Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Совершенствование технологии возделывания и повышения продуктивности зерновых и технических культур при орошении на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование технологии возделывания и повышения продуктивности зерновых и технических культур при орошении на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья"

На правах рукописи

ЮГОВ АНАТОЛИИ ВИКТОРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ЗЕРНОВЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ КУЛЬТУР ПРИ ОРОШЕНИИ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

Специальность 06.01.09 — растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Краснодар - 2009

- 3 ДЕК 2009

003486435

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» в 1999-2006 гг.

Научный консультант: заслуженный деятель науки РФ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Малюга Николай Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Фролов Сергей Александрович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ненько Наталья Ивановна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Желтопузов Владимир Николаевич

Ведущая организация: ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский.

институт масличных культур им. B.C. Пустовойта» Россельхозакадемии

Защита состоится «24» декабря 2009 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 220.038.03 при ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина 13, КубГАУ (гл. корпус, ауд. 209).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», а с авторефератом - на сайте ВАК РФ в сети Интернет и официальном сайте http://www.kubsau.ru

Автореферат разослан « » ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кравцов A.M.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Устойчивое развитие агропромышленного комплекса Российской Федерации в значительной мере определяется стабильностью и эффективностью производства сельскохозяйственной продукции растениеводства.

Западное Предкавказье, в том числе и Краснодарский край - одна из самых благоприятных зон для производства сельскохозяйственной продукции нашей страны, и одновременно ее можно характеризовать как зону с наиболее обостренными агроэкологическими и экономическими противоречиями, в связи с интенсивным использованием земли, отсутствием ландшафтного подхода к системе земледелия и почвозащитных технологий возделывания культур.

Краснодарский край является ведущим регионом по производству зерна озимой пшеницы, кукурузы, сои и корнеплодов сахарной свеклы. Здесь размещается более 1 млн га посевов озимой пшеницы, 270-320 тыс. га зерновой кукурузы, около 100 тыс. га сои и более 130 тыс. га сахарной свеклы.

Разработанные и широко внедренные в производство в середине 80-х годов интенсивные технологии возделывания, базировавшиеся на отвальной обработке почвы и минеральной системе удобрения, позволяли ежегодно производить 5,5-6,0 млн т корнеплодов сахарной свеклы при средней урожайности около 300 ц/га, озимой пшеницы 4,9-5,0 млн. т при средней урожайности 40,0 ц/га, кукурузы 649,3-737,1 тыс. т при средней урожайности 33,5 ц/га и 42,4 тыс. т зерна сои при средней урожайности 13,8 ц/га.

В результате такой интенсификации земледелия ускорились деграда-ционные процессы черноземов Западного Предкавказья, усилились эрозия и дефляция почв. Наиболее остро встал вопрос о состоянии плодородия староорошаемых земель (площадь - 468 тыс. га), где деградационные процессы протекают интенсивнее, чем на богаре. Содержание гумуса в них уменьшилось более чем на 40%, ухудшились водно-физические и агрохимические свойства, выразившиеся в уплотнении и слитизации почв, обесструктурива-нии их, снижении водопроницаемости, ухудшении водного, воздушного и пищевого режимов.

Усилил развитие негативных процессов глубокий спад производства в АПК Краснодарского края в последнем десятилетии XX в., вызванный переходом страны к рыночной экономике.

Сложное финансово-экономическое положение в большинстве хозяйств края способствовало существенному снижению применения как органических, так и минеральных удобрений. Эти явления и нарушение сроков и качества выполняемых агроприемов привели к значительному снижению урожайности, прежде всего основной продовольственной культуры края -озимой пшеницы - с 56,4 в 1990 г. до 30,3 ц/га в 1998 г., а также кукурузы -

с 35,9 до 13,3 ц/га, сахарной свеклы - с 325,0 до 165,0 ц/га и сои с 13,8 до 8,7 ц/га.

В сложившихся рыночных отношениях важнейшим условием развития АПК Краснодарского края является переход к адаптивно-ландшафтной системе земледелия, предусматривающей внедрение альтернативных ресурсосберегающих почвозащитных технологий, адаптированных к различным агро-ландшафтам и позволяющим увеличить устойчивость основных полевых культур к биотическим и абиотическим факторам.

Основой альтернативных технологий, базирующихся на принципах биологизации, максимального энерго- и ресурсосбережения, сохранения и повышения плодородия почвы, охраны окружающей среды, а также высокой доходности, должно стать формирование высокопродуктивных агрофитоце-нозов, в которых предлагаемые агротехнологии удовлетворяли бы основным требованиям культур к факторам внешней среды,

Применение этих технологий позволит не только реализовать высокую продуктивность новых интенсивных сортов озимой пшеницы, выращиваемых после поздних пропашных предшественников, сои, высокопродуктивных гибридов кукурузы, сахарной свеклы, но и стабилизировать по годам урожайность этих культур, сохраняя высокое качество и конкурентоспособность продукции, а также плодородие староорошаемых земель и окружающую среДУ-

Цель и задачи исследований. Цель работы - научно обосновать и разработать для хозяйств альтернативные технологии возделывания зерновых и технических культур, обеспечивающих получение конкурентоспособной продукции в условиях орошаемого агроландшафта и предотвращение дегра-дационных процессов чернозема выщелоченного староорошаемого Западного Предкавказья.

Для достижения поставленной цели на вариантах изучаемых технологий решались следующие задачи:

-изучить особенности роста, развития и продуктивности культур в звене орошаемого севооборота сахарная свекла - соя - кукуруза на зерно - озимая пшеница;

-установить влияние фотосинтетической деятельности посевов на продуктивность полевых культур;

-оценить возможности рационального использования оросительной воды культурами;

-определить количественные критерии зависимости биометрических показателей растений, фотосинтетической деятельности, элементов структуры урожая, урожайности и качества продукции от изучаемых элементов технологий возделывания культур;

-установить действие изучаемых технологий и составляющих их элементов на урожайность и технологические качества зерна озимой пшеницы,

кукурузы, сои, корнеплодов сахарной свеклы и установить их корреляционные связи;

-изучить влияние различных технологий возделывания на изменение содержания органического вещества в почве и агрофизических свойств староорошаемого чернозема в звене севооборота сахарная свекла - соя - кукуруза на зерно - озимая пшеница;

-определить влияние альтернативных технологий возделывания на продуктивность, экономическую и энергетическую эффективность изучаемых полевых культур;

-оценить фитосанитарное состояние агроценозов озимой пшеницы, кукурузы, сои и сахарной свеклы при разных технологиях их возделывания;

-на основании полученных данных предложить производству альтернативные ресурсо- и энергосберегающие технологии возделывания озимой пшеницы, кукурузы на зерно, сои и сахарной свеклы на староорошаемом черноземе выщелоченном Западного Предкавказья, обеспечивающих сохранение плодородия почвы и получение конкурентоспособной продукции.

Научная новизна. В условиях Западного Предкавказья разработаны альтернативные технологии возделывания зерновых и технических культур при орошении, основанные на сочетании факторов минерального питания и способов основной обработки почвы в низменно-западинном агроландшафте, базирующихся на принципах биологизации, экологизации, ресурсо- и энергосбережения, сохранения и воспроизводства почвенного плодородия чернозема выщелоченного.

Практическая значимость работы. Сельскохозяйственному производству предложены альтернативные, экономически и энергетически обоснованные технологии возделывания зерновых и технических культур при орошении, предусматривающие получение конкурентоспособной продукции при сохранении и воспроизводстве почвенного плодородия.

Полученные результаты работы легли в основу рекомендаций для АПК «Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края» (Краснодар, 2008), монографии «Биология и особенности агротехники выращивания сахарной свеклы на деградированном староорошаемом выщелоченном черноземе Западного Предкавказья» (Краснодар, 2008).

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на ежегодных (1999-2006) научных конференциях сотрудников Кубанского госагро-университета, на всероссийских научно-практических конференциях (Краснодар, 2002,2006, 2007, 2008; Майкоп 2008), на совещаниях-семинарах руководителей и специалистов хозяйств районов Краснодарского края по вопросам технологии возделывания и ухода за посевами зерновых и технических культур (Краснодар, 2000-2008), на заседании научно-методического совета КубГАУ.

Апробация разработанных альтернативных технологий возделывания зерновых и технических культур проводилась в учхозах «Кубань» и «Красно-

дарское» Кубанского ГАУ, в хозяйствах «Нива Кубани» и «Агроколледж» Брюховецкого района, «Победа» Каневского района Краснодарского края в

2002-2004 гг., а внедрение научных разработок осуществлялось в

2003-2006 гг.

Публикация результатов исследований. Материалы опубликованы в 33 работах общим объемом 21,7 печатных листа.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 456 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству. Она включает 14 рисунков, 70 таблиц в тексте и 50 в приложениях. Список используемой литературы насчитывает 570 наименований, в том числе 22 иностранных авторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Теоретическое обоснование биологизированных, энергоресурсосберегающих технологий возделывания сахарной свеклы, сои, кукурузы на зерно и озимой пшеницы, обеспечивающих стабилизацию сельскохозяйственного производства и повышение продуктивности пашни в низменно-западинном орошаемом агроландшафте;

2. Влияние технологий возделывания технических и зерновых культур на плодородие орошаемого чернозема выщелоченного в условиях низменно-западинного агроландшафта Западного Предкавказья;

3. Оценка экономической и биоэнергетической эффективности технологий возделывания зерновых и технических культур в низменно-западинном орошаемом агроландшафте;

4. Обоснование возможности получения конкурентоспособной продукции на основе биологизации технологий возделывания зерновых и технических культур в данном агроландшафте.

Автор глубоко признателен и выражает искреннюю благодарность научному консультанту - доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н.Г. Малюге за неоценимую помощь в разработке программы, проведении исследований и подготовке данной диссертации, соавторам публикаций и сотрудникам кафедры орошаемого земледелия во главе с ее заведующим, профессором В.П. Василько, за помощь и непосредственное участие в проведении наблюдений, учетов и анализов в полевых и лабораторных опытах.

1. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ И ПРОПАШНЫХ КУЛЬТУР (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

На основе анализа научной литературы рассмотрено состояние изученности влияния агротехнологий, отдельных их элементов - систем удобрения и способов основной обработки почвы на плодородие черноземных почв, а также орошения на рост, развитие, урожайность и качество зерна озимой пшеницы, кукурузы на зерно, сои и корнеплодов сахарной свеклы в условиях орошения не только различных регионов РФ, но и за рубежом. Обсуждаются

вопросы биологизации и экологизации технологий возделывания полевых культур. Рассматривается возможность повышения эффективности отдельных элементов агротехнологий, влияющих на качество и конкурентоспособность продукции, сохранения плодородия почв и окружающей среды.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Программа исследований разработана в соответствии с планом НИР Кубанского государственного аграрного университета, № госрегистрации 1991-1995 гг. - 01910049869, 1996-2000 гг. - 01960009000, 2000-2005 гг. -01200113454.

Разработка, методика и исследования проводились на протяжении 15 опыта-лет в стационарном многофакторном опыте на опытном поле Кубанского государственного аграрного университета, расположенном в зоне неустойчивого увлажнения на черноземе выщелоченном слабогумусном сверхмощном легкоглинистом в низменно-западинном агроландшафте. В его основе лежит семипольный травяно-зернопропашной орошаемый севооборот со следующим чередованием культур: люцерна - люцерна - озимая пшеница -сахарная свекла - соя — кукуруза на зерно - озимая пшеница.

Опыт разворачивался с 1991 г. на трех полях с ежегодным вхождением в севооборот сахарной свеклой. Наши исследования начаты в 1999 году с размещением культур в первом поле в 1999 г. - сахарной свеклы, в 2000 г. -сои, в 2001 г. - кукурузы на зерно и в 2002 г. - озимой пшеницы. На втором и третьем полях севооборота шло смещение чередования культур на 1 год. Такое расположение культур во времени и пространстве дало возможность получить по каждой из них трехлетние данные о влиянии технологий возделывания на величину и качество урожая.

В опыте изучались два фактора: А - система обработки почвы, В - система удобрений. По фактору А изучалось четыре варианта: 1) отвальная -разноглубинная вспашка плугом под все культуры севооборота; 2) безотвальная - разноглубинная обработка плоскорезом под все культуры, а под сахарную свеклу и кукурузу + обработка рыхлителем на глубину 70 см; 3) отваль-но-безотвальная - разноглубинная отвальная вспашка плугом, а под сахарную свеклу и кукурузу на зерно - разноглубинная обработка плоскорезом + обработка рыхлителем на глубину 70 см; 4) поверхностная - дискование в два следа под все культуры севооборота на глубину до 8 см.

По фактору В изучались четыре системы удобрений: 1) без удобрений (контроль), 2) минеральная, 3) органоминеральная; 4) органическая. В основу системы удобрения положен балансовый метод расчета возврата гумуса - при минеральной системе - 75%, при органоминеральной - 100%, при органической - 125%.

В целом в опыте изучалось 16 технологий возделывания каждой культуры. Основная часть наблюдений и анализов в наших исследованиях прово-

дилась на семи альтернативных технологиях возделывания сахарной свеклы, сои, кукурузы и озимой пшеницы.

Схема опыта представлена в таблицах 1 и 2.

Общая площадь делянки 24,0 м х 7,0 м = 168 м2; учетная для озимой пшеницы и сои 2,0 м х 24,0 м = 48 м2, для кукурузы 2,8 м х 24 м = 67,2 м2, для сахарной свеклы 2,7 м х 24 м = 64,8 м2. Повторность в опыте трехкратная. Расположение делянок - систематическое, последовательное в два яруса. Поливы осуществлялись дождевальной машиной ДЦН-70 водой реки Кубань при снижении влажности активного корнеобитаемого слоя почвы в фазы развития под озимой пшеницей до 75-80-70% НВ в слое 0,6 м, под сахарной свеклой до 70-80-65% НВ в слое 0,6 м, под соей - до 70-80-70% НВ в слое 0,5 м и кукурузой на зерно до 70-80-70% НВ в слое 0,6 м.

Тип воды - гидрокарбонатно-капьциевый с общей минерализацией 0,32-0,37 г/л соотношением Ыа+/Са++ -0,5 и низким содержанием токсичного С1 - 29-35мг/л. Эти показатели характеризуют воду реки Кубань как вполне пригодную для орошения. Ирригационный коэффициент - 54-56, т. е. ее можно применять без специальных мер, предупреждающих накопление щелочей. Такая вода не угрожает почве ни засолением, ни осолонцеванием и может применяться для орошения без ограничений.

Наблюдения, учеты и анализы проводились по двум блокам: блок-компоненту «почва» и блок-компоненту «растение».

По блок-компоненту «почва» на посевах зерновых и технических культур изучали:

1. Объемную массу почвы определяли методом патронов (объем патронов - 200 см3) на глубину 0-10, 10-20, 20-30, 30-50 и 50-70 см в фазу полной спелости у озимой пшеницы, налива бобов у сои, выметывания у кукурузы и смыкания листьев в междурядье у сахарной свеклы. Повторность определения в пахотном слое 5-кратная, подпахотных - 3-кратная.

2. Агрегатный состав и водопрочность почвенных агрегатов определяли методом сухого фракционирования по Н. И. Саввинову в модификации Агрофизического института (1966) по слоям: 0-10,10-20, 20-30,30-50, 50-70 в 3-кратной повторности в фазу полной спелости у озимой пшеницы, налива бобов у сои, выметывания у кукурузы и смыкания листьев в междурядье - у сахарной свеклы.

3. Влажность почвы для назначения вегетационных поливов определялась термостатно-весовым методом с отбором проб буром С. Ф. Неговелова через каждые 10 дней на глубину 60 см, а для определения запасов влаги на глубину 2 м через каждые 20 см в 3-кратной повторности: в фазу полных всходов культур, а на озимой пшенице в начале возобновления весенней вегетации и в конце вегетации - перед уборкой урожая у всех изучаемых культур. Производился расчет запасов продуктивной влаги (мм), суммарного водопо-требления и коэффициента водопотребления изучаемых культур.

Таблица 1 - Схема опыта по изучению технологий возделывания сахарной свеклы, сои, кукурузы на зерно и озимой пшеницы при орошении на черноземе выщелоченном староорошаемом деградированном (фактор А - основная обработка почвы)

Технология Культура

Сахарная свекла Соя Кукуруза на зерно Озимая пшеница

Экстенсивная 1 (контроль) Обработка плугом на глубину 30-32 см Обработка плугом на глубину 25-27 см Обработка плугом на глубину 28-30 см Обработка плугом на глубину 20-22 см

Экстенсивная 2 Обработка дисками в два следа на глубину 6-8 см Обработка дисками в два следа на глубину 6-8 см Обработка дисками в два следа на глубину 6-8 см Обработка дисками в два следа на глубину 6-8 см

Энергоресурсосберегающая Обработка дисками в два следа на глубину 6-8 см Обработка дисками в два следа на глубину 6-8 см Обработка дисками в два следа на глубину 6-8 см Обработка дисками в два следа на глубину 6-8 см

Базовая Обработка плугом на глубину 30-32 см Обработка плугом на глубину 25-27 см Обработка плугом на глубину 28-30 см Обработка плугом на глубину 20-22 см

Экологически допустимая Обработка плугом на глубину 30-32 см Обработка плугом на глубину 25-27 см Обработка плугом на глубину 28-30 см Обработка плугом на глубину 20-22 см

Почвозащитная Обработка плоскорезом на глубину 30-32 см + глубокое рыхление на глубину 70 см Обработка плоскорезом на глубину 25-27 см Обработка плоскорезом на глубину 28-30 см + глубокое рыхление на глубину 70 см Обработка плоскорезом на глубину 20-22 см

Мелиоративная Обработка плоскорезом на глубину 30-32 см + глубокое рыхление на глубину 70 см Обработка плоскорезом на глубину 25-27 см Обработка плоскорезом на глубину 28-30 см + глубокое рыхление на глубину 70 см Обработка плоскорезом на глубину 20-22 см

Таблица 2 - Схема опыта по изучению технологий возделывания сахарной свеклы, сои, кукурузы на зерно и озимой пшеницы при орошении на черноземе выщелоченном староорошаемом деградированном (фактор В — система удобрения)

Технология Культура

Сахарная свекла Соя Кукуруза на зерно Озимая пшеница

Экстенсивная 1 (контроль) Без применения удобрений Без применения удобрений Без применения удобрений Без применения удобрений

Экстенсивная 2 Без применения удобрений Без применения удобрений Без применения удобрений Без применения удобрений

Энергоресурсосберегающая Минеральная система -дозаМиоРадКбо под основную обработку + доза N30X50 в подкормку в фазу смыкания листьев в ряду Минеральная система -доза Р50К30 под основную обработку + доза N$0 в подкормку в фазу бутонизации Минеральная система -доза ^оРбоКэд под основную обработку + доза N40 в подкормку в фазу 7-8 листьев Минеральная система -доза N^20 под основную обработку + N30 рано весной + N30 в фазу выхода в трубку

Базовая Минеральная система -дозаМцоР^оК«) под основную обработку + доза N30^0 в подкормку в фазу смыхания листьев в ряду Минеральная система -доза Р50К30 под основную обработку + доза N$0 в подкормку в фазу бутонизации Минеральная система -доза ИвоРбоК*) под основную обработку + доза N40 в подкормку в фазу 7-8 листьев Минеральная система -доза N4^20 под основную обработку + N30 рано весной + N30 в фазу выхода в трубку

Экологически допустимая Органоминеральная система -доэаМиоЯчоКбо под основную обработку + доза Ы30К$0 в подкормку в фазу смыкания листьев в ряду Органоминеральная система -доза р5оК3о под основную обработку + доза N$0 в подкормку в фазу бутонизации Органоминеральная система-2,5 т/га соломы сои + доза К^Кро под основную обработку + доза Ы$оРзо в подкормку в фазу 7-8 листьев Органоминеральная система - доза N40?и> под основную обработку + N30 рано весной + N30 в фазу выхода в трубку

Почвозащитная Органоминеральная система* доза КцоРяКм П°Д основную обработку + доза Ы30К50 в подкормку в фазу смыкания листьев в ряду Органоминеральная система -доза Р$оК3о под основную обработку + доза N50 в подкормку в фазу бутонизации Органоминеральная система -2,5 т/га соломы сои + доза К^Кэд под основную обработку + доза Ы5оРзо в подкормку в фазу 7-8 листьев Органоминеральная система - доза N40?» под основную обработку + N30 рано весной + N30 в фазу выхода в трубку

Мелиоративная Органическая система -навоз 80 т/га под основную обработку + доза N30 в подкормку в фазу смыкания листьев в ряду Органическая система -доза Рзо в подкормку в фазу бутонизации Органическая система -2,5 т/га соломы сои под основную обработку + доза ИзоРэо в подкормку в фазу 7-8 листьев Органическая система -доза Рзо под основную обработку + N30 рано весной + N40 в фазу выхода в трубку

Примечание: минеральная система (обеспечивает 75% возврат гумуса в севообороте); органоминеральная система (обеспечивает 100% возврат гумуса в севообороте) предусматривает внесение 6,6 т/га соломы озимой пшеницы под посев люцерны и 2,5 т/га соломы сои под посев кукурузы на зерно; органическая система (обеспечивает 125% возврат гумуса в севообороте) предусматривает в севообороте внесение навоза в дозе 80 т/га, внесение 6,6 т/га соломы озимой пшеницы под посев люцерны и 2,5 т/га соломы сои под посев кукурузы на зерно.

4. Содержание общего гумуса определяли по И.В. Тюрину (ГОСТ 26213-94). Содержание минерального азота (нитратного и аммиачного) определяли на автоматическом анализаторе «Skalar» (ГОСТ 26488-85 и ГОСТ 26489-85), подвижного фосфора и обменного калия - по Мачигину (ГОСТ 26205-91) в следующие сроки: на озимой пшенице после получения всходов, перед выходом в трубку и перед уборкой; на сахарной свекле - в фазах всходов, смыкания листьев в ряду и перед уборкой; на сое в фазах всходов, бутонизации и в полную спелость, на кукурузе в фазах всходов, выметывания и перед уборкой.

В программу исследований по блок-компоненту «растение» на посевах озимой пшеницы, сахарной свеклы, кукурузы на зерно и сои были включены следующие наблюдения, учеты и анализы:

1. Фенологические наблюдения - по «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1972). Отмечались следующие фазы вегетации: у озимой пшеницы - всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, молочная, восковая и полная спелость зерна;

- у сахарной свеклы - всходы, появление первой, второй, третьей пары настоящих листьев, смыкание и размыкание листьев в рядах и междурядьях;

- у сои - всходы, бутонизация, цветение, налив семян, полная спелость;

- у кукурузы - всходы, фазы 3-4 и 7-8 листьев, выметывание, цветения метелки и початков, молочная, восковая и полная спелость зерна.

2. Густоту стояния растений изучаемых культур - по «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1972) в сроки: на посевах озимой пшеницы - в фазе полных всходов, в начале возобновления весенней вегетации, в фазах колошения и полной спелости; на посевах кукурузы, сахарной свеклы и сои - в фазе полных всходов и перед уборкой урожая.

3. Площадь листовой поверхности у растений озимой пшеницы определяли по методике A.A. Ничипоровича (1977) на 40 растениях (по 20 из двух несмежных повторений) в следующие фазы: весеннего кущения, начала выхода в трубку, колошения - цветения, молочной, восковой спелости.

На посевах сахарной свеклы этот показатель определялся на 1-е число каждого месяца, начиная с июня до уборки, на 40 постоянно закрепленных растениях по каждому варианту опыта (по 20 из двух несмежных повторений) по методике Н.И. Орловского (1948).

На посевах сои площадь листовой поверхности учитывали методом высечек на 40 растениях (по 20 из двух не смежных повторений) в следующие фазы: бутонизации, цветения, налива семян.

На посевах кукурузы площадь ассимиляционной поверхности определяли согласно методике ВНИИкукурузы (1980) в фазы 3-4 и 7-8 листьев, выметывания и молочно-восковой спелости.

4. Накопление воздушно-сухой массы изучаемых культур определяли в те же сроки, что и площадь листовой поверхности.

5. Фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза посевов изучаемых культур определяли по А. А. Ничипоровичу (1977).

6. Высота растений кукурузы, озимой пшеницы и сои определялась согласно «Рекомендациям по методике проведения наблюдений и исследований в полевом опыте» (1975) в те же сроки, что и площадь листовой поверхности.

7. Засоренность посевов с разделением на однолетние и многолетние по методике ВИЗР (1984): у озимой пшеницы в начале весенней вегетации и перед уборкой; у кукурузы, сои и сахарной свеклы - в начале вегетации и перед уборкой урожая.

8. Структуру урожая: озимой пшеницы - по методике ГСУ по пробным снопам, отобранным в трех местах по диагонали делянки на площадках общей площадью 1 м2 с двух несмежных повторений каждого варианта опыта перед уборкой. При анализе снопа учитывали: число растений, количество продуктивных и непродуктивных стеблей на 1 м2, высоту растений и элементы продуктивности колоса (длину колоса, число колосков в колосе, число зерен в колосе, массу зерна с колоса) на 50 растениях с каждого варианта (по 25 с двух несмежных повторений), массу 1000 зерен;

- кукурузы - по методике ВНИИ кукурузы на двух несмежных повторениях каждого варианта опыта перед уборкой урожая. Определяли: длину початка, в том числе невыполненной его части, количество рядов и число зерен в початке (озерненность), массу початка, массу зерна с початка и растения, массу 1000 зерен, выход зерна с початка;

- сои - по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур на двух несмежных повторениях каждого варианта опыта перед уборкой урожая. Определяли: количество бобов, количество семян с растения, массу семян с 1 растения, массу 1000 семян.

9. Учет урожая: озимой пшеницы и сои - методом сплошной уборки прямым комбайнировании малогабаритным комбайном «Сампо 500» в фазу полной спелости зерна со всей учетной площади делянки с последующим пересчетом на стандартную (14%) влажность и 100%-ную чистоту зерна;

- кукурузы - путем сплошной ломки вручную всех початков с учетной площади делянки. Урожайность зерна пересчитывалась на 100%-ную чистоту и 14%-ную влажность;

- сахарной свеклы - при сплошной уборке вручную учетной площади делянки.

10. Качественная оценка зерна озимой пшеницы проводилась в лаборатории технологической оценки качества зерна КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко согласно ГОСТ 13586-1-68.

И. Содержание сахара в корнеплодах определяли методом холодной водной дигестии с помощью поляриметра СУ-3.

12. Статистическая обработка результатов исследований проведена на ВЦ КубГАУ методами корреляционного и дисперсионного анализа (Б .А. Доспехов, 1973).

13. Экономическая эффективность изучаемых технологий возделывания озимой пшеницы, сахарной свеклы, сои и кукурузы на зерно рассчитывалась в соответствии с рекомендациями по определению экономической эф-

фективности использования научных разработок в земледелии (1986), биоэнергетическая эффективность - по методике КубГАУ (1995).

Агротехника в опыте, кроме изучаемых факторов, соответствовала принятым рекомендациям для производственных посевов.

В опытах использовали сорта озимой пшеницы - Победа 50 (после кукурузы на зерно), сои - Ламберт, гибриды кукурузы на зерно - Краснодарский 382 МВ и сахарной свеклы - Дружба МС-34.

Климат Краснодарского края - умеренно-континентальный. Погодные условия в годы проведения исследований, по данным метеостанции «Круг-лик» г. Краснодара, были различными. В целом для роста и развития растений, формирования высокой продуктивности погодные условия 1998/99 с.-х. года можно охарактеризовать как жесткие для сахарной свеклы; 1999/2000 с.-х. года - как благоприятные для сахарной свеклы и очень жесткие для сои; 2000/01 с.-х. года - как удовлетворительные для сахарной свеклы и сои и очень неблагоприятные для кукурузы; 2001/02 с.-х. года - как благоприятные для озимой пшеницы и кукурузы и сои; 2002/03 с.-х. года - как неблагоприятные для озимой пшеницы и кукурузы; 2003/04 с.-х. года - как благоприятные для озимой пшеницы.

3. ОСОБЕННОСТИ РОСТА, РАЗВИТИЯ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ИЗУЧАЕМЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕХНОЛОГИЙ ИХ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

3.1 Рост, развитие и продуктивность сахарной свеклы

Изучаемые технологии возделывания оказывали определенное влияние на наступление фаз вегетации сахарной свеклы. За счет применения минеральных и органических удобрений на вариантах с экологически допустимой, почвозащитной, мелиоративной, базовой и энергоресурсосберегающей технологиями наблюдалось более быстрое по сравнению с экстенсивными технологиями наступление фазы смыкания листьев в рядах (на 3-5 дней) и в междурядьях - на 4-7 дней.

Размыкание листьев в междурядьях наблюдалось только на вариантах с экстенсивными технологиями, где сахарная свекла выращивалась без применения удобрений. Фаза размыкания листьев в рядах во все годы исследований на всех вариантах опыта до уборки урожая не наступала.

Продуктивность культуры обусловливается ассимиляционной листовой поверхностью растений, которая является одним из основных показателей интенсивности роста сахарной свеклы (таблица 3).

Максимальную площадь листовой поверхности в течение всей вегетации формировали посевы сахарной свеклы при выращивании ее по экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологиям. Разница с контролем в первый срок наблюдений составила 64-67%, во второй -

121-122%, в третий - 75-76% и в четвертый - 9-13%. Минимальная площадь листовой поверхности наблюдалась на вариантах с энергоресурсосберегающей и экстенсивными технологиями.

Таблица 3 - Ассимиляционная поверхность листьев сахарной свеклы при орошении в зависимости от технологии возделывания, см2 на растение (среднее за 1999-2001 гг.)

Технология Дата

1.06 1.07 1.08 1.09

Экстенсивная 1 (контроль) 635 1542 2364 1040

Экстенсивная 2 517 1046 1831 678

Энергоресурсосберегающая 834 2188 2505 939

Базовая 949 3336 3986 1291

Экологически допустимая 1046 3426 4150 1174

Почвозащитная 1041 3399 4144 1136

Мелиоративная 1060 3424 4147 1151

НСР05 49 60 121 51

Математическая обработка полученных данных методом регрессионного анализа выявила во все сроки наблюдений тесную положительную корреляционную связь (г = 0,800-0,987) между показателями площади листовой поверхности и урожайностью корнеплодов сахарной свеклы.

Фотосинтетическая деятельность посевов сахарной свеклы зависела прежде всего от технологий возделывания этой культуры (рисунок 1). Благоприятные условия для роста и развития растений, созданные при экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологиях, обеспечивали формирование посевов с более мощным фотосинтетическим потенциалом, равным в целом за вегетацию 2358,0-2403,5 тыс. м2/га» сутки, что превышало аналогичные показатели посевов на варианте с экстенсивной 1 технологией на 76-79%.

1.06-1.07

1.07-1.08

1.08-1.09

Период наблюдения

ЕВ Экстенсивная 1 (контроль) В Экстенсивная 2 ^ Энергоресурсосберегаюшая

В Базовая И Экологически допустимая И Почвозащитная

Э Мелиоративная

Рисунок 1 - Фотосинтетический потенциал растений сахарной свеклы при орошении в зависимости от технологии возделывания (среднее за 1999-2001 гг.)

Установлено, что между показателями фотосинтетической деятельности посевов сахарной свеклы и массой сырого вещества (как листьев, так и корнеплодов) обнаруживалась высокая положительная связь с коэффициентами корреляции при парном взаимодействии 0,832 и 0,761.

Формирование меньшей массы сырого вещества листьев на вариантах с экстенсивными технологиями обусловливало низкий показатель сырой массы корнеплода (таблица 4).

Благоприятные условия для роста и развития растений, созданные за счет применения в технологиях минеральных и органических удобрений вели к увеличению массы сырого вещества листьев в сравнении с экстенсивными технологиями.

К началу сентября показатель сырой массы корнеплода на вариантах опыта достиг максимальной величины за вегетацию растений сахарной свеклы. Наибольшим он был при возделывании сахарной свеклы по мелиоративной технологии, предусматривающей применение безотвальной обработки с глубоким рыхлением на фоне органический системы удобрения - 552,3 г на растение. Несколько меньшей сырая масса корнеплода была на вариантах с экологически допустимой и почвозащитной технологиями и составила 548,9-543,7 г на растение соответственно.

Таблица 4 - Динамика накопления сырой массы растениями сахарной свеклы по срокам наблюдений при орошении в зависимости от технологии возделывания, г на растение (среднее за 1999-2001 гг.)

Технология Дата

1.06 1.07 1.08 1.09

Листья

Экстенсивная 1 (контроль) 65,4 350,1 465,2 190,6

Экстенсивная 2 57,0 332,1 . 442,6 166,5

Энергоресурсосберегающая 69,1 360,8 475,2 215,9

Базовая 77,0 385,0 495,7 235,7

Экологически допустимая 76,0 398,0 522,0 256,0

Почвозащитная 76,4 392,8 510,4 250,3

Мелиоративная 76,1 401,7 520,6 252,7

Корнеплод

Экстенсивная 1 (контроль) 20,0 135,2 252,5 300,1

Экстенсивная 2 17,3 112,4 226,0 285,1

Энергоресурсосберегающая 23,6 135,1 374,0 474,7

Базовая 28,6 158,4 395,0 525,5

Экологически допустимая 30,0 169,0 425,0 548,9

Почвозащитная 29,0 160,3 398,9 543,7

Мелиоративная 29,7 160,8 404,9 552,3

Продуктивность сахарной свеклы при орошении в значительной степени определялась технологией возделывания. В среднем за годы исследований урожайность корнеплодов сахарной свеклы по вариантам опыта изменялась от 228,7 до 488,3 ц/га (таблица 5).

Минимальная урожайность сахарной свеклы была получена на вариантах с экстенсивными технологиями. При этом минимализация обработки почвы обуславливала достоверное снижение урожая корнеплодов сахарной свеклы по отношению к контролю на 44,8 ц/га, или 16,4%. Аналогичная тенденция наблюдалась и при использовании энергоресурсосберегающей технологии, повлекшей значительное уменьшение урожайности сахарной свеклы в сравнении с другими изучаемыми технологиями на 67,2-118,1 ц/га, или 18,2-31,9%.

Наибольшую урожайность сахарной свеклы, как по годам исследований, так и в среднем за три года (470,9-488,3 ц/га) обеспечивали экологически допустимая, почвозащитная и мелиоративная технологии. Создание на этих вариантах благоприятных условий роста и развития растений сахарной свеклы за счет оптимизации водного, воздушного и пищевого режимов почвы обеспечило прибавку по отношению к контрольному варианту 197,4-214,8 ц/га, или 72,2-78,5%.

Во все годы исследований максимальная сахаристость корнеплодов -15% была отмечена при возделывании сахарной свеклы по экстенсивной 2 технологии с применением минимальной обработки почвы. Замена в данной

технологии поверхностной обработки почвы на традиционную вспашку вела к снижению сахаристости на 1,1%.

Таблица 5 - Урожайность и качество корнеплодов сахарной свеклы при орошении в зависимости от технологии возделывания

1 Технология Урожайность, ц с 1 га В среднем за три года Отклонение от контроля Содержание сахара в среднем за три года, %

1999 г. 2000 г. 2001 г. ц/га %

Экстенсивная 1 (контроль) 215,3 268,0 337,2 273,5 - - 13,9

Экстенсивная 2 163,1 208,6 314,5 228,7 -44,8 -16,4 15,0

Энергоресурсосберегающая 311,8 348,7 450,1 370,2 +96,7 +35,4 13,4

Базовая 341,0 442,8 528,5 437,4 +163,9 +59,9 12,8

Экологически допустимая 409,7 488,0 567,2 488,3 +214,8 +78,5 12,8

Почвозащитная 384,7 470,3 557,8 470,9 +197,4 +72,2 12,8

Мелиоративная 392,6 491,5 540,0 474,7 +201,2 +73,6 12,7

НСР05 25,2 26,4 28,1 29,0 0,4

Применение в технологиях минеральных и органических удобрений, в предусмотренных дозах обусловливало существенное (на 1,1-1,2%) снижение содержания сахара в корнеплодах сахарной свеклы. Этот факт полностью подтверждается данными регрессионного анализа, где между сахаристостью и урожайностью корнеплодов сахарной свеклы существует тесная отрицательная корреляционная связь (г = -0,893).

Однако, внесение удобрений в изучаемых технологиях обеспечивало существенное увеличение сбора сахара за счет роста урожайности корнеплодов (рисунок 2).

В среднем за три года максимальный сбор сахара обеспечивала экологически допустимая технология, предусматривающая применение органоми-неральной системы удобрения в севообороте. Здесь сбор сахара составил 62,5 ц/га, что на 24,5 т/га, или в 1,6 раза, больше, чем на контроле. Технологии, основанные на безотвальной обработке с глубоким рыхлением, с использованием как органоминеральной, так и органической системы удобрений способствовали получению одинакового сбора сахара - 60,3 ц/га, что

всего лишь на 2,2 ц/га меньше, чем на варианте с экологически допустимой технологией.

Я Экстенсивная 1 (котроль) И Экстенсивная 1 ЕЗ Энергоресурсосберегающая О Базовая

Я Экологически допустимая Я Почвозащягаая ¡3 Мелиоративная

Технология

Рисунок 2 - Сбор сахара в зависимости от технологии возделывания сахарной свеклы при орошении (среднее за 1999-2001 гг.)

Минимальный сбор сахара в опыте (34,3-38,0 ц/га) был получен при выращивании сахарной свеклы по экстенсивным технологиям.

3.2 Рост, развитие и продуктивность сои

Возделывание сои по изучаемым технологиям при орошении на выщелоченном черноземе не оказывало существенного влияния на сроки наступления фенологических фаз и продолжительность как межфазных периодов, так и вегетационного в целом. В среднем за годы исследований вегетационный период сои (всходы-полная) спелость составил 128-129 дней.

Наибольшая изреживаемость растений наблюдалась при возделывании сои по экстенсивным технологиям. Здесь количество растений на единице площади составило 251,3-252,5 тыс. шт./га. С улучшением условий питания растений в изучаемых технологиях густота стояния растений повышалась в сравнении контролем на 5,3-10,1 тыс. шт./га, или на 2,1^4,0%. Максимальная плотность в агроценозе наблюдалась на вариантах с возделыванием сои по базовой, экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологиям (260,9-262,6 тыс. шт./га).

Высота растений сои в конце вегетации колебалась от 69,2 до 75,4 см. Наиболее высокорослыми были растения, возделываемые с применением в технологиях минеральных и органических удобрений, на фоне как традиционной вспашки, так и плоскорезной обработки (базовой, экологически допустимой и почвозащитной). Здесь высота достигла 74,4-75,4 см, что на

4,0-5,0 см больше, чем при экстенсивной 1 технологии. Последействие применения навоза, внесенного под предшествующую культуру - сахарную свеклу, при возделывании сои по мелиоративной технологии также способствовало увеличению высоты растений на 3,1 см в сравнении с контролем.

С помощью регрессионного анализа установлено, что между площадью листовой поверхности и урожайностью во все фазы вегетации существовала тесная положительная корреляционная связь (г = 0,952-0,988), что еще раз указывает на ведущую роль листовой поверхности в формировании высокого урожая.

Процесс нарастания листовой поверхности у изучаемого сорта продолжался вплоть до фазы налива семян по всем изучаемым в опыте технологиям. В среднем за годы исследования в этот период площадь листьев составила по вариантам опыта 1510,3-2861 см2 на растение (таблица 6).

Таблица 6 - Ассимиляционная поверхность листьев по фазам вегетации сои

при орошении в зависимости от технологии возделывания, см2 на растение (среднее за 2000-2002 гг.)

Технология Фаза вегетации

бутонизация цветение налив семян

Экстенсивная 1 (контроль) 306 930 1510

Экстенсивная 2 322 1075 1603

Энергоресурсосберегающая 368 1152 2470

Базовая 397 1257 2791

Экологически допустимая 408 1361 2861

Почвозащитная 401 1216 2646

Мелиоративная 387 1209 2617

НСР05 26 100 140

Максимальная площадь листовой поверхности (2861 см2/растение) была сформирована на варианте с возделыванием сои по экологически допустимой технологии, предусматривающей применение вспашки на фоне орга-номинеральной системы удобрения.

Такая же закономерность отмечалась и по показателю фотосинтетического потенциала. Наименьшим фотосинтетическим потенциалом обладали посевы сои, возделываемые по экстенсивным технологиям (рисунок 3). На этих вариантах его величина в целом за период бутонизация - налив семян составила 1498-1644 тыс. м2/га» сутки.

Улучшение питательного режима почвы на других изучаемых вариантах способствовало увеличению фотосинтетического потенциала сои по сравнению с контролем на 46,9-74,4%. При этом отмечалось преимущество по данному показателю посевов сои, возделываемых по экологически допустимой технологии. Здесь фотосинтетический потенциал составил 2612 тыс. м2/га» сутки, что в 1,7 раза больше, чем на контроле. Несколько меньший фотосинтетический потенциал наблюдался на вариантах с базовой, а также почвозащитной и мелиоративной технологиями.

Бутонизация - цветение Цветение - налив семян

Межфазный период

@ Экстенсивная 1 (контроль) 0 Экстенсивная 2 ® Энергоресурсосберегаюшая

Э Базовая К Экологически допустимая И Почвозащитная

® Мелиоративная

Рисунок 3 - Фотосинтетический потенциал посевов по фазам вегетации сои при орошении в зависимости от технологии возделывания (среднее за 2000-2002 гг.)

Расчеты коэффициентов корреляции между фотосинтетическим потенциалом во все фазы и урожайностью сои показали высокую положительную зависимость (г = 0,982-0,995).

Наибольшая величина площади листовой поверхности и фотосинтетического потенциала на вариантах с экологически допустимой, базовой и почвозащитной технологиями возделывания сои обеспечивали к фазе полной спелости семян и большее на 37,7-39,7% по сравнению с контролем накопление воздушно-сухого вещества (таблица 7).

Согласно данным регрессионного анализа, между воздушно-сухой массой растений сои и урожайностью во все сроки наблюдений была установлена высокая положительная корреляция (г = 0,973-0,993).

Таблица 7 - Динамика воздушно-сухой массы сои по фазам вегетации при орошении в зависимости от технологии возделывания, г/растение (среднее за 2000-2002 гг.)

Технология Фаза вегетации

бутонизация цветение налив семян полная спелость

Экстенсивная 1 (контроль) 2,8 8,6 17,2 30,2

Экстенсивная 2 2,8 8,8 20,4 33,3

Энергоресурсосберегающая 4,1 11,6 23,6 37,6

Базовая 4,5 12,4 29,2 42,0

Экологически допустимая 4,6 13,2 30,5 42,2

Почвозащитная 4,5 13,6 30,1 41,6

Мелиоративная 4,0 12,4 29,1 41,2

НСР05 0,7 1,5 2,7 2,9

Анализ показателей структуры урожая сои свидетельствовал о наличии различий между изучаемыми вариантами, что видно из таблицы 8.

Минимальное количество семян с растения 54,0-55,6 шт. с массой 9,2-9,8 г формировалось на вариантах с экстенсивными технологиями. По мере улучшения водного, воздушного и пищевого режимов почвы количество и масса семян с растения возрастали. Так, экологически допустимая технология способствовала увеличению этих показателей на 16,2-14,6 шт. и 3,2— 2,6 г, или на 30,0-26,3% и 34,8-26,5% соответственно. Аналогичная тенденция наблюдалась и на вариантах с базовой, почвозащитной и мелиоративной технологиями.

Корреляционная зависимость между элементами структуры урожая и урожайностью сои выявила тесную положительную связь (г = 0,971-0,979) и лишь между массой 1000 зерен и урожайностью связь была средней (г = 0,0,425).

Урожайность зерна сои в среднем за годы исследований по вариантам изучаемых технологий изменялась от 20,6 до 31,4 ц/га (таблица 9).

В среднем за три года исследований наименьшая урожайность была получена на вариантах с возделыванием сои по экстенсивным технологиям и составила - 20,6-22,3 ц/га. Применение экстенсивной 2 технологии обеспечивало незначительную прибавку урожая по отношению к контролю - 1,7 ц/га, или 8,3%. Следовательно, соя в условиях орошения благоприятно реагирует на минимапизацию обработки почвы.

Таблица 8 - Элементы структуры урожая сои при орошении в зависимости от технологии возделывания (среднее за 2000-2002 гг.)

Технология Густота стояния растений перед уборкой, тыс. шт./га Высота прикрепления нижнего боба, см Число ветвей, шт./растени е Число бобов на растении, шт. Количество Масса, г Биологическая урожайность, г/м2

семян в бобе, шт. семян с растения, шт. семян с растения 1000 семян

Экстенсивная 1 252,5 10,9 4,5 30,0 1,8 54,0 9,2 170,4 232,3

Экстенсивная 2 251,3 11,1 4,8 30,9 1,8 55,6 9,8 176,2 246,3

Энергоресурсосберегающая 257,8 11,0 4,5 33,6 1,9 63,8 11,4 178,6 293,9

Базовая 261,8 10,4 4,0 34,7 2,0 69,4 12,1 174,4 316,8

Экологически допустимая 262,3 10,4 4Д 35,8 2,0 70,2 12,4 176,6 325,3

Почвозащитная 262,6 10,4 4,1 35,3 2,0 69,6 12,2 175,3 320,4

Мелиоративная 260,9 10,5 4,3 35,6 1,9 67,8 12,2 179,9 318,3

НСР05 - - - 0,9 - 6,9 0,7 1,4 21,2

Таблица 9 - Урожайность семян сои при орошении в зависимости от технологии возделывания

Технология Урожайность, ц с 1 га В среднем за 3 года Отклонение от контроля

2000 г. 2001 г. 2002 г. ц/га %

Экстенсивная 1 (контроль) 21,4 19,6 20,7 20,6 - -

Экстенсивная 2 21,7 24,3 20,8 22,3 +1,7 +8,3

Энергоресурсосберегающая 25,7 28,8 26,3 26,9 +6,3 +30,6

Базовая 26,2 35,0 29,6 30,3 +9,7 +47,1

Экологически допустимая 27,2 35,2 31,8 31,4 +10,8 +52,4

Почвозащитная 27,0 34,9 30,0 30,1 +9,5 46,1

Мелиоративная 23,4 35,1 29,0 29,2 +8,6 +41,7

НСР05 1,4 2,6 2,1 2,2

Получению наибольшего урожая семян сои способствовали экологически допустимая, базовая, почвозащитная и мелиоративная технологии. В среднем за три года урожайность здесь составила 31,4, 30,3, 30,1 и 29,2 ц/га соответственно, что на 52,4, 47,1, 46,1 и 41,7%, больше, чем на контрольном варианте.

3.3 Рост, развитие и продуктивность кукурузы

Исследованиями, проведенными в 2001-2003 гг. установлено, что сроки наступления и продолжительность фаз вегетации кукурузы по годам в большей мере изменялись под воздействием погодных условий - температурного режима, относительной влажности воздуха и в меньшей - от изучаемых в опыте технологий возделывания этой культуры. В среднем продолжительность вегетационного периода кукурузы колебалась в зависимости от технологии возделывания и погодных условий от 128-129 дней при выращивании по экстенсивным технологиям до 132-133 дней при базовой, экологически допустимой и почвозащитной.

По мере улучшения водного, воздушного и питательного режимов почвы густота посевов увеличивалась от 44,8 до 50,0 тыс. шт./га, или на 8,0-10,4%, а высота растений - от 170,6-179,0 до 236,1-214,6 см

В процессе вегетации кукурузы под воздействием изучаемых технологий формировалась определенная площадь листьев, которая достигала своего максимума к фазе молочной спелости (таблица 10).

Таблица 10 - Площадь листьев кукурузы по фазам вегетации при орошении в зависимости от технологии возделывания, см2/растение (среднее за 2001-2003 гг.)

Технология Фаза вегетации

3-4листа 7-8листьев выметывание молочная спелость

Экстенсивная 1 (к) 91 753 2529 2752

Экстенсивная 2 80 710 2305 2555

Энергоресурсосберегающая 98 977 2576 2764

Базовая 105 1161 2887 3019

Экологически допустимая 113 1194 2961 3099

Почвозащитная 114 1314 3066 3170

Мелиоративная 104 1284 2827 2901

НСР05 11 196 239 165

Применение экстенсивных технологий, особенно на фоне минимальной обработки почвы, обеспечивало минимальную площадь листовой поверхности с показателями 2555-2752 см2 на растение. К фазе молочной спелости наибольшая площадь листьев - 3019-3170 см2/растение с фотосинтетическим потенциалом 456,4-504,4 тыс. м2/га* сутки наблюдались на вариантах с возделыванием кукурузы по базовой, экологически допустимой и почвозащитной технологиями (рисунок 4).

550 <

3-4 листа - 7-8 листьев 7-8 листьев - выметывание выметывание-молочная

.. . _ спелость

Межфазный период

Ш Экстенсивная 1 (контроль) И Экстенсивная 2 И Энергоресурсосберегаюшая

Е Базовая Я Экологически допустимая Н Почвозащитная

И Мелиоративная

Рисунок 4 - Фотосинтетический потенциал посевов кукурузы в зависимости от технологии ее возделывания (среднее за 2001-2003 гг.)

В целом за вегетацию максимальный показатель фотосинтетического потенциала наблюдался на варианте с почвозащитной технологией -834,9 тыс. м2/га* сутки, что на 36,4% меньше по сравнению с контролем,. На 42,3-71,5 тыс. м2/га» сутки данный показатель был меньше на вариантах с экологически допустимой и почвозащитной технологиями.

Нами установлена тесная положительная связь с урожайностью как площади листовой поверхности (г = 0,907-0,938), так и фотосинтетического потенциала (г = 0,0,824-0,969).

Формирование элементов структуры урожая зависело как от изучаемых технологий, так и погодных условий. В среднем за годы исследований максимальную величину озерненности початка - 443,4-455,4 шт., массы зерна с початка и с растения - 120,0-122,2 г и 132,0-134,4 г, массы 1000 зерен -270,7-278,6 г - обеспечивали базовая, экологически допустимая и почвозащитная технология. На экстенсивной 1 технологии эти показатели были ниже по озерненности на 6,2-9,1%, массе зерна с растения - на 28,4-30,7% и массе 1000 зерен - на 5,9-9,0% (таблица 11).

По данным математической обработки, между всеми элементами структуры урожая кукурузы и ее урожайностью существовала тесная положительная корреляционная связь (г=0,795-0,988).

Урожайность зерна кукурузы в среднем за годы исследований по вариантам изучаемых технологий изменялась от 38,4 до 57,7 ц/га (таблица 12).

Таблица 12 - Урожайность кукурузы на зерно при орошении в зависимости от технологии возделывания

Технология Урожайность, ц с 1 га В среднем за 3 года Отклонение от контроля

2001 г. 2002 г. 2003 г. ц/га %

Экстенсивная 1 (контроль) 42,8 41,2 51,4 45,1 - -

Экстенсивная 2 34,1 34,7 46,5 38,4 -6,7 -14,6

Энергоресурсосберегающая 36,7 44,9 63,3 48,3 +3,2 +7,1

Базовая 46,1 49,5 72,3 56,0 +10,9 +24,2

Экологически допустимая 46,3 50,6 70,6 55,8 +10,7 +23,7

Почвозащитная 47,2 52,7 73,1 57,7 +12,6 +27,9

Мелиоративная 45,4 43,5 68,6 52,5 +7,4 +16,4

НСР05 1,5 2,8 3,1 2,8

Таблица 11 - Структура урожайности кукурузы при орошении в зависимости от технологии возделывания (среднее за 2001 -2003 гг.)

Технология Густота стояния растений, тыс. шт./га Количество початков на растении, шт. Длина початка, см Невыполненная часть, см Количество зерен в початке, шт. Масса, г Выход зерна, % Биологическая урожайность, г/м2

початка зерна с початка 1000 зерен

Экстенсивная 1 (контроль) 48,1 1,0 17,8 2,1 417,4 128,0 102,8 255,5 80,3 492,5

Экстенсивная 2 44,8 1,0 17,4 2,2 397,6 118,5 95,4 253,5 80,5 427,4

Энергоресурсосберегающая 47,8 1,0 19,3 1,4 413,4 135,0 109,2 274,8 81,3 522,0

Базовая 49,5 1,1 19,0 1,6 443,4 148,7 121,0 278,6 81,6 658,8

Экологически допустимая 49,8 1,1 19,4 1,6 436,7 147,5 120,0 274,8 81,4 657,4

Почвозащитная 50,0 1,1 19,1 1,7 455,4 151,7 122,2 270,7 80,8 672,1

Мелиоративная 48,4 1,1 18,6 1,9 421,2 140,0 112,1 274,5 80,6 596,8

НСР05 - - 1,1 0,3 38,4 14,8 2,4 10,5 - 46,7

Наибольшую урожайность в опыте обеспечивали почвозащитная, экологически допустимая и базовая технологии - 56,0, 55,8, 57,7 ц/га соответственно, что на 10,9, 12,6 и 7,4 ц/га больше, чем на контроле. Мульчирование поверхности почвы при почвозащитной технологии способствовало незначительному росту урожайности по отношению к экологически допустимой и базовой технологии. Урожайность зерна кукурузы на данном варианте составила 57,7 ц/га, что на 1,7-1,9 ц/га выше в сравнении с базовой и экологически допустимой соответственно.

Снижение урожайности на 3,3-5,2 ц/га по отношению к базовой, экологически допустимой и почвозащитной при мелиоративной технологии объясняется слабым последействием навоза, внесенного в севообороте под сахарную свеклу тремя годами ранее.

3.4 Рост, развитие и продуктивность озимой пшеницы

Изучаемые нами технологии возделывания озимой пшеницы не оказали заметного влияния на продолжительность как вегетационного, так и межфазных периодов. Вегетационный период составил 258-260 дней, а без периода зимнего покоя - 163-165 дней. Продолжительность межфазных периодов на всех вариантах соответствовала сортовым особенностям и условиям произрастания.

Густота стояния растений озимой пшеницы в фазе полных всходов в среднем за три года изменялась по вариантам опыта от 424 до 446 штУм2. Минимальная густота отмечалась на вариантах с экстенсивной 2 и энергоресурсосберегающей технологиями. Здесь отмечено достоверное снижение густоты стояния растений озимой пшеницы по сравнению с контролем с разницей 15 и 16 шт./м2 соответственно.

Наиболее густые посевы наблюдались на вариантах с почвозащитной и экологически допустимой технологиями, где на фоне органо-минеральной системы удобрений применялась традиционная вспашка и плоскорезная обработка почвы. Здесь количество растений озимой пшеницы к концу вегетации составило 389-392 шт./м2, что больше по сравнению с экстенсивной 1 технологией на 6,7-7,7% соответственно.

Создание оптимальных условий для работы фотосинтетического аппарата на всем протяжении вегетации сельскохозяйственных культур является необходимым условием формирования высокого урожая.

В динамике формирования листового аппарата наблюдалась характерная для всех вариантов опыта четкая тенденция, выражающаяся в увеличении площади листьев от фазы кущения до фазы колошения, а затем резком ее уменьшении (рисунок 5).

Фаза вегетации

—— Экстенсивная 1 (контроль) —'— Экстенсивная 2

—- Энергоресурсосберегающая "'*"' Базовая

Экологически допустимая —•—Почвозащитная

• **- • Мелиоративная

Рисунок 5 - Площадь листьев озимой пшеницы при орошении в зависимости от применяемой технологии возделывания (среднее за 2002-2004 гг.)

Оптимизация условий роста растений озимой пшеницы способствовала увеличению площади листовой поверхности. На протяжении всей вегетации наибольшее положительное влияние на этот показатель оказывали экологически допустимая и почвозащитная технологии. Здесь в фазу колошения площадь листьев достигла величины 161,4-163,3 см2 на растение, что на 28,1-30,0 см2 на растение, или 21,1-22,5%, больше, чем при экстенсивной 1 технологии. На вариантах с энергоресурсосберегающей, базовой и мелиоративной технологиями возделывания озимой пшеницы площадь листовой поверхности составила соответственно 136,3,152,9 и 148,6 см2 на растение.

В качестве комплексной оценки фотосинтетической продуктивности ассимилирующего аппарата растений озимой пшеницы использовали показатель, объединяющий площадь листовой поверхности посева и продолжительность работы листьев - фотосингетический потенциал (ФП).

С интенсификацией технологий (за счет применения минеральных и органических удобрений в изучаемых технологиях) фотосинтетический потенциал посевов озимой пшеницы увеличивался в сравнении с экстенсивными технологиями, где в целом за вегетацию он не превышал значений 2089,1-2575,3 тыс. м2/га* сутки (рисунок 6). Более мощную фотосинтетическую мощность посевов с величиной ФП за период вегетации 3657,1-3673,6 тыс.м2/га сутки обеспечивали почвозащитная и экологически допустимая технологии. Несколько меньшим он был при возделывании озимой пшеницы по мелиоративной и базовой технологиям - 3186,4-3352,0 тыс.м2/га» сутки соответственно.

Кущение - выход в Выход в трубку - Колошение - молочная

трубку колошение спелость

Межфазный период

В Экстенсивная 1 (хонтроль) И Экстенсивная 2 Н Энергоресурсосберегаюшая

П Базовая Н Экологически допустимая И Почвозащитная

ЕЭ Мелиоративная

Рисунок 6 - Фотосинтетический потенциал посевов озимой пшеницы при орошении в зависимости от технологии ее возделывания (среднее за 2002-2004 гг.)

Наши наблюдения позволили установить, что накопление массы воздушно-сухого вещества на единице площади посева происходило адекватно динамике формирования площади листьев. Однако если прирост площади листьев заканчивался в фазе колошения, то накопление массы воздушно-сухого вещества продолжалось, достигая своего максимума в фазу полной спелости (рисунок 7).

Накопление массы воздушно-сухого вещества растениями озимой пшеницы на единице площади посева в течение вегетации зависело от изучаемых в технологиях элементов и их взаимодействия.

В процессе вегетации озимой пшеницы наименьшая масса воздушно-сухого вещества на растение наблюдалась на вариантах экстенсивных технологий и к фазе молочной спелости зерна она достигла величины 4,50-4,97 г/растение.

Максимальная масса воздушно-сухого вещества сформировалась на вариантах с экологически допустимой и почвозащитной технологиями возделывания озимой пшеницы, где применялись вспашка и безотвальное рыхление на фоне органоминеральной системы удобрения. Здесь она составила 5,98-6,02 г/растение, что на 1,01-1,05 г/растение, или на 20,3—21,1 %, больше, чем на контрольном варианте.

2 о^-,-,-,-

Кущение Выход в трубку Колошение Молочная спелость

Фаза вегетации

—*— Экстенсивная 1 (контроль) * Экстенсивная 2

» ' Энергоресурсосберегаюняя ••■*•• Базовая

-•"■-Экологически допустимая —•—Почвозащитная

■ •*■ • Мелиоративная

Рисунок 7 - Накопление воздушно-сухого вещества озимой пшеницы при орошении в зависимости от технологии ее возделывания (среднее за 2002-2004 гг.)

Изучаемые в опыте технологии возделывания озимой пшеницы при орошении оказывали влияние на элементы структуры урожая. С оптимизацией условий роста и развития наблюдалось увеличение всех показателей структуры урожая озимой пшеницы.

Одним из основных элементов, определяющих урожайность озимой пшеницы, является густота продуктивного стеблестоя. В наших исследованиях она изменялась от 428 до 570 шт./м2 (таблица 13).

Применение эколошчески допустимой и почвозащитной технологий, где использовалась органоминеральная система удобрения на фоне вспашки и безотвального рыхления, способствовало формированию посевов с максимальной густотой продуктивного стеблестоя - 570 шт./м2, что на 122 штУм2, или на 27,2%, больше по сравнению с экстенсивной 1 технологией. Масса зерна с колоса здесь также превышала контроль на 10,7-11,5%.

По данным математической обработки, между всеми элементами структуры урожая озимой пшеницы и ее урожайностью существовала тесная положительная корреляционная связь (г = 0,951-0,992).

Таблица 13 - Структура урожая озимой пшеницы при орошении в зависимости от технологии возделывания • (среднее за 2002-2004 гг.)

Технология Количество продуктивных стеблей, шт. Длина колоса, см Число колосков в колосе, шт./м2 Число зерен в колосе, шт. Масса, г Биологическая урожай ность, г/м2

зерна с колоса 1000 зерен

Экстенсивная 1 (контроль) 448 7,1 15,5 28,5 1,22 43,0 546,6

Экстенсивная 2 428 6,8 14,9 26,9 1,18 43,9 505,0

Энергоресурсосберегающая 542 7,7 16,1 29,7 1,29 43,4 699,2

Базовая 565 8,2 17,2 31,6 1,32 41,7 745,8

Экологически допустимая 570 8,5 17,9 32,1 1,35 41,9 770,0

Почвозащитная 570 8,5 17,9 32,4 1,36 42,0 775,2

Мелиоративная 551 8,0 17,2 30,9 1,29 41,7 710,8

НСР05 20 0,4 0,7 1,9 0,06 2,3 33,9

Урожайность зерна озимой пшеницы, возделываемой по кукурузе на зерно при орошении, в среднем за годы исследований изменялась по вариантам опыта от 53,4 до 76,3 ц/га (таблица 14).

Минимальная урожайность зерна, как по годам исследований, так и в среднем за три года была получена на вариантах экстенсивных технологий. По мере интенсификации технологий за счет применения минеральных и органических удобрений урожайность озимой пшеницы возрастала.

Наивысшая урожайность озимой пшеницы по кукурузе на зерно (76,1—76,3 ц/га) наблюдалась на вариантах с технологиями, где на фоне орга-номинеральной системы удобрений применялись отвальная и безотвальная с последействием глубокого рыхления обработки почвы. Здесь прибавка урожая по сравнению с контролем составила 22,7—22,9 ц/га, или 42,5—42,9%.

Органическая система удобрения, применяемая на фоне безотвальной обработки почвы при мелиоративной технологии, не способствовала получению урожая зерна озимой пшеницы на уровне с наилучшими вариантами, что, очевидно связано со слабым последействием внесения навоза под сахарную свеклу. Урожайность здесь находилась на уровне 69,2 ц/га, что на

15,8 ц/га, или 29,6%, больше, чем на контроле. Одинаковой была урожайность озимой пшеницы на вариантах мелиоративной и энергоресурсосберегающей технологиями - 68,3 ц/га.

Таблица 14 - Урожайность и качество зерна озимой пшеницы при орошении в зависимости от технологии возделывания

Технология Урожайность, ц с 1 га В среднем за три года Отклонение от контроля Содержание сырой клейковины в среднем за три года, %

2002 г. 2003 г. 2004 г. ц/га %

Экстенсивная 1 (контроль) 53,7 50,8 55,6 53,4 - - 18,8

Экстенсивная 2 50,2 42,3 51,1 47,9 -5,5 -10,3 18,8

Энергоресурсосберегающая 68,5 61,0 75,3 68,3 +14,9 +27,9 22,3

Базовая 73,3 67,7 78,4 73,1 +19,7 +36,9 22,3

Экологически допустимая 75,5 71,2 81,6 76,1 +22,7 +42,5 23,5

Почвозащитная 76,3 70,4 82,2 76,3 +22,9 +42,9 23,1

Мелиоративная 73,3 56,8 77,6 69,2 +15,8 +29,6 20,6

НСР05 5,5 3,9 3,7 3,3 2,7

При выращивании озимой пшеницы после кукурузы на зерно была выявлена вариативность показателя качества зерна в зависимости от технологии их возделывания. В среднем за годы исследований содержание клейковины в зерне озимой пшеницы по вариантам опыта составляло 18,8-23,5%. Наименьшее значение этого показателя было на вариантах с экстенсивными технологиями. Внесение удобрений способствовало повышению содержания сырой клейковины до 20,6-23,5%. Применение органоминеральной системы удобрений на фоне безотвальной и отвальной обработок почвы обеспечивало получение зерна с содержанием сырой клейковины 23,1-23,5%.

4. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИХ И АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА САХАРНАЯ СВЕКЛА -СОЯ - КУКУРУЗА НА ЗЕРНО - ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА

За ротацию севооборота произошли определенные изменения содержания гумуса в зависимости от изучаемых технологий (таблица 15).

Таблица 15 - Изменения содержания общего гумуса в почве за ротацию травяно-зернопропашного орошаемого севооборота в зависимости от технологии возделывания

Технология Слой, см Содержание гумуса, %

до закладки опыта (1991 г.) конец первой ротации (1999 г.)

общее прирост (±)

Экстенсивная 1 (контроль) 0-20 2,67 2,57 -0,10

20-40 2,50 2,52 +0,02

Экстенсивная 2 0-20 2,67 2,71 +0,04

20-40 2,50 2,60 +0,10

Базовая 0-20 2,67 2,58 -0,09

20-40 2,50 2,53 +0,03

Экологически допустимая 0-20 2,67 2,67 0

20-40 2,50 2,56 +0,06

Мелиоративная 0-20 2,67 2,80 +0,13

20-40 2,50 2,74 +0,24

В период уравнительного посева до закладки опыта его содержание в почве составило 2,67% в слое 0-20 см и 2,50%- в слое 20-40 см.

При экстенсивной 1 технологии отмечалась потеря гумуса. В конце первой ротации в слое 0-20 см наблюдалось снижение содержания органического вещества. Ежегодная дегумификация почвы в пределах 0,014% на этом варианте объясняется регулярным оборотом верхнего десятисантиметрового слоя почвы, обогащением его кислородом, что при достаточном количестве влаги и соответствующей температуре способствовало ускорению процессов минерализации органического вещества почвы, вызывавших за собой снижение ее плодородия.

Возделывание культур по базовой технологии, где на протяжении всей ротации вносились только минеральные удобрения на фоне разноглубинной основной отвальной обработки почвы, также не способствовало сохранению общего гумуса в верхнем слое 0-20 см. В сравнении с началом ротации дегу-мификация почвы достигла величины 0,07% при содержании гумуса 2,58%. Очевидно, что в условиях орошения в результате ускоренного круговорота органических веществ, несмотря на насыщение севооборота люцерной до 28,6% без дополнительного внесения органики, процесс минерализации гумуса доминирует над процессом его образования.

Наиболее стабильное содержание гумуса к концу первой ротации наблюдалось при возделывании культур по экологически допустимой технологии, предусматривающей на фоне вспашки помимо внесения минеральных удобрений и заделку пожнивных остатков озимой пшеницы и сои. Здесь содержание гумуса осталось на прежнем уровне. В нижележащем слое 20-40 см прирост достиг величины 0,06%.

При возделывании культур по экстенсивной 2 технологии с применением поверхностной системы основной обработки почвы за ротацию севооборота в слое 0-20 см наметилась тенденция увеличения содержания гумуса. Количество общего гумуса к концу первой ротации составило 2,71%, что в сравнении с контрольным вариантом выше на 0,14%. Прирост гумуса в слое 20-40 см составил 0,10%, что являлось следствием процесса естественного восполнения.

Расширенное воспроизводство гумуса наблюдалось при возделывании культур севооборота по мелиоративной технологии. Применение навоза в дозе 80 т/га и заделка корнепожнивных остатков обеспечивали за ротацию севооборота в слое 0-20 см прирост гумуса 0,13%. Количество общего гумуса к концу первой ротации в слое 0-20 см было наибольшим в опыте и составило - 2,80%, что в сравнении с контрольным вариантом выше на 0,23%. Аналогичная тенденция наблюдалась и в ниже лежащем слое 20-40 см.

Строение почвы особенно пахотного слоя, является важнейшим фактором плодородия. Оно оказывает решающее влияние на превращение потенциального плодородия в эффективное.

Мониторинг плотности сложения пахотного слоя чернозема выщелоченного староорошаемого деградированного при возделывании полевых культур по изучаемым технологиям в условиях орошения показал, что в наблюдаемые сроки объемная масса по вариантам опыта имела более высокие значения по сравнению с оптимальными ее показателями. При этом четко прослеживалась тенденция к чрезмерному уплотнению почвы по всему профилю на вариантах технологий с минимализацией обработки почвы. К середине вегетации сахарной свеклы, сои, кукурузы на зерно и к уборке озимой пшеницы наибольшая плотность почвы с величиной объемной массы 1,41— 1,47 г/см3 наблюдалось на вариантах с экстенсивной 2 и энергоресурсосберегающей технологиями (таблица 16).

Таблица 16 - Объемная масса (г/см3), коэффициент структурности и сумма водопрочных агрегатов (%) выщелоченного чернозема в слое 0-30 см под культурами травяно-зернопропашного севооборота в зависимости от технологии возделывания

Технология Сахарная свекла (1999-2001 гг.) Соя (2000-2002 гг.) Кукуруза на зерно (2001-2003 гг.) Озимая пшеница (2002-2004 гг.)

Объемная масса Коэффициент структурности Сумма водопрочных агрегатов Объемная масса Коэффициент структурности Сумма водопрочных агрегатов Объемная масса Коэффициент структурности Сумма водопрочных агрегатов Объемная масса Коэф-фици- ент структурно-сти Сумма водопрочных агрегатов

Экстенсивная 1 (контроль) 1,42 1,06 62,8 1,42 1,71 72,5 1,39 1,43 70,5 1,42 1,42 66,1

Экстенсивная 2 1,44 0,99 60,9 1,47 1,47 70,3 1,41 1,46 65,7 1,44 1,35 65,1

Энергоресурсосберегающая 1,41 1,04 66,0 1,44 1,56 72,8 1,41 1,58 70,8 1,43 1,37 66,8

Базовая 1,39 1,31 64,0 1,42 1,79 74,8 1,40 1,36 68,8 1,41 1,46 67,8

Экологически допустимая 1,35 1,51 68,1 1,42 1,64 75,3 1,38 1,68 72,9 1,35 1,76 71,2

Почвозащитная 1,33 1,70 70,5 1,42 1,78 73,7 1,36 1,84 75,0 1,32 1,87 72,9

Мелиоративная 1,33 1,93 78,2 1,39 1,84 77,4 1,35 2,15 76,4 1,33 1,77 72,9

Возделывание культур по экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологиям, в которых применялись органоминеральная и органическая системы удобрения, особенно на фоне безотвальной обработки почвы с периодическим глубоким рыхлением снижало величину объемной массы практически до оптимального уровня. Это обеспечивало благоприятное для роста и развития зерновых культур (кукурузы на зерно и озимой пшеницы) состояние пахотного слоя с параметрами объемной массы 1,35-1,38 и 1,33-1,35 г/см5 и степенью аэрации 16,0-17,4% и 22,4-25,2%.

Возделывание технических культур (сахарной свеклы и сои) по данным технологиям обеспечивало удовлетворительные условия для роста и развития с параметрами объемной массы 1,33-1,35 и 1,39-1,42 г/см3, степенью аэрации-18,4-21,6 и 15,6-16,2%.

Экологически допустимая, почвозащитная и мелиоративная технологии при возделывании зерновых и технических культур способствовали увеличению количества агрономически ценных агрегатов (0,25-10,0 мм) в пахотном слое 0-30 см до 60,2-65,9% - под сахарной свеклой, до 62,1-65,0% под соей, до 62,7-68,3% - под кукурузой и до 63,8-66,9% - под озимой пшеницей, т. е. коэффициент структурности повысился до 1,51—1,93 под сахарной свеклой, до 1,64-1,84 под соей, до 1,68-2,15 под кукурузой и до 1,76—1,87 под озимой пшеницей. Существенно улучшилось под воздействием органических удобрений и качество структурных агрегатов, т. е. их водопрочность - до 68,1-78,2% под сахарной свеклой, до 73,7-77,4% под соей, до 72,9-76,4% под кукурузой и до 71,2-72,9% под озимой пшеницей, что превышало контроль соответственно по культурам на 5,3-15,4%, 1,2-4,9%, 2,4-5,9% и 5,1-6,8%.

Накопление влаги в почве и суммарный ее расход - показатели, определяющие рост, развитие и продуктивность культур, в значительной степени зависели от технологии их возделывания. Почвозащитная и мелиоративная технологии возделывания зерновых и технических культур, предусматривающие применение в звене севооборота системы безотвальной обработки почвы с периодическим глубоким рыхлением на фоне органоминеральной и органической системы удобрения способствовали большему накоплению по сравнению с экстенсивной технологией запасов продуктивной влаги в слое почвы 0-160 см: под соей - на 11,2-6,6%, под кукурузой на зерно - на 8,8-9,6%, под озимой пшеницей - на 11,3-4,9% (таблица 17).

Таблица 17 - Запасы продуктивной влаги в начале и в конце (Щ) вегетации культур орошаемого севооборота в слое 0-160 см в зависимости от технологии возделывания, мм

Технология Сахарная свекла (1999-2001 гг.) Соя (2000-2002 гг.) Кукуруза на зерно (2001-2003 гг.) Озимая пшеница (2002-2004 гг.)

V/, \У2. W| ил \У2. УЛ

Экстенсивная 1 (контроль) 246,0 -28,7 179,3 52,2 170,0 76,0 176,2 79,7

Экстенсивная 2 225,8 -31,0 186,9 46,8 163,0 97,7 168,0 98,7

Энергоресурсосберегающая 215,8 13,4 186,8 75,2 157,2 68,0 169,2 60,0

Базовая 238,1 -6,0 186,9 83,1 168,4 70,6 173,3 54,1

Экологически допустимая 250,6 9,3 187,2 86,4 174,5 58,0 178,9 44,7

Почвозащитная 245,2 6,5 199,4 74,6 184,9 70,8 196,1 64,2

Мелиоративная 244,1 24,9 191,2 58,7 186,4 86,7 184,9 67,6

Изучение зависимости суммарного водопотребления от технологии возделывания зерновых и технических культур в звене орошаемого травяно-зернопропашного севооборота показало, что наибольшим оно было по вариантам опыта на посевах сахарной свеклы - 7561-8284 м3/га, на посевах сои колебалось в пределах 5728-6134 м3/га, на посевах кукурузы на зерно составляло 4999-5411 м3/га и наименьшим оказалось на посевах озимой пшеницы - 3926-4657 м3/га (таблица 18).

Технологии возделывания зерновых и технических культур, основанные на улучшении питательного режима выщелоченного чернозема, способствовали наиболее экономному расходованию влаги на создание единицы продукции. При этом минимальные значения коэффициентов водопотребления были отмечены при выращивании сахарной свеклы по экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологиям, где их величина была меньше по сравнению с экстенсивной 1 технологией на 46,2-44,5%; сои - по экологически допустимой, где разница с контролем составила 38,0%; кукурузы на зерно и озимой пшеницы - по базовой, экологически допустимой и почвозащитной, что было меньше в сравнении с контрольным вариантом на 18,9-17,2% и 23,5—22,6% соответственно. Максимальные величины коэффициентов водопотребления у всех изучаемых в звене севооборота культур наблюдались при их возделывании по экстенсивным технологиям.

Таблица 18 — Влияние изучаемых технологий на суммарное водопотребление и коэффициент водопотребления зерновых и технических культур в условиях орошения

Технология Сахарная свекла (1999-2001 гг.) Соя (2000-2002 гг.) Кукуруза на зерно (2001-2003 гг.) Озимая пшеница (2002-2004 гг.)

Суммарное водопотребление, м3/га Коэффициент водопотребления м7т Суммарное водопотребление, м3/га Коэффициент водопотребления м3/т Суммарное водопотребление, м3/га Коэффициент водопотребления мэ/т Суммарное водопотребление, м3/га Коэффициент водопотребления м3/т

Экстенсивная (контроль) 8284 303 6269 3043 5286 1172 3753 703

Экстенсивная 8105 354 6295 2823 4999 1302 3480 727

Энергоресурсосберегающая 7561 204 6099 2040 5238 1084 3879 568

Базовая 7858 180 5988 1976 5324 951 3979 544

Экологически допустимая 7950 163 5923 1886 5411 970 4128 542

Почвозащитная 7924 168 5967 1982 5487 951 4106 538

Мелиоративная 7728 163 6208 2126 5343 1017 3960 572

Максимальное количество сорных растений на протяжении всей вегетации зерновых к технических культур отмечалось при их возделывании по технологиям, предусматривающим в звене севооборота систему поверхностной обработки почвы. Технологии, основанные на применении вспашки (экстенсивная 1, базовая и экологически допустимая) обеспечивали снижение потенциальной засоренности на посевах озимой пшеницы по сравнению с почвозащитной и мелиоративной в 1,2-1,5 раза и в 1,8-2,6 раза - по сравнению с экстенсивной 2 и энергоресурсосберегающей; на посевах кукурузы соответственно в 1,1-1,2 и 1,7-1,9 раза; на посевах сахарной свеклы- в 1,3-1,7 и 3,9—4,6 раза; на посевах сои - в 1,2-1,7 и 1,7-2,5 раза.

Изучение динамики элементов минерального питания в черноземе выщелоченном в зависимости от технологий возделывания зерновых и технических культур в звене севооборота показало, что наименее обеспеченными минеральным азотом, подвижным фосфором и обменным калием оказались варианты, не предусматривающие внесения удобрений.

5. АГРОНОМИЧЕСКАЯ, ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОДУКТИВНОСТИ

ТЕХНОЛОГИЙ В ЗВЕНЕ СЕВООБООРОТА САХАРНАЯ СВЕКЛА -СОЯ - КУКУРУЗА НА ЗЕРНО - ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА

Расчет экономических и биоэнергетических показателей возделывания культур позволил нам определить наиболее эффективные и энергетически целесообразные технологии их выращивания в изучаемом звене севооборота (таблица 19).

Возделывание зерновых и технических культур по экстенсивным технологиям без применения удобрений обеспечивало снижение как производственных затрат, так и затрат совокупной энергии до минимума - 6392,16873,5 руб. и 17,7-19,8 ГДж соответственно. При данных затратах на вариантах с экстенсивными технологиями были получены низкие чистый доход с 1 га - 10847,9-12286,5 руб. и приращение энергии - 84,6-90,2 ГДж.

Наиболее эффективным в звене севооборота было выращивание озимой пшеницы, кукурузы на зерно, сахарной свеклы и сои по мелиоративной технологии. Применение навоза в дозе 80 т/га и заделка пожнивных остатков на фоне системы безотвальной основной обработки почвы с периодическим глубоким рыхлением обеспечивали получение высокой урожайности звена -6,89 т, с чистым доходом 19074,4 руб./га, рентабельностью совокупной продукции 224,8%, выходом основной продукции на 1 ГДж 0,19 т и коэффициентом чистой эффективности 4,8.

Достаточно эффективными по своим экономическим и биоэнергетическим показателям были экологически допустимая и почвозащитная технологии, где наблюдалось получение наибольшего чистого дохода с 1 га -15927,2-15289,5 руб./га, а рентабельность производства достигла 121,8-144,9%.

Таблица 19 - Агрономическая, экономическая и биоэнергетическая оценка технологий возделывания в звене орошаемого севооборота сахарная свекла - соя - кукуруза на зерно - озимая пшеница (среднее за 1999-2004 гг.)

Показатель Технология

экстенсивная 1 (контроль) экстенсивная 2 энергоресурсосберегающая базовая экологически допустимая почвозащитная мелиоративная

Продуктивность звена севооборота, ц/га з. е. 191,6 172,5 241,5 274,9 290,0 286,1 275,4

Урожайность культуры, т/га з. е. 4,79 4,31 6,04 6,87 7,25 7,15 6,89

Стоимость валовой продукции, руб. 19160 17240 24160 27480 29000 28600 27560

Производственные затраты, руб./га 6873,5 6392,1 12427,4 13513,6 13072,8 13310,5 8485,6

Себестоимость 1 т, руб. 1435,0 1483,1 2057,5 1967,0 1803,1 1861,6 1231,6

Чистый доход, руб./га 12286,5 10847,9 11732,6 13966,4 15927,2 15289,5 19074,4

Уровень рентабельности, % 178,8 169,7 94,4 103,4 121,8 114,9 224,8

Затраты совокупной энергии на 1 га, ГДж 19,8 17,7 30,9 32,5 33,4 33,6 35,8

Приращение энергии, ГДж 90,2 84,6 111,3 127,5 135,1 133,2 122,5

Коэффициент чистой эффективности 4,9 5,2 3,8 4,5 4,5 4,5 4,8

Выход з. е. (т) в расчете на: 1 ГДж затраченной энергии 0,24 0,24 0,20 0,21 0,22 0,21 0,19

выводы

Многолетние исследования, проведенные в длительном многофакторном стационарном опыте на выщелоченном черноземе Западного Предкавказья, дали возможность теоретически обосновать и предложить производству агротехнологии, позволяющие управлять продукционными процессами и повышать уровень потенциальной продуктивности сортов озимой пшеницы и сои, гибридов кукурузы и сахарной свеклы. Обобщение полученных данных позволило сделать следующие выводы о зависимости особенностей роста, развития и продуктивности зерновых и технических культур, а также в целом звена орошаемого травяно-зернопропашного севооборота от технологии возделывания.

1. По сахарной свекле:

1.1 .Изучаемые технологии выращивания сахарной свеклы не оказывали заметного влияния на рост и развитие растений до образования четвертой пары настоящих листьев, но обеспечивали более быстрое по сравнению с экстенсивными технологиями наступление фазы смыкания листьев в рядах (на 3-5 дней) и в междурядьях (на 4-7 дней).

1.2. Во все сроки наблюдений между площадью листовой поверхности и урожайностью корнеплодов сахарной свеклы отмечена тесная положительная корреляционная связь (г = 0,800-0,987). Максимальную площадь листовой поверхности растений сахарной свеклы в течение всей вегетации (на 1-е июня - 1040,7-1059,6 см2/растение, 1-е июля - 3424,4-3398,8 см2/растение, 1-е августа - 4144,2-4150,3 см2/растение и 1-е сентября - 1136,4-1174,1 см2/растение) формировали посевы сахарной свеклы при выращивании ее по экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологиям.

Наибольшая величина фотосинтетического потенциала (ФП) отмечалась на посевах сахарной свеклы, выращиваемой по экологически допустимой технологии, с применением органоминеральной системы удобрения на фоне вспашки - 2403,5 тыс. м2/га сутки. Всего лишь на 36,4-45,5 тыс. м2/га» сутки или на 1,5-1,9%, меньше ФП был на вариантах мелиоративной и почвозащитной технологии, где органическая и органоми-неральная системы удобрения применялись на фоне безотвальной обработки почвы в сочетании с глубоким рыхлением до 70 см.

1.3. Наибольшая масса корнеплода была сформирована на безотвальной обработке с глубоким рыхлением на фоне органический системы удобрения - 552,3 г на растение. На 3,4-8,6 г/растение меньшей она была на вариантах с экологически допустимой и почвозащитной технологиями соответственно.

1.4. При улучшении питательного режима почвы урожайность сахарной свеклы в среднем за годы исследований увеличивалась с 273,5 ц/га до 488,3 ц/га, или на 78,5%. Наибольшую урожайность корнеплодов сахарной свеклы, как по годам исследований, так и в среднем за три года (470,9-488,3 ц/га) обеспечивали экологически допустимая, почвозащитная и

мелиоративная технологии. Прибавка по отношению к контрольному варианту составила 197,4-214,8 ц/га или 72,2-78,5%.

1.5. Содержание сахара в корнеплодах и доброкачественность сока по мере улучшения питательного режима почвы снижались на 0,5-1,2% и 0,71,3% абс.%, а потери сахара в мелассе увеличивалась на 0,23-0,29%, в результате чего выход белого сахара при переработке корнеплодов на заводе уменьшался на 0,6—1,8%. Согласно регрессионному анализу, связь между сахаристостью и урожайностью корнеплодов в опыте была тесной, но отрицательной (г =-0,893).

1.6. Максимальный сбор сахара, в среднем за три года, обеспечивала экологически допустимая технология, предусматривающая применение ор-ганоминеральной системы удобрения на фоне вспашки. Здесь сбор сахара составил 62,5 ц/га, что на 24,5 ц/га, или в 1,6 раза, больше, чем на контроле.

Технологии, основанные на безотвальной обработке с глубоким рыхлением, с использованием как органоминеральной, так и органической системы удобрений обеспечили одинаковый сбор сахара - 60,3 ц/га, что всего лишь на 2,2 ц/га меньше, чем на варианте с экологически допустимой технологией.

1.7. При росте совокупной энергии по сравнению с экстенсивными технологиями, экологически допустимая и почвозащитная при затратах 50,36-50,95 ГДж обеспечивали достаточно высокую продуктивность сахарной свеклы и максимальное приращение энергии 160,69-153,01ГДж соответственно. Это в 1,1-1,2 раза больше, чем на варианте с базовой технологией и в 1,3-1,4 - раза по сравнению с энергоресурсосберегающей. При этом максимальным коэффициент чистой эффективности наблюдался на варианте с экологически допустимой технологией - 3,19.

1.8. Наилучшие показатели экономической эффективности были достигнуты при использовании мелиоративной технологии, где на фоне плоскорезной обработки в сочетании с глубоким рыхлением и внесением навоза в дозе 80 т/га обеспечивалось увеличение чистого дохода до максимума -18390,7 руб. с 1 га, уровня рентабельности - до 53,3% при снижении себестоимости 1 т корнеплодов до минимума - 727,4 руб.

2. По сое:

2.1. Возделывание этой культуры по изучаемым технологиям при орошении на выщелоченном черноземе не оказывало существенного влияния на сроки наступления фенологических фаз и продолжительность как межфазных периодов, так и вегетационного в целом. В среднем за годы исследований вегетационный период сои составил 128—129 дней.

2.2. Высота растений сои в конце вегетации колебалась от 69,2 до 75,4 см. Наиболее высокорослыми оказались растения сои, возделываемой с применением в технологиях минеральных и органических удобрений, как на фоне традиционной вспашки (базовая, экологически допустимая), так и плоскорезной обработки (почвозащитная). Здесь высота достигла 74,4-75,4 см, что на 4,0-5,0 см больше, чем при экстенсивной 1 технологии.

2.3. Улучшение питательного режима почвы при экологически допустимой, базовой, почвозащитной и мелиоративной технологиях способствовало формированию посевов с более мощной листовой поверхностью. Площадь листьев составила 2617,4-2860,9 см2/растение, а фотосинтетический потенциал - 2,487—2,612 млн. м2/га» сутки, что было соответственно в 1,7-1,9 и 1,6-1,7 раза больше по сравнению с экстенсивной 1 технологией. На этих вариантах фотосинтетическая деятельность листовой поверхности посевов сои к полной спелости обеспечивала накопление воздушно-сухого вещества на 36,4-39,7% больше.

2.4. Количество семян и их масса с растения, а также количество растений на единице площади посева зависели от технологии возделывания. Минимальное количество семян с растения - 54,0-55,6 шт. с массой 9,2—9,8 г формировалось на вариантах экстенсивной технологии. Улучшение питательного режима почвы привело к увеличению количества и массы семян с растения соответственно на 14,7-30,0 и на 16,3-34,8%.

Корреляционная зависимость между элементами структуры урожая и урожайностью сои выявила тесную положительную связь (г = 0,971-0,979) и лишь между массой 1000 семян с урожайностью связь была средней (г = 0,425).

2.5. Минимальная урожайность сои была получена на вариантах экстенсивной технологии, в зависимости от способа основной обработки почвы ее величина колебалась от 20,6 до 22,3 ц/га. Получению наибольшего урожая семян сои способствовала экологически допустимая технология. В среднем за три года урожайность здесь составила 31,4 ц/га, что на 10,8 ц/га, или 52,4%, больше, чем на контрольном варианте. Такой же урожай обеспечивали базовая и почвозащитная технологии - 30,3 и 30,1 ц/га. При мелиоративной технологии урожайность составила 29,2 ц/га, что на 2,2 ц/га меньше, чем при экологически допустимой.

2.6. Мелиоративная технология возделывания сои за счет низкого уровня затраченной энергии (15,77 ГДж) при достаточно большом ее приращении - 80,5 ГДж - обеспечила получение в опыте максимального коэффициента чистой эффективности - 5,1 и выхода основной продукции в расчете на 1 ГДж затраченной энергии - 0,19 т, что на 0,03-0,05 т больше в сравнении с другими изучаемыми технологиями.

2.7. Наибольшая экономическая эффективность отмечалась при возделывании сои по мелиоративной технологии. Здесь себестоимость выращиваемой продукции снижалась до минимума - 3291,2 руб./т, а рентабельность ее производства возрастала до максимума - 355,8% при 34189,8 руб. чистого дохода с 1 га.

3. По кукурузе:

3.1. Продолжительность вегетационного периода растений была разной в зависимости от технологии возделывания: от 128—129 дней при выращивании по экстенсивным технологиям до 132—133 - при использовании базовой, почвозащитной и экологически допустимой.

3.2. Улучшение питательного режима почвы в технологиях возделывания кукурузы способствовало росту значений биометрических показателей. Максимальная высота растений была отмечена на фоне применения экологически допустимой технологии - 236,1 см, что на 57,1 см выше контроля.

3.3. Наибольшая густота стояния растений к уборке (49,8-50,0 тыс. шт./га) наблюдалась на варианте с экологически допустимой и почвозащитной технологиями. Процент гибели растений кукурузы здесь был наименьшим в опыте и составил 8,3 и 9,7% соответственно.

3.4. На вариантах экологически допустимой и почвозащитной технологии формировались посевы с более мощной листовой поверхностью -3098,5-3169,5 см2/растение и фотосинтетическим потенциалом равным 0,793-0,835 млн. мг/га» сутки, что превышало показатели экстенсивной 1 технологии в 1,3-1,4 раза.

3.5. Формирование элементов структуры урожая зависело от технологий. В среднем за годы исследований максимальной величины озерненности початка - 436,7-455,4 шт., массы зерна с початка 120,6-122,2 г, массы 1000 зерен 270,7-278,6 г обеспечили базовая, экологически допустимая и почвозащитная технологии. По сравнению с экстенсивной 1 технологией это было больше по озерненности на 4,6-9,1%, массе зерна с початка - на 16,7-18,9% и массе 1000 зерен - на 5,9-9,0%.

3.6. Урожайность зерна кукурузы в среднем за годы исследований по вариантам опыта изменялась от 38,4 до 57,7 ц/га. Улучшение питательного режима почвы обеспечивало достоверное увеличение урожайности по сравнению с контролем на 3,2-12,6 ц/га или на 7,1-27,9%. Максимальную урожайность кукурузы обеспечила почвозащитная технология возделывания 57,7 ц/га, что в 1,3 раза больше в сравнении с экстенсивной 1 технологией. Близкий по величине урожай зерна кукурузы обеспечивали базовая и экологически допустимая - 56,0-55,8 ц/га.

3.7. Применение удобрений в технологиях вело к росту энергетических затрат на 62,2-94,8% по сравнению с экстенсивными технологиями. При этом наиболее биоэнергетически эффективной оказалась мелиоративная технология. Снижение затрат совокупной энергии на этой технологии на 28,3— 36,8% по сравнению с базовой, экологически допустимой и почвозащитной при достаточно высоком выходе валовой энергии - 91,4 ГДж - способствовало увеличению коэффициента чистой эффективности до 2,36 и выхода зерна в расчете на 1 ГДж затраченной энергии до 0,19 т.

3.8. Наилучшие экономические показатели обеспечивала мелиоративная технология возделывания кукурузы, предусматривающая применение органической системы удобрения на фоне безотвальной обработки почвы в сочетании с глубоким рыхлением. Здесь получен наибольший чистый доход в опыте - 12514,4 руб./га, что на 1347,9 руб./га больше в сравнении с экстенсивной 1 и на 3628,0-2744,9 руб./га больше, чем на других удобренных вариантах, при уровне рентабельности - 148,5%.

4. По озимой пшенице:

4.1. Изучаемые технологии возделывания озимой пшеницы при орошении на выщелоченном черноземе не оказывали существенного влияния на сроки наступления фенологических фаз и продолжительность как межфазных периодов, так и вегетационного в целом. В среднем за годы исследований вегетационный период озимой пшеницы с периодом зимнего покоя составил 258-260 дней.

4.2. Экологически допустимая и почвозащитная технологии способствовали формированию максимальных показателей густоты стояния растений - 392-389 шт. /м2; фотосинтетической деятельности растений - площади листьев - 161,4-163,3 см2/растение; фотосинтетического потенциала -3673,6-3657,1 тыс. м2/га «сутки; массы сухого вещества 5,98-6,02 г/растение, которые превышали контроль на 6,9-7,7%, 21,1-22,5%, 42,6-42,0%, 20,3-21,1% соответственно.

4.3. Выращивание озимой пшеницы по экологически допустимой и почвозащитной технологиям способствовало формированию посевов с густотой продуктивного стеблестоя 570 шт. /м2 и массой зерна с одного колоса ~ 1,35-1,36 г. Данные элементы структуры урожая озимой пшеницы превышали аналогичные показатели варианта экстенсивной технологии 1 (контроль) по густоте продуктивного стеблестоя на 27,2% и массе зерна с одного колоса -на 10,6-11,5%.

4.4. Урожайность озимой пшеницы, выращиваемой при орошении, в среднем за годы исследований по вариантам опыта изменялась от 47,9 до 76,3 ц/га.

Возделывание озимой пшеницы по экологически допустимой и почвозащитной технологиям обеспечивало по сравнению с экстенсивными технологиями 1 и 2 повышение урожайности на 22,7-22,9 и 28,2-28,4 ц/га, или на 42,5-42,9% и на 58,9-59,3% соответственно. Эти же технологии обеспечивали получение зерна с содержанием сырой клейковины 23,1-23,5%, что больше контроля на 4,3-4,7%.

4.5. Энергетически целесообразно возделывать озимую пшеницу при орошении по мелиоративной технологии, которая обеспечивала получение высокого коэффициента чистой эффективности - 10,2 при выходе зерна в расчете на 1 ГДж затраченной энергии 0,32 т. Целесообразно также возделывание озимой пшеницы при орошении по почвозащитной технологии, обеспечивающей наибольшее приращение энергии - 240,0 ГДж при коэффициенте чистой продуктивности, равном 9,70 и наибольшем выходе энергии с 1 га (264,7 ГДж).

4.6. Применение почвозащитной технологии возделывания озимой пшеницы обеспечивало получение максимальной величины чистого дохода с 1 га, который составил 12272,0 руб./га. Это превышало другие варианты на 99,4-5337,0 руб./га. Почвозащитная технология также обеспечивала низкую себестоимость зерна — 1192,0руб./т и высокую норму рентабельности -135,0%.

5. Наиболее полная многосторонняя оценка изучаемых технологий может быть дана в звене севооборота сахарная свекла - соя - кукуруза на зерно - озимая пшеница при сравнении их влияния на почву, растение, его энергетику и экономику выращивания.

5.1. Максимальную суммарную продуктивность культур в звене севооборота - 290,0 ц/га з. е., что на 98,4 ц/га з. е. или на 51,4%, больше по сравнению с контролем обеспечивала экологически допустимая технология. Несколько меньшей суммарная продуктивность звена - 286,1 ц/га з. е. - была получена на варианте с почвозащитной технологией, где в отличие от экологически допустимой технологии, органоминеральная система удобрения применялась на фоне безотвальной обработки с глубоким рыхлением почвы, причем дважды в звене.

5.2. Расширенное воспроизводство гумуса наблюдалось при возделывании культур по мелиоративной технологии, обеспечивая прирост за ротацию севооборота в слое почвы 0-20 и 20-40 см 0,13 и 0,24% соответственно. Наибольшие потери общего гумуса - от 0,09 до 0,10% - наблюдались при возделывании культур по экстенсивной 1 и базовой технологиям.

5.3. Применение в звене полевого орошаемого севооборота экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологий возделывания зерновых и технических культур способствовало увеличению содержания в слое 0—30 см агрономически ценных агрегатов под сахарной свеклой до 60,2-65,9%, под соей - до 62,1-65,0%, кукурузой - 62,7-68,3% и озимой пшеницей - до 63,8-66,9%. Это обеспечивало благоприятное для роста и развития зерновых культур (кукурузы на зерно и озимой пшеницы) состояние пахотного слоя с параметрами объемной массы 1,35-1,38 и 1,33-1,35 г/см3 и общей пористостью 47,2-48,4% и 48,3-49,4%.

Возделывание технических культур (сахарной свеклы и сои) по данным технологиям обеспечивало удовлетворительные условия для роста и развития с параметрами объемной массы 1,33-1,35 и 1,39-1,42 г/см3, общей пористостью 48,3-49,0 и 45,6-46,7%.

5.4. Максимальное количество сорных растений на протяжении всей вегетации зерновых и технических культур отмечалось при их возделывании по технологиям, предусматривающим в звене севооборота систему поверхностной обработки почвы. Технологии, основанные на применении вспашки (экстенсивная 1, базовая и экологически допустимая) обеспечивали снижение потенциальной засоренности на посевах озимой пшеницы по сравнению с почвозащитной и мелиоративной в 1,2—1,5 раза и в 1,8-2,6 раза по сравнению с экстенсивной 2 и энергоресурсосберегающей; на посевах кукурузы - соответственно в 1,1-1,2 и 1,7-1,9 раза; на посевах сахарной свеклы - в 1,3-1,7 и 3,9-4,6 раза; на посевах сои - в 1,2-1,7 и 1,7-2,5 раза.

5.5. Почвозащитная и мелиоративная технологии возделывания зерновых и технических культур, которые предусматривают применение в звене севооборота системы безотвальной обработки почвы с периодическим глубоким рыхлением на фоне органоминеральной и органической системы удобрений способствовали большему, по сравнению с экстенсивной технологией

накоплению запасов продуктивной влаги в слое почвы 0-160 см: под соей -на 11,2-6,6%, под кукурузой на зерно - на 8,8-9,6%, под озимой пшеницей -на 11,3-4,9%. ~

Суммарное водопотребление зерновых и технических культур в звене орошаемого травяно-зернопропашного севооборота было наибольшим по вариантам опыта на посевах сахарной свеклы, составив 7561-8284 м3/га, на посевах сои колебалось в пределах 5728-6134 м3/га, на посевах кукурузы на зерно - 4999-5411 м3/га и наименьшим оказалось на посевах озимой пшеницы - 3926-4657 м3/га.

Минимальные значения коэффициентов водопотребления были отмечены при выращивании сахарной свеклы по экологически допустимой, почвозащитной и мелиоративной технологиям, где их величина была меньше по сравнению с экстенсивной 1 технологией на 46,2-44,5%; сои - по экологически допустимой, где разница с контролем составила 38,0%; кукурузы на зерно и озимой пшеницы - по базовой, экологически допустимой и почвозащитной, что было меньше в сравнении с контрольным вариантом на 18,9-17,2% и 23,5-22,6% соответственно.

5.6. Изучение динамики элементов минерального питания в черноземе выщелоченном в зависимости от технологий возделывания зерновых и технических культур в звене севооборота показало, что наименее обеспеченными минеральным азотом, подвижным фосфором и обменным калием оказались варианты, не предусматривающие внесения удобрений.

С улучшением питательного режима почвы наблюдался рост суммарной продуктивности в звене севооборота. Наивысший ее показатель в звене изучаемого севооборота обеспечивали экологически допустимая и почвозащитная технологии возделывания зерновых и технических культур (290,0-286,1 и/га з. е.). Высокая продуктивность получена и на варианте с мелиоративной технологией возделывания культур - 275,4 ц/га з. е.

5.7. Из изучаемых технологий наиболее эффективной была мелиоративная, которая предусматривала применение навоза в дозе 80 т/га и заделку пожнивных остатков в севообороте на фоне безотвальной системы основной обработки почвы с периодическим глубоким рыхлением. Она обеспечивала получение высокой урожайности культур изучаемого звена севооборота -6,89 т/га з. е. с чистым доходом 19074,4 руб. с 1 га, рентабельностью совокупной продукции 224,8%, выходом основной продукции 0,19 т/ГДж, приращением энергии 122,5 ГДж/га и коэффициентом чистой эффективности 4,8.

Эффективными по своим экономическим и биоэнергетическим показателям были также экологически допустимая и почвозащитная технологии, при использовании которых - рентабельность производства продукции достигала 121,8-114,9% при высоком чистом доходе с 1 га - 15927,2-15289,5 руб.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На черноземе выщелоченном староорошаемом Западного Предкавказья с целью предотвращения деградационных процессов, сохранения и воспроизводства плодородия почвы, повышения продуктивности возделываемых зерновых и технических культур, получения конкурентоспособной продукции сельскохозяйственным предприятиям предлагаются альтернативные технологии возделывания озимой пшеницы, кукурузы, сахарной свеклы и сои.

Для получения урожайности:

- сахарной свеклы на уровне 470—500 ц/га и более с выходом сахара свыше 6 т/га, обеспечивающей повышение содержания гумуса, разуплотнение и оструктуривание активного корнеобитаемого слоя почвы, получение чистого дохода 18,4 тыс. руб. с 1 га при уровне рентабельности 53,3%, рекомендуется применять мелиоративную технологию, предусматривающую применение на фоне безотвальной основной обработки почвы с глубоким рыхлением (до 70 см) органической системы удобрения (80 т/га навоза + заделку в севообороте пожнивных остатков);

- сои на уровне 25-30 ц/га применять экологически допустимую и мелиоративную технологии, обеспечивающие повышение плодородия почвы и получение чистого дохода 35,0—34,2 тыс. руб./га с рентабельностью 290,2-355,8%, базирующихся на глубоких обработках почвы с органической и органоминеральной системой удобрений;

- кукурузы более 50 ц/га зерна на переуплотненных староорошаемых землях рекомендовать применение мелиоративной технологии с органической системой удобрения на фоне безотвальной обработки с глубоким рыхлением РН-80Б на 70 см, обеспечивающей получение чистого дохода с 1 га -12,5 тыс. руб. и рентабельности 148,5%

- озимой пшеницы на уровне 70-80 ц/га, обеспечивающей получение чистого дохода 21,3-21,4 тыс. руб. с 1 га и рентабельности 231,8-233,1%, целесообразно применять по предшественнику кукуруза на зерно почвозащитную или экологически допустимую технологии, с плоскорезной или отвальной обработками почвы на фоне органоминеральной системы удобрений, предусматривающей заделку в севообороте пожнивных остатков и внесение непосредственно под основную обработку минеральных удобрений в дозе ^оРго и подкормок азотными удобрениями в ранневесенний период и в фазе выхода в трубку по N30.

В целом в звене севооборота сахарная свекла - соя - кукуруза на зерно - озимая пшеница наиболее эффективным является выращивание изучаемых культур по мелиоративной технологии, в которой на фоне системы безотвальной основной обработки почвы с периодическим глубоким рыхлением применяется органическая система удобрения. Это обеспечивает повышение плодородия почвы и получение средней за год урожайности звена - 6,89 т/га з. е., с чистым доходом - 19,1 тыс. руб. с 1 га и рентабельностью 224,8%.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

Публикации в изданиях, определенных ВАК Минобразования

и науки РФ

1. Югов A.B. Продуктивность агроценоза при бессменной минимальной обработке староорошаемого выщелоченного чернозема / A.B. Югов, A.B. Сисо, Д.В. Ломовской // Труды Кубан. гос. аграр. ун-та: науч. журнал. -Краснодар. - 2007. - Вып.4(8). - С.103-105.

2. Югов A.B. Научные основы сбалансированной системы земледелия на ландшафтной основе в Краснодарском крае / A.B. Югов // Труды Кубан. гос. аграр. ун-та: науч. журнал. - Краснодар. - 2008. - Вып.2(11). -С.114-116.

3. Югов A.B. Пути расширенного воспроизводства почвенного плодородия / A.B. Югов, A.B. Сисо // Труды Кубан. гос. аграр. ун-та: науч. журнал. - Краснодар. - 2008. - Вып.2(11). - С. 159-164.

4. Югов A.B. Влияние агроприемов возделывания полевых культур на агрофизические свойства черноземов Кубани / A.B. Югов, A.B. Сисо // Труды Кубан. гос. аграр. ун-та: науч. журнал. - Краснодар. - 2008. - Вып.3(12). -С.82-84.

5. Югов A.B. Влияние технологии возделывания озимой пшеницы на плодородие староорошаемого выщелоченного чернозема и урожай зерна /

A.B. Югов // Труды Кубан. гос. аграр. ун-та: науч. журнал. - Краснодар. -2009. - Вып.3(18). - С.91-96.

Монографии

6. Югов A.B. Биология и особенности агротехники выращивания сахарной свеклы на деградированном староорошаемом выщелоченном черноземе Западного Предкавказья: монография / A.B. Югов, A.B. Сисо. - Краснодар.-2008.-121 с.

Публикации в аналитических сборниках и материалах конференций

7. Ачканов А.Я. Мониторинг гумусного состояния почв / АЛ. Ачканов,

B.П. Василько, A.B. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 2). - Краснодар, 2002. - С. 23-30.

8. Ачканов А.Я. Баланс гумуса на деградированном староорошаемом черноземе в зависимости от способа основной обработки и системы удобрения / А .Я. Ачканов, В.П. Василько, A.B. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 3). - Краснодар, 2008. - С. 202-204.

9. Бедловская T.B. Влияние агроприемов возделывания сахарной свеклы на агрофизические свойства староорошаемого выщелоченного чернозема и ее урожайность / Т.В. Бедловская, A.B. Югов // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы I Всеросс. науч.-практ. конф. молодых ученых. - Краснодар, 2007. - С. 14-16.

10. Бедловская Т.В. Влияние основной обработки почвы под сахарную свеклу на агрофизические свойства староорошаемого выщелоченного чернозема / Т.В. Бедловская, A.B. Югов // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы II Всеросс. науч.-практ. конф. молодых ученых. -Краснодар, 2008.-С. 14-16.

11. Василько В.П. Качество зерна озимой пшеницы при орошении в зависимости от агроприемов возделывания / В.П. Василько, В.Г. Веретеников,

A.B. Сисо, A.B. Югов Н Пути повышения и стабилизации производства высококачественного зерна: сб. док. Междунар. науч.-практ. конф. - Краснодар, 2002.-С. 162-166.

12. Василько В.П. Водно-физические свойства почвы / В.П. Василько,

B.В. Терещенко, A.B. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 2). - Краснодар, 2002. - С. 35-45.

13. Василько В.П. Севооборот, агротехника и продуктивность орошаемого агроценоза / В.П. Василько, A.B. Сисо, A.B. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 3). - Краснодар, 2008. -

C. 189-202.

14. Веретенников В.Г. Влияние минимальной обработки почвы на агрофизические свойства выщелоченного чернозема и урожайность озимой пшеницы при орошении / В.Г. Веретенников, Н.Г. Николаенко, A.B. Югов // Научные аспекты альтернативных технологий выращивания полевых культур в Краснодарском крае: ТрЖубГАУ. - Краснодар. - 2006. - Вып. 425(453). -С. 4-11.

15. Горьковенко B.C. Особенности формирования патогенного комплекса возбудителей болезней озимой пшеницы в зернотравяно-пропашном севообороте / B.C. Горьковенко, Л.Г. Горковенко, A.B. Югов // Научные аспекты альтернативных технологий выращивания полевых культур в Краснодарском крае: Тр./КубГАУ. - Краснодар. - 2006. - Вып. 425(453). - С. 11-18.

16. Губанов Я.В. Озимая пшеница / Я.В. Губанов, A.M. Кравцов, A.B. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 2).-Краснодар, 2002. -С. 108-135.

17. Губанов Я.В. Сахарная свекла / Я.В. Губанов, Г.Е. Гоник, A.B. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 2). - Краснодар, 2002. - С. 140-150.

18. Клюка В.И. Соя / В.И. Клюка, Н.И. Бочкарев, A.B. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 2). - Краснодар, 2002. - С. 175-185.

19. Малюга Н.Г. Влияние культур севооборота и агротехнологий на содержание и баланс гумуса в черноземе выщелоченном равнинного агроланд-шафта / Н.Г. Малюга, В.И. Терпелец, A.B. Югов // Агроэкологический мони-

торинг в земледелии Краснодарского края (вып. 3). - Краснодар, 2008. -С. 44-48.

20. Петрик Г.Ф. Влияние густоты стояния растений на продуктивность гибридов кукурузы отечественной и зарубежной селекции / Г.Ф. Петрик, A.B. Югов, A.M. Азаренко // Научные аспекты альтернативных технологий выращивания полевых культур в Краснодарском крае: Тр./КубГАУ. - Краснодар. -2006.-Вып.425(453).-С. 119-126.

21. Сисо A.B. Динамика влаги в почве и водопотребление культур орошаемого травяно-зернопропашного севооборота / A.B. Сисо, В.Н. Герасименко, A.B. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 3). - Краснодар, 2008. - С. 215-220.

22. Сисо A.B. Влияние системы основной обработки почвы на продуктивность орошаемого агроценоза / A.B. Сисо, A.B. Югов // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы VIII региональной науч.-практ. конф. молодых ученых, Краснодар, 7-8 декабря 2006 г. - Краснодар, 2006.-С. 71-72.

23. Сисо A.B. Народно-хозяйственное значение альтернативных технологий возделывания основных полевых культур в низменно-западинном аг-роландшафте / A.B. Сисо, A.B. Югов У/ Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы II Всеросс. науч.-практ. конф. молодых ученых. - Краснодар, 2008. - С. 60-62.

24. Сисо A.B. Биоэнергетическая и экономическая эффективность возделывания полевых культур в орошаемом травяно-зернопропашном севообороте / A.B. Сисо, Л.О. Великанова, A.B. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 3). - Краснодар, 2008. -С. 220-229.

25. Сисо A.B. Биологизированная система земледелия - основа повышения продуктивности пашни / A.B. Сисо, A.B. Югов, Н.Г. Малюга // Наука. Образование. Молодежь: материалы 5 Всеросс. науч. конф. молодых ученых, Майкоп, 7-8 февраля 2008 г. - Майкоп, 2008. - Т. 1. - С. 232-234.

26. Слюсарев В.Н. Динамика физико-химических свойств чернозема выщелоченного в системе агроэкологического мониторинга / В.Н. Слюсарев, В.И. Терпелец, A.B. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 3). - Краснодар, 2008. - С. 48-58.

27. Толорая Т.Р. Кукуруза / Т.Р. Толорая, A.B. Загорулько, A.B. Югов // Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края (вып. 2). - Краснодар, 2002. - С. 150-158.

28. Тюпаков Э.Ф. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы при возделывании по нулевой и минимальной обработке почвы / Э.Ф. Тюпаков, A.B. Югов, В.П. Тормашев // Ночные аспекты альтернативных технологий выращивания полевых культур в Краснодарском крае: ТрЖубГАУ. - Краснодар. - 2006. - Вып. 425(453). - С. 33-40.

29. Югов A.B. И еще раз режим / A.B. Югов // Сельские зори-2002,-№3.-С. 30-31.

30. Югов A.B. Влияние системы удобрения на продуктивность орошаемого ароценоза / A.B. Югов // Южнороссийский край. - №3-4(580-581). -2007. - С. 43-44.

31. Югов A.B. Продуктивность культур севооборота в зависимости от системы основной обработки на староорошаемом выщелоченном черноземе / A.B. Югов, A.B. Сисо, В.Н. Герасименко // Южнороссийский край. - №3-4(580-581). - 2007. - С. 40-42.

32. Югов A.B. Плодородие почвы в зависимости от возделывания культур / A.B. Югов, A.B. Сисо // Электронный научный журнал. Режим доступа: - http://ejkubagro.ru - № 35(01) - 2008.

33. .Югов A.B. Биоэнергетическая оценка различных агроприемов возделывания озимой пшеницы, сахарной свеклы и сои в орошаемом травяно-зернопропашном севообороте / A.B. Югов, A.B. Сисо, В.Н. Герасименко // Электронный научный журнал. Режим доступа: - / http://eikubagro.ru -№28(04)-2007.

Подписано в печать 19.11.2009 Печать офсетная Усл. печ. л. 1,5 Заказ № 999

Бумага офсетная. Тираж 120

Типография Кубанского государственного аграрного университета 350044 г. Краснодар, ул. Калинина, 13

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Югов, Анатолий Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ КУЛЬТУР

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1. Влияние обработки почвы на рост, развитие и продуктивность озимой пшеницы, кукурузы на зерно, сахарной свеклы и сои

1.2. Влияние удобрений на рост, развитие и продуктивность озимой пшеницы, кукурузы на зерно, сахарной свеклы и сои

1.3. Влияние элементов технологии на качество продукции озимой пшеницы, кукурузы, сахарной свеклы и сои

1.4. Влияние комплекса агротехнический приемов на продуктивность зерновых и технических культур ;

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ . 129 2.1. Почвенно-климатическая характеристика места проведения исследований

2.2 Погодные условия в годы проведения исследований

2.3. Схема опыта и методика исследований

2.4. Агротехника в опыте . . . . . . .153 2.5 Характеристика используемых сортов и гибридов в опыте

3. ОСОБЕННОСТИ РОСТА, РАЗВИТИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕРНОВЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ КУЛЬТУР В

ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

ПРИ ОРОШЕНИИ.

3.1. Рост, развитие и продуктивность сахарной свеклы . . 160 3.1.1 Особенности роста и развития растений . . .160 3.1.2. Накопление сырой массы растениями

3.1.3 Засоренность посевов сахарной свеклы

3.1.4 Урожайность и качество корнеплодов сахарной свеклы

3.2. Рост, развитие и продуктивность сои.

3.2.1 Особенности роста и развития растений

3.2.2 Накопление воздушно-сухого вещества растениями

3.2.3 Засоренность посевов сои

3.2.4 Продуктивность растений сои

3.2.4.1 Структура урожая сои

3.2.4.2 Урожайность семян сои

3.3. Рост, развитие и продуктивность кукурузы на зерно

3.3.1 Даты наступления фенофаз и продолжительность межфазных периодов

3.3.2 Густота стояния и высота растений кукурузы

3.3.3 Фотосинтетическая деятельность посевов кукурузы

3.3.4 Засоренность посевов кукурузы на зерно.

3.3.5 Продуктивность растений кукурузы

3.3.5.1 Структура урожая кукурузы

3.3.5.2 Урожайность зерна кукурузы.

3.4. Рост, развитие и продуктивность озимой пшеницы

3.4.1 Продолжительность межфазных периодов и вегетационного периодов озимой пшеницы

3.4.2 Динамика густоты стояния и биометрические показатели растений озимой пшеницы

3.4.3 Засоренность посевов озимой пшеницы

3.4.4 Продуктивность растений и качество зерна озимой пшеницы

3.4.4.1 Структура урожая озимой пшеницы

3.4.4.2 Урожайность и качество зерна озимой пшеницы

4. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ КУЛЬТУР НА ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ И АГРОФИЗИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ПРИ ОРОШЕНИИ.

4.1. Влияние технологии на изменение гумуса в черноземе выщелоченноам при орошении.

4.2. Влияние технологии возделывания зерновых и пропашных культур на на изменение агрофизические свойств чернозема выщелоченного

4.3. Влияние технологий возделывания зерновых и пропашных культур на пищевой режим чернозема выщелоченного

4.4. Влагообеспеченность, суммарное водопотребление и коэффициент водопотребления зерновых и пропашных культур в зависимости от технологии возделывания.

5. ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗВЕНА ОРОШАЕМОГО ТРАВЯНО-ЗЕРНОПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА САХАРНАЯ СВЕКЛА -СОЯ - КУКУРУЗА НА ЗЕРНО - ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

6. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ КУЛЬТУР В ОРОШАЕМОМ ТРАВЯНО-ЗЕРНОПРОПАШНОМ СЕВООБОРОТЕ.

6.1 .Биоэнергетическая оценка технологий возделывания сахарной свеклы, сои, кукурузы на зерно и озимой пшеницы

6.2. Экономическая оценка технологий возделывания сахарной свеклы, сои, кукурузы на зерно и озимой пшеницы

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Совершенствование технологии возделывания и повышения продуктивности зерновых и технических культур при орошении на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья"

Актуальность темы. Устойчивое развитие агропромышленного комплекса Российской Федерации в значительной мере определяется стабильностью и эффективностью производства сельскохозяйственной продукции растениеводства.

Западное Предкавказье, и в том числе Краснодарский край - это одна из самых благоприятных зон для производства сельскохозяйственной продукции нашей страны, и одновременно ее можно характеризовать как зону с наиболее обостренными агроэкологическими и экономическими противоречиями, характеризующимися интенсивным использованием земли, зачастую с нарушением элементарных требований существующих технологий возделывания культур.

Краснодарский край является ведущим регионом по производству зерна озимой пшеницы, кукурузы, сои и корнеплодов сахарной свеклы. Здесь размещается более 1 млн. га посевов озимой пшеницы, 270-320 тыс. га зерновой кукурузы, 50-60 тыс. га сои и около 125-130 тыс. га сахарной свеклы.

Разработанные и широко внедренные в производство в середине 80-х годов интенсивные технологии возделывания, базировавшиеся на отвальной обработке почвы и минеральной системе удобрений, позволяли ежегодно производить 5,5-6,0 млн. тонн корнеплодов сахарной свеклы при средней урожайности около 30 тонн с 1 гектара, озимой пшеницы 4,9-5,0 млн. тонн при средней урожайности 40,0 ц/га, кукурузы 649,3-737,1 тыс. тонн при средней урожайности 33,5 ц/га и 42,4 тыс. тонн зерна сои при средней урожайности 13,8 ц/га.

В результате такой интенсификации земледелия ускорились деграда-ционные процессы черноземов Западного Предкавказья, усилились эрозия и дефляция почв. Об этом свидетельствуют данные «Кубаньгипрозема» за 1995 г: повреждено дефляцией 3186 тыс. га сельскохозяйственных угодий; С дефлированные в слабой и средней степени 1048,1 тыс. га; сильно эродированные - 68,9 тыс. га; эродированные в слабой и средней степени 722,4 тыс. га; засоленные - 164,2 тыс. га; переувлажненные - 198,6 тыс. га (9).

Наиболее остро встал вопрос о состоянии плодородия староорошаемых земель, где на площади 468 тыс. га, темпы деградационных процессов протекают интенсивнее, чем на богаре. Содержание гумуса в них уменьшилось более чем на 40%, ухудшились водно-физические и агрохимические свойства почв, выразившиеся в уплотнении и слитизации почв, обесструктуривании их, снижении водопроницаемости, ухудшении водного, воздушного и пищевого режимов. В отдельных случаях отмечено осолонцевание и засоление черноземов, подъем уровня грунтовых вод, заболачивание.

Усилил развитие негативных процессов глубокий спад производства в последнем десятилетии XX века в АПК Краснодарского края, вызванный переходом страны к рыночной экономике.

Сложное финансово-экономическое положение в большинстве хозяйств края способствовало деинтенсификации технологий возделывания полевых культур. Существенно снижается применения как органических, так и минеральных удобрений. Так, в 1990 г. их вносилось под озимую пшеницу соответственно 5,6 т и 241 кг д. в. на 1 га, под кукурузу - 12,8 и 204, сахарную свеклу - 2,2 и 103, а в 1998 г. - под озимую пшеницу 1,9 и 98 , кукурузу -1,6 и 17, сахарную свеклу - 0,2 т и 8,2 кг д.в. на 1 га. Наблюдающийся дисбаланс между поступлением и выносом элементов питания способствует падению почвенного плодородия. Эти явления и нарушение сроков и качества, выполняемых агроприемов привели к значительному снижению урожайности, прежде всего, основной продовольственной культуры края - озимой пшеницы - с 56,4 в 1990 г. до 30,3 ц/га в 1998 г., а также кукурузы - с 35.9 до 13,3 ц/га, сахарной свеклы - с 325,0 до 165,0 ц/га, и сои с 13,8 до 8,7 ц/га.

В сложившихся рыночных отношениях важнейшим условием стабилизации плодородия почвы и развития АПК Краснодарского края является переход к адаптивно-ландшафтной системе земледелия, предусматривающей внедрение альтернативных ресурсосберегающих технологий, адаптированных к зональным почвенно-климатическим условиям и позволяющим увеличить устойчивость основных полевых культур к биотическим и абиотическим стрессорам.

Применение новых технологий, обеспечивающих дифференцированное и одновременно комплексное использование почвенно-климатических, погодных, биологических, техногенных и социально-экономических ресурсов, лимитирующих величину и качество урожая при сохранении и воспроизводстве почвенного плодородия является важнейшим фактором стабилизации и повышения эффективности отрасли.

Основой альтернативных технологий, базирующихся на принципах биологизации, максимального энерго- и ресурсосбережения, сохранения и повышения плодородия почвы, охраны окружающей среды, а также высокой доходности, должно стать формирование высокопродуктивных агрофитоце-нозов, в которых предлагаемые агротехнологии удовлетворяли бы основным требованиям культур к факторам внешней среды.

Внедрение альтернативных почвозащитных технологий в производство на данном этапе развития является актуальным. Оно будет способствовать повышению продуктивности пашни с учетом экологических факторов, использованию только тех технологий, которые могут дать наилучшие результаты в зависимости от агроландшафта, его состояния, системы удобрения, интегрированной защиты растений от вредителей, болезней и сорняков и других агроприемов применительно к конкретным условиям каждого поля. Это позволит не только реализовать высокую продуктивность новых интенсивных сортов озимой пшеницы, выращиваемых после поздних пропашных предшественников, сои, высокопродуктивных гибридов кукурузы, сахарной свеклы, но и стабилизировать по годам урожайность этих культур при высоком качестве и конкурентоспособности продукции с одновременным сохранением плодородия староорошаемых земель и окружающей среды.

Цель и задачи исследований. Цель работы - научно обосновать и разработать для хозяйств альтернативные технологии возделывания зерновых и технических культур, обеспечивающих получение конкурентоспособной продукции в условиях орошаемого агроландшафта и предотвращение дегра-дационных процессов чернозема выщелоченного староорошаемого Западного Предкавказья.

Для достижения поставленной цели на вариантах изучаемых технологий решались следующие задачи:

-изучить особенности роста, развития и продуктивности культур в звене орошаемого севооборота сахарная свекла - соя - кукуруза на зерно - озимая пшеница;

-установить влияние фотосинтетической деятельности посевов на продуктивность полевых культур;

-оценить возможности рационального использования оросительной воды культурами;

-определить количественные критерии зависимости биометрических показателей растений, фотосинтетической деятельности, элементов структуры урожая, урожайности и качества продукции от изучаемых элементов технологий возделывания культур;

-установить действие изучаемых технологий и составляющих их элементов на урожайность и технологические качества зерна озимой пшеницы, кукурузы, сои, корнеплодов сахарной свеклы и установить их корреляционные связи;

-изучить влияние различных технологий возделывания на изменение содержания органического вещества в почве и агрофизических свойств староорошаемого чернозема в звене севооборота сахарная свекла - соя - кукуруза на зерно - озимая пшеница;

-определить влияние альтернативных технологий возделывания на продуктивность, экономическую и энергетическую эффективность изучаемых полевых культур;

-оценить фитосанитарное состояние агроценозов озимой пшеницы, кукурузы, сои и сахарной свеклы при разных технологиях их возделывания;

-на основании полученных данных предложить производству альтернативные ресурсо- и энергосберегающие технологии возделывания озимой пшеницы, кукурузы на зерно, сои и сахарной свеклы на староорошаемом черноземе выщелоченном Западного Предкавказья, обеспечивающих сохранение плодородия почвы и получение конкурентоспособной продукции.

Научная новизна. В условиях Западного Предкавказья разработаны альтернативные технологии возделывания зерновых и технических культур при орошении, основанные на сочетании факторов минерального питания и способов основной обработки почвы в низменно-западинном агроландшафте, базирующихся на принципах биологизации, экологизации, ресурсо- и энергосбережения, сохранения и воспроизводства почвенного плодородия чернозема выщелоченного.

Практическая значимость работы. Сельскохозяйственному производству предложены альтернативные, экономически и энергетически обоснованные технологии возделывания зерновых и технических культур при орошении, предусматривающие получение конкурентоспособной продукции при сохранении и воспроизводстве почвенного плодородия.

Полученные результаты работы легли в основу рекомендаций для АПК «Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края» (Краснодар, 2008), монографии «Биология и особенности агротехники выращивания сахарной свеклы, сои, кукурузы и озимой-пшеницы на деградированном староорошаемом выщелоченном черноземе Западного Предкавказья» (Краснодар, 2008).

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на ежегодных (1999-2006 гг.) научных конференциях сотрудников Кубанского госагро-университета, на всероссийских научно-практических конференциях (Краснодар, 2002, 2006, 2007, 2008; Майкоп 2008), на совещаниях-семинарах руководителей и специалистов хозяйств районов Краснодарского края по вопросам технологии возделывания и ухода за посевами зерновых и технических культур (Краснодар, 2000-2008 гг.), на заседании научно-методического совета Кубанского ГАУ.

Апробация разработанных альтернативных технологий возделывания зерновых и технических культур проводилась в учхозах «Кубань» и «Краснодарское» Кубанского ГАУ, в хозяйствах «Нива Кубани» и «Агроколледж» Брюховецкого района, «Победа» Каневского района Краснодарского края в

2002-2004 гг., а внедрение научных разработок осуществлялось в

2003-2006 гг.

На защиту выносятся.

1. Теоретическое обоснование биологизированных, энергоресурсосберегающих технологий возделывания сахарной свеклы, сои, кукурузы на зерно и озимой пшеницы, обеспечивающих стабилизацию сельскохозяйственного производства и повышение продуктивности пашни в низменно-западинном орошаемом агроландшафте;

2. Влияние технологий возделывания технических и зерновых культур на плодородие орошаемого чернозема выщелоченного в условиях низменно-западинного агроландшафта Западного Предкавказья;

3. Оценка экономической и биоэнергетической эффективности технологий возделывания зерновых и технических культур в низменно-западинном орошаемом агроландшафте;

4. Обоснование возможности получения конкурентоспособной продукции на основе биологизации технологий возделывания зерновых и технических культур в данном агроландшафте.

Работа выполнялась в Кубанском государственном аграрном университете в соответствии с планом НИР по комплексной теме в 1996-2000 гг. -№ 01960009000, в 2001-2005 гг. - № 01200113454.

В диссертации использованы данные, полученные под руководством или при непосредственном участии автора, а также часть материалов других исследователей, являющихся результатом совместной работы.

Автор глубоко признателен и выражает искреннюю благодарность научному консультанту - доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н. Г. Малюга за неоценимую помощь в разработке программы, проведении исследований и подготовке данной диссертации, соавторам публикаций и сотрудникам кафедры орошаемого земледелия, во главе с ее заведующим, профессором В. П. Василько, за помощь и непосредственное участие в проведении наблюдений, учетов и анализов в полевых и лабораторных опытах.