Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Совершенствование элементов технологии возделывания гороха в подтаёжной зоне Западной Сибири

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование элементов технологии возделывания гороха в подтаёжной зоне Западной Сибири"

На правах рукописи

/

/ - !

Елисеева Наталья Сергеевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ГОРОХА В ПОДТАЁЖНОЙ ЗОНЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 5 КАП 2014

005548327

Омск-2014

005548327

Работа выполнена на кафедре агрономии ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет имени П. А. Столыпина»

Научный руководитель: Ершов Василий Леонидович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты: Дробышев Алексей Петрович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой общего земледелия, растениеводства и защиты растений ФГБОУ ВПО Алтайский ГАУ

Доронин Владимир Георгиевич

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией защиты растений ГНУ СибНИИСХ Россельхозакадемии

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Государственный аграрный

университет Северного Зауралья»

Защита состоится «30» июня 2014 года в 13-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.050.01 при ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина по адресу: г. Омск, 644008, Институтская площадь, 2. Тел./факс: (3812) 65-17-35, E-mail: Potockay@bk.fu

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина» http://www.omgau.ru.

Автореферат разослан «30» апреля 2014 г.

Учёный секретарь ) /<? j х? s

диссертационного совета \J/С^С&^С^ И.В.Потоцкая

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В современных условиях дефицита растительного белка, деградации плодородия почв и загрязнения окружающей среды биологический азот выступает в качестве одного из наиболее значимых факторов биологизации и экологизации земледелия. Однако реализация азотфиксирующего и продукционного потенциалов бобовых растений и, в частности, гороха зачастую ограничивается отсутствием высокоурожайных сортов и комплексом неблагоприятных агроландшафтных условий. Адаптированная агротехнология возделывания при этом имеет ведущее значение, позволяет направленно регулировать многие почвенные режимы и максимально использовать биопотенциал сорта.

Одним из важных элементов любой системы земледелия считается обработка почвы, которая оказывает непосредственное влияние на все процессы, происходящие в почве, на взаимоотношения растений с почвой и окружающей средой. Агротехническая роль обработки почвы состоит в улучшении её физико-химических свойств, водно-воздушного, питательного режимов, а также в очищении почвы от сорняков и ухудшении условий кизни для вредителей и возбудителей болезней.

В подтаежной зоне Западной Сибири комплексного изучения агротехнологий возделывания новых сортов гороха посевного проводилось недостаточно. Это определяет важность оценки эффективности современных ресурсосберегающих систем обработки при применения средств химизации в данных агроландшафтных и экологических условиях.

Степень разработанности темы исследований. Значительный вклад ученых в разработку вопросов изучения элементов технологии возделывания гороха был сделан М.А. Михайленко, П.П Вавиловым, Н.И. Васякиным, А.М. Лавриненко, Д.М. Бойко, HB Абрамовым, A.A. Гайдаром. В их исследованиях рассматриваются вопросы использования в земледелии биологического азота, влияния разных вариантов основной обработки почвы и применения средств химизации на продуктивность бобовых культур, в том числе гороха посевного. Однако вышеотмеченные вопросы в агроландшафтных условиях подтаежной зоны Западной Сибири проработаны недостаточно.

Цель исследований: оптимизация основной обработки почвы и применения средств химизации при возделывании гороха посевного на серых лесных почвах подтаежной зоны Западной Сибири.

Задачи исследований:

— установить влияние ресурсосберегающей основной обработки почвы на агрофизические свойства, влагообеспеченность и питательный режим почвы;

- дать сравнительную оценку влияния основной обработки почвы и комплексной химизации на формирование симбиотического аппарата и фитосанитарное состояние посевов гороха;

- определить влияние основной обработай почвы и средств химизации на формирование продуктивности гороха и качество зерна;

- дать экономическую и биоэнергетическую оценку агротехнологиям возделыбания гороха посевного.

Научная новизна работы. Применительно к агроклиматическим условиям подтаежной зоны Западной Сибири проведено комплексное изучение влияния основной обработки почвы и средств комплекской химизации на урожайность и качество зерна гороха посевного. Установлены зависимости между элементами структуры урожая и продуктивностью растений. Проведена оценка экономической и биоэнергетической эффективности применения различных агротехнологий возделывания гороха посевного.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований являются теоретической и практической основой для совершенствования агротехнологии возделывания гороха посевного на серой лесной почве в подтаежной зоне Западной Сибири. Практическое внедрение в агротехнологию возделывания гороха рекомендованных вариантов основной обработки почвы и комплексное применение химических средств защиты будет способствовать повышению его урожайности, увеличению содержания белка в зерне, и сохранению почвенного плодородия. Результаты исследований прошли производственную проверку в СПК «Чекрушанский» Тарского района Омской области в 2010 г. на площади 5 га, где при возделывании гороха на зерно чистый доход составил 2045 руб./га, рентабельность - 36,7%; и в СПК «им. А. Избышева» Седельниковского района Омской области в 2011 г. на площади 13 га, где использование рекомендаций позволило получить урожайность гороха на зерно 2,3 т/га, чистый доход составил 2565 руб./га при рентабельности 45,9%.

Методология и методы исследований. При проведении полевых и камеральных работ использовались стандартные методики исследований. Применяли статистический анализ полученных результатов, интерпретацию и их обсуждение. Методом регрессионно-корреляционного анализа определяли зависимость элементов структуры урожая гороха от обработки почвы и применения средств химизации.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- система ресурсосберегающей обработки почвы и обоснованного применения средств химизации при возделывании гороха на серой лесной почве в подтаежной зоне Западной Сибири;

- энергетическая и экономическая оценка агротехнологий возделывания

гороха посевного.

Достоверность результатов исследований подтверждается достаточной выборкой (три различных по погодным условиям года) анализируемых данных, их статистической обработкой общепринятыми методиками с высокой степенью достоверности и производственной проверкой.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и представлены на научно-практических конференциях: «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Барнаул, 2010); «Проблемы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды» (Махачкала, 2010); Международной конференции молодых ученых «Актуальные вопросы научного обеспечения АПК в работах молодых ученых» (Омск, 2010); VI научно-практической конференции преподавателей, аспирантов и молодых ученых (Омск, 2011); IV Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Россия молодая: передовые технологии - в промышленность!» (Омск, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ.

Объем и струкггура диссертации. Диссертация изложена на 140 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, включает 28 таблиц, 15 рисунков, имеет 16 приложений. Список использованной литературы включает 213 источников, в том числе 10 на иностранном языке.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность научных исследований.

Глава 1. Эффективность основной обработки почвы н средств химизации под горох в подтаежной зоне Западной Сибири (обзор литературы)

В главе приводится обзор литературы по вопросу совершенствования элементов технологии возделывания гороха в подтаежной зоне Западной Сибири. Рассматривается вопрос об эффективности и целесообразюсти применения различных вариантов основной обработки почвы и разных средств химизации.

Глава 2. Условия, объекты, методика исследований и агротехника в опытах

Исследования проводились в 2009-2011 гг. на полях отдела северного земледелия ГНУ СибНИИСХ. В качестве объектов исследований выступали серая лесная почва и растения гороха ("Pisum sativum L.) сорта Благовест селекции ГНУ СибНИИСХ.

Изучение вариантов основной обработки почвы осуществлялось в четырехпольном полевом зернопаровом севообороте: пар чистый - яровая пшеница - горох - овес.

Схема двухфакторного опыта включала три варианта основной обработки почвы и пять вариантов применения средств химизации.

Основная обработки почвы (фактор А):

1. Отвальная (вспашка на глубину 18-20 см);

2. Безотвальная (плоскорезная обработка на 16-18 см);

3. Поверхностная (дискование на глубину 8-10 см).

Средства химизации (фактор В):

1. Без средств химизации (контроль);

2. Применение гербицидов (Г);

3. Применение гербицидов и ростостимулирующего препарата (Г+РСП);

4. Применение гербицидов, ростостимулирующего препарата и удобрений (Г+РСП+У);

5. Применение гербицидов, ростостимулирующего препарата, удобрений и инсектицида (комплексная химизация).

Полевой опыт заложен в четырехкратной повторности. Размещение вариантов по делянкам систематическое, в два яруса. Общая площадь опыта -9600м2 (60x160м). Площадь делянки по фактору А равна 800м2 (10x80м). Площадь делянки по фактору В равна 160м2 (10x16м). Учетная площадь делянки 160 м2 (10x16 м).

Отвальная обработка почвы проводилась плугом ПН-4-35, безотвальная -ОПТ-3-5, поверхностная - БДТ-4 в агрегате с трактором МТЗ-82. В вариантах с удобрениями весной до посева под культивацию вносились минеральные удобрения КадРбо- Система гербицидов предусматривала применение против однолетних и многолетних двудольных сорняков препарата Агритокс; против мятликовых - Фуроре ультра. Из инсектицидов применялся препарат Карате зеон. Ростостимулирующий препарат Гумимакс. Пестициды и Гумимакс вносились штанговым опрыскивателем ОПШ-15 с расходом рабочего раствора 200 л/га.

Остальные агротехнические элементы технологии возделывания гороха в опыте - общепринятые в подтаежной зоне Западной Сибири. Посев осуществлялся в сроки 16-17 мая с нормой высева 1,3 млн. всхожих семян на 1 га рядовым способом (С3-3,6). Уборка урожая гороха однофазная в фазу полной спелости комбайном «Сампо-500».

Организация полевых опытов, проведение наблюдений, учетов, лабораторных анализов осуществлялось по общепринятым методикам и ГОСТам. Экономическую оценку технологий возделывания гороха на фоне разных вариантов основной обработки почвы и применения средств химизации проводили по системе натуральных и стоимостных показателей с использованием нормативов и расценок, принятых для производственных условий. Биоэнергетическая эффективность различных систем основной обработки почвы и средств химизации под горох определялась по совокупным затратам энергоресурсов на возделывание культуры и накоплению потенциальной энергии в урожае основной продукции.

Данные результатов исследований подвергались математической обработке методами дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализов.

Почва опытного участка - серая лесная среднемощная среднесуглинистая с содержанием гумуса 3,34%. А пах. = 19 см. Валовое содержание в пахотном слое азота - 0,162%, валового фосфора - 0,12% и обменного калия -1,98%, рН = 5,2.

Погодные условия в годы проведения опытов были различными по тепло-и влагообеспеченности. Вегетационный период 2009 г. был влажным - осадков выпало больше на 57 мм, и холодным - температура воздуха была меньше на 0,7 °С в сравнении со среднемноголетними при ГТК=1,5б. 2010 и 2011 годы отмечались повышенным ходом температур - на 0,14 и 1,17 °С выше среднемноголетних данных и недобором осадков, на 62 и 66 мм соответственно, при ГТК=1,03 и 0,80.

Содержание белка, элементов питания, тяжелых металлов и остаточного количества пестицидов в зерне гороха проводили на станции агрохимичгской службы «Тарская».

Глава 3. Влияние основной обработки и средств химизации на плодородие серой лесной почвы, засоренность и азотфиксирующую

активность посевов гороха Агрофизические показатели. Варианты основной обработки почвы оказывают существенное влияние на формирующееся при посеве гороха сложение почвы. Более благоприятное для культуры агрофизическое состояние слоя 0-30 см по показателю плотности (1,15 г/см ) наблюдалось по отвальной обработке почвы (таблица 1).

Таблица 1 - Плотность почвы при посеве гороха в зависимости от

основной обработки почвы (в среднем за 2009-2011 гг.) ______В г/см3

Основная обработка почвы Слой почвы, см

0-10 10-20 20-30 0-20 0-30

Отвальная 1,07 1,17 1,20 1Д2 1,15

Безотвальная 1,05 1,20 1,28 1,12 1,18

Поверхностная 1,06 1,22 1,26 1,14 1,18

НСР05 Рф < Ь'о5 0,02 0,04 Рф<Р05 0,03

Безотвальная и поверхностная обработки приводили к уплотнению почвы до 1,18 г/см, что соответствует верхней границе оптимальных значений плотности для гороха. При этом по вариантам безотвальной обработки создавалось одинаково рыхлое, в сравнении со вспашкой, сложение верхнего посевного слоя (0-10 см), наряду с существенным увеличением плотности нижних частей горизонта, что связано с отсутствием рыхления в этом слое и поверхностной заделкой растительных остатков.

Плотность почвы в пахотном горизонте, где располагается наибольшая масса корневой системы и симбиотического аппарата гороха в вариантах отвальной и безотвальной обработки, была одинакова 1,12 г/см3, что соответствует наиболее благоприятному состоянию для культуры.

В настоящее время общепризнано, что агрономически ценными являются почвенные структурные отдельности размерами в пределах 0,25-10 мм. Как показали исследования, при воздушно-сухом фракционировании почвы безотвальная обработка почвы способствовала наибольшему увеличению содержания агрегатов фракции 0,25-10 мМ по всем слоям пахотного горизонта (рисунок 1).

Содержание глыбистой фракции (> 10 мм) в пахотном слое было существенно меньше в вариантах поверхностной и безотвальной обработок -22,8% и 23,2%, в сравнении с отвальной - 24,7%.

Доля пылеватых частиц (< 0,25 мм) в почве невелика по всем вариантам, независимо от горизонта, от 5,1 до 8,4%. При этом количество частиц пыли по безотвальной и поверхностной обработкам было также меньше в сравнении с отвальной обработкой.

75 т

0- 10 10 - 20 0 - 20 Основная обработка почвы К Отвальная ^ Безотвальная □ Поверхностная

Рисунок 1 - Содержание агрономически-ценных агрегатов (10-0,25 мм) в слое 0-20 см серой лесной почвы в зависимости от основной обработки

Следовательно, более благоприятное для возделывания гороха агрофизическое состояние почвы по показателю плотности и структурному составу агрегатов почвы обеспечивала безотвальная обработка почвы под культуру.

Запасы продуктивной влаги. Результаты исследований показали, что, в первую очередь, определяют накопление влаги к посеву гороха осенне-зимние осадки.

В среднем за период наблюдений наибольшее количество продуктивной влаги в метровом слое почвы в период посева отмечалось в вариантах отвальной и безотвальной обработки (194 и 193 мм); после поверхностной обработки существенно ниже (таблица 2).

Однако все эти запасы превышали наименьшую влагоёмкость почвы, и различия в верхнем полуметре составляли всего 2 мм.

Таблица 2 - Запасы продуктивной влаги в почве в зависимости от основной

обработки почвы под горох (в среднем за 2009-2011 гг.) _____В миллиметрах

Срок определения

Основная Слой почвы, цветение -

обработка почвы см посев образование бобов уборка

Отвальная 0-20 52 22 17

0-100 194 101 76

Безотвальная 0-20 54 22 19

0-100 193 97 74

Поверхностная 0-20 53 22 18

0-100 177 94 76

НСР05 0-20 1 F<b < F05 1

0-100 10 Fd> < Fo5 F<b < F05

В фазу цветения-образования бобов культура не испытывала острого дефицита влаги и различия по влагозапасам определялись различшми в засорённости посевов. К уборке содержание продуктивной влаги постепенно снижалось и разница по вариантам ещё более нивелировалась.

Анализ динамики влагообеспеченности почвы свидетельствует о более экономном использовании влаги в агрофитоценозе с горохом по почвозащитным вариантам. В среднем из метрового слоя почвы по отвальному вариашу было израсходовано 118 мм, по безотвальному - 119 мм, а по поверхностному - 100 мм.

На контроле при безотвальной обработке почвы расход влаги на единицу продукции был в среднем на 5% больше в сравнении с отвальной обработкой из-за большей засорённости посевов. Применение средств комплексной химизации способствовало существенному снижению расхода влаги на создание единицы урожая на 40,8%. Следовательно, на фоне химизации за счёт оптимизации питания, устранения засорённости посевов в период вегетации более рационально расходовалась почвенная влага.

Содержание гумуса и элементов питания в почве. Результаты исследований показали, что за период наблюдений в зависимости от вариантов обработки в посевах гороха заметных различий в содержании гумуса не наблюдалось. В среднем в слое почвы 0-20 см перед посевом оно изменялось от 3,22% по отвальной до 3,24% по безотвальной обработке. Можно говорить лишь о тенденции к увеличению гумусированносш почвы под влиянием безотвальной обработки.

Содержание нитратного азота при посеве в слое почве 0-40 см было низким 5,9-6,2 мг/кг и слабо зависело от варианта обработки почвы. Применение средств химизации способствовало небольшому увеличению содержания нитратного

азота в период вегетации культуры, но в целом обеспеченность оставалась на низком уровне; к уборке составляла 3,4-4,1 мг/кг почвы.

Содержание подвижного фосфора и обменного калия в период вегетации находилось соответственно на повышенном (130-150 мг/кг) и среднем (80-104 мг/кг) уровнях обеспеченности и также слабо зависело от вариантов обработки почвы и применения средств химизации.

Засоренность посевов. Видовой состав сорняков в посевах гороха слабо зависел от обработки почвы и был в основном представлен малолетними мятликовыми, в среднем 64% от сорного компонента агрофитоценоза - Setaria viridis L, Panicum crus galli L„ Avena fatua L. Вредоносны в посевах также были Galium aparine Z., и из корнеотпрысковых - Cirsiiim arvense L. Доля остальных видов сорняков в сумме не превышала 20%.

Изучение засоренности посевов гороха показало, что в зависимости от основной обработки почвы наблюдаются заметные различия как по количеству, так и по массе сорных растений.

Наименьшее количество сорняков на контроле отмечалось в варианте отвальной обработки (135 шт./м2). Безотвальная и поверхностная обработки были засорены существенно больше, соответственно 169 и 156 шт./м (рисунок 2).

контроль гербицид комплексная

химизация

*СУУ пп\/мг отвальная шт./м2 безотвальная шг./м2 поверхностная

г/м2 -»- г/м2 -*- г/м2

Рисунок 2 - Численность и масса сорной растительности в посевах гороха в зависимости от основной обработки почвы и средств химизации

Применение гербицидов способствует существенному снижению как количества, так и массы сорного компонента в посевах гороха, при этом разница по вариантам обработки нивелируется. Применение удобрений слабо сказалось на динамике сорного компонента.

Развитие снмбиотического аппарата гороха. Проведенные наблюдения свидетельствуют о том, что образование на корнях гороха клубеньков и накопление их массы, определяющей активность симбиоза, при отвальном и безотвальном вариантах обработки почвы практически не различаются.

По поверхностной обработке снижалось как число клубеньков на растении гороха, так и их масса на единицу площади, причём независимо от варианта химизации. Следовательно, обеспеченность гороха азотом за счёт симбиотической фиксации снижается при поверхностной обработке в сравнении с отвальной и безотвальной (таблица 3).

Таблица 3 - Формирование активных клубеньков на корнях гороха в

зависимости от основной обработки почвы и средств химизации

Количество, шт./растение Масса, г/м'

Основная обработка почвы год

2009 2010 2011 2009 2010 2011

Химизация: контроль

Отвальная 34 33 34 125 126 119

Безотвальная 28 36 38 113 131 125

Поверхностная 29 31 33 110 122 117

комплексная химизация

Отвальная 39 44 44 127 129 121

Безотвальная 38 44 43 116 133 127

Поверхностная 35 40 41 112 125 118

Применение средств комплексной химизации способствовало увеличению как количества, так и массы активных клубеньков. В среднем на 6-7 шт./растение или 2,0-2,6 г/м2, прибавка составила 2,3 кг/ га.

Глава 4. Урожайность и качество зерна гороха в зависимости от основной обработки почвы и средств химизации

Особенности формирования посевов и структуры урожая гороха. В

среднем за период исследований в варианте комплексной химизации продолжительность вегетационного периода была на 5 суток больше, чем на контроле. Существенной разницы на продолжительность вегетационного периода варианты обработки почвы не оказали.

Применение гербицида способствовало увеличению высоты растений в среднем на 2,3 см (3,3%), ростостимулирующего препарата - на 2,7 см (3,9%), удобрений - на 12 см (17,4%). В целом, применение комплексной химизации способствовало увеличению высоты растении в среднем на 18,6 см или 27%.

Анализ элементов структуры урожайности гороха по годам исследований показывает, что наибольшей динамичностью отличался показатель массы 1000 семян, в целом на 25% определяющий его продуктивность. Применение средств химизации способствует увеличению данного показателя с 238 до 251 г., т.е. на 5,5%.

Регрессионный анализ позволил выявить элементы структуры урожайности гороха, оказывающие определяющее влияние на её формирование на фоне различных вариантов обработки почвы и применения средств химизации. Таковыми являются количество бобов (К) на растениях и масса (М) семян на растении. Зависимость от них урожайности гороха достаточно полно отражается в уравнениях регресс™. На контроле это наиболее сильно проявилось по отвальной обработке, а в варианте комплексной химизации по безотвальной (рисунок 3).

1,4 ------------------ -------------------------------■ 2 1,38 :------------- ♦------- Ч 1,36 — ---------- - ♦ g 1.34 .-------------- ------ .......- О . -- ; ^^ Ц Г, ; ^ у = 0,0бх + 0,60 Iiis " -------------------R! °-50..... * 1,26 ;--------♦ -------■- ------------------------ 1,24 1------------------------------------------------ 10,5 И 11,5 12 12,5 Количество семян на растении, шт. 1,4 г------ ---------------------------------------- 2 1,38 ;---------- -------------- ^ . ♦------------ 4 1,36 -—.........- ...... ---------------- л ♦ / 5 1,34 ................. ------ ----------- §132 - -------- ----------- | ,з ^ у = 0,36х + 0,37 о .... ' " К1" 0,79 о. 1,28 ; * 1,26 ;-------♦ ---------- ------------------------ 1.24 ------------------------------- 2,1 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 Масса семян на растении, г

Отвальная обработка на контроле

2,4 г--------------------------------------......- |—--------------------------- ; п' Х2 --------------- ------------- 1-1------------- ........ | 2 _______________________у 0,24х-1,52 о. Я!-0,87 >. 1,9 г---------------------------------- 1,8 1--------- -------- -------------------------- - 14 14,5 15 15,5 16 Количество семян на растении, шт. 2,4 :—---------------------------------------- - ..... - •-Л А 2,3 .----------------------- ---------------- ......- £ 2,2 г-............... ......... --------------- 12,1 ;■--.......— .....- --------------- | 2 _______ .. ________________у = 0,78х-0,68. В. ^^ Я2 = 0,96 >> 1,9 :-------* ------------------- ------- 1,8 ---------------- ------- -------------------- ----- ----- за 3,4 3,6 3,8 4 Масса семян на растении, г

Безотвальная обработка при комплексной химизации

Рисунок 3 - Корреляционно-регрессионная зависимость урожайности зерна гороха от массы семян и количества бобов на растении

Урожайность и качество зерна гороха. На контроле без химизации более высокая продуктивность гороха -1,33 т/га (НСР05 = 0,03) отмечалась в варианте со вспашкой под культуру в среднем на 6-7,5% больше в сравнении с безотвальной и поверхностной обработками. При применении гербицидов и удобрений влияние обработки почвы на урожай нивелируется.

Вариант комплексной химизации способствует максимальному увеличению урожайности в среднем по вариантам обработки почвы на 0,85 т/га (66,9%). Однако из средств химизации по отдельности существенный рост урожайности зерна обеспечили только гербициды - 0,31 т/га (24,4%) и минеральные удобрения - 0,48 т/га (29,6%) (таблица 4).

Таблица 4 - Урожайность гороха в зависимости от варианта основной обработки почвы и средств химизации

Вт/га

Химизация (В) Основная обработка почвы (А) Среднее по В, НСР05 = 0,22

отвальная безотвальная поверхностная

Контроль 1,33 1,25 1,23 1,27

Гербициды 1,61 1,57 1,55 1,58

Гербициды + РСП 1,65 1,62 1,61 1,62

Гербициды + РСП + удобрения 2,13 2,10 2,08 2,10

Комплексная химизация 2,15 2,11 2,10 2,12

Среднее по А, Бф < Ро5 1,77 1,73 1,71 1Д4

для частных среднихНСР05 =-- 0,35 т/га

В годы исследований применение инсектицида (прибавка зерна 0,02 т/га или 1,3%) и стимулятора роста (прибавка 0,04 т/га или 2,6%) слабо повлияло на урожай по всем вариантам обработки почвы.

Варианты обработки почвы в целом слабо влияли на химический состав зерна гороха по макроэлементам и белку (таблица 5).

Таблица 5 - Содержание белка и элементов питания в зерне гороха в зависимости от основной обработки почвы и средств химизации (в среднем за 2009-2011 гг.)

В процентах

Основная обработка почвы (фактор А) Белок Азот Фосфор Калий

Химизация (фактор В): контроль

Отвальная 18,99 2,52 0,60 0,57

Безотвальная 18,86 2,50 0,62 056

Поверхностная 18,78 2,48 0,64 0,56

комплексная химизация

Отвальная 19,89 2,98 0,72 0,65

Безотвальная 20,07 2,91 0,72 0,66

Поверхностная 19,77 2,89 0,68 0,61

нср05а 0,31 0,20 0,13 0,14

в 0,33 0,21 0,15 0,15

Необходимо отметить тенденцию повышения содержания в зерне азота и белка на контроле при отвальной обработке почвы, особенно в сравнении с поверхностной. Применение средств химизации нивелирует эти отличия по вариантам обработки почвы.

Применение минеральных удобрений ведет к увеличению в зерне в среднем по вариантам обработки содержания белка (на 1,03%), азота (на 0,43%), фосфора (на 0,09%) и калия (на 0,08%).

Проведённые анализы показывают, что под влиянием основной обработки почвы не изменяются общие особенности процесса поглощения и накопления семенами гороха тяжелых металлов, что отражает естественный почвенный фон. При этом ни по одному элементу оно не превышало установленные предельно-допустимые концентрации (ПДК) для тяжелых металлов в зерне гороха.

В целом можно сделать вывод, что на контроле урожайность и ее качество выше по отвальной обработке. Однако в варианте комплексной химизации разницы между варианта отвальной и безотвальной обработки не наблюдается, что подтверждает также статистическая обработка данных.

Применение гербицидов и инсектицидов в рекомендованных нормах расхода препаратов не оказало какого-нибудь существенного влияния на экологическую ценность зерна гороха во все годы исследования. Определение в зерне остаточного содержания действующего вещества всех пестицидов по всем вариантам обработки почвы показало их отсутствие или содержание существенно ниже рекомендованных ПДК.

Глава 5. Экономическая и биоэнергетическая эффективность основной обработки почвы и средств химизации при возделывании гороха

Экономическая эффективность. Лучшие экономические показатели возделывания гороха в варианте без применения средств химизации обеспечивает отвальная обработка почвы. Себестоимость 1 тонны зерна составила - 3009 руб., чистый доход - 1305 руб. с 1 га, при рентабельности 33%. Худшие экономические показатели здесь получены в варианте с поверхностной обработкой, в частности, прибыль меньше на 209 руб./га или 16%.

Применение средств химизации ведет к увеличению затрат по всем вариантам обработки почвы. Максимальные затраты приходятся на удобрения — 1644 руб./га или 39,7% , меньше от гербицидов - 276 руб./га или 7,2%. Минимальные затраты от инсектицида и ростостимулирующего препарата - 37 и 22 руб./га, что меньше 1% всех затрат. В варианте комплексной химизации суммарные затраты от средств химизации составили - 1979 руб./га, или повысились на 51,5% в сравнении с контролем

Самая низкая себестоимость 1 тонны продукции получена в вариантах почвозащитной обработки с применением баковой смеси гербицида и ростостимулирующего препарата (2554 руб./т).

Применение гербицидов способствовало существенному увеличению прибыли по всем вариантам обработки почвы, в среднем на 938 руб./га или 78%. Применение удобрений способствовало увеличению прибыли в среднем по вариантам на 243 руб./га или 10,6%.

В варианте применения ростостимулирующего препарата также наблюдается увеличение прибыли в среднем на 8%. Применение инсектицида слабо повысило прибыль (на 1,2%).

Применение гербицидов способствовало увеличению уровня рентабельности в среднем в 1,7 раза. Ростостимулирующий препарат также повысил рентабельность на 4,1%. Применение удобрений снижает рентабельность на 11,6% в абсолютном выражении, при слабом влиянии обработки почвы.

На фоне применения гербицидов и комплекса других средств химизации различия между вариантами обработки по основным экономическим показателям нивелируются. В варианте комплексной химизации получена максимальная прибыль с гектара - 2574 руб. и рентабельности - 44,2% При этом различия по прибыли между отвальной и безотвальной обработками почвы не превышали 3%, а рентабельность - 0,9%.

Энергетическая эффективность. На контроле энергетический коэффициент был выше в варианте отвальной обработки 1,16, что на 4,3% выше, чем по поверхностному варианту. Применение средств химизации способствует существенному увеличению данного показателя по всем вариантам обработки почвы. Причём наибольшее значение в варианте комплексной химизации отмечается в вариантах безотвальной и поверхностной обработок, соответственно 1,24 и 1,27 или на 3,2% выше, чем по отвальной обработке.

ВЫВОДЫ

1. Плотность почвы в пахотном горизонте серой лесной почвы (0-20 см), где располагается вся масса корневой системы гороха с клубеньками, в вариантах отвальной и безотвальной обработки была практически одинакова (1,12 г/см3), и близка к наиболее благоприятному агрофизическому состоянию.

2. Наибольшее содержание агрономически ценных агрегатов - 71% содержится в почве при безотвальной обработке под горох в сравнении с вариантами поверхностной и отвальной обработки, где их было меньше на 2,1 и 5,9% соответственно.

3. Формированию более высоких влагозапасов в метровом слое почвы к посеву благоприятствовали варианты с более глубокой зяблевой обработгой (в среднем 193-194 мм). При поверхностной обработке влаги накапливалось существенно меньше (на 16 мм или 8,5%), при этом содержание влаги было на уровне наименьшей влагоёмкости.

Коэффициент водопотребления гороха без применения средств химизации при отвальной обработке почвы был на 3,8-5,2% меньше в сравнении с безотвальной и поверхностной обработками. Применение комплексной

химизации способствовало существенно меньшему - на 40,8% расходу влаги на создание единицы урожая в сравнении с контролем при нивелировании различий между вариантами обработки почвы.

4. Основная обработка почвы не оказывала существенного влияния на обеспеченность почвы элементами питания. При посеве на контроле уровень обеспеченности нитратным азотом был низким (5,9-6,2 мг/кг), подвижным фосфором - повышенным (150-152 мг/кг), обменным калием - средним (102103 мг/кг).

Внесение стартовых доз азотных удобрений является обязательным технологическим приёмом для повышения урожая гороха независимо от варианта обработки почвы.

5. Без применения гербицидов безотвальная и поверхностная обработки почвы под горох значительно хуже справляются с подавлением сорной растительности в отличие от вспашки. Засоренность по почвозащитным вариантам повышалась на 21-34 шт./м2 или 88-107 г/м2, при этом происходит увеличение доли более злостных и трудноискоренимых видов (бодяк полевой, овсюг обыкновенный, просо куриное, щетинник зеленый и др.). Применение баковой смеси гербицидов (агритокс + фуроре ультра) полностью нивелирует различия по количеству и массе сорного компонента в посевах гороха.

6. Основная обработка почвы оказывает большее влияние на количество клубеньков на корнях гороха, чем на их массу. На контроле разница по массе активных клубеньков в агрофитоценозе между вариантами отвальной и безотвальной обработок несущественна (163 и 166 кг/га). При поверхностной обработке снижалась и численность клубеньков на растении и их масса в среднем на 8 и 6% соответственно.

Применение средств химизации способствовало увеличению как количества, так и массы активных клубеньков соответственно на 6-7 шт./растение (21,2%) и 2,3 кг (1,6%). В вариантах почвозащитных обработок неблагоприятное влияние азотных удобрений на симбиотическую азотфиксацию существенно нейтрализуется в сравнении с отвальной обработкой.

7. Без применения средств химизации продуктивность гороха существенно выше (на 6-7,5%) в варианте отвальной обработки, в сравнении с безотвальной и поверхностной обработками. Применение гербицидов и других средств химизации нивелирует разницу в урожайности зерна гороха по вариантам обработки почвы.

Применение комплексной химизации способствует существенному увеличению урожайности зерна гороха, в среднем на 0,85 т/га или 66,9%. Существенный рост урожайности зерна обеспечило применение гербицидов -0,31 т/га (24,4%) и минеральных удобрений - 0,48 т/га (29,6%).

8. Наибольшее содержание белка в зерне гороха на контроле наблюдалось при отвальной обработке почвы (18,99%). Применение средств химизации ведет к увеличению содержания в зерне белка в среднем на 1,03%, при этом различия по вариантам обработки почвы нивелируются. Увеличению

содержания валовых азота, фосфора и калия способствует применение минеральных удобрений. В Целом основная обработка почвы слабо повлияла на изменение содержания в зерне гороха данных элементов.

9. Содержание в зерне гороха остаточного количества пестицидов и тяжелых металлов не превышало установленные предельно-допустимые концентрации (ПДК) по всем вариантам опыта.

10. При возделывании гороха без применения средств химизации наиболее экономически эффективной являлась отвальная обработка почвы - чистый доход составляет 1305 руб. с 1 га при рентабельности производства 33,0%. Применение гербицидов способствовало резкому увеличению прибыли по всем вариантам обработки почвы в среднем на 938 руб./га или 78%.

При комплексной химизации различия между вариантами обработки по основным экономическим показателям нивелируются, при прибыли в среднем 2574 руб./га и рентабельности 44,2%.

11. Наибольшая энергетическая эффективность возделывания гороха без применения средств химизации отмечалась в варианте со вспашюй -энергетический коэффициент составил 1,16. Использование гербицидов позволяет нивелировать влияние обработки почвы на энергетическую эффективность. Применение комплексной химизации позволяет поучить максимальную энергетическую эффективность при почвозащитных обработках, где приращение валовой энергии выше на 5,4-13,5%, чем по вспашке.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

В условиях подтаежной зоны Западной Сибири на серых лесных почвах при возделывании гороха без применения средств химизации рекомендуется отвальная обработка почвы на глубину пахотного горизонта, которая обеспечивает максимальную урожайность, прибыль и рентабельность производства.

Для получения более высоких урожаев зерна гороха, увеличения прибыли с гектара посева и сохранения плодородия почвы следует использовать агротехнологию с применением средств комплексной химизации (№ц>Рбо, агритокс + фуроре ультра, гумимакс) и почвозащитной безотвальной обработки почвы на глубину 16-18 см.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, включенных в перечень ВАК РФ

1. Ершов В.Л. Совершенствование технологии возделывания гороха на серых лесных почвах подтаежной зоны Западной Сибири / В.Л. Ершов, В.А. Кубарев, Н.С. Скатова* //Вестник Новосибирского ГАУ - 2012. - Т. 1. - № 221. - С, 29-33.

2. Ершов В.Л Агроэкологическая и экономическая эффективность технологии возделывания гороха в подтаежной зоне Западной Сибири / В.Л. Ершов, Н.С. Скатова //Вестник Алтайского ГАУ - 2012. - №9 - С. 38-40.

3. Банкрутенко A.B. Элементы технологии возделывания гороха в подтаежной зоне Западной Сибири / A.B. Банкрутенко, В.А. Кубарев, Н.С. Скатова//Вестник Новосибирского ГАУ-2012. -Т. 1.-№22-1. - С. 7-9.

Публикации в других изданиях

4. Скатова Н.С. Влияние основной обработки почвы на засоренность посевов гороха в подтаежной зоне Западной Сибири / Н.С. Скатова //Аграрная наука - сельскому хозяйству: сборник статей V междунар. науч.-практ. конф., 17-18 марта 2010 г. - Барнаул, 2010. - кн. 2. - С. 371-373.

5. Мансапова А.И. Продуктивность гороха и ее зависимость от плотности почвы и запасов продуктивной влаги в подтаежной зоне Западной Сибири / А.И. Мансапова, Н.С. Скатова // Актуальные вопросы научного обеспечения АПК в работах молодых ученых: материалы междунар. конф. молодых ученых, 15 апреля 2010 г. / Россельхозакадемия. СибНИИСХ. - Омск, 2010. - С. 57-60.

6. Ершов В.Л. Влияние плотности почвы и запасов продуктивной влаги на продуктивность гороха в подтаежной зоне Западной Сибири / В.Л. Ершов, А.И. Мансапова, Н.С. Скатова // Проблемы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды (экологические и правовые аспекты): материалы междунар. науч.-практ. конф., 16-18 июля 2010 г. -Махачкала, 2010. ~ С. 355 -357 с.

7. Ершов В.Л. Плодородие серой лесной почвы и урожайность гороха в подтаежной зоне Западной Сибири / В.Л Ершов, Н.С. Скатова // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2011. -№2. - С. 16-22.

8. Банкрутенко A.B. Влияние средств химизации на засоренность посевов гороха полевого в подтаежной зоне Омской области / A.B. Банкрутенко, Н.С. Скатова // Инновационное развитие регионального ПАК: проблемы и решение: материалы VI науч.-практ. конф. преподавателей, аспирантов и молодых ученых, 21 апреля 2011 г. - Омск, 2011. - С 44-49.

9. Скатова Н.С. Ресурсосберегающая технология возделывания посевного гороха в подтаёжной зоне Западной Сибири / Н.С. Скатова // Россия молодая: передовые технологии - в промышленность!: материалы IV всерос. молодежной науч.- тех. конф. с междунар. участием, 15-17 ноября 2011 г. -Омск, 2011.-С 255-258.

10. Ершов В.Л. Влияние основной обработки серой лесной почвы и химизации на урожайность гороха в подтаежной зоне Западной Сибири / В.Л. Ершов, Н.С. Скатова // Междунар. науч.-прак. конф., посвящ. 75-летию со дня рождения В.Г. Холмова, 10 ноября 2012 г. / ГНУ «Сибирский НИИ сельского хозяйства». - Омск, 2012. - С. 88-92.

* В связи с замужеством фамилия изменена на фамилию «Елисеева»

Подписано в печать 25.04.2014 г. Тираж 110 экз. Печать трафаретная. Заказ № 087. Отпечатано в печатном цехе ГП «Тарская районная типография» 646530, г. Тара, пл. Ленина, 5

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Елисеева, Наталья Сергеевна, Омск

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ П. А. СТОЛЫПИНА»

На правах рукописи

04201459839

ЕЛИСЕЕВА НАТАЛЬЯ СЕРГЕЕВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ГОРОХА В ПОДТАЁЖНОЙ ЗОНЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.Л. Ершов

ОМСК-2014

Оглавление

Введение...........................................................................................4

1 Эффективность основной обработки почвы и средств химизации под горох в подтаежной зоне Западной Сибири (обзор литературы)....................................9

1.1 Роль гороха посевного в земледелии региона.........................................10

1.2 Эффективность применения средств химизации в оптимизации условий формирования урожайности гороха.........................................................17

1.3 Эффективность обработки почвы в оптимизации условий формирования урожайности гороха................................................................................23

2 Условия, объекты, методика исследований и агротехника в опытах...................31

2.1 Почвенно-климатическая характеристика подтаёжной зоны.......................31

2.2 Метеорологические условия в годы опытов...........................................36

2.3 Схема опыта и агротехника возделывания гороха.....................................41

2.4 Объекты и методы исследований..........................................................45

3 Влияние основной обработки почвы и средств химизации на плодородие серой лесной почвы, засоренность и азотфиксирующую активность посевов

горох................................................................................................49

3.1 Агрофизические показатели................................................................49

3.2 Запасы продуктивной влаги...............................................................55

3.3 Содержание гумуса и элементов питания в почве.....................................61

3.4 Засоренность посевов......................................................................67

3.5 Развитие симбиотического аппарата гороха...........................................74

4 Урожайность и качество зерна гороха в зависимости от основной обработки почвы и средств химизации...................................................................78

4.1 Особенности формирования посевов и структура урожая гороха.................78

4.2 Урожайность и качество зерна гороха..................................................87

5 Экономическая и биоэнергетическая эффективность основной обработки почвы и средств химизации при возделывании гороха..........................................93

5.1 Экономическая эффективность технологии возделывания гороха...............93

5.2 Энергетическая эффективность технологии возделывания гороха...............97

Выводы...........................................................................................100

Предложения производству...................................................................103

Список литературы.............................................................................104

Приложения......................................................................................124

Введение

Актуальность темы. В современных условиях нарастающего дефицита белка и продовольствия в целом, деградации плодородия почв и загрязнения окружающей среды биологический азот выступает в качестве одного из наиболее значимых факторов биологизации и экологизации земледелия. Однако реализация азотфиксирующего и продукционного потенциалов бобовых растений и, в частности, гороха, зачастую ограничивается отсутствием высокоурожайных сортов и комплексом неблагоприятных агроландшафтных условий. Адаптированная агротехнология возделывания при этом имеет ведущее значение, позволяет направленно регулировать многие почвенные режимы и максимально использовать биопотенциал сорта.

Одним из важных элементов любой системы земледелия считается основная обработка почвы, которая оказывает непосредственное влияние на все процессы, происходящие в почве, на взаимоотношения растений с почвой и окружающей средой. Агротехническая роль обработки почвы состоит в улучшении её физико-химических свойств, водного, питательного режимов, а также в очищении почвы от сорняков и ухудшении условий жизни для вредителей и возбудителей болезней.

Однако наряду с основной обработкой почвы, большое влияние на эти показатели, а, в конечном счете, и на урожайность оказывает применение удобрений.

Для формирования высокой урожайности гороха и др. бобовых культур почвы должны быть хорошо обеспечены не только влагой, но и воздухом, иметь слабокислую или нейтральную реакцию среды, высокое содержание гумуса, доступного фосфора, калия, а также молибдена, бора, кобальта, железа и др. макро-и микроэлементов (Мишустин, Шильникова, 1968; Посыпанов, 1983, 1985; Дозоров, 1992; Кашукоев, 1994; Кирюшин, 1996; Ефимов и др., 1996;).

Несмотря на всеобщую экологизацию и биологизацию земледелия, остается открытым вопросом применения пестицидов в посевах гороха для борьбы с сорной растительностью и вредителями гороха, так как бобовые часто повреждаются вредителями и слабо подавляют сорняки, особенно в начальные фазы роста.

Кроме того, в настоящее время во всём мире расширяется применение гуминовых кислот как средства повышения плодородия бедных почв и эффективности использования азотных и фосфорных удобрений, а также активизации ростовых процессов растений и жизнедеятельности почвенной биоты (Будаев, 2006).

В подтаежной зоне Западной Сибири комплексное изучение агротехнологии возделывания гороха посевного изучено недостаточно, что определяет важность оценки её эффективности в данных агроландшафтных и экологических условиях.

Степень разработанности темы исследований. Значительный вклад ученых в разработку вопросов изучения элементов технологии возделывания гороха был сделан М.А. Михайленко, П.П. Вавиловым, Н.И. Васякиным, A.M. Лавриненко, Д.М.Бойко, Н.В Абрамовым, А.А Гайдаром. В их исследованиях рассматриваются вопросы использования в земледелии биологического азота, влияния разных вариантов основной обработки почвы и применения средств химизации на продуктивность бобовых культур, в том числе гороха посевного. Однако вышеотмеченные вопросы в агроландшафтных условиях подтаежной зоны Западной Сибири проработаны недостаточно.

Цель исследований - оптимизация основной обработки почвы и применения средств химизации при возделывании гороха посевного на серых лесных почвах подтаежной зоны Западной Сибири.

Задачи исследований:

- установить влияние ресурсосберегающей основной обработки почвы на агрофизические свойства, влагообеспеченность и питательный режим почвы;

- дать сравнительную оценку влияния основной обработки почвы и комплексной химизации на формирование симбиотического аппарата и фитосанитарное состояние посевов гороха;

- определить влияние основной обработки почвы и средств химизации на формирование продуктивности гороха и качество зерна;

- дать экономическую и биоэнергетическую оценку агротехнологиям возделывания гороха посевного.

Научная новизна работы. Применительно к агроклиматическим условиям подтаежной зоны Западной Сибири проведено комплексное изучение влияния основной обработки почвы и средств комплексной химизации на урожайность и качество зерна гороха посевного. Установлена зависимость между элементами структуры урожая и продуктивностью растений. Проведена оценка экономической и биоэнергетической эффективности применения различных агротехнологий возделывания гороха посевного.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований являются теоретической и практической основой для совершенствования агротехнологии возделывания гороха посевного на серой лесной почве в подтаежной зоне Западной Сибири. Практическое внедрение в агротехнологию возделывания гороха рекомендованных вариантов основной обработки почвы и комплексное применение химических средств защиты будут способствовать повышению его урожайности, увеличению содержания белка в зерне и сохранению почвенного плодородия. Результаты исследований прошли производственную проверку в С ПК «Чекрушанский» Тарского района Омской области в 2010 году на площади 5 га, где при возделывании гороха на зерно чистый доход составил 2045 руб./га, рентабельность - 36,7%; и в СПК «им. А. Избышева» Седельниковского района Омской области в 2011 году на площади 13 га, где использование рекомендаций позволило получить урожайность гороха на зерно 2,3 т/га, чистый доход составил 2565 руб./га при рентабельности 45,9% (приложение С, Т).

Методология и методы исследований. При проведении исследование использовались стандартные методики проведения полевых и лабораторных исследований. При выполнении исследований применяли статистический анализ полученных результатов, интерпретацию и их обсуждение. Методом регрессионно-корреляционного анализа определяли зависимость элементов структуры урожая гороха от обработки почвы и применения средств химизации. Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- система ресурсосберегающей обработки почвы и обоснованного применения средств химизации при возделывании гороха на серой лесной почве в подтаежной зоне Западной Сибири;

- энергетическая и экономическая оценка агротехнологий возделывания гороха посевного.

Степень достоверности результатов исследований подтверждается достаточной выборкой (три различных по погодным условиям года) анализируемых данных и их статистической обработкой.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались, рассматривались и обсуждались на различных научных конференциях: V Международной научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Барнаул, 2010); Международной конференции молодых ученых «Актуальные вопросы научного обеспечения АПК в работах молодых ученых» СибНИИСХ (Омск, 2010); Международной научно-практической конференции «Проблемы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды» (Махачкала, 2010); VI научно-практической конференции преподавателей, аспирантов и молодых ученых (Омск, 2011); IV Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Россия молодая: передовые технологии - в промышленность!» (Омск, 2011).

Работа выполнена на кафедре земледелия и растениеводства ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина».

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ общим объемом 2.3 п. л., в том числе 3 работы в изданиях, рецензируемых ВАК РФ.

Автор выражает благодарность за помощь в проведении исследований и подготовке кандидатской диссертации научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук профессору Ершову В.Л., коллективу кафедры агрономии ОмГАУ, сотрудникам отдела северного земледелия ГНУ СибНИИСХ.

1 Эффективность основной обработки почвы и средств химизации под горох в подтаежной зоне Западной Сибири (обзор литературы)

Проблема растительного белка приобретает все большую остроту. Его дефицит остро ощущается как в продуктах питания, так и в кормовых рационах, сдерживающих рост продуктивности сельскохозяйственных животных. В данной ситуации все большее значение приобретает необходимость расширения посевов, повышения урожайности и качества зернобобовых культур (Омельянюк, 2006).

В России горох является основной зернобобовой культурой, посевы которой составляют 70-80% всех зернобобовых и 60% мировых посевов. Наибольшее распространение он получил в следующих регионах - Татарстан, Башкортостан (Давлетов, 2004), Удмуртия, Урал, Западная Сибирь (Мартьянова, 2001). Средняя урожайность гороха по стране 1,2-1,5 т, а при применении интенсивной технологии - до 3 т/га (Михайловский и др., 2002; Васильченко, 2002).

Одной из причин низкого вовлечения бобовых культур в севооборот в хозяйствах северных районах является несовершенство элементов технологии возделывания бобовых культур и, в частности, гороха.

Важным элементом любой системы земледелия считается основная обработка почвы, которая оказывает непосредственное влияние на все процессы, происходящие в почве, на взаимоотношения растений с почвой и окружающей средой. Агротехническая роль обработки почвы состоит в улучшении её физико-химических свойств, водного, пищевого режимов, а также в очищении почвы от сорняков и ухудшении условий жизни для вредителей и возбудителей болезней (Сдобников, 1989).

Однако наряду с основной обработкой почвы большое влияние на эти показатели, а, в конечном счете, и на урожайность оказывает применение удобрений.

Для формирования высокой урожайности гороха и др. бобовых культур почвы должны быть хорошо обеспечены не только влагой, но и воздухом, иметь

слабокислую или нейтральную реакцию среды, высокое содержание гумуса, доступного фосфора, калия, а также молибдена, бора, кобальта, железа и др. макро-и микроэлементов (Мишустин, Шильникова, 1968; Посыпанов, 1983, 1985; Дозоров, 1992; Кирюшин, 1996; Васякин, Лавриненко, Бойко, 1988; Ефимов и др., 1996;).

Несмотря на всеобщую экологизацию и биологизацию земледелия, остается открытым вопрос применения пестицидов в посевах гороха для борьбы с сорной растительностью и вредителями гороха, так как бобовые часто повреждаются вредителями, и слабо подавляют сорняки, особенно в начальные фазы роста.

Кроме того, в настоящее время во всём мире расширяется применение гуминовых кислот как средства повышения плодородия бедных почв и эффективности использования азотных и фосфорных удобрений, а также активизации ростовых процессов растений и жизнедеятельности почвенной биоты (Агафонов, 2002).

Для расширения посевных площадей и получения высокого урожая гороха в подтаежной зоне Западной Сибири необходимо более детально рассмотреть выше перечисленные вопросы.

1.1 Роль гороха посевного в земледелии региона

Биологическая фиксация атмосферного азота, присущая микроорганизмам, по праву считается одним из уникальных природных явлений. С точки зрения использования этого феномена в земледелии, ведущее значение имеет азотфиксация посредством симбиоза клубеньковых бактерий рода Я/г1гоЫит и бобовых растений, особенности которых были замечены человеком еще задолго до наступления нашей эры. Поэтому издавна бобовые культуры широко возделываются земледельцами.

Особое внимание исследователей к проблеме биологического азота, имеющей огромный теоретический и практический интерес, не ослабевает до сих пор во всем мире. Это подтверждается целой серией как классических, так и прикладных работ ученых различных направлений (Тимирязев, 1937; Мишустин, Шильникова, 1968; Посыпанов, 1997, 1993; Кретович, 1994). В связи с пересмотром преобладавших в

недавнем прошлом подходов масштабной химизации и механизации аграрного производства все большую актуальность приобретает переход его к биологизации, экологизации и энергосбережению. В этом отношении особенно велико значение биологического азота как источника получения экологически безопасной продукции, полноценного и дешевого бежа, а также фактора сохранения и восстановления плодородия почвы.

По своей сути белок, часто называемый веществом жизни, - это азот, включенный в биологический синтез, что определяет огромное значение этого биогенного элемента для организмов и особенно растений, которым необходимы его минеральные соединения (Посыпанов, 1993). Природные запасы молекулярного азота в атмосфере доступны лишь немногим растениям, способным к его симбиотическому усвоению посредством бактерий, остальная преобладающая их часть зачастую испытывает азотное голодание.

Важное значение в плане использования в земледелии симбиотического азота имеют более распространенные бобовые растения. Включая в биологический круговорот азот воздуха, недоступный для подавляющего большинства других культурных растений, бобовые дают сверхлимитированный дополнительный белок. Это способствует решению проблемы белковой недостаточности, характерной для многих стран, включая Россию. Например, подсчитано, что дефицит пищевого бежа в среднем в мире составляет около 40% (Вавилов, Посыпанов, 1983; Макашева, 1973) в связи с ростом населения его нехватка все больше возрастает.

Бобовые растения при благоприятных условиях выращивания без применения дорогостоящих азотных удобрений формируют значительно большее количество белка, чем широко возделываемые злаковые культуры при внесении под них высоких доз азота (Посыпанов, 1993; Трепачев, 1985). П.П. Вавилов и Г.С. Посыпанов (1983) отмечают, что при урожайности в 30 ц/га пшеница может сформировать 360 кг/га бежа, горох - 690, соя - 1260, а люцерна при хорошем урожае - до 4200 кг/га. Что равноценно по бежу сбору пшеничного зерна на уровне 350 ц/га. Среди зерновых бобовых культур наименьшим содержанием белка

обладает горох, наибольшей - соя. Однако горох - основная зернобобовая культура в России, включая Западную Сибирь, и по содержанию белка он в 2-3 раза превосходит самые ценные фуражные куль�