Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРИЕМОВ БОРЬБЫ С ВЫСОКОСТЕБЕЛЬНЫМИ СОРНЯКАМИ В ПОСЕВАХ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРИЕМОВ БОРЬБЫ С ВЫСОКОСТЕБЕЛЬНЫМИ СОРНЯКАМИ В ПОСЕВАХ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ"



На правах рукописи

СЕРГЕЕВ ДМИТРИЙ ГРИГОРЬЕВИЧ

СОВЕРШБНСГВОВЛШ1Е ПРИЕМОВ БОРЬБЫ С ВЫСОКОСТЕБЕЛЬНЫМИ СОРНЯКАМИ В ПОСЕВАХ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

Специальность 06.01.09 - растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Рамонь - 2004

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте сахарной свеклы имени А.Л. Мазлумова (ВНИИСС)

Научным руководитель:

кандидат технических наук И.И. Бартенев

Официальные оппоненты:

доктор с.х. наук Колшин Ю.С.

кандидат с.х. наук Гамуев В.В.

Ведущая организация:

Научно-исследовательский инстиггут сельского хозяйсша Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева

Защита диссертации состоится ^ехг-Ргги*. 2004 г. в -ТС* часов на заседании диссертационного совета Д 00<>.065.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте сахарной свеклы и сахара имени А.Л. Мазлумова по адресу: 396030, Воронежская область, Рамонский район, п. ВНИИСС, л № 84.

С диссертацией можно ознакомиться к библиотеке Всероссийского 11Ш1 сахарной свеклы и сахара им, А.Л. Мазлумова.

Автореферат разослан £> 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат с.х. наук

Л.П. Мушлнна

ОШЦАИ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность nnfion.i. При выращивании сахарной свеклы одним т факторов получения максимальной урожайности является содержание иосенов чистыми от сорняков. В производственных условиях не всегда удастся »roto достигнуть. Оставшиеся на поле сорняки продолжают вс-tentponaib, возвышаются над сахарной свеклой, снижают урожайность, усложняют уборку корнеплодов.

Дня борьбы с высокоетсбельными сорняками в настоящее время используют скашивание различными типами косилок. По подрезанные сорняки продолжают всгстировать, снижая продуктивность и, обсеменяясь. увеличивают потенциальную засоренность полей севооборота.

Кроме скашивания можно использовать теребление (вмлергнвяние) сорняков, при этом растения полностью удаляются из посевов. Для это-то можно использовать ручной труд, но это очень трудоемко и экономически невыгодно, А существующие устройства машинного теребления недостаточно эффективны, так как разработаны без детального учета физико-механических свойств высокостебельнмх сорняков. Поэтому разработка приемов борьбы с пысокостебелышми сорняками в посевах сахарной свеклы являегся актуальной задачей.

Целью наших исследовании являлось повышение эффективности борьбы с пысокостебслмтыми сорняками в посевах сахарной свеклы путем усовершенствования технологии теребления сорняков и средств ее осуществления.

Задачи исследований заключались в следующем: }. Пмявнть зависимость усилия теребления сорняков от их геометрических размеров, угла приложения усилия, что необходимо для обоснования исходных требований к теребильному устройству и его рабочих органов.

2. Изучить влияние физико-механических свойств почвы и ее влажности на процесс теребления.

3. Изучить физико-механические свойства стеблей основных видов вы-сокостсбельнмх сорняков и возможность их выдергивания в посевах сахарной свеклы.

4. Определить оптимальную высоту приложения усилия к сорным растениям для проведения процесса теребления.

5. Теоретически и экспериме»ггапыго обосновать тип рабочих органов, параметры и конструкцию устройства для теребления высокостс-бельнмх сорняков в посевах сахарной свеклы.

6. Разработать проект исходных требований на экспериментальный теребильный ai регат, а также изготовить его и испытать в лаборатор-по-нолевых опытах.

7. Провести сравнительные испытания различных механических способов борьбы с высокостебельными сорняками, их влияние на засоренность и продуктивность сахарной свеклы.

8. Провести агротехническую и экономическую оценку разработанного способа удаления высокостебельных сорняков.

Научная новнзна исследований заключается в том, что:

детально изучены физико-механические свойства основных видов высокостебельных сорняков, возможность нх выдергивания в зависимости от физико-механических свойств почвы;

усовершенствована методика определения усилия теребления сорняков;

разработана технология теребления высокостебельных сорняков в посевах сахарной свеклы и устройство для ее осуществления, на которое был выдан паггент(пат. 1Ш 31901131).

Практическая ценность. В результате проведенных исследовании выявлена возможность теребления мари белой и ширины запрокинутой в зависимости от высоты растения, высоты приложения усилия, фазы развития сорняков, влажности почвы, ее плотности и механического состава. Разработаны исходные требования на экспериментальное теребильное устройство. Оно было изготовлено и испытано в лабораторно-полевых и производственных опытах.

Установлен оптимальный срок начала процесса теребления — до начала фазы образования и созревания семян или при превышении сорняками высоты ботвы сахарной свеклы на 15-20 см.

Машинное теребление обеспечило повышение урожайности корнеплодов на 9 т/га или на 38%, что значительно превысило эффект, полученный от подкашивания, применяемого в борьбе с высокостебельными сорняками в современном производстве сахарной свеклы.

11а защиту выносятся^следуюи^ие^осиовиые положения диссертационной работы.

1. Разработанная технология машинного теребления наиболее распространенных и наиболее вредоносных высокостебельных сорняков: мари белой и щирицы запрокинутой в посевах сахарной свеклы позволяет выдернуть растений мари белой - 62%, шприцы запрокинутой — 69%. Остальные растения обрываются и местах захвзга или об шм ы г и ваются.

2. Машинное теребление сорняков необходимо проводить в период до начала фазы образования и созревания семян, когда точка обрыва стебля мари белой и щирицы запрокинутой находится на максимальной высоте от основания стебля.

3. Машинное теребление сорняков позволяет снизить засоренность посевов сахарной свеклы в конце вегетации на 52% и повысить урожайность корнеплодов на 9,0 т/га.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований проведена на полях ОПХ ВНИИСС в 2002 г. Применение теребильного устройства повысило урожайность сахарной свеклы на 20%. Результаты производственной проверки полностью подтвердили данные, полученные в полевых опытах.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались автором и получили одобрение на заседаниях ученого совета ВНИИСС в 2000-2003 гг.. на международных научных конференциях молодых ученых, проведенных во ВГАУ в 2002 г, 2003 г.

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе получен один патент.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 112 страницах и включает в себя введение, 4 главы основной части, 35 рисунков, 14 таблиц в основной части, выводы, предложения производству и приложения. В библиографическом списке используемой литературы 137 источников, в том числе 51 на иностранном языке.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ВВЕДЕНИЕ

Во введении излагается акгуальность темы исследования, сформулированы и поставлены задачи, необходимые для ее достижения. Определены предмет и объект исследования, показана научная новизна и (фактическая значимость полученных результатов.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА I! ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

В нерпой главе проведен анализ литературных данных по влиянию сорняков в посевах сельскохозяйственных культур н актуальность борьбы с ними. Проанализирован видовой состав сорняков в посевах сахарной свеклы и их вредоносность. Рассмотрены способы борьбы с сорняками, в том числе и с высокостебельными, выявлены их преимущества и недостатки. Этой проблемой занимались ЗенинЛ.С., 1991г., Доцен-коИ.М., 1999 г. и др. Произведена классификация существующих устройств теребильного типа и оценена возможность их использования в посевах сахарной свеклы. В результате изучения литературных источников был сделан вывод , что совершенствование способов борьбы с высо-костсбельными сорняками является актуальной задачей. Наиболее приемлемым способом борьбы с ними является использование машинного теребления (выдергивания).

ГЛАВА 2. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИИ

Во второй главе рассмотрена программа и методика исследований, описаны погодные условия в годы проведения исследований.

Л аборатор но-пол ев ые опыты проводились в соответствии с общепринятой методикой полевого опыта (Доспехов Б.А., 1985), методикой определения физико-механических свойств растений, почв и удобрений (Буянов А.И., Ворошок Б.А., 1970) и практикумом по земледелию (Воробьев С. А., 1971).

Лабораторно-полевые опыты были проведены на полях научного севооборота ВНИИСС. Технология выращивания сахарной свеклы была общепринятой для условий Воронежской области, за исключением изучаемых вариантов. Механические способы борьбы с высокостебельными сорняками проводили во второй половине июля.

ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ТЕРЕБЛЕНИЯ РАСТЕНИЙ И ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО

ПРОЦЕССА

В третьей главе изложены теоретические исследования процесса теребления и выбор компоновочной схемы теребильного устройства.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ИЗУЧЕНИЕ УСЛОВИЙ, ВЛИЯЮЩИХ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕР ЦЕЛЕН И Я ВЫСОКОСТЕБЕЛЬНЫХ СОРНЯКОВ

Основными представителями высокостебельных сорняков в посевах сахарной свеклы в ЦЧЗ и наиболее вредоносными являются марь белая и ширина запрокинутая, поэтому в своих исследованиях мы большее внимание уделяли этой группе сорняков; менее вредоносны, но широко распространены однолетние злаковые сорняки. Реже в посевах встречаются ромашка обыкновенная, канатник, паслен черный, циклохена. Высокостебельные сорняки произрастают, в основном, в защитной зоне рядков сахарной свеклы.

Для проведения процесса теребления необходимо изучить динамику роста сахарной свеклы н сорняков. Наши наблюдения показали, что многие сорняки значительно превосходят высоту сахарной свеклы. Причем сорняки обгоняют ее не с момента всходов, а позже, в начале июля. Интенсивный рост сорняков в высоту наблюдался до фазы цветения. После этого их рост замедлялся н затем останавливался. Раньше всех максимальной высоты достигало просо куриное. Щирица запрокинутая заканчивала иветение несколько позже, У мари белой период шетення и со-

зрсшшия семян растянут, и поэтому она продолжала расти дольше других растений, примерно до начала августа.

)1ля разработки конструкции теребильного устройства н оптимизации параметров его работы необходимо детально изучить процесс удаления сорняков кз рядков сахарной свеклы методом теребления.

Для изучения усилия теребления и механических свойств сорняков нами была усовершенствована методика проведения экспериментов. Для этого были изготовлены специальные устройства. Первое устройство предназначено для зажатия стебля сорняка с усилием, не повреждающим его и уменьшающим проскальзывание в зажимах (рис. 1).

Оно состоит из двух зажимающих прижимов резиновых 1, закрепленных на пластинах 2. Пластины соединены винтами с возможностью взаимного перемещения деталей. Устройство работает как подвижный параллелограмм. Для захвата стебля растения прижимы разводятся в стороны, стебель помещается между ними, затем прикладывается усилие к верхней части устройства. Стебель одновременно зажимается и растягивается.

Характерным свойством этого устройства является то, что усилие зажима пропорционально растягивающему усилию. Это и позволяет зажимать стебель с минимально необходимым усилием. Например, при выдергивании взрослого растения, с высоким усилием теребления, усилие зажима будет большое, а молодого, легко говреждаемого и легко удаляемого растения - значительно меньше.

Для автоматической фиксации максимального усилия, при котором происходит выдергивание или обрыв стебля, разработан специальный динамометр.

При разработке теребильного устройства необходимо знать, как и при каких параметрах происходит процесс теребления у различных видов сорняков.

При тереблении происходил- деформация и крошение почвы, а затем обрыв части корней. Этот процесс довольно сложный для теоретических исследований, поэтому мы определяли усилие теребления опытным путем, в зависимости от высоты растения* вида растения, влажности почвы, типа почвы.

Рис. 1, Устройство зажимное

1 - прижим резиновый;

2 - пластины.

50

ВиСОГч* Р4С1Н1ИЦ. CU

* * .

JJ№»t!_ Ijfl" » туче у -О.ОЗи'*

-JÍ2 ИТ__;

100 13)

Исследования показали, что усилие теребления неодинаковое у разных видов сорняков и в значительной степени зависит от высоты растений (рис. 2).

Усилие теребления имеет большой разброс относительно среднего значения. Коэффициент вариации для щирицы составляет 28%.

Усилие теребления щирицы запрокинутой, высотой 50 см составляет 80 Н, а мари белой такой же высоты - 90 Н, т. е, выше на 12%,

Просо куриное, при захвагге всех стеблей растения высотой 50 см, в этих же условиях произрастания, имело усилие теребления 220 Н.

Для определения оптимальных параметров рабочих органов теребильного устройства нами изучено в лабораторно-полевом опыте усилие теребления, приложенное под разными углами к вертикали: 0е, 30°, 45°, 60е (рис. 3). Дисперсионный анализ показал, что наибольшее значение усилие теребления имеет при вертикальном его приложении (0°), вдоль стебля. А при приложении усилия под углом 30° к вертикали, оно снижается на 17%. Дальнейшее увеличение угла незначительно изменяет усилие теребления.

Следующей группой факторов, влияющих на усилие теребления, являются физико-механические свойства почвы.

Исследования по влиянию влажности почвы показали, что усилие теребления щирицы запрокинутой и мари белой, при увеличении влажности, снижается (рис. 4),

«о iau

2UI »

1011 зо о

Рис. 2, Усилие теребления мари белой и щнрнцы запрокинутом

- Уснле прс&шмй

Рсрачч WUIUd ДМСрмгелы н*о ИМИфй*.!» ~ t huios шгшнв ддерите juttw MI

11

«о

71

30 4) Уюл, гры

Рис. 3. Усилие тереблении шприцы запрокинутой в зависимости от угла приложения его к вертикали

U.UWCA U04W, Ч

Рис. 4. Влияние влажности почвы на усилие теребления щирицы запрокинутом и мари белой высотой SU см

Проведенный л аборато р но-полево й опыт позволяет сделать вывод о том, что для повышения эффективности процесса теребления проводить эту операцию нужно после выпадающих осадков, когда влажность почвы на глубине 5-15 см будет составлять 21-23%.

На усилие теребления также оказывает влияние плотность почвы. Наблюдения показали, что увеличение плотности почвы повышает усилие теребления (рис. 5).

Для изучения влияния механического состава почвы на усилие теребления сорняков мм проводили замеры усилия теребления щирицы запрокинутой на супесчаной почве и па среднесугл инистом выщелоченном черноземе. Исследования показали, что усилие теребления на супесчаной почве меньше, чем на суглинистой, на 15%,

На усилие теребления сорняков значительное влияние оказывает плотность размещения растений. При переплетении корневой системы выдергиваемого растения с другой корневой системой, усилие теребления значительно увеличивается.

Из исследованных высокостебельных сорняков не поддавался тереблению только осот розовый, независимо от механического состава почвы и его влажности.

Таким обра13ом, на суглинистом черноземе при нормальных условиях увлажнения поддаются выдергиванию марь белая, щирица, просо куриное. Не поддаются тереблению корнеотпрысковые растения - осот розовый и пырей ползучий.

Фактором, отраничивающим возможность теребления, является усилие разрыва стебля. Обрыв происходит, если усилие разрыва стебля меньше, чем усилие теребления. Оно изменяется в зависимости от высоты приложения усилия к растению (рис. 6). Наименьшее значение усилия разрыва наблюдается в его вершине, а максимальное - у основания. Увеличение усилия разрыва от вершины к основанию связано с увеличением его диаметра.

1»

в-.-----.-.

I 1.1 и U |.( 1/ tlnmumaM

Рис. S. Влияние плотности почвы на усилие теребления щирицы запрокинутой высотой 50 см

29 40 «О Вюоп, ем

Рис.

6. Усилие разрыва стебля мари белой и щирицы запрокинутой на различной высоте

Представляет интерес усилие разрыва на единицу площади сечения стебля (предел прочности из растяжение), т. е. какое усилие выдерживает один квадратный миллиметр сечения стебля. Этот показатель характеризует прочность ткани, образовавшейся в стебле растения.

Для мари белой и щирицы запрокинутой усилие разрыва на единицу площади сечения (рис, 7), начиная от корня и выше, немного увеличивается, а в верхней части резко снижается. Как показали дальнейшие исследования, на предел прочности существенную роль оказывает содержание сухого вещества (рис, 8).

Рис. 7. Предел прочности стебля мари белой и щиркцы запрокинутой на различной высоте

Рис. 8. Содержание сухого вещества в стебле мари белой и щирицы запрокинутой на различной высоте

Уменьшение предела прочности в нижней части растения, несмотря на высокое содержание сухого вещества, связано с тем, что по мере роста растения стебель приобретает трубчатое строение, в центральной части образуется непрочная паренхимная ткань.

Исследованиями также было установлено, что для мари белой и щирицы запрокинутой верхняя непрочная зона с ростом растения остается постоянной, это примерно 5-10 см от верхушки и практически не зависит от высоты растения, но только до начала фазы цветения. Усилие разрыва на этой высоте значительно меньше усилия теребления для этих сорняков. Поэтому захватывать сорняки рабочими органами необходимо на высоте не менее 5-10 см от верхушки стебля.

Просо куриное имеет раскидистую крону с несколькими стеблями, а усилие разрыва одного стебля меньше усилия теребления на 40%. Поэтому для повышения эффективности теребления проса куриного необходимо проводить захват максимально возможного количества стеблей.

Изучение физико-механических свойств высокостебельных сорняков позволяет сделать вывод о том, что для повышения эффективности теребления необходимо захватывать стебли как можно ниже к корню. Это увеличит усилие разрыва и, следовательно, увеличит процент удаленных вместе с корневой системой растений.

»

я

| »

I

Е 1 10

2

50 * » < 1Ь»Мк рккнч* гч

Рис. 9. Расположение точки обрыва стебля в зависимости от высоты мари белой и щирицы запрокинутой

Зная уенлне теребления и усилие разрыва стебля, можно определить точку захвата стебля (точку обрыва), ниже которой растение будет выдергиваться, а выше обрываться. С ростом растения расположение этой точки будет меняться (рис. 9).

Точка обрыва у молодых, интенсивно растущих растений мари белой и ширины запрокинутой, наход!ггся примерно на половине высоты растения, и с ростом растения ее высота от поверхности земли увеличивается. Это происходит до начала замедления роста, до фазы образования и созревания семян. Этот срок является емгш-мальным для теребления растений. При дальнейшем росте растение укореняется, и точка обрыва резко опускается вниз к основанию стебля.

Таким образом, машинное теребление высокостебельных сорняков предпочтительнее проводить до начала приостановки роста растений в высоту, до фазы образования и созревания семян, когда точка обрыва стебля находится на значительной высоте от поверхности земли или основания стебля.

При разработке конструкции теребильного устройства необходимо предусмотреть подъем растения при тереблении на высоту не менее 20 см, что обеспечит полное отделение растения от поверхности почвы.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВЫСОКОСТЕБЕЛЬНЫХ СОРНЯКОВ

На основе изученных свойств высокостебельных сорняков было изготовлено и испытано экспериментальное теребильное устройство (рис. 10), предназначенное для удаления сорняков из одного рядка сахарной свеклы. Оно агрегатируется с тракторами, предназначенными для работы в посевах сахарной свеклы, тягового класса

0,6-2,0.

Теребильное устройство состоит из двух гибких металлических дисков 1, на-

Рис. 10. Схемам принцип работы теребильного устройства

саженных на общий приводной вал 2. В передней части диски разведены, а в нижней и задней части прижаты роликами 3. При работе устройство движется вдоль рядков сахарной свеклы, высокостебельные сорняки проходят в переднюю часть разведенных дисков, в нижней части они зажимаются и, при дальнейшем движении, выдергиваются. Геометрические характеристики устройства выбирали в соответствии с геометрическими характеристиками растений.

В среднем, за 2001-2003 гг. 62% мари белой от общего числа захваченных агрегатом растений удалялись с корневой системой, 23% - обрывались, 15% обшмыгивались (табл. 1). Растения щирицы лучше выдергивались, чем марь белая. Количество выдернутых растений щирицы в среднем за два года составило 69%, остальные обрывались на высоте захвата прижимами. Захваченные злаковые сорняки обрывались на 33%, обшмыгивались - на 67%.

Таблица 1

Результаты испытания теребильного устройства, 2001-2003 гг.

Нанменоваине сорняков Количество сорняков на 100 м рядка

До прохода агрегата Захвачено 81регегом

всего ' из них

выдернуто оборвано обшмыгано

растений V. растений % растений % растений %

Марь белая 117 108 92 67 62 25 23 16 15

Щирица 44 41 93 28 69 1} 31 0 0

Однолетние глаковые 204 « 46 0 0 31 33 62 67

Всего 282 197 70 85 43 54 27 58 29

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ УДАЛЕНИЯ ВЫСОКОСТЕБЕЛЬНЫХ СОРНЯКОВ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ И ЗАСОРЕННОСТЬ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

Для изучения влияния различных способов борьбы с высокостебельными сорняками в 2001-2003 гг. был проведен лабораторно-полевой опыт, включающий в себя машинное теребление, ручное выдергивание и скашивание, а также контроль 1, где сорняки полностью удалялись в течение всей вегетации и контроль 2, без удаления высокостебельных сорняков.

В среднем, за три года исследований (2001-2003 гг.), на контроле 1 (абсолютно чистом от сорняков) получена урожайность 41,0 т/га (табл. 2). На всех остальных вариантах она была меньше и находилась в прямой зависимости от их засоренности. На контроле 2, где сорняки не удаляли, масса сорняков в конце вегетации составила 621 г/м , что вызвало снижение урожайности на 42%.

При ручном выдергивании высокостебельных сорняков в середине вегетации урожайность корнеплодов тоже снизилась по отношению к контролю 1 на 13% и составила 35,5 т/га. На варианте с машинным тереблением снижение засоренности в конце вегетации в среднем за три года составило 52%, что значительно выше, чем при скашивании; на последнем снижение засоренности составило 29%. Невысокая эффективность скашивания связана не только с тем, что сорняки подрезаются на большей высоте от земли (на уровне размещения листовой поверхности свеклы), но и за счет отрастания новых побегов и продолжающей вегетации нижних не подрезанных ветвей. Урожайность корнеплодов на варианте с использованием экспериментального теребильного устройства составила 32,7 т/га, на варианте, где проводилось скашивание - 28,7 т/га. То есть, по отношению к варианту со скашиванием, применение теребильного устройства дало прибавку урожая корнеплодов 4,0 т/га.

Таблица 2

Влияние различных способов удаления высокостебельных сорняков на продуктивность сахарной свеклы, 2001-2003 гг.

Шрнанг Масса сорняков перед уборкой, г/м1 Снижение засоренности* контролю 2, % Густота насаждения, тыс/га Урожайность, т/га Урожайность* контролю 1, V» Повышение урожайности к контролю 2, % Сахаристость, *Л

1 Контроль, без сорняков 0 100 98 41,0 100 73 16,3

2 Контроль, бо удаления високо-стсбельнык сорняков 621 0 91 21.7 58 0 16,2

5 Теребление устройством 296 52 94 32,7 80 38 16,1

4 Ручное выдергивание 0 100 96 35,5 87 50 16.4

5 Скашивание 441 29 96 28,7 70 21 16,1

ИСРм, 97 - 4 2.6 - - 0,2

Сравнение изучаемых вариантов с контролем 2, где сорняки не удалялись в течение всей вегетации, показало, что все они значительно повысили урожайность корнеплодов. При этом наиболее высокая прибавка получена при ручном и машинном тереблении - 11,8 и 9,0 т/га, меньшая - при скашивании - 5,0 т/га.

Засоренность сорняками сахарной свеклы не оказывала влияния на густоту стояния. Математически доказуемое снижение густоты насажде>-ния на 7 тыс./га на варианте 2 (где сорняки не удалялись) составило 7 тыс./га. Связано это с тем, что при уборке урожая мелкие корнеплоды с массой менее 20-30 г не учитывались.

Сахаристость сахарной свеклы на всех вариантах находилась в пределах ошибки опыта и составляла 16,1-16,4%.

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ПОВРЕЖДЕНИЯ БОТВЫ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

НА ЕЕ ПРОДУКТИВНОСТЬ

При использовании механических способов борьбы с высокостебельными сорняками (особенно при подкашивании) может повреждаться ботва сахарной свеклы. Для оценки влияния различной степени травми-рованности листового аппарата сахарной свеклы на ее продуктивность был поставлен специальный лабораторно-полевой опыт, в котором листья свеклы скашивались на различной высоте согласно схеме опыта. Результаты проведенного эксперимента показали, что растения сахарной свеклы по-разному отреагировали на различную степень травмирования (табл. 10).

Во все годы исследований подрезание верхней части листьев с удалением 8% их массы не приводило к снижению урожайности корнеплодов, а даже наоборот, наблюдалась тенденция к ее увеличению. Срезание ботвы на 36 и 95% вызвало существенное снижение урожайности соответственно на 4,6-7,0 т/га и 6,8-18,5 т/га. При математической обработке данных за три года, на варианте с подрезанием верхней части ботвы, повышение урожайности составило 2,6 т/га (при НСР0,о5 - 2,0 т/га). На остальных вариантах она снизилась на 5,5 и 10,1 т/га (табл. 3)

Таблица 3

Влияние скашивания ботвы сахарной свеклы на ее продуктивность,

2001-2003 гг.

Вариасгг Густота насаждения, тыс./га Ботва Корнеплод

Масса срезанной ботвы в сср^дпне вегетации, т/га Количество срезанной ботвы, % Масса ботвы перед уборкой, т/га Урожайность, т/га Урожайность к когпро- лю, % Caxa-рис- тосгь, % Сиор сахара, т/т

1. Контроль, бет скашивания 102 - 0 25,9 47,8 100 15,8 7,6

2 Скашивание 8% массы ботвы 102 1,1 8 25,5 50,4 105 16,1 8.1

3. Скашивание 36% массы ботвы 104 4.5 96 21,5 42,5 89 16,1 6.8

4. Скашивание 95% массы богом 109 12,0 95 17,8 37.1 78 15,5 5,7

НСРо.„ 18 0,5 - 4,4 2,6 - 0,5 0.5

Представляет интерес наблюдение за накоплением сахара в корнеплодах. На вариантах удаления 36 и 95% ботвы сахаристость корнеплодов, несмотря на значительное падение урожайности, не снизилась.

В наших опытах вновь отрастающие листья сахарной свеклы при срезании их на 36% и 95%, по визуальной оценке, имели более яркую, насыщенную окраску, глянцевую поверхность и были менее повреждены болезнями. Их масса к уборке достигла 21,5 т/гаи 17,8 т/га.

На варианте, где скашивали 8% массы листьев, масса ботвы при уборке была практически такой же, как и на варианте без скашивания.

Повышение сахаристости при небольшом повреждении ботвы, сказалось также на повышении сбора сахара - с 7,6 т/га на варианте 1 (без повреждения) до 8,1 т/га на варианте 2 (при удалении 8% листьев), т. е. на 0,5 т/га (рис. 8). При большем подкашивании ботвы, сбор сахара снизился на варианте при удалении 36% листьев - на 0,8 т/га, при удалении 95% листьев - на 1,9 т/га.

Таким образом, исследования по влиянию различной степени повреждения ботвы сахарной свеклы на ее продуктивность позволяют сделать вывод, что при проведении механического теребления или скашивания можно допускать повреждение ботвы сахарной свеклы, но не более 8% от ее массы.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕРЕБИЛЬНОГО УСТРОЙСТВА

В 2002 году на поле ОПХ ВНИИСС был проведен производственный опыт по изучению влияния машинного теребления на продуктивность сахарной свеклы (табл. 4).

Таблица 4

Эффективность теребления в производственных условиях, ОПХ ВНИИСС, 2002 г.

Вариант Macea сорт ков перед уборкой Густота, тыс./ге Урожайность, т/га Сахаристость, % Сбор сахара, т/га

Г/М< Снижение к контролю 2> V.

1 Контроль, бмсор-1WKOB 0 100 86 50.] 16,2 4,9

2 Контроль, без уда-пения високосте-fuitbHux copiunroa £16 - 86 19,0 15,6 5,0

3 Удаление сорняков тереблением 398 35 79 22,8 15,9 3,6

1ICP0.05 9& - 14 0,65 0.:

*

8 ;

1 ■ г*

í

í

--{НСРа.01"0.5 т/га

0!» хм «м «оч sot 100Ц Кнтспо cpmwett батан Н

Рис. 8. Динамика изменения сбора сахара в зависимости от количества удаленной массы листьев, 2001-2003 гг.

Оставшиеся на поле после применения гербицидов сорняки (вариант 2) значительно снизили урожайность сахарной свеклы. Потери составили 11,1 т/га (37%). Использование теребильного устройства на таком фоне засоренности повысило урожайность корнеплодов сахарной свеклы на 3,8 т/га (20%), а сбор сахара увеличился на 0,6 т/га.

Сахаристость в изучаемых вариантах находилась в пределах ошибки опыта, и составила в среднем 15,9%.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

По результатам производственного опыта была дана оценка экономической эффективности применения теребления на посевах сахарной свеклы в условиях ОПХ ВНИИСС.

Как показали наши расчеты, использование однорядного экспериментального теребильного устройства позволило получить прибавку урожая сахарной свеклы 3,8 т/га. При цене 1 тонны корнеплодов 900 руб. и общих затратах на 1 га 0,76 тыс.руб., получен дополнительный чистый доход в размере 2,66 тыс.руб./га. Рентабельность дополнительных затрат составила 350%. Несмотря на высокие экономические показатели использования экспериментального теребильного агрегата, применение его в производстве ограничивается низкой производительностью (всего 0,3 га за смену) и высокими затратами труда на 1 га Среди затрат основную часть составляют заработная плата и отчисления на амортизацию устройства. В этой связи, для снижения затрат и повышения производительности, необходима разработка широкозахватного орудия.

По нашим расчетам, при использовании шестирядного устройства, по сравнению с однорядным, с учетом коэффициента использования рабочего времени, производительность увеличится в 5,6 раза и будет составлять 7,34 га в смену. Резко снизятся затраты на зарплату и горючее (табл. 5). - Таблица 5

Экономические показатели использования теребления и скашивания высокостебельных сорняков

Покйтатель Значение покатателя

при использовании однорядного теребильного агре1ита при использовании шестирядного теребильного агрегата при иснольюпа-нин ска типа ник тросовой косил-коЛ

Дополнительный сбор урожая, с учетом потерь при уборке, т/га 9,0 9.0 5.0

Стоимость дополнительного }р<ъ ж а*, тас.руб./гв 8,1 8.) 4,5

1 [рошкодительностъ за смену, га 1..1 7.5 32.8

Затраты на проведение операции, •raepv6.fr» 0,76 0.25 0,08

Дополнительный чистый дохоя тысруб./га 7,34 7,85 4,42

Рентабельность дополнительных затрат, % 965 3140 5525

Несмотря на то, что рентабельность при использовании тросовой косилки выше, чем при тереблении, теребление позволяет получить значительно больший дополнительный доход (почти в 2 раза), что является обоснованием необходимости разработки и применения широкозахватных теребильных агрегатов.

Экономический порог вредоносности сорняков, при котором

окупаются затраты на проведение теребления и скашивания

Экономический порог вредоносности сорняков определяет целесообразность проведения того или иного приема для их подавления и является важной составляющей сельскохозяйственного производства.

В своих исследованиях мы выявили пороги вредоносности для наиболее распространенных высокостебельных сорняков: мари белой и щирицы запрокинутой - при проведении теребления и подкашивания (табл. 6).

При засоренности посева сахарной свеклы марью белой, более чем одно растение на 13 м рядка (0,2 растения на 1 м ), экономически выгодно проводить скашивание. А теребление шестирядным устройством -при наличии одного растения мари белой на 7 м рядка (0,3 растения на 1 м2). Вредоносность щирицы запрокинутой меньше, чем мари белой, поэтому скашивание целесообразно проводить при засоренности более одного растения на 7 м рядка (0,3 растения на 1 м), а при наличии одного растения и более на 4 м рядка (0,5 растения на 1 м2) - теребление.

Таблица б

Экономические пороги вредоносности мари белой

и ширины запрокинутой при использовании различных устройств для борьбы с высокостебельными сорняками

Показатель Единице измерения Теребление шес-тнрядным устройством Скашииание

Эконом нческиН поро г вредоносности ыарм белой Количество растений на одном метре, 1/м 0,13 0,08

Количество метров радка, приходящееся на один сорняк, м 7.4 12,9

Количество растений на одном квадратном метре, 1/м 0,3 0,2

Эх ономнчески Й норог вредоносности ширины запрокинутой Количество растений на одном метре;, 1/м 02 0,1

Количество метров ради, приходящееся на один сорняк, м 4.1 7,2

Количество растений на одном квадратном метре, 1/м 0,5 0^

СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕРЕБЛЕНИЯ

Ц1 *

Л

ЗН

Полевые испытания экспериментального теребильного агрегата выявили не только его работоспособность и эффективность, но и возможность дальнейшего совершенствования. Для увеличения количества выдернутых с корневой системой высокостебельных сорняков, нами предложено устройство, обеспечивающее захват сорных растений за нижнюю часть стебля, без значительного повреждения листьев сахарной свеклы. Оно состоит из закрепленных поочередно на периферии захватывающих дисков прутков, изогнутых под углом 90°, которые отклоняют листья сахарной свеклы от дисков, и предотвращают их захват (рис. 9).

Предлагаемое устройство позволяет захватывать стебель сорняка за его нижнюю часть, что обеспечивает выдергивание сорняков с меньшей вероятностью обрыва стеблей.

ст

/я; V-4)

Рис. 9. Устройство для снижения высоты захвата сорняка

ОБОБЩЕНИЕ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Среди засорителей посевов сахарной свеклы тереблению поддаются марь белая и щирица запрокинутая, которые являются наиболее распространенными и наиболее вредоносными высокостебельными сорняками.

2. Установлено, что усилие теребления основных видов высокостс-бельных сорняков в посевах сахарной свеклы (мари белой и щирицы) составляет 10-600 Н, в зависимости от высоты растения и условий произрастания. Установлено, что при отклонении приложения усилия теребления от вертикали на 30° и более, усилие теребления снижается на 17%,

3. Влажность почвы оказывает существенное влияние на усилие теребления. При повышении влажности почвы с 15% до 34%, усилие теребления снижается на 86%.

4. Установлено, что усилие теребления зависит от механического состава почвы и ее плотности. На супесчаной почве (легкой по механическому составу), усилие теребления на 15% меньше, чем на средне-суглннистом черноземе (тяжелому по механическому составу). Увеличение плотности почвы с 1,0 г/см3 до 1,4 г/см3 усилие теребления щирицы запрокинутой повышается на 43%.

5. Выявлен оптимальный период машинного теребления мари белой и щирицы запрокинутой - в период до начала фазы образования и со-

зреышня семян, при этом захватывать сорняки рабочими органами необходимо на высоте не менее 5-10 см от верхушки стебля и как можно ниже к корневой системе.

6. Испытание теребильного устройства выявило его работоспособность и эффективность. Количество выдернутых растений мари белой составило 62%, оборванных — 23%, щирицы запрокинутой - 69%. Остальные растения обрывались в местах захвата рабочими органами или обшмыгивались вместе с цветоносными побегами.

7. Использование теребильного устройства в лабораторно-полевом опыте позволило снизить массу сорняков в конце вегетации в посевах сахарной свеклы на 52%, а скашивание - на 29%, что обеспечило повышение урожайности корнеплодов свеклы на 38 и 21% соответственно.

8. При подкашивании или тереблении высокостебельных сорняков во второй половине вегетации может повреждаться верхняя часть ботвы сахарной свеклы. Установлено, что скашивание 8% массы ботвы не сказывается отрицательно на продуктивности корнеплодов.

9. Выявлен экономический порог вредоносности, определяющий целесообразность применения шестирядного теребильного агрегата. Для удаления мари белой он равен 0,3 на 1 м (или одно растение па 7 м рядка.); для щирицы запрокинутой - 0,2 на 1 м2 (одно растение на 4 м рядка).

10. Условный чистый доход от использования теребильного устройства в производственных условиях составил 7,34 тыс. руб./га.

Предложения производству

1. Результаты исследований показали, что машинное теребление необходимо проводить при наличии в посевах сахарной свеклы высокостебельной мари белой более одного растения на 7 м рядка, а щирицы запрокинутой - более одного растения на 4 м рядка, что обеспечит снижение засоренности посевов в конце вегетации на 52%. Выполнять процесс теребления следует до начала фазы образования и созревания семян, когда точка обрыва находится на максимальной высоте, а также при превышении сорняками верхнего уровня ботвы сахарной свеклы на 15-20 см.

2. Конструкторским организациям и предприятиям сельскохозяйственного машиностроения, в том числе местной промышленности, предлагаем организовать производство машин для теребления высокостебельных сорняков.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Бартенев И.И. Как бороться с сорняками / Бартенев И.И., Сергеев Д.Г. И Сахарная свекла. - 2001.- №5. -С.24-25.

2. Возделывание сахарной свеклы без гербицидов / Нанаенко Л.К., Рен-гачПН., Сергеев Д.Г. и др. // Сахарная свекла. - 2002. - №4. -С.9-11.

3. Сергеев Д.Г. Борьба с высокостебельными сорняками в посевах пропашных культур / Сергеев Д.Г. // Аграрная наука в начале XXI века: Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. — Воронеж, 2002. - С. 170-173.

4. Бартенев И.И. Эффективность применения' различных способов борьбы с высокостебельными сорняками в посевах пропашных культур / Бартенев И.И., Сергеев Д.Г. // Научное обеспечение устойчивого свекловодства в России. - Воронеж, 2003. - С. 175-177,

5. Пат, RU 31901 Ul А 01 В 39/18 Устройство для выдергивания высокостебельных сорняков / Сергеев Д.Г., Бартенев И.И., Корниенко А.В., Парфенов А.М.

Выражаю искреннюю благодарность за оказание консультативной помощи в выполнении диссертационной работы докт. с.х наук, проф., ч.к РАСХН, заел. деятелю науки РФ A.B. Корниенко и канд. с.х. наук, ведl научному сотр. Г.Я. Сергееву.

Подписано в печать 4.02.2004 г. Формат 60x841Л6 П.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №5847

Всероссийский НИИ сахарной свеклы и сахара им. АЛ. Мазлумова

Типография ВНИИСС 396030, Воронежская область, Рамонский район, п. ВНИИСС, д. 84