Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Совершенствование технологии возделывания кукурузы в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование технологии возделывания кукурузы в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России"

на правах рукописи

Загинайлов Александр Владимирович

Совершенствование технологии возделывания кукурузы в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России

Специальность: 06.01.01 - общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

5 СЕН 2011

Москва 2011

4852929

Работа выполнена на кафедре технологии производства продукции растениеводства в Московском государственном агроинженерном университете имени В.П. Горячкина

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Шевченко Виктор Александрович

член-корреспондент РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Третьяков Николай Николаевич

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Кондрашин Борис Сергеевич

Ведущая организация:

Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова Россел ьхозакадем и и

Защита состоится 30.09.2011 г. в 16 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д220.043.05 при Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550, г. Москва, Тимирязевская ул., д.49, тел./факс: 8(499)976-24-92,Ученый совет: РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.

Автореферат разослан « 2-5^ » сдч 2011 г. и размещен на

сайте РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева www.timacad.ru

Ученый секретарь диссертационного совета '' /ЛА^"^ Н.Н. Лазарев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важнейшей задачей современного сельскохозяйственного производства является удовлетворение потребностей населения страны отечественными недорогими и качественными продуктами питания. Значительная роль в её решении принадлежит созданию кормовой базы для животноводства. Использование кукурузы в Центральном районе Нечерноземной зоны России, как энергетически ценного белково-витаминного корма, позволяет значительно повысить выход основной продукции животноводства - мяса и молока.

Однако её производство в большой степени зависит от почвенно-климатических условий, что сдерживает её выращивание в условиях средней полосы РФ. Для широкого производства кукурузы необходимы новые сорта и гибриды, приспособленные для условий Нечерноземной зоны России и современные высокоэффективные технологии её производства, к которым прежде всего следует отнести её производство на гребнях, обеспечивающих более приемлемые условия для роста и развития растений кукурузы в неблагоприятных климатических условиях.

Задачи исследований. Целью исследований является изучение воздействия гребневой технологии возделывания, сроков посева и 1устоты стояния растений кукурузы на рост, развитие и её продуктивность в условиях Центрального региона Нечерноземной зоны России. Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

- определить влияние гребневой и традиционной технологии возделывания кукурузы на рост и развитие надземной и подземной частей растений, урожайность и его качество;

- сравнить влияние технологий возделывания кукурузы на агрофизические, агрохимические и биологические показатели плодородия дерново-подзолистой почвы;

- установить особенности роста и развития растений кукурузы в зависимости от сроков посева и норм высева семян;

- выявить оптимальную норму высева семян гибрида Краснодарский 194 МВ при возделывании кукурузы на гребнях -как в ранние сроки посева (при температуре 5-8 °С), так и при посеве в рекомендованные сроки (при прогревании почвы до 10-12 °С);

- установить влияние технологий возделывания кукурузы на засоренность посевов и видовой состав сорняков;

-дать агротехническую, энергетическую и экономическую оценку гребневой и традиционной технологий возделывания кукурузы при разных нормах высева и сроках посева в условиях Центрального района Нечерноземной зоны.

Научная новизна. Проведена комплексная оценка влияния гребневой и традиционной технологий возделывания, норм высева и сроков посева кукурузы на ее продуктивность и качество урожая. Получены новые данные об изменении качественных и количественных параметров плодородия дерново-подзолистой почвы при разных приемах возделывания кукурузы. Установлены закономерности изменения численности и видового состава сорного компонента агрофитоценоза в зависимости от технологий возделывания.

Практическое значение работы и реализация результатов исследований. На основе результатов исследований апробирована и рекомендуется для практического использования гребневая технология (высота гребней 20 см) возделывания кукурузы с ранним сроком посева и густотой стояния 120 тыс. растений/га. Результаты работы прошли производственную проверку на полях ЗАО племхоза «Наро-Осановский» Московской области на площади 25 га. Прибавка урожая по сравнению с принятой в хозяйстве технологией возделывания составила 6,59 т/га зеленой массы. Материалы диссертационной работы приняты к внедрению при разработке исходных требований на базовые машинные операции в растениеводстве отделом механизации ресурсосберегающего экологически устойчивого земледелия ГНУ ВИМ Россельхозакадемии. На защиту выносятся:

-научное и практическое обоснование гребневой технологии возделывания кукурузы, сроков её посева и густоты стояния растений на га;

-закономерности изменения количественных и качественных параметров почвенного плодородия под действием разных технологий возделывания;

-хозяйственно-биологическая оценка продуктивности кукурузы в зависимости от технологий возделывания;

-энергетическая и экономическая оценка технологий возделывания кукурузы в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России;

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международных научно-практических конференциях Московского государственного агроинженерного университета имени В.П. Горячкина (2007, 2008 гг.) и международной конференции Российского государственного аграрного университет-Московской сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева (2008 г.). По результатам исследований опубликовано шесть статьей, в том числе три в журналах перечня ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 200 страницах, содержит 51 таблицу, 7 рисунков; состоит из введения, 7 глав, выводов и рекомендаций производству. Библиографических названий 203, в том числе 18 иностранных; приложение содержит 27 таблиц.

Личный вклад соискателя:

Диссертационная работа в процессе проведения исследований и ее написания выполнена полостью автором. В проведении полевых опытов участвовали студенты МГАУ имени В.П. Горячкина, за что приношу им благодарность. Химический анализ почвы проводился в испытательном центре почвенно-экологических исследований РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, за что глубоко признателен сотрудникам лаборатории. Автор благодарен научному руководителю - доктору с.х. наук, профессору кафедры технологии производства продукции растениеводства Шевченко В.А., а также сотрудникам полевой опытной станции РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева и директору ЗАО племхоз «Наро-Осановский» Рыхлику А.Н за помощь, ценные советы, замечания и пожелания при проведении исследований и подготовке диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы исследований и представлена общая характеристика работы.

Глава 1 посвящена анализу литературных источников по биологическим особенностям кукурузы, ее отношению к факторам окружающей среды и влиянию технологических операций и приемов возделывания на ее продуктивность и качество урожая. Большой вклад в изучение технологии возделывания кукурузы внесли Третьяков H.H., Бзиков М.А., Зубрев А.И., Каюмов М.К., Киреев В.Н., Корнеев В.Н., Крылов C.B., Сотченко B.C., Судаков A.B., Шорин П.М. и многие другие исследователи.

Во влажных районах на тяжелых суглинистых почвах большое значение при возделывании сельскохозяйственных культур имеют гребневая и грядовая технологии как способ борьбы с переувлажнением, в целях улучшения аэрации и пищевого режима растении. Гребни способствуют удалению избытка влаги, обеспечивают быстрое прогревание корнеобитаемого слоя и улучшают аэрацию почвы.

Благодаря увеличению плодородного слоя в гребнях и улучшению агрофизических свойств почвы резко возрастает эффективность применения минеральных удобрений. Всходы на гребнях появляются раньше на несколько дней, их рост и развитие идет более дружно.

Гребне-грядовые технологии возделывания сельскохозяйственных культур в 60...80 гг. прошлого столетия разрабатывались во многих научно-исследовательских институтах нашей страны: в НИИ Центральных районов Нечерноземной зоны (Немчиновка), Дальневосточном НИИСХ, ВНИИ овощеводства, ВНИИ картофелеводства, Северо-Кавказском НИИ горного и предгорного сельского хозяйства, ВНИИ земледелия и защиты почвы от эрозии и других.

Однако при возделывании кукурузы по гребневой технологии недостаточно изучены агрофизические и биологические показатели плодородия почвы, сроки посева семян, нормы высева, меры по защите семян в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России, поэтому не отражены в исходных требованиях на базовые машинные технологические операции в растениеводстве.

Глава 2. Место, условия и методика проведения исследований

Экспериментальные исследования проводились в 2005-2007 гг. на опытном поле РГАУ-МСХА им К.А. Тимирязева. Почва опытного поля дерново-подзолистая, по гранулометрическому составу среднесуглинистая, глубина пахотного горизонта составляет 25-30 см, содержание гумуса 2,05...2,20%. По обеспеченности фосфором почва относится к 4-ой группе, по содержанию калия - к 5-ой группе. Сумма обменных оснований 9,7... 10,1 мг-экв/100 г почвы, гидролитическая кислотность 2,2...3,9 мг-экв/100 г почвы и pH водной суспензии 6,0...6,1.

Метеорологические условия в годы проведения исследований значительно отличались между собой как по температуре, так и по количеству выпавших осадков. Сумма активных температур за период вегетации кукурузы составила от 1938 °Сдо 2188 °С, количество осадков-от 184 мм до 345 мм.

Опыты выполнены в 4-х кратной повторности. Учетная площадь делянки-21,0м2.

Кукуруза выращивалась в звене полевого севооборота: занятый пар -озимая тритикале - кукуруза. В качестве объекта исследования использовали рекомендованный для Центрального района Нечерноземной зоны России скороспелый гибрид кукурузы Краснодарский 194 MB.

Удобрения вносили под предпосевную культивацию в дозе N90P90K90, а также проводили подкормку в фазе 5 листьев в дозе N30. Нарезку гребней осуществляли культиватором-окучником КОН-2,8 с шириной междурядий 70 см и высотой гребней 20 см. Статистическую обработку экспериментальных данных выполняли методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1985 г.); расчет энергетической эффективности - по методике Пупонина А.И., Захаренко A.B. (1994 г.)

Глава 3. Влияние технологии возделывания кукурузы на агрофизические и биологические показатели плодородия

Отличительной особенностью возделывании кукурузы в условиях Московской области является недостаточная обеспеченность растений теплом. Как

показали наши исследования, гребневая технология возделывания способствует изменению теплового режима почвы (диаграмма 1).

по гребневой и традиционной технологии

» » 2 «.фебн»

гладкая поверхность 1,2,3-декады месяца

Различия в тепловом режиме почвы между вариантами с гребневой и традиционной технологиями возделывания прослеживаются с момента формирования гребней. Максимальные различия между температурами почвы наблюдаются в начале и середине вегетационного периода: в мае - июне - +0,4...2°С, в июле - +0,3...1,5°С. К концу вегетационного периода влияние технологий возделывания на температуру почв ослабевает и составляет от 0 до +0,6 °С.

При возделывании кукурузы по гребневой технологии растения быстрее развиваются, из-за увеличения сумм активных температур, что способствует более быстрому её созреванию (табл. 1).

Таблица 1. Сумма активных температур и продолжительность солнечного сияния за период вегетации (2005 - 2007 гг.)__

Показатели Техно- 2005 г. 2006 г. 2007 г.

логия ранний реко- ранний реко- ранний реко-

возде- срок мендо- срок мендо- срок мендо-

лывания посева ванный срок посева посева ванный срок посева посева ванный срок посева

Сумма активных гребневая 2188 2073 1938 1774 2119 1913

температур, С° традиционная 2117 2050 1896 1726 2038 1913

Продолжитель- Гребневая 958 908 822 729 1049 937

ность солнечного Традици- 930 901 790 699 1013 937

сияния, час онная

Чем раньше проведен посев, тем заметнее разница между вариантами. Влияние гребневой технологии проявляется сильнее в годы с дефицитом сумм активных температур.

Применение гребневой технологии возделывания оказывает существенное влияние на агрофизические свойства почвы. Плотность почвы в слое 0-10 см при гребневой технологии близка к оптимальной величине и составила в среднем за три года исследований 1,16 (начало вегетации) - 1,22 г/см3 (конец вегетации), в то время как при традиционном способе плотность почвы была выше и составляла соответственно 1,37 и 1,41 г/см3. Твердость почвы в слое 010 см на гребнях в начале вегетации в среднем составляла 5,2 кг/см2, на гладкой поверхности - 6,8 кг/см2; в конце вегетации 7,1 кг/см2 и 9,4 кг/см2 соответственно.

В ходе исследований установлено, что гребневая технология увеличивает микробиологическую активность почвы в слое почвы 0-30 см. В среднем за три года наблюдений (2005 - 2007 гг.) процент разложения льняной ткани в посевах кукурузы на гребнях в начале вегетации составил 21,4%, в середине вегетации - 44,9%, перед уборкой - 29,2%, в посевах по гладкой поверхности соответственно - 12, 19,2 и 15,7% (диаграмма 2).

Диаграмма 2. Разложение льняных полотен при гребневой и традиционной технологиях возделывания кукурузы (срок экспозиции 30 дней), %

Влияние гребневой технологии возделывания на влажность почвы прослеживается в течение всего периода вегетации (табл.2). В момент посева влажность почвы на гребнях ниже, чем при традиционном способе. Ранней весной гребни быстрее прогреваются, и поэтому происходит интенсивное испарение влаги с поверхности почвы.

Таблица 2. Влажность почвы в слое 0 - 20 см при разных технологиях возделывания по фазам ее развития, % (2005-2007 гг.)_

Технология возделывания Год исследования Посев Фазы развития

всходы 3-й лист 7-й лист Выметывание метелки Молочная спелость

Гребневая 2005 25,6 15,6 14,7 15,1 ИЛ 10,2

2006 23,1 11,6 10,5 9,3 11,8 10,0

2007 27,7 18,1 11,1 8,1 5,7 6,3

Традиционная 2005 27,4 14,7 13,9 14,7 ПД 9,7

2006 26,9 11,1 10,4 8,3 11,0 9,8

2007 28,0 17,8 11,4 9,0 7,2 7,1

С момента появления всходов и до фазы выметывания метелки за счет мульчирующего эффекта при гребневой технологии возделывания создаются благоприятные условия для сохранения влаги в почве. В этот период вегетации влажность в почве на гребнях выше, чем при традиционной технологии возделывания на 0,4-1,0%. К концу вегетации положительное действие гребней на сохранение влаги в почве постепенно снижается из-за постепенного уплотнения почвы в гребнях.

Засоренность посевов зависит от технологии возделывания. При возделывании кукурузы по гребням засоренность посевов снижается на 18% до обработки гербицидом, на 33% после обработки и на 19% перед уборкой урожая по сравнению с традиционной технологией возделывания (табл.3).

Таблица 3. Засоренность посевов кукурузы в зависимости от технологии

„.„.ж..- /________лллс пот ™ \

Вид сорной рас- Технология До обра- После об- Перед

тительности возделывания ботки работки уборкой

гербици- гербици-

дами дами

Малолетние Гребневая 81 1 32

Традиционная 97 3 42

Многолетние Гребневая 30 17 62

Традиционная 38 24 73

Всего: Гребневая 111 18 94

Традиционная 135 27 116

Для защиты растений от сорняков использовали гербициды: Лазурит перед посевом или Диален-супер в фазе 3-4 листьев. Междурядная обработка проводилась при помощи КОН-2,8.

Наиболее распространенными сорными растениями из малолетних являются: горчица полевая (Sinapsis arvensis L.), горец вьюнковый (Polygonum convolvulus L.), марь белая (Chenopodium album L.). В сообществе многолетних сорняков наибольшее распространение получили хвощ полевой (Equisetum arvense L.), ромашка непахучая (Matricaria inodora L.) и осот полевой (Sonchus arvensis L.).

При гребневой технологии возделывания количество сорняков как малолетних, так и многолетних оставалось ниже, чем при традиционной технологии. Меньшая засоренность посевов во время вегетации объясняется мульчирующим эффектом при междурядных обработках, так как сорные растения не только подрезались по центру борозды, но и мульчировались на гребнях слоем земли.

Глава 4. Возделывание кукурузы по гребневой технологии в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России

В нашем опыте применение гребневой технологии влияет на температурный, водный и воздушный режимы почвы. Растения кукурузы, возделываемые по гребневой технологии, оказываются в благоприятных условиях и опережают в росте и развитии растения, возделываемые по традиционной технологии (табл.4).

Таблица 4. Продолжительность периода от посева до наступления фено-

Фаза развития кукурузы 2005 г. 2006 г. 2007 г.

гребневая традиционная гребневая традиционная гребневая традиционная

Всходы 11*/8** 15*/9** 20*/22** 24*/26** 11*/11** 15*/13**

3-й лист 18/14 23/17 32/31 36/33 20/15 20/15

5-й лист 28/24 35/28 41/37 45/43 24/29 25/30

7-й лист 38/31 41/33 53/51 57/58 38/33 40/33

9-й лист 46/51 49/53 61/75 69/77 48/53 51/54

11-й лист 64/58 66/60 83/83 87/86 66/59 67/59

Вымётывание 76/71 79/75 89/88 96/91 71/69 73/67

Выбрасывание нитей 80/79 81/82 97/95 102/98 73/71 76/71

Цветение 85/82 85/87 104/98 108/101 78/78 81/78

Молочная спелость 102/97 105/97 117/114 124/119 88/92 94/92

Восковая спелость 120/120 123/123 133/- 139/- 107/105 112/107

* ранний срок посева/ ** рекомендованный срок посева

При раннем сроке посева растения кукурузы, возделываемые по гребневой технологии, опережали в развитии растения, выращенные по традиционной технологии. Всходы появлялись на 4 дня раньше, фазы выметывание метелки, молочная и восковая спелость наступали на 3-7 дней раньше.

При посеве в рекомендованные сроки в 2005 и 2006 гг. на вариантах с гребневой технологией фазы развития растений кукурузы также наступали на 1-4 дня раньше, чем в вариантах с традиционной технологией возделывания. В 2007 г. из-за высокой температуры и недостатка влаги влияние гребневой технологии на рост и развития растений кукурузы проявлялось слабее.

Формирование корневой системы растений кукурузы также зависит от технологии возделывания. При посеве на гребнях у растений формируется более мощная корневая система, чем при посеве по гладкой поверхности (диаграмма 3).

□ Г ребневая технология I ■ Традиционная технология

120100-1 1 80-м 60 40 20 0 ■

|

1- ■

П_ гт_

7-й лист | 11-й лист | цветение Ранний восчова! [ спелост 7-й лист 11-й лист цветение воскова ||| спелосг Рекомендованный

Диаграмма 3. Динамика изменения объема корней кукурузы, см3/растение (2005-2007 гг.)

Положительное влияние гребневой технологии на формирование корневой системы растений кукурузы проявляется как при раннем посеве, так и при посеве в рекомендованные сроки, и сохраняется на протяжение всего вегетационного периода. Максимальная разница между вариантами по формированию объема корневой системы растений кукурузы наблюдается при раннем сроке посева в фазу цветения и достигает 25 см3/растение, а при посеве в рекомендованные сроки - 10 см3/растение.

Установлено, что гребневая технология возделывания при раннем сроке посева, оказывает стабильное положительное влияние на формирование ассимиляционной поверхности растений кукурузы. Действие гребневой технологии на формирование листовой поверхности при неблагоприятных погодных условиях проявляется сильнее по сравнению с традиционной технологией (табл.5).

Таблица 5. Динамика формирования листовой поверхности на посевах кукурузы при разных технологиях возделывания, тыс. м2/га__

Годы исследований В среднем

Срок посе- Фаза раз- Технология за 2005-

ва вития возделывания 2005 2006 2007 2007 гг.

Ранний 5-й лист гребневая 0,68 0,53 0,53 0,58

традиционая 0,46 0,45 0,22 0,38

НСР05 0,08 0,06 0,12 -

9-й лист гребневая 26,08 26,74 23,19 25,34

традиционная 23,13 16,85 22,71 20,90

НСР05 2,48 3,64 1,98 -

цветение гребневая 28,90 29,52 25,65 28,02

традиционная 27,94 20,58 24,40 24,31

НСР05 2,81 4,72 3,04

молочно- гребневая 30,86 31,38 27,32 29,85

восковая традиционная 30,04 22,73 26,20 26,32

спелость НСР05 1,88 2,01 2,57 -

Рекомен- 5-й лист гребневая 0,35 0,34 0,35 0,35

дованный традиционная 0,30 0,21 0,41 0,31

НСР„5 0,09 0,07 0,08 .

9-й лист гребневая 19,35 26,06 19,73 21,71

традиционная 26,78 20,45 18,22 21,82

НСР05 5,29 5,32 4,08

цветение гребневая 27,91 28,85 30,62 30,79

традиционная 36,97 24,79 22,11 26,29

НСР05 4,38 3,14 4,78 -

молочно- гребневая 30,00 30,95 33,26 33,45

восковая традиционная 39,74 27,35 24,05 28,33

спелость НСР05 6,61 3,40 2,30 -

Так, в благоприятном по погодным условиям 2005 г. влияние гребневой технологии на формирование листовой поверхности было выражено слабее, чем в неблагоприятном 2006 г. Площадь листовой поверхности при посеве по гребням в фазу молочно-восковой спелости составила 31,38 тыс. м2/га, а при посеве по гладкой поверхности - 22,73 тыс. м2/га.

Урожайность сельскохозяйственных культур является конечным и наиболее существенным критерием оценки того или иного изучаемого агротехнического приема. Оценка эффективности гребневой технологии возделывания проводилась по сравнительному анализу урожайности зеленой и сухой массы кукурузы, а также по массе початков (табл. 6).

Таблица 6. Урожайность кукурузы в зависимости от технологии возделывания, т/га

Технология возделывания Годы исследований Среднее за 2005-2007 гг.

2005 2006 2007

сухая масса

Гребневая 13,33*710,46** 12,68*/10,64** 9,90*/12,44** 11,97*/11,18**

Традиционная 9,80/10,59 8,77/6,19 8,41/9,83 8,99/8,87

НСР05 4,16/2,17 1,92/1,19 2,03/2,58 -

зеленая масса

Гребневая 39,20/31,70 40,90/36,70 23,00/37,70 34,37/35,40

Традиционная 29,70/34,20 31,30/23,80 21,60/29,80 27,52/29,30

НСР05 7,37/4,26 6,64/7,94 3,62/5,43 -

масса початков

Гребневая 16,80/12,90 19,20/12,80 13,70/20,60 16,57/15,40

Традиционная 14,00/14,00 14,40/8,10 12,70/11,40 13,70/11,20

НСР05 2,60/2,93 4,24/3,49 3,48/6,20 -

* ранний срок посева/ **рекомевдовшшый срок посева

В наших исследованиях в 2005 и 2006 гг. гребневая технология возделывания кукурузы при посеве в ранние сроки обеспечивает по уровню урожайности зеленой массы и початков достоверную прибавку к традиционной технологии (+ 9,5 и +9,6 т/га). Высокая урожайность зеленой массы и початков кукурузы при раннем сроке посева (40,9 и 19,2 т/га) получена на варианте с гребневой технологией (+9,6 и 4,8 т/га к традиционной технологии). При рекомендованном сроке посева гребневая технология возделывания в 2006 и 2007 гг. обеспечила достоверную прибавку (+12,9 и +7,9 т/га зеленой массы) по сравнению с традиционной.

При возделывании по гребневой технологии также увеличивалось содержание протеина в початках (табл.7).

Таблица 7. Масса протеина в початках кукурузы в зависимости от технологии возделывания, т/га

Срок посева Технология возделывания Годы исследований Среднее за 20052007 гг.

2005 2006 2007

Ранний гребневая 1,450 1,347 1,241 1,346

традиционная 1,207 1,008 1,135 1,117

Рекомендованный гребневая 1,095 0,893 1,795 1,261

традиционная 1,185 0,563 0,986 0,911

В среднем за 2005-2007 гг. при возделывании кукурузы по гребневой технологии и посеве в ранние сроки получено протеина на 0,229 т/га больше, чем при традиционной технологии.

Глава 5. Влияние сроков посева и способов предпосевной обработки

семян на урожайность кукурузы Установлено, что ранние сроки посева эффективно используют весенние активные температуры, что способствует вызреванию растений до восковой спелости в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России. Ранние сроки посева увеличивают длину вегетационного периода кукурузы в среднем на 10 дней и получают на 115-206°С больше активных температур, чем растения, посеянные в рекомендованные сроки.

При посеве семян в ранние сроки кукуруза достигает восковой спелости на 8 - 10 дней раньше по сравнению с рекомендованными сроками. Ускорение созревания растений положительно влияет на линейный рост и их ассимиляционную поверхность. Так в фазу 5 листьев прирост листовой поверхности составил в среднем 0,23 тыс. м2/га, в фазу 9 листьев -3,63 тыс. м2/га по отношению к вариантам с рекомендованными сроками посева. По мере роста растений кукурузы влияние раннего срока посева ослабевает. В фазу цветения и молочно-восковой спелости в среднем за 2005 и 2006 гг. прирост листовой поверхности при раннем сроке посева составил 0,83 тыс. м2/га и 0,64 тыс. м2/га (табл. 8).

Таблица 8. Динамика формирования листовой поверхности кукурузы при воз_________________£Г_____К_____________________- _________„_____________

Фаза развития Срок посева Годы исследований В среднем за 20052007 гг.

2005 2006 2007

5-й лист ранний 0,68 0,53 0,53 0,58

рекомендованный 0,35 0,35 0,35 0,35

НСР05 0,08 0,07 0,12 -

9-й лист ранний 26,08 26,74 23,19 25,34

рекомендованный 19,35 26,06 19,73 21,71

НСРоз 3,28 5,71 3,14 -

Цветение ранний 28,90 29,52 25,65 28,02

рекомендованный 27,91 28,85 30,62 29,13

НСР05 2,66 4,49 3,76 -

Молочно- восковая спелость ранний 30,86 31,38 27,32 29,85

рекомендованный 30,00 30,95 33,26 31,40

НСР05 3,50 2,97 2,48 -

В 2007 г. наблюдался острый дефицит влаги, особенно для растений на вариантах с ранним сроком посева от фазы 11 листьев до выметывания метелки (период максимального водопотребления).

Применение раннего срока посева увеличивает объем корневой системы растений (диаграмма 4).

(2005-2007 гг.)

Анализ полученных данных позволяет заключить, что применение раннего срока посева положительно влияет на развитие корневой системы растений на протяжении всего вегетационного периода. Максимальная разница наблюдается в фазу восковой спелости - 10 см3/растение.

Влияние раннего срока посева на урожайность растений кукурузы зависит как от погодных условий, так и от способа обработки семян.

В 2005 г. ранний срок посева гидрофобизированными семенами не оказал положительного влияния на продуктивность кукурузы. При раннем сроке посева необработанными семенами была получена достоверная прибавка как по зеленой массы (+7,5 т/га), так и по урожайности початков (+3,9 т/га) по сравнению с посевом в рекомендованные сроки.

В 2006 г. применение раннего срока дало положительный эффект при использовании как гидрофобизированных, так и необработанных семян. Достоверная прибавка при посеве кукурузы в ранние сроки необработанными семенами составила по сухой массе +2,04 т/га, по початкам +6,4 т/га; при использовании гидрофобизированных семян по сухой массе +2,30 т/га, по зеленой массе +5,1 т/га по сравнению с рекомендованными сроками посева.

В 2007 г. растения кукурузы раннего посева развивались хуже, чем растения, посеянные в рекомендованные сроки, так как попали в менее благоприятные условия и испытывали острый дефицит влаги (табл. 9).

Таблица 9. Урожайность кукурузы при возделывании по гребневой технологии в зависимости от срока посева, т/га_

Срок посева Годы исследований Среднее за 2005-2007 гг.

2005 2006 2007

сухая масса

Ранний 13,33*/12,30** 12,68*715,84** 9,90*/9,58** 11,97*/12,57**

Рекомендованный 10,46/12,14 10,64/13,34 12,44/12,68 11,18/12,72

НСР05 3,06/3,15 1,49/1,09 2,81/2,11 -

зеленая масса

Ранний 39,2/36,2 40,9/51,1 23,0/24,6 34,4/37,3

Рекомендованный 31,7/36,8 36,7/46,0 37,7/38,4 35,4/40,4

НСР05 5,56/5,65 4,95/3,65 7,30/5,76 -

масса початков

Ранний 16,8/12,7 19,2/21,4 13,7/11,6 16,6/15,2

Рекомендованный 12,9/15,8 12,8/19,5 20,6/21,7 15,4/19,0

НСР05 2,66/3,13 3,49/2,81 4,46/4,32 -

* необработанные семена/ ** гидрофобизированные семена

В условиях теплой и ранней весны посев гидрофобизированными семенами малоэффективен, так как урожайность общей массы растений и массы початков кукурузы в таких условиях ниже по сравнению с вариантами, где посев проводили необработанными семенами. Нами установлено, что только при недостатке суммы активных температур и избытке осадков применение гидрофо-бизации обеспечивает увеличение общей массы кукурузы по сравнению с посевами необработанными семенами.

Глава 6. Влияние густоты посева на особенности роста и развития растений кукурузы

В наших исследованиях изучено влияние густоты стояния растений (80, 120 и 160 тыс. на 1 га) на рост, развитие и урожайность кукурузы при возделывании по гребневой технологии и раннем сроке посева. Установлено, что увеличение густоты стояния растений увеличивает листовую поверхность.

При увеличении числа растений с 80 до 160 тыс./га в условиях достаточной влагообеспеченности (2006 г.) развивается максимальная листовая поверхность кукурузы - 62,45 тыс.м2/га, что в 1,7 раза больше, чем на вариантах с густотой стояния 80 тыс. растений/га. Преимущество загущенных посевов снижается при недостатке влаги. Так, в засушливом 2007 г. площадь листьев кукурузы на загущенных посевах (160 тыс. растений/га) была на 25% ниже, чем во влажном 2006 г. (табл.10).

Таблица 10. Динамика формирования листовой поверхности кукурузы в зависимости от густоты стояния растений при возделывании по гребневой технологии, тыс.м2/га_

Фаза развития Густота стояния, тыс. растений/га Годы исследований Среднее за 2005-2007 гг.

2005 2006 2007

5-й лист 80 0,55 0,45 0,40 0,47

120 1,19 0,98 0,87 1,01

160 1,15 1,05 0,92 1,04

НСР05 0,16 0,17 0,16 -

9-й лист 80 22,69 32,36 22,02 25,69

120 29,83 33,00 25,23 29,35

160 39,65 44,53 35,25 39,81

НСР05 7,12 5,19 3,82 -

Цветение 80 24,69 34,52 23,68 27,63

120 38,46 39,64 31,37 36,49

160 47,45 59,56 44,82 50,61

НСР05 3,41 6,17 4,07 -

Молочная спелость 80 26,39 36,34 25,09 29,27

120 41,02 41,76 33,24 38,67

160 50,42 62,45 47,27 53,38

НСР05 4,76 4,36 3,40 -

Наши исследования по развитию корневой системы растений кукурузы

позволяют заключить, что в среднем за три года наблюдений лучшие результаты обеспечивает вариант с густотой стояния 120 тыс. растений/га (диаграмма 5).

Максимальный объем корней отдельно взятого растения наблюдался в фазу цветения кукурузы в варианте с наименьшей густотой стояния (80 тыс. растений/га) и составил 115 см3/растение. С увеличением густоты стояния объем корневой массы уменьшается, так при увеличении густоты посевов в два раза (160 тыс. растений/га), объем корней растения уменьшается в 2,5 раза.

_см3/растение м3/га

Диаграмма 5. Динамика изменения объема корней кукурузы в слое 0-30 см при возделывании по гребневой технологии, (2005-2007 гг.)

Общий объем корневой системы растений кукурузы на 1 га с увеличением густоты стояния увеличивается за счет увеличения числа растений на единицу площади. Максимальный объем корневой системы посева - 11,4 м3/га наблюдается в фазу цветения при увеличении густоты стояния растений до 120 тысяч/га. При дальнейшем увеличении густоты стояния растений до 160 тысяч/га развитие корневой системы замедляется.

Изучение динамики накопления сухого вещества на посевах кукурузы в расчете на 1 га позволяет заключить, что в 2005 г. при достаточном количестве активных температур и осадков, загущенные посевы кукурузы (160 тыс. растений/га) быстрее накапливают общую биомассу и обеспечивают стабильное и достоверное увеличение урожайности по сравнению с густотой стояния 80 тыс. растений/га (+11,3 т/га зеленой массы и +6,7 т/га початков) и положительную тенденцию относительно варианта с густотой стояния 120 тыс. растений/га (табл.11).

Таблица 11. Урожайность кукурузы в зависимости от густоты стояния

Густота стояния, тыс. растений/га Годы исследований Среднее за 2005-2007 гг.

2005 2006 2007

сухая масса

80 12,30 17,37 8,35 12,67

120 14,44 18,97 9,76 14,39

160 16,15 18,16 9,08 14,46

НСР05 3,93 0,84 1,37 -

зеленая масса

80 36,2 51,1 24,6 37,3

120 42,5 55,8 28,7 42,3

160 47,5 53,4 26,7 42,5

НСРсз 8,12 2,48 4,0 -

масса початков

80 12,7 21,4 11,6 15,2

120 17,5 24,5 14,0 18,7

160 19,2 21,8 13,3 18,1

НСР05 5,00 2,98 3,11 -

В 2006 г. в условиях с избыточным увлажнением и недостатком активных температур густота стояния растений 120 тыс. на га обеспечивала наибольшую урожайность и статистически достоверную прибавку относительно варианта с густотой стояния 80 тыс. растений/га.

В 2007 г. острый дефицит осадков отрицательно сказался на продуктивности растений. При густоте стояния 80 тысяч растений/га урожай зеленой массы кукурузы составил 24,6 т/га. На вариантах с загущенным посевом (160 тыс. растений/га) урожайность была в пределах ошибки опыта - 26,7 т/га. Максимальный урожай зеленой массы кукурузы был получен при густоте стояния 120 тысяч растений/га и составил 28,7 т/га.

Глава 7. Энергетическая и экономическая эффективность технологических приемов возделывания кукурузы в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России

При расчете экономической и энергетической эффективности сравнивалась гребневая технология возделывания с ранним сроком посева и густотой стояния 120 тыс. растений/га по отношению к традиционной технологии с посевом в рекомендованные сроки и густотой стояния 80 тыс. растений/га (табл.12).

Таблица 12. Показатели экономической и энергетической эффективно-

сти гребневой и традиционной технологии возделывания кукурузы на силос

Показатели Технология возделывания

гребневая традиционная

Средняя урожайность, ц/га 370,1 292,6

Общие энергозатраты, МДж/га 53 684 50 860

Энергозатраты на зеленую массу, МДж/ц 145 174

Обшие затраты, руб/га 36 983 33 057

Себестоимость зеленой массы, руб/ц 99,9 112,9

Гребневая технология более энергозатратна, так как общие энергозатраты составили 53684 МДж/га, а при принятой традиционной технологии - 50860 МДж/га. Гребневая технология относится к интенсивным технологиям возделывания и ее применение возможно при высоком уровне агротехники. В нашем случае рост энергозатрат компенсируется полученной прибавкой урожайности.

Использование гребневой технологии с посевом в ранние сроки и с густотой стояния 120 тыс. растений/га снижает на 29 МДж/га энергозатраты в расчете на один центнер зеленной массы. Себестоимость 1ц зеленной массы при гребневой технологии возделывания составляет 99,9 руб/ц, при традиционной технологии - 112,9 руб/ц. Экономический эффект от применения гребневой технологии составил 3898 руб/га, уровень рентабельности увеличился на 7%, по сравнению с традиционной технологией.

выводы

1. Гребневая технология возделывания кукурузы способствует улучшению теплового режима почвы, так как обеспечивает более высокие температуры в посевном слое по сравнению с традиционной технологий, до +2°С. При ранних сроках посева гребневая технология обеспечивает увеличение суммы активных температур и стабильное созревание урожая до фазы восковой спелости.

2. При возделывании кукурузы по гребневой технологии создаются благоприятные агрофизические условия для растений. Плотность почвы в слое 010 см в течение вегетации сохраняется на уровне 1,16-1,22 г/см3. При посеве по гладкой поверхности - 1,37 г/см3 и 1,41 г/см3. Усиливается микробиологическая активность почвы. Процент разложения льняной ткани в посевах кукурузы на гребнях в среднем на 16% выше, чем по гладкой поверхности, что свидетельствует о благоприятном водном, воздушном и температурном режимах почвы для жизнедеятельности микроорганизмов.

3. Технологические приемы возделывания кукурузы влияют на формирование корневой системы растений. При посеве на гребнях у растений формируется более мощная корневая система, чем при посеве по гладкой поверхности. Объем корней кукурузы на гребнях в среднем на 25 см3/растение больше, чем у растений, возделываемых по традиционной технологии.

4. Гребневая технология возделывания при раннем сроке посева оказывает стабильное положительное влияние на формирование листовой поверхности растений кукурузы. Густота стояния растений влияет на площадь листовой поверхности посева. При увеличение числа растений с 80 до 160 тыс./га в условиях достаточной влагообеспеченности развивается максимальная листовой поверхность кукурузы - 62,45 тыс.м2/га. Преимущество загущенных посевов уменьшается при недостатке влаги.

5. Посев кукурузы в ранние сроки и применение гребневой технологии в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России обеспечивает стабильное и достоверное увеличение урожайности по сравнению с традиционной технологией возделывания. В наших исследованиях при раннем сроке посева на гребнях урожайность зеленой массы и початков кукурузы составила соответственно 34,4 и 16,6 т/га, в то время как на посевах по гладкой поверхности -27,5 и 13,7 т/га. При посеве в рекомендованные сроки урожайность зеленой массы и початков кукурузы в вариантах с гребневой технологией составила 35,4 и 15,4 т/га, в вариантах с традиционной технологией -29,3 и 11,6 т/га. Гребневая технология возделывания кукурузы обеспечивает прибавку зеленой массы и початков по отношению к традиционной технологии при раннем сроке посева -6,85 т/га, при посеве в рекомендованные сроки - 6,10 т/га.

6. Применение гребневой технологии возделывания позволяет получить массу протеина больше по сравнению с традиционной технологией возделывания при раннем сроке посева на 229 кг/га, при посеве в рекомендованные сроки на 350 кг/га.

7. В условиях Центрального района Нечерноземной зоны при недостатке активных температур густота стояния растений 120 тыс. на га обеспечивает наибольшую урожайность и статистически достоверную прибавку относительно варианта с густотой стояния 80 тыс. растений/га. Возделывание кукурузы с густотой стояния 160 тыс. растений на 1 га эффективно только в благоприятные годы.

8. Использований гребневой технологии возделывания при раннем сроке посева и густоте стояния 120 тыс. растений/га снижает энергозатраты на 29 МДж/га в расчете на один центнер зеленной массы. При этом себестоимость 1 ц зеленой массы при применении гребневой технологии на 13 рублей меньше, чем при возделывании по традиционной технологии. Экономический эффект от внедрения гребневой технологии составляет 3898 рублей на га, уровень рентабельности увеличивается на 7%.

Предложения производству

На дерново-подзолистых почвах в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России при выращивании кукурузы на силос рекомендуется гребневая технология возделывания с высотой гребней 15-20 см и густотой стояния 120 тысяч растений/га. Посев следует проводить в ранние сроки при температуре 5-8 °С. Данная технология обеспечивает прибавку урожайности зеленой массы в среднем на 26% и массы початков на 24%.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

(публикации в журналах по перечню ВАК РФ выделены курсивом):

1 Шевченко, В.А. Возделывание кукурузы в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России [Текст] / В.А.Шевченко, A.B. Загинай-лов // Бюллетень научных работ. - Белгород: БелГСХА, - 2006. - Вып. 9, -194 с.

2 Шевченко, В.А. Возделывание кукурузы по гребневой технологии в условиях Центральных районов Нечерноземной зоны [Текст] /В.А. Шевченко, A.B. Загинайлов // Известия международной академии аграрного образования, - Санкт-Петербург: - 2008. - Вып. 6. - 106 с.

3 Шевченко, В.А. Особенности возделывания кукурузы в Нечерноземной зоне России [Текст]/В.А. Шевченко, A.B. Загинайлов //Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. - Агроинженерия, 2008. - Вып. 2(27) -С. 48 - 52.

4 Загинайлов, A.B. Управление технологией возделывания кукурузы [Текст]/А.В. Загинайлов, В.И. Загинайлов// Сборник докладов XXI международной научно-практической конференции "Автоматизация и информационное обеспечение производственых процессов в сельском хозяйстве".- (14-15 сентября 2010 г., Углич).- Часть 2. ГНУ ВИМ Росесль-хозакадемии, ФГНУ (Росинформагротех) -С. 687-693.

5 Загинайлов, A.B. Рост, развитие и продуктивность кукурузы при различных технологиях возделывания в Нечерноземной зоне России [Текст] / A.B. Загинайлов, В.А.Шевченко//Плодородие, -2011. - Вып. 2, -С. 1416.

6 Загинайлов, A.B. Влияние густоты посева кукурузы по гребням на ее продуктивность [Текст] /A.B. Загинайлов, В.АШевченко//Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. - Агроинженерия, 2011. - Вып. 1(52) - С.25- 29.

Подписано в печать 23.08.2011г. Печать на ризографе. Тираж 100 экз. Заказ № 4789. Объем 1,3 п.л. Отпечатано в типографии ООО "Алфавит 2000", ИНН: 7718532212, г. Москва, ул. Маросейка, д. 6/8, стр. 1, т. 623-08-10, www.alfavit2000.ru

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Загинайлов, Александр Владимирович

Введение

Глава 1. Научные и практические аспекты совершенствования технологий возделывания кукурузы в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России

1.1. История происхождения, возделывания и использование кУкУРУ3ы

1.2. Биологические особенности кукурузы и её отношение к факторам окружающей среды

1.3. Влияние технологических операций и приёмов возделывания кукурузы на её продуктивность и качество урожая

Глава 2. Задачи, условия и методика проведения исследований

2.1. Схема опытов и методики проведения наблюдений, анализов и учетов

2.2. Агроэкологическая характеристика условий проведения исследований

2.2.1. Характеристика почвы опытного участка при полевом опыте

2.2.2. Характеристика почвы опытного участка при производственном опыте

2.2.3. Особенности метеорологических условий в годы проведения исследований

2.2.4. Элементы агротехники возделывания кукурузы в полевом опыте

2.2.5. Элементы агротехники возделывания кукурузы в производственном опыте

Глава 3. Действие агротехнических приемов возделывания кукурузы на почвенные процессы и биологические показатели плодородия почвы Нечерноземья.

3.1. Характеристика теплового режима почвы

3.2. Характеристика водного режима почвы

3.3. Характеристика воздушного режима почвы

3.4. Микробиологическая активность почвы

3.5. Засоренность посевов и видовой состав сорняков 81 Выводы по третьей главе

Глава 4. Возделывание кукурузы по гребневой технологии в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России

4.1. Полевая всхожесть

4.2. Фенологические наблюдения и линейный рост растений кукурузы.

4.3. Особенности формирования корневой системы кукурузы при разных технологиях возделывания

4.4. Формирование листовой поверхности и фотосинтетическая деятельность посевов.

4.5. Динамика накопления сухого вещества кукурузой при различных технологиях возделывания

4.6. Влияние технологии возделывания на урожайность и качество урожая кукурузы.

Выводы по четвертой главе

Глава 5. Влияние сроков посева и способов предпосевной обработки семян на урожайность кукурузы ^

5.1. Полевая всхожесть и динамика наступления фаз роста и развития у растений кукурузы

5.2. Формирование листовой поверхности, корневой системы и накопление сухого вещества посевами кукурузы

5.3. Урожайность кукурузы в зависимости от сроков посева и способов предпосевной обработки семян

Выводы по пятой главе

Глава 6. Влияние густоты посева на особенности роста и развития растений кукурузы

6.1. Динамика линейного роста и формирование корневой системы кукурузы при разной густоте посева

6.2. Формирование листовой поверхности и фотосинтетическая деятельность посевов при различной густоте стояния растений

6.3. Динамика накопления сухого вещества и урожайность посевов кукурузы при различной густоте стояния растений

Выводы по шестой главе

Глава 7. Энергетическая и экономическая эффективность технологических приемов возделывания кукурузы в условиях Нечерноземной зоны РФ

7.1. Энергетическая оценка возделывания кукурузы

7.2. Экономическая оценка технологий возделывания кукурузы в Центральных районах Нечерноземной зоны РФ

Выводы по седьмой главе

Выводы

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Совершенствование технологии возделывания кукурузы в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России"

Увеличение производства продуктов питания является актуальной проблемой сельскохозяйственного производства. Значительная роль в её решении принадлежит созданию кормовой базы для животноводства. Производство кукурузы в Центральных районах Нечерноземной зоны России связывают с увеличением производства основной продукции животноводства: мяса и молока, так как её посевы позволяют получать высокую урожайность энергетически ценного белково-витаминного корма — кукурузы молочно-восковой спелости.

Однако её производство в большой степени зависит от почвенно-климатических условий, что сдерживает её выращивание в условиях средней полосы РФ. Для широкого производства кукурузы необходимы новые сорта и гибриды, приспособленные для условий Нечерноземной зоны России и современные высокоэффективные технологии её производства, к которым прежде всего следует отнести её производство на гребнях, обеспечивающих условия для роста и развития растений кукурузы в неблагоприятных климатических условиях (Косицина С).Я.,2004, Шишкин Н.М., 2005)

Научная новизна. Проведена комплексная оценка влияния гребневой и традиционной технологий возделывания, норм высева и сроков посева кукурузы на ее продуктивность и качество урожая. Получены новые данные об изменении качественных и количественных параметров плодородия дерново-подзолистой почвы при разных приемах возделывания кукурузы. Установлены закономерности изменения численности и видового состава сорного компонента агрофитоценоза в зависимости от технологий возделывания.

Практическая ценность. На основе результатов исследований апробирована и рекомендуется для практического использования гребневая технология (высота гребней 20 см) возделывания кукурузы с ранним сроком посева и густотой стояния 120 тыс. растений/га. Результаты работы прошли производственную проверку на полях ЗАО племхоза «Наро-Осановский» 5

Московской области на площади 25 га. Прибавка урожая по сравнению с принятой в хозяйстве технологией возделывания составила 6,59 т/га зеленой массы. Материалы диссертационной работы приняты к внедрению при разработке исходных требований на базовые машинные операции в растениеводстве отделом механизации ресурсосберегающего экологически устойчивого земледелия ГНУ ВИМ Россельхозакадемии.

На защиту выносятся:

-научное и практическое обоснование гребневой технологии возделывания кукурузы, сроков её посева и густоты стояния растений на га;

-закономерности изменения количественных и качественных параметров почвенного плодородия под действием разных технологий возделывания;

-хозяйственно-биологическая оценка продуктивности кукурузы в зависимости от технологий возделывания;

-энергетическая и экономическая оценка технологий возделывания кукурузы в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России;

Реализация результатов исследований осуществлена в производственных условиях ОАО «Наро-Осановский» Московской области на 25 га.

В проведении полевых опытов участвовали студенты МГАУ имени В.П. Горячкина, за что приношу им благодарность. Химический анализ почвы проводился в испытательном центре почвенно-экологических исследований РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, за что глубоко признателен сотрудникам лаборатории. Автор благодарен научному руководителю - доктору с.х. наук, профессору кафедры технологии производства продукции растениеводства Шевченко В. А., а также сотрудникам полевой опытной станции РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева и директору ЗАО племхоз «Наро-Осановский» Рыхлику А.Н за помощь, ценные советы, замечания и пожелания при проведении исследований и подготовке диссертации.