина и Зерноградка 9 и тургидной пшеницы Новинка 5;

- потребности в воде для каждого уровня урожайности;

- отдельные элементы ресурсосберегающей технологии, позволяющей получать запланированные урожаи зерна озимой пшеницы.

Практическая значимость исследований заключается в рекомендации для условий орошения неполегающих высокопродуктивных сортов и разработке для них отдельных элементов ресурсосберегающей технологии возделывания, позволяющей с максимальной выгодой использовать имеющиеся материальные и финансовые ресурсы.

Реализация результатов исследований проводилась в ОПХ "Орошаемое" Всероссийского НИИ орошаемого земледелия.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы были доложены на научной конференции Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии (1998 г.), на конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области (1998 г.), на научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии (2000 г.), на ученом совете Всероссийского НИИ орошаемого земледелия (2000 г.). По материалам диссертационной работы опубликовано 2 научные статьи.

Объем диссертации. Диссертация изложена на 164 страницах машинописного текста и включает в себя 45 таблиц, 10 рисунков.

На защиту выносятся:

- предпочтительные для возделывания в Волгоградской области сорта новой селекции мягкой и тургидной озимой пшеницы;

- эффективные режимы орошения сортов мягкой озимой пшеницы новой селекции, обеспечивающие получение продовольственного зерна для хлебопекарной промышленности;

- оптимальные уровни орошения новых сортов тургидной озимой пшеницы, предназначенной для изготовления высококачественных макарон;

- элементы ресурсосбережения при получении продовольственного зерна и высококачественных семян мягкой и тургидной озимой пшеницы.

Заключение Диссертация по теме "Мелиорация, рекультивация и охрана земель", Айтпаева, Айгуль Алдунгаровна

Заключение:

1. Наименьшие значения суточных приростов растений в высоту и сухой биомассы наблюдались в осенний период, наибольшие - в фазу колошения на VIII этапе органогенеза. Значения суточных приростов'зависят от условий увлажнения и доз минеральных удобрений. Максимальные величины суточных приростов сухой биомассы и приростов растений в высоту отмечены при поддержании влажности почвы не ниже 80% НВ и внесении из расчета на 1 га N17o Р70 К50 и составляют у сортов Донщина 0,088 г/сутки и 17 мм/сутки, Зерно-градка 9 - 0,096 и 16, Новинка 5 - 0,081 г/сутки и 15 мм/сутки.

2. Усиление фотосинтетической деятельности растений - один из путей повышения их продуктивности. Для этого следует увеличивать размеры листовой поверхности и удлинять сроки активной деятельности листьев.

3. Своевременное удовлетворение потребностей растений в воде путем проведения влагозарядкового и вегетационных поливов позволяет практически удваивать площадь листовой поверхности по сравнению с контролем (без орошения).

4. Внесение расчетных доз удобрений, улучшая минеральное питание растений в совокупности с различными режимами орошения, способствует дальнейшему значительному возрастанию площади листовой поверхности по сравнению с контролем (без орошения) у всех изучаемых сортов озимой пшеницы новой селекции.

5. Сорта новой селекции озимой пшеницы в условиях достаточного увлажнения почвы и минерального питания показали высокую интенсивность ассимиляции СО2, способность использовать значительную часть ассимилянтов на формирование зерна.

6. Улучшение воздушного режима почвы, правильные нормы высева семян и другие агротехнические приемы в сочетании с расчетными уровнями влагообеспеченности почвы, дозами минеральных удобрений и другими факторами способствовали усилению фотосинтетической деятельности посевов озимой пшеницы и получению 5.7 т/га зерна в среднем за 1997-1999 гг. по вариантам опыта.

7. Стабилизация и наращивание объемов производства высококачественного зерна предназначенного для хлебопекарной и макаронной промышленности на светло-каштановых почвах правобережья Волгоградской области в наибольшей степени могут быть достигнуты при возделывании сортов озимой пшеницы Зерноградка 9 и Новинка 5 на орошении (с предполивным порогом влажности почвы не ниже 80% ЕВ), в сочетании с дозами минеральных удоб-j рений (N170P70K50).

8. На светло-каштановых почвах правобережья Волгоградской области для получения запланированных урожаев зерна от сортов мягкой озимой пшеницы Донщина и Зерноградка 9 и тургидной - Новинка 5 необходимо сочетание различных режимов орошения и доз минеральных удобрений. Для получения урожайности зерна на уровне 5 т/га на посевах сорта Донщина необходимо поддержание влажности почвы не ниже 70%> НВ и внесение Ñu о Р50 К3о, 6 т/га - не ниже 80% НВ и N]40 Рбо К40. Сорт Зерноградка 9 формирует 5 т/га зерна при поддержании предполивного порога влажности почвы не ниже 60% НВ и внесении из расчета на 1 га посевов Ni40 Peo К40, 6 т/га - не ниже 80% НВ и Nn0 Р50 К30, 7 т/га - не ниже 80% НВ и Ni7o Р70 К50. Для получения урожайности зерна на уровне 5 т/га от сорта Новинка 5 необходимо поддерживать влажность почвы в течение вегетации растений не ниже 70% НВ и вносить из расчета на 1 га N140 Р60 К40. Для формирования урожайности 6 т/га посевам сорта Новинка 5 необходимо обеспечить предполивной порог влажности почвы не ниже 80% НВ и вносить из расчета на 1 га посева Ni40 Рбо К4о

9. Исследования показали, что мука полученная из зерна сортов тургидной озимой пшеницы Новинка 4 и Новинка 5 пригодна для изготовления высококачественных макарон. Сорт Новинка 5 по большинству качественных показателей спагетти превосходит стандарт Новинку 4. Качественные характеристики зерна мягких озимых пшениц Донщина и Зерноградка 9 оказались наилучшими при поддержании предполивного порога влажности почвы не ниже 60% НВ и внесении расчетных доз минеральных удобрений Ni70 Р70 К50.

Ключевой проблемой сельского хозяйства Волгоградской области было и остается наращивание объемов производства зерна, в первую очередь озимой пшеницы. К сожалению, в последние годы валовые сборы зерна в области уменьшились. Это обусловлено многими причинами, среди которых не оптимальное соотношение сортов, неблагоприятные погодные условия, несоблюдение технологий возделывания, использование для посева семян низких репродукций и т.д.

Засуха 1998 и 1999 годов способствовала замедлению роста и ускорению этапов развития растений, что повлекло за собой снижение урожайности озимой пшеницы. Поэтому для наращивания объемов производства зерна в области, прежде всего, нужны сорта, наиболее приспособленные к местным условиям.

Возделывание таких сортов позволит обеспечить область необходимым количеством зерна, пригодным для макаронной и хлебопекарной промышленности.

По результатам конкурсного сортоиспытания нами были определены лучшие сорта мягкой озимой пшеницы Зерноградка 9 и тургидной - Новинка 5. Экспериментальное выращивание этих сортов совместно с районированным в области сортом мягкой озимой пшеницы Донщина показало, что наиболее выгодно в существующих экономических условиях выращивать тургидную озимую пшеницу (табл. 6.1.1).

Исследования показали, что на варианте опыта с предполивным порогом влажности почвы не ниже 80% НВ и внесением из расчета на 1 га ЫпоРуоКбо общие затраты по сравнению с контролем (без орошения и удобрений) возрастают у Донщины в 1,53 раза, Зерноградки 9 - 1,57 и Новинки 5 -1,44 соответственно.

Экономическая эффективность технологий возделывания озимой пшеницы на Семена при поддержании влажности почвы не ниже 80% НВ.

Вариант Урожайность, т/га Общие затраты, руб./га Общая выручка от реализации семян, руб./га Прибыль на 1 га, руб. Уровень рентабельности, %

Донщина

Без орошения и удобрений 3,0 6314 8360 2046 32,4

Без удобрений 4,8 7054 17480 10426 147,8

ИпоРбоКзо 5,0 8782 21280 12498 142,3

Н140РбоК40 6,0 9235 22420 13185 142,8

1^17оР7()К50 7,0 9691 24320 14629 151,0

Зерноградка 9

Без орошения и удобрений 3,0 5958 8740 2782 46,7

Без удобрений 4,8 6698 18240 11542 172,3

М„оР5оКзо 5.0 8426 22800 14374 170,6

М14оРбоК4о 6,0 8879 24320 15441 173,9

70Р70К50 7,0 9335 26220 16885 180,9 ь Ъвинка5

Без орошения и удобрений 3,0 7633 14280 6647 87,1

Без удобрений 4,8 8373 30600 22227 265,5

ИцоРвоКзо 5,0 10101 36040 25939 256,8

ИмоРбоК^ 6,0 10554 39440 28886 273,7

Н)70Р70К50 7,0 11010 42840 31830 289,1

В то же время общая выручка от реализации семян и товарного зерна увеличивается соответственно в 2,9; 3 и 3 раза. Прибыль в расчете на 1 га составляет у сортов Донщина 14629 руб. Зерноградка 9 - 16885 руб., Новинка 5 - 31830 руб. Уровень рентабельности по сортам Донщина 151%, Зерноградка 9 - 180,9%, Новинка 5 - 289,1%. Уровень рентабельности производства семян и товарного зерна на варианте с поддержанием влажности почвы не ниже 80% НВ и внесением МпоРуоКбо > превышает уровень рентабельности на контроле (без орошения и удобрений) у Донщины в 4,7 раза, Зерноградка 9-3,9 и Новинка 5-3,3 раза. Уровень рентабельности на варианте с предполивным порогом влажности почвы не ниже 70%> НВ и внесением N) 70Р70К50 больше, чем в контроле (без орошения и удобрений) у Донщины в 3,8 раза, Зерно-градки 9 - 3,3 и Новинка 5 - 2,6 раза. При этом уровень рентабельности составляет у Донщины 124,7%, Зерноградки 9 - 153,8% и Новинки 5 - 229%.

На варианте с предполивным порогом влажности почвы не ниже 60% НВ и внесением ЫпоРтоКзо уровень рентабельности превосходит контрольный вариант у Донщины в 3,3 раза, Зерноградки 9 - 2,8 и Новинки 5 - 2,3 раза. При этом уровень рентабельности составляет у Донщины 106%, Зерноградки 9 - 130,4% и Новинки 5 -199,1%.

Таким образом, на светло-каштановых почвах правобережья Волгоградской области поддержание влажности почвы не ниже 80%> НВ в течение вегетации растений совместно с уровнем минерального питания N17(^70^50 обеспечивает получение наибольшего уровня рентабельности у всех изучаемых сортов озимой пшеницы.

В современных условиях при недостатке материальных, финансовых, энергетических и других ресурсов производство растениеводческой продукции должно осуществляться таким образом, чтобы энергия, накопленная в урожае превышала затраты энергии на ее возделывание.

При возделывании сортов мягкой озимой пшеницы Донщина и Зерно-градка 9 и тургидной Новинка 5 на различных вариантах опыта нами учитывались затраты совокупной энергии и энергия, накопленная в урожае зерна и побочной продукции (табл. 6.2.1.).

Изучение показало, что на контрольном варианте (без орошения и удобрений) затраты совокупной энергии составили у Донщины 30,9 ГДж, Зерноградки 9 - 31,5 и Новинки 5 - 30,7 ГДж, т.е. не имели больших различий.

Использование режимов орошения с предполивными порогами влажности почвы не ниже 60, 70, 80% НВ в сочетании с дозами минеральных удобрений Мц0Р5оКзо, МшРбо^о и ^7оР7оК5о способствовало возрастанию затрат совокупной энергии.