Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Сравнительная оценка комплексов традиционных и новых приёмов обработки пласта клевера лугового при возделывании пивоваренного ячменя в Предуралье

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Сравнительная оценка комплексов традиционных и новых приёмов обработки пласта клевера лугового при возделывании пивоваренного ячменя в Предуралье"

На правах_рукописи

Кучукбаев Эльмарт Гаптрафикович

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА КОМПЛЕКСОВ ТРАДИЦИОННЫХ И НОВЫХ ПРИЁМОВ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ В ПРЕДУРАЛЬЕ

06.01.01. - общее земледелие, растениеводство

Автореферат 2 8 НОЯ 2013

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Уфа-2013

005541525

Работа выполнена на кафедре общего земледелия и защиты растений Пермской государственной сельскохозяйственной академии имени академика Д. Н. Прянишникова в 2010 - 2012 гг.

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Юрий Николаевич Зубарев

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Хайбулин Мухамет Минигалимович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Коконов Сергей Иванович

Ведущая организация - ГНУ «Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Российской академии сельскохозяйственных наук

заседании диссертационного совета дм 22U.003.01 при ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» (450001, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. 50 лет Октября, 34).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан // 2013 года и размещен на официальном

сайте Министерства образования и науки Российской Федерации vak.ed.ru и ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» www.bsau.ru

Ученый секретарь диссертационного совета,

Защита диссертации состоится, _2013 года в 4к. ¿7<?часов

на

доктор сельскохозяйственных наук

Р. Р. Гайфуллин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Обработка почвы является основным звеном системы земледелия, где происходит до половины всех энергетических затрат при возделывании продовольственных зерновых культур, которые могут быть уменьшены оптимизацей глубины, количеством обработок, использованием менее затратных приёмов в сочетании с рациональными звеньями основной и предпосевной обработки. Появление в широкой практике новых почвообрабатывающих орудий (оборотного плуга VN Plus LM 950 «Vogel & Noot» и др.) вносит в традиционные агротехнологии земледелия Предуралья ряд приёмов и элементов обработки почвы, сокращает количество проходов почвообрабатывающих орудий и ведет к экономии ресурсов.

Всё это требует изучения и совершенствования всех комплексов приёмов обработки почвы в конкретных условиях региона.

Степень разработанности. Изучением элементов технологий возделывания пивоваренного ячменя в Предуралье занимались: Корляков H.A. (Пермь, 1959), Фатыхов И.Ш. (Ижевск, 2000, 2002, 2003), Уразлин М.Х. (Уфа, 2005). Исследования проводили с отечественными сортами: Винер, Раушан, Биос 1, Одесский 100, Михайловский и Челябинский 99. Изучали элементы агротехнологий: сорта, предшественники, основную и предпосевную обработки почвы, сроки и нормы высева и удобрения. Даны рекомендации по выбору предшественника, технологии обработки почвы, срокам и нормам высева, дозам удобрений. Выявлена зависимость между урожайностью пивоваренного ячменя, его качеством, обработкой почвы и погодными условиями.

Цель исследований. Совершенствование комплекса приёмов в обработке пласта клевера лугового, повышающих урожайность и качество зерна пивоваренного ячменя в Предуралье до 4,5 — 5 т/га. Задачи:

Установить влияние комплекса обработки пласта клевера лугового на урожайность и качество зерна пивоваренного ячменя в Предуралье.

- Проанализировать агрофизические показатели почвы в зависимости от комплекса обработки пласта клевера лугового.

Определить динамику и степень засоренности посевов ячменя при различных комплексах приёмов обработки пласта клевера лугового.

- Сравнить энергетическую эффективность сочетания приёмов обработки пласта клевера лугового традиционными и новыми почвообрабатывающими орудиями, при возделывании пивоваренного ячменя.

- Дать экономическую оценку комплексам приемов обработки пласта клевера лугового.

Научная новизна. Впервые в Предуралье установлена целесообразность сочетания приемов обработки пласта клевера лугового, повышающих урожайность зерна до 4,5 - 5 т/га и качество пивоваренного ячменя соответствующего ГОСТ 5060-86. Дана экономическая оценка и энергетическая эффективность получения пивоваренного ячменя при обработке пласта клевера лугового традиционными и новыми почвообрабатывающими орудиям.

Теоретическая и практическая значимость. Применение энергосберегающих приёмов технологии обработки почвы в агротехнике получения продукции сельского хозяйства позволяет получать 4,5 - 5 т/га пивоваренного ячменя сорта Гонар по пласту клевера лугового в Предуралье при введении нового для региона орудия обработки почвы (оборотный плуг VN Plus LM 950 «Vogel & Noot»).

Методология и методы исследований. Методология исследований основана на анализе научных работ; оценке приёмов основной и предпосевной обработки почвы; формулировании цели, задач и программы исследования; постановке полевых опытов, наблюдений, лабораторных исследований; статистической обработке экспериментальных данных и анализе результатов.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:

1. Основная и предпосевная обработки пласта клевера лугового при сочетании различных почвообрабатывающих орудий обеспечивают разный уровень агрофизических параметров, водопотребления, засоренности и продуктивности зерна ячменя пивоваренного направления

2. Параметры качества пивоваренного зерна в зависимости от комплекса обработки пласта клевера лугового

3. Экономическая и биоэнергетическая оценка технологий возделывания пивоваренного ячменя.

Степень достоверности и апробация работы. Экспериментальные данные статистически обработаны методом дисперсионного и корреляционного анализов, соотнесены с результатами исследований других учёных, подтверждены производственной проверкой. Результаты исследований доложены на межвузовских научных конференциях ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА: Всероссийская научно-практическая конференция «Молодёжная наука 2011: технологии, инновации», 16 - 17 марта 2011 г.; Всероссийская научно-практическая конференция (с международным участием) «Молодёжная наука 2012: технологии, инновации», 13 - 14 марта 2012 г; Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Молодежная наука 2013: технологии, инновации» 11-15 марта 2013 г., Международная научно-практическая конференция

11-15 марта 2013 г., Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы науки и агропромышленного комплекса в процессе европейской интеграции», посвященная 95-летию высшего сельскохозяйственного образования на Урале 13-15 ноября 2013 г., ежегодно заслушивались отчеты на заседаниях кафедры общего земледелия и защиты растений. Материалы исследований применяются на практике в учебно-опытном хозяйстве «Липовая гора» Пермского района и ООО «Надежда» Бардымского района Пермского края на площади 1000 га.

По результатам исследований опубликовано шесть научных работ, в том числе 1 статья в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК Минобрнауки России.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 123 страницах компьютерной печати. Состоит из введения, пяти глав, выводов, предложений производству; включает 17 таблиц, 10 рисунков (в том числе 2 фотографии), 20 приложений. Список литературы имеет 180 наименований, в том числе 15 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Сравнительная оценка комплекса традиционных и новых приёмов обработки пласта клевера лугового при получении пивоваренного ячменя в

Предуралье

В обзоре литературы диссертационной работы представлено значение и распространение многолетних бобовых трав в России и Предуралье, состояние возделывания ячменя на пивоваренные цели в Пермском крае, требование к качеству пивоваренного ячменя и влияние приемов агротехники на его качество, действие основной и предпосевной обработки почвы на урожайность ячменя.

Актуальным приемом повышения урожайности возделываемых культур, а так же воспроизводства плодородия почвы является увеличение площади под многолетними бобовыми травами в структуре посевных площадей. Наибольшие площади под многолетними бобовыми травами занимает в Пермском крае клевер луговой (208,5 тыс. га по состоянию на 2011 год) по данным источника http://agro.permkrai.ru.

В 2010 г. пивоваренный ячмень впервые в Пермском крае, вопреки сомнениям скептиков, успешно вырастили три хозяйства на площади 572 га. Тогда на производство пермского солода было реализовано 1117 тонн зерна (http://marketing.rbc.ru). Таким образом, природно-климатические условия Пермского края позволяют получать пивоваренный ячмень, соответствующий требованиям ГОСТ 5060-86.

МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые опыты проводили в течении трех лет (2010 - 2012) на учебном опытно-научном поле Пермской государственной сельскохозяйственной академии имени академика Д. Н. Прянишникова.

ОПЫТ 1. «Изучение комплекса традиционных приемов основной и предпосевной обработки почвы по пласту клевера лугового при возделывании пивоваренного ячменя в Предуралье». Опыт двухфакторный: фактор А - основная обработка почвы (Ai - культурная вспашка, 20-22 см; А2 - глубокая вспашка, 2830 см; Аз - глубокая вспашка плугом с вырезным отвалом, 28-30 см), фактор В -предпосевная обработка (В] - культивация, 10-12 см; В2 - плоскорезное рыхление, 10-12 см; Вз - дискование, 10-12 см). Учетная площадь делянки по фактору В - 64 м2. Размещение делянок рендомизированое, повторность четырёхкратная.

ОПЫТ 2. «Сравнительная оценка комплекса традиционных и новых приемов основной, предпосевной и минимальной обработки почвы по пласту клевера лугового при возделывании пивоваренного ячменя в Предуралье». Опыт двухфакторный: фактор А - основная обработка почвы (А) - культурная вспашка, 20-22 см; А2 - гладкая вспашка, 20-22 см; А3 - дискование, 10-12 см), фактор В -предпосевная обработка (В| - культивация, 10-12 см; В2 - плоскорезное рыхление, 10-12 см; В3 - дискование, 10-12 см). Учетная площадь делянки по фактору В - 64 м2. Размещение делянок рендомизированое, повторность четырёхкратная.

Закладку полевых опытов, сопутствующие наблюдения и исследования проводили по общепринятым ГОСТам и методикам.

Исследования проведены в полевом опыте, заложенном в учебном севообороте (1. Чистый пар; 2. Озимая рожь; 3. Яровая пшеница с подсевом клевера лугового; 4. Клевер 1 г. п.; 5. Клевер 2 г. п.; 6. Ячмень; 7. Овес). Основную и предпосевную обработку почвы (культурная вспашка, глубокая вспашка, глубокая вспашка плугом с вырезным отвалом - плугом ПЛН-3-35; гладкая вспашка - плутом VN Plus LM 950 «Vogel & Noot»; дискование - дисковой бороной БДТ - 3; плоскорезное рыхление - культиватором плоскорезом КПЭ — 3,8А; культивацию - культиватором КПС-4 в агрегате с боронованием БЗСС-1) проводили согласно схемам опытов.

Почва опытного участка дерново-подзолистая тяжелосуглинистая с содержанием в пахотном слое 0-28 см: гумуса 2,54%, подвижного фосфора 185мг/кг и обменного калия 146 мг/кг, суммы поглощенных оснований 17,8 мг-экв./ЮОги pHicci 5,1.

Предпосевную обработку проводили после ранневесеннего боронования бороной БЗСС-1. Под предпосевную культивацию внесли NPK(30) в виде аммиачной селитры, двойного суперфосфата, хлористого калия. Для исследований использовали пивоваренный ячмень сорта Гонар, норма высева 5 млн. всхожих зерен на гектар. Семена ячменя заблаговременно протравили фунгицидом Дозор,

к.с. (1 л/т). Посев проводили в первую декаду мая сеялкой СЗ-3,6 сразу после проведения предпосевной обработки почвы, посевы ячменя в фазе кущения опрыскивали гербицидом Гербитокс, в.р.к. (1 л/га), норма расхода рабочей жидкости 200 л/га.

Учет засоренности - количественно-весовой, поделяночный, с последующим . пересчетом на 100% чистоту и 14% влажности. Уборка однофазная комбайном СК-5А «Нива» в полной фазе спелости ячменя.

Экономическая оценка результатов исследований проведена на основе технологических карт возделывания сельскохозяйственных культур, формирующихся рыночных цен на семена и основные средства производства на учебном опытно-научном поле и в учебно-опытном хозяйстве «Липовая гора». Статистическую обработку полученных результатов исследований проводили по методике Б. А. Доспехова (1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние комплекса традиционных обработок пласта клевера лугового при получении пивоваренного ячменя в Предуралье

Клевер луговой, как предшествующая культура, обладает ценным свойством - с помощью клубеньковых бактерий усваивать молекулярный азот из воздуха и использовать его для формирования урожая. Д. Н. Прянишников (1945) считал, что гектар хорошего клевера может усвоить 160 - 180 кг азота из воздуха. Роль бобовых культур как предшественников определяется не столько влиянием их на баланс азота в почве, сколько количеством азота, остающимся в почве с корнями и послеукосными остатками, независимо от того, является этот азот взятым из воздуха или из почвы (Осокин И.В., 2008).

Важным показателем повышения урожайности последующих культур в севообороте является количество оставляемые пожнивных и корневых остатков. В результате многочисленных исследований (Осокин И.В., 1960; Манылова Л.П., 1970; Поцелуева З.М., 1970; Зубарев Ю.Н., 2003; Батуев С.А., 2004; Акманаев Э.Д., 2006; Гуляев М.П., 2007; Олехов В.Р., 2007) было установлено, что чем выше урожайность клевера лугового, тем больше он фиксирует азот из воздуха. Урожайность отавы в 2010 г. (табл. 1) составил 4,07 т/га, что ниже на 1,51 т/га чем в 2011 году. Это объясняется засушливыми условиями вегетационного периода. Накопление азота в почве учитывали в течение двулетнего использования клевера лугового. Так, к концу вегетации 2010 г. было накоплено в почве 138 кг/га общего азота, из которых 110,4 было сосредоточено в корневой системе. Из общего количества накопленного азота из воздуха зафиксировано 113,2 кг/га азота. Наибольшая часть так же была сосредоточено в корневой системе. Это связано с тем, что фиксация азота из воздуха происходит азотфиксирующими бактериями, образующих на корнях клевера лугового клубеньки розового цвета.

Таблица 1 - Урожайность отавы клевера лугового второго года пользования и содержание азота в пожнивно-корневых остатках, 2010-2012 гг.

Год исследования Урожайность отавы, т/га Накоплено азота, кг/га

общего за счет N2- фиксации

всего в том числе - всего в том числе

пожнивные остатки корни пожнивные остатки корни

2010 4,07 138,0 27,6 110,4 113,2 22,6 90,6

2011 5,58 190,2 38,0 152,2 155,9 31,1 124,8

2012 4,62 158,0 31,6 (26,4 | 129,6 25,9 103,7

Погодные условия в 2011 году способствовали более высокой урожайности отавы клевера лугового второго года пользования на уровне 5,58 т/га. Вследствие высокой урожайности отавы аккумулировано биологического азота 190,2 кг/га, что на 52,2 кг/га больше чем в 2010 году. Следовательно, клевер луговой при достаточной обеспеченности почвы элементами питания и влагой обладает высокой азотфиксирующей способностью и на 72-89 % удовлетворяет свои потребности в азоте за счет фиксации его из атмосферы.

Урожайность пивоваренного ячменя на фоне комплексных приёмов обработки пласта клевера лугового за три года исследований варьировала по вариантам в интервалах 2,35 - 5,58 т/га. Самая высокая урожайность отмечена в 2012 г. - 3,71 - 5,58 т/га. Анализируя данные, полученные в 2010 - 2012 гг. (табл. 2), следует отметить, что лучше всего проявило себя сочетание традиционной зяблевой вспашки на глубину 20-22 см и предпосевного плоскорезного рыхления на 10-12 см с урожайностью - 5,21-4,47-5,06 т/га соответственно. В среднем за три года наиболее высокая урожайность пивоваренного ячменя также получена в сочетании культурной зяблевой вспашки и весеннего плоскорезного рыхления 4,91 т/га.

В среднем на фоне основной обработки почвы урожайность составила 3,86-4,04 т/га, а на фоне предпосевной обработки 3,35-4,61 т/га; при этом, повторяющееся в течение нескольких лет засушливые вегетационные периоды (ГТК= 0,01 - 0,79), показывают, что применение плоскорезного рыхления в качестве предпосевной обработки почвы под посев позволяет сохранять влагу и увеличивать урожайность (4,61 т/га, при НСРо5 Гл. в= 0,27) по сравнению с традиционными для региона культивацией и дискованием.

Получение высоких урожаев пивоваренного ячменя актуально только при условии получения высококачественного ячменя, соответствующего ГОСТ 5060-86. Ячмень пивоваренный. Технические условия. Хороший пивоваренный ячмень должен содержать 56-65% крахмала.

Таблица 2 - Влияние комплекса традиционных приемов обработки пласта клевера лугового на урожайность пивоваренного ячменя и элементы структуры ._урожайности, среднее за 2010-2012 гг. __

Обработка почвы Урожайность, т/га Количество растений к уборке, штЛс Продуктивный стеблестой Количество зерен в колосе, шт. Продукт, соцветия, г

основная предпосевная штУм2 Клрадукт.

Культурная вспашка, 20-22 см кул ьти вация, 10-12 см 3,81 212 435 2,3 19 0,88

плоскорезное рыхление, 10-12 см 4,91 191 503 2,4 20 0,95

дискование, 10-12 см 3,39 170 422 2,0 18 0,81

среднее по фону 4,04 153 480 3,7 19 0,95

Глубокая вспашка, 28-30 см культивация, 10-12 см 3,95 132 454 2,3 19 0,88

плоскорезное рыхление, 10-12 см 4,39 158 499 2,3 19 0,91

дискование, 10-12 см 3,23 108 431 2,4 18 0,82

среднее по фону 3,86 171 644 3,9 19 0,94

Глубокая вспашка плугом с вырезными отвалами, 28-30 см культивация, 10-12 см 4,07 116 394 2,3 18 И 0,85

плоскорезное рыхление, 10-12 см 4,53 164 456 2,4 20 0,96

дискование, 10-12 см 3,44 92 349 2,3 17 0,81

среднее по фону 4,01 123 432 3,9 19 0,94

НСРо5 гл. А Р<Р0.5 34 3.35 F<F0j Р<Р0.5 Р<Ро.5

НСРоз гл. в 0,27 F<Fo.5 3.35 F<Fo.5 1 0.04

НСРоз Ч8СТ. ab Р<Ро.5 49 F<Fo.s 0.95 Р<Р0.5 Р<Р05

Чем больше в зерне ячменя содержится крахмала, тем выше выход экстракта, разница между содержанием крахмала в ячмене и его экстр активностью составляет 10-20%. Более низкая концентрация крахмала в пивоваренном зерне снизит выход экстрактивных веществ, а, следовательно, повысит расход зерна. Высокое же содержание крахмала повышает ценность пивоваренного ячменя, поскольку экстрактивные вещества солода состоят на две трети из Сахаров, образовавшихся из крахмала под действием амилолитических ферментов, и на треть - из других Сахаров Гhttp://www■svngenta■com/countrv/ru/ru/crops/cereals/-1спо\у1е{1ае-Ьа5е/Раае5/Ьаг1еу-агаш-диа1ку.а5рх1.

Анализируя качество зерна пивоваренного ячменя при использовании традиционных приёмов обработки пласта клевера лугового (рис. 1) можно отметить, что получение высококачественного ячменя, соответствующего ГОСТ 5060-86, возможно только при сочетании глубокой зяблевой вспашки с вырезными отвалами на 28-30 см и весеннего плоскорезного рыхления на 10-12 см. В этом случае содержание белка в зерне ячменя составляет 11,9% при концентрации крахмала 60,9%. В целом же небольшое превышение по белку

порога 12% позволяет рекомендовать данный ячмень для производства пива темных сортов.

64 62 60 58 56 5-1 52 !0

6 N

3

12 ¡г г

о &

5 |

I сз

б 3

в г

е 3

б « 2

§ Ё

Культтрваявспашкя, 20-22 ; Глубокяявспящкя,2&-ЗС>см | Глубокая вспашки с

см йыретнымл отвялямпДв-ЗОсм

13.5 13 12.5 12 11,5 11

10,5

СИЗсодержанкекрахмяла,?» ---содержанпебелкя, "<>

Рисунок 1 - Содержание белка и крахмала в зерне пивоваренного ячменя, среднее

2010-2012 гг.

Сравнительная оценка комплекса традиционных и новых приёмов обработки пласта клевера лугового при получении пивоваренного ячменя в

Предуралье

Появление в широкой практике новых почвообрабатывающих орудий позволяет расширять ассортимент получаемой продукции растениеводства в регионе, что подтверждается исследованиями, проведенными в 2011-2012 гг. Наибольшая урожайность получена (табл. 3) при сочетании комплекса осенней гладкой вспашки на 20-22 см и весеннего плоскорезного рыхления на 10-12 см 5,25 т/га (НСР05 част. ав= 0,16). Самая низкая урожайность отмечена в варианте осеннего дискования на 8-10 см и предпосевного дискование на 10-12 см - 2,96 т/га.

В целом на фоне основной обработки прибавка урожайности по фону гладкой вспашки даёт прибавку 0,41 т/га (НСР<и га. а= 0,14) по сравнению с традиционной зяблевой вспашкой. На фоне предпосевной обработки плоскорезное рыхление позволяет получать прибавку 0,75-1,24 т/га (НСР05 гл. в= 0,15) по сравнению с контрольным вариантом.

Всё это позволяет с уверенностью сказать, что привлечение новых почвообрабатывающих орудий, особенно при повторяющихся засушливых вегетационных погодных условиях, оправдано в значительной степени.

Таблица 3 - Влияние комплекса традиционных и новых приемов обработки пласта клевера лугового на урожайность пивоваренного ячменя и элементы _структуры урожайности, среднее за 2011,2012 гг.__

Обработка почвы Урожайность, т/га Количество растений к уборке, штУм2 Продуктивный стеблестой Количество зерен в колосе, шт. Продукт, соцветия, г

основная предпосевная шт./м2 ^продукт.

Культурная вспашка, 20-22 см культивация, 10-12 см 4,01 233 481 2,1 19 0,95

плоскорезное 1 рыхление, 10-12 см 4,76 254 489 1,9 20 1,00

дискование, 10-12 см 3,41 220 428 2,0 18 0,83

среднее по фону 4,06 236 466 2,0 19 0,93

Гладкая вспашка, 20-22 см культивация, 10-12 см 4,43 236 481 2,0 20 0,97

плоскорезное рыхление, 10-12 см 5,27 244 496 2,0 21 1,06

дискование, 10-12 см 3,71 234 425 1,8 19 0,88

среднее по фону 4,47 238 467 2,0 20 0,97

Дискование, 8-10 см культивация, 10-12 см 3,33 190 363 1,9 20 0,94

плоскорезное рыхление, 10-12 см 3,97 205 420 2,0 20 0,95

дискование, 10-12 см 2,96 182 366 2,0 18 0,81

среднее по фону 3,42 192 383 2,0 19 0,90

НСРо5гл.а 0,14 0,27 35 0,5 Р<Р0.5 Р<Ра.5

HCPos гл. в 0,15 0,38 22 0,4 1,4 0,04

HCPos част. ав 0,16 F<F0,s F<Fo,5 F<Fo.5 Р<Р0.5 Р<Ро.5

I

' Культурнпявсвашкя. 20- ^Выровненная вспашки. 20-| 22 см I 22 см

I-1 содержание крахмаля, "о —•—содержание бе.ткл.

Рисунок 2 - Содержание белка и крахмала в зерне пивоваренного

за 2011,2012 гг.

ячменя, среднее

Количество вариантов обеспечивающих получение пивоваренного ячменя соответствующего ГОСТам при введении в технологию получения продукции растениеводства новых почвообрабатывающих орудий значительно повышается. В среднем, комплекс гладкой осенней вспашки и весеннего плоскорезного рыхления, как в 2011 и 2012 гг. (рис. 2), так и в среднем за два года позволяет получить зерно пивоваренного ячменя с содержанием белка 11,6-12,0% и крахмала 61,4-63,4%.

Водный режим посевов пивоваренного ячменя

В связи с повторяющимися засушливыми периодами в регионе в последнее пятилетие (2009-2013 гг.) наравне с плодородием, лимитирующим фактором остается наличие влаги в пахотном слое почвы. В таблице 4 представлена динамика водопотребления посевов ячменя за годы исследований. За три года исследований, наименьшее количество осадков за вегетацию пивоваренного ячменя выпало в 2010 г. - 158,8 мм; 2011 и 2012 гг. были более благоприятными, осадков выпало 261 - 251,2 мм соответственно.

Таблица 4 — Водопотребление посевов ячменя в годы исследований, мм

Год Содержание продуктивной влаги в пахотном слое, мм Осадки за период вегетации, мм ГТК Использование влаги из почвенных запасов Суммарное водопотребление, мм

перед посевом перед уборкой мм %

2010 150,0 36,0 158,8 1,02 114,0 41,8 272,8

2011 105,7 103,2 261,0 1,83 2,5 0,9 263,5

2012 122,3 110,6 251,2 1,32 11,7 4,9 239,5

В связи с малым количеством осадков за вегетационный периоды, накопление и сохранение влаги в почве в засушливых условиях последних лет обретает особую актуальность. Качественное проведение основной обработки в Предуралье является основным приемом накопления и сохранение осадков осенне-зимнего периода, на которое указывают многочисленные исследования (Огородников Л.П, 1985,1994; Венчиков А.И., 1988; Холзаков В.М., 2003; Зубарев Ю.Н., 2008; Пегова H.A., 2008).

Агрофизические свойства пахотного слоя почвы при сравнительной оценке комплекса традиционных и новых приёмов обработки пласта клевера

Урожайность и элементы ее структуры подтверждаются агрофизическими показателями, анализируемыми в течение вегетационных периодов.

Наибольшее содержание агрономически ценных агрегатов 0,25 - 10 мм, на уровне 69,4%, получено при сочетании глубокой вспашки плугом с вырезными отвалами на 28-20 см и культивации на 10-12 см. Именно этот вариант основной обработки пласта клевера лугового дает наибольший коэффициент структурности

1,20 (табл. 5). Высокое качество предпосевной обработки обеспечивает проведение культивации на 10-12 см, а самое низкое — дискование на 10-12 см.

Объемная масса почвы позволяет судить о плотности почвы, которая образуется в процессе обработки почвообрабатывающими орудиями. Объемная масса по вариантам основной обработки почвы изменяется незначительно и находится диапазоне 1,07-1,10 г/см3.

Таблица 5 — Агрофизические показатели комплекса традиционных и новых

приемов обработки пласта клевера лугового, среднее 2010 — 2012 гг.

Обработка почвы Группы агрегатов, мм Коэффициент структурности Объемная масса почвы, г/мЗ Запас продуктивной влаги, т/га

основная предпосевная > 10 0,25-10 <0,25

Культурная вспашка, 20-22 см культивация, 10-12 см 35,3 64,2 0,5 1,79 1,05 79,6

плоскорезное рыхление, 10-12 см 39,0 60,7 0,3 1,55 1,08 90,2

дискование, 10-12 см 62,5 37,0 0,5 0,59 1,12 65,7

среднее по фону 45,6 54,0 0,4 1,17 1,09 78,5

Глубокая вспашка, 28-30 см культивация, 10-12 см 33,7 65,9 0,4 1,93 1,03 77,9

плоскорезное рыхление, 10-12 см 36,5 62,7 0,8 1,68 1,08 98,9

дискование, 10-12 см 67,8 32,0 ' 0,2 0,47 1,11 74,2

среднее по фону 46,0 53,5 0,5 1,15 1,07 83,6

Глубокая вспашка плугом с вырезными отвалами, 28-30 см культивация, 10-12 см 29,7 69,4 0,9 2,26 1,05 64,8

плоскорезное рыхление, 10-12 см 31,0 68,0 1,1 2,12 1,11 86,3

дискование, 10-12 см 71,2 26,2 2,6 0,35 1,13 63,6

среднее по фону 44,0 54,5 1,5 1,20 1,10 71,6

Характерна тенденция увеличения объемной массы почвы при дисковании, что связано с низким крошащим воздействием и наибольшим содержанием глыбистой фракции. В среднем за три года исследований (2010-2012 гг.) объемная масса почвы по культивации меньше, чем при плоскорезном рыхлении, так как предпосевная культивация на 10-12 см осуществляется в агрегате с боронованием, что дополнительно разрыхляет обрабатываемый слой почвы.

Несмотря на большую объемную массу почвы по плоскорезному рыхлению именно в этом варианте предпосевной обработки отмечено наибольшее содержание продуктивной влаги в почве 86,3 - 98,9 т/га. Ее максимальный запас -98,9 т/га в почве получен при комплексной обработке пласта клевера лугового глубокой вспашке на 28-30 см и весеннем плоскорезном рыхлении на 10-12 см 98,89 т/га. Плохая водоудерживающая способность поверхности поля получена

после дискования, вследствие этого, здесь содержание продуктивной влага в почве наименьшее - 63,58 - 74,15 т/га.

Несколько иные данные получены в результате сравнения комплексов обработки пласта клевера лугового на втором опыте (табл. 6). Проведение гладкой вспашки плугом VN Plus LM 950 «Vogel & Noot» в сочетании со всеми приемами предпосевной обработки позволило получить самое высокое качество обработки -коэффициент структурности 2,62 - 3,27, кроме предпосевного дискования - 0,40. Наихудшие показатели качества обработки обеспечили проведение осеннего дискования в сочетании с предпосевным дискованием - 0,28. По-прежнему очевидна тенденция увеличения объемной массы почвы после предпосевного дискования. Проведение плоскорезного рыхления на 10-12 см во всех случаях основной обработки пласта клевера обеспечивает наибольшее накопление продуктивной влаги в почве - 101,8 - 110,5 т/га.

Таблица 6 - Агрофизические показатели комплекса традиционных и приемов обработки пласта клевера лугового, среднее, 2011,2012

новых гг.

Обработка почвы

основная

предпосевная

Группы агрегатов, мм

>10

0,25-10

<0,25

» I

•еЕ

s g

§ 2 8 Р.

m If а

Культурная вспашка, 2022 см

культивация, 10-12 см

30,3

69,5

0,3

2,32

1,0

97,8

плоскорезное рыхление, 10-12 см

36,8

62,9

1,77

1,06

101,3

дискование, 10-12 см

69,5

29,9

0,6

0,43

1,10

87,1

среднее по фону

45,5

54,1

0,4

1,51

1,05

95,4

Гладкая вспашка, 20-22 см

культивация,10-12 см

23,2

76,5

0,2

3,27

1,01

78,3

плоскорезное рыхление, 10-12 см

31,0

68,2

0,5

2,62

1,07

110,5

дискование, 10-12 см

70,5

27,6

0,3

0,40

1,09

87,2

среднее по фону

41,6

57,4

0,3

2,09

1,06

92,0

[культивация, 10-12 см

37,9

61,4

0,6

1,66

1,05

86,2

Дискование, 8-10 см

плоскорезное >ыхление, 10-12 см

37,9

60,6

1.1

1,62

1,06

101,8

дискование, 10-12 см

78,2

21,4

0,2

0,28

1,17

36,9

среднее по фону

51,3

47,8

0,7

JJiL

1,09

75,0

Засорённость посевов пивоваренного ячменя в динамике в зависимости от комплекса приёмов обработки пласта клевера лугового в Предуралье

Наличие сорной растительности в посевах культурных растений может быть вызвано многими факторами. В последнее время возрастает вторичная засоренность, вызванная не соблюдением технологии возделывания культур или при стремительном переходе на энергосберегающие технолопш путем простого сокращения приёмов обработки почвы, а не улучшением их качества. В среднем за три года (2010-2012 гг.), применение традиционного для Предуралья сочетания осенней зяблевой вспашки с предпосевной культивацией, провоцирует повышение засорения посевов. Так, в фазе всходов ячменя засоренность составила 65 шт./м2 при объеме массы 25,8 г/м2, в том числе многолетних - 34 шт./м2 (19,5 г/м2). В фазе кущения (гербакритический период для зерновых культур) засорённость еще возрастала до 69 шт./м2 при объеме массы сорняков 56,6 г/м2. Применение глубокой вспашки незначительно снижает засорённость, за счет того, что на поверхность выносится слой почвы в котором содержится меньше семян сорняков, при этом, засорённость все равно остаётся достаточно высокой: в фазе всходов 43-56 шт./м2, в том числе 20-30 шт./м2 многолетних сорняков. При объёме 15,4-18,4 г/м2, из них 9,5-11,5 г/м2 многолетних видов. В фазе кущения, плотность сорняков так же увеличивается, однако в этом случае засорённость посевов достигает 51-77 шт./м2, в том числе многолетних 25-31 шт. /м2 при объеме вегетативной массы сорняков 11,6-38,5 г/м2, 9-19,4 г/м2 многолетних, соответственно.

Применение оборотного плуга для гладкой вспашки в сочетание с плоскорезной обработкой обеспечивает некоторое снижение засоренности за счет отсутствия развальных борозд и свальных гребней. При этом уменьшается количество многолетних сорняков 18 шт./м2 (6,5 г/м2) в фазе всходов, и 36 шт./м2 (12,4 г/м2) в фазе колошения, что почти в пределах ЭПВ.

При одинаковом уровне защиты растений от сорняков применение энергосберегающего приема обработки почвы - дискования вместо традиционной культурной вспашки, увеличивает засоренность посевов на 1,1 - 2,3 раза за счет роста численности малолетних сорняков. Это связано с благоприятными условиями для прорастания семян сорняков, возобновления роста и развития вегетативных органов размножения.

Экономическая и биоэнергетическая оценка комплекса обработки пласта клевера лугового при возделывании пивоваренного ячменя

Рентабельность производства является наиболее обобщающим, качественным показателем экономической эффективности производства, в том числе зерна. Важнейшим фактором, определяющим рентабельность производства зерна, является урожайность. Как правило, чем выше урожайность, тем ниже себестоимость и затраты труда на один центнер продукции и соответственно выше рентабельность.

Таблица 7 - Экономическая и энергетическая эффективность комплекса традиционных приемов обработки пласта клевера лугового, среднее 2010-2012гт

Обработка почвы Экономическая эффективность Энергетическая эффективность

основная предпосевная Прямые затраты, рубУга Себестоимос ть зерна, рубУц Рентабельное ть, % Затраты совокупной энергии, ГДж/га Коэффициент энергетической эффективности

культивация, 10-12 см 2197,3 530,6 62,7 15,2 2,64

Культурн, я вспашка 20-22 см плоскорезное рыхление, 10-12 см 2319,2 434,6 99,2 17,7 3,02

дискование, 10-12 см 2219,1 511,7 68,8 15,7 2,70

Среднее 2245,2 492,3 76,9 16,2 2,79

культивация, 10-12 см 2209,9 514,7 67,7 15,4 2,57

Глубокая вспашка, 28-30 см плоскорезное рыхление, 10-12 см 2212,4 463,6 86,2 16,8 2,78

дискование, 10-12 см 2170,1 618,1 39,5 14,1 2,93

Среднее 2197,5 532,1 64,5 15,4 2,76

Глубокая вспашка культивация, 10-12 см 2207,2 502,6 71,8 15,9 2,68

плугом с вырезным и плоскорезное рыхление, 10-12 см 2208,2 448,5 92,5 17,0 2,85

отвалами, 28-30 см дискование, 10-12 см 2207,8 590,5 46,2 14,6 2,43

Среднее 2217,6 512,7 70,5 15,8 2,74

При традиционной комплексе обработке пласта клевера лугового (табл. 7) наибольшие прямые затраты на один гектар при производстве пивоваренного ячменя Гонар получены при культурной вспашке 2245,2 рублей, наименьшие при

глубокой вспашке- 2197,5 рублей. Несмотря на высокие прямые затраты, наименьшая себестоимость зерна получена при сочетании культурной вспашки на 20-22 см и плоскорезного рыхления на 10-12 см 434,6 руб./ц и наибольшая рентабельность производства - 99,2%. Даже значительные энергетические затраты при культурной вспашке и плоскорезного рыхления на 10-12 см дают самый высокий коэффициент энергетической эффективности - 3,02.

Таблица 8 - Экономическая и энергетическая эффективность комплекса традиционных и новых приемов обработки пласта клевера лугового, среднее 2011,

2012 гг.

Обработка почвы Экономическая эффективность Энергетическая эффективность

основная предпосевная Прямые затраты, руб./га Себестоимос ть зерна, руб./ц Рентабельное ть, % Затраты совокупной энергии, ГДж/га Коэффициент энергетической эффективности

Культурна; вспашка, 20-22 см культивация, 10-12 см 2219,6 509,0 69,7 14,3 2,48

плоскорезное рыхление, 10-12 см 2302,8 445,0 94,5 18,5 3,11

дискование, 10-12 см 2136,1 607,9 41,7 13,1 2,78

Среднее 2219,5 520,6 68,6 19,8 2,79

. Гладкая вспашка, 20-22 см культивация, 10-12 см 2196,6 479,0 80,2 15,2 2,63

плоскорезное рыхление. 10-12 см 2197,7 385,3 124,0 17,2 3,72

дискование, 10-12 см 2174,8 560,5 53,9 13,8 2,96

Среднее 2189,7 474,9 86,0 15,4 3,10

Дисковани е, 8-10 см культивация, 10-12 см 2156,3 596,4 44,5 13,4 2,60

плоскорезное рыхление, 10-12 см 2194,5 508,5 69,8 15,0 2,72

дискование, 10-12 см 2158,4 628,4 37,2 13,0 2,52

Среднее 2169,7 577,8 50,5 13,8 2,61

В комплексе обработки пласта клевера лугового традиционными и новыми почвообрабатывающими орудиями (табл. 8), гладкая вспашка плугом VN Plus LM 950 «Vogel & Noot» на 20-22 см с плоскорезным рыхлением культиватором КПЭ-3,8 10-12 см рентабельность производства пивоваренного зерна будет составлять

124% - это самый высокий уровень рентабельности, в то время как самый низкий уровень рентабельности 37,2% обеспечило сочетание осеннего дискования на 8-10 см с предпосевным дискованием на 10-12 см. Замена осенней вспашки на энергосберегающее дискование снижает прямые затраты, на производство зерна по сравнению с культурной вспашкой на 49,8 рублей/га, но вследствие снижения урожайности, уменьшает уровень рентабельности' до' 50,5%. Правда, с энергетической стороны отмечены наименьшие затраты совокупной энергии 13,8 Гжд/га и коэффициент энергетической эффективности больше, чем при культурной вспашке на 0,47 (или на 21,9%).

Выводы

1. В комплексе лучших приемов обработки пласта клевера лугового на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве Предуралья, обеспечивающий урожайность зерна пивоваренного ячменя 5,25 т/га с содержанием белка 11,6-12,0% и крахмала 61,4-63,4%, наряду с традиционной культурной вспашкой ПЛН-3-35 и культивацией КПС-4 в агрегате с боронованием БЗТС-1, является гладкая вспашка оборотным плугом VN Plus LM 950 «Vogel & Noot» на 20-22 см в сочетании с весенним плоскорезным рыхлением КПЭ-3,8 10-12 см.

2. При сочетании традиционных приемов обработки пласта клевера лугового глубокой зяблевой вспашки с вырезными отвалами на 28-30 см с весенним плоскорезным рыхлением на 10-12 см достоверно можно получить зерно пивоваренного ячменя Гонар 4,53 т/га с содержанием белка 11,9% и крахмала 60,9%. В целом же небольшое превышение по белку порога 12% позволяет рекомендовать данный ячмень для производства пива темных сортов.

3. Агрофизические показатели плодородия (запасы продуктивной влаги и объемная масса) зависят от комплекса обработки пласта клевера лугового на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве. Проведение гладкой вспашки плугом VN Plus LM 950 «Vogel & Noot» на 20-22 см по сравнению с комплексом традиционных приемов обработки пласта клевера лугового обеспечить наибольшее накопление продуктивной влаги в почве - 92,0 т/га, особенно при сочетании с предпосевным плоскорезным рыхлением КПЭ-3,8А на 10-12 см - 110,5 т/га, что актуально для засушливых вегетационных периодов.

4. Приемы основной и предпосевной обработки почвы в значительной степени оказывают влияние на засоренность, но не могут поддерживать его на уровне экономического порога вредоносности (20-31 nrr./м2). Применение в Предуралье оборотного плуга для гладкой вспашки в сочетание с плоскорезной обработкой обеспечивает некоторое снижение засоренности за счет отсутствия развальных борозд и свальных гребней, при этом уменьшается количество многолетних

сорняков 18 шт./м2 (6,5 г/м2) в фазе всходов, и 36 шт./м2 (12,4 г/м2) в фазе колошения.

5. При одинаковом уровне защиты растений от сорняков применение энергосберегающего приема обработки почвы дискования вместо традиционной культурной вспашки увеличил засоренность посевов на 1,1 - 2,3 раза за счет увеличения численности малолетних сорняков: в фазе всходов 74 шт./м (19,4 г/м2), в фазе колошения 61 шт./м2 (24,4 г/м").

6. Анализ экономической эффективности комплекса традиционных и новых приемов обработки пласта клевера лугового в Предуралье при возделывании пивоваренного ячменя Гонар показал, что прямые затраты в среднем варьируют в диапазоне 2169,7 - 2245,2 руб./га, себестоимость зерна - 474,9 - 577,8 руб./ц. Наибольшая рентабельность комплекса приемов обработки получена при гладкой вспашке на 20-22 см и плоскорезном рыхлении на 10-12 см - 124,0%.

7. При современных формах ценообразования с помощью экономических показателей эффективности производства нельзя объективно оценить новые технологии производства продуктов растениеводства. Наиболее энергетически эффективным при возделывании пивоваренного ячменя Гонар в Предуралье является гладкая вспашка оборотным плугом VN Plus LM 950 «Vogel & Noot» на 20-22 см в сочетании с весенним плоскорезным рыхлением КПЭ-3,8 1012 см - 3,72, наименее энергетически эффективным - глубокая вспашка плугом с вырезными отвалами на 28-30 см и предпосевное дискование на 10-12 см-2,43.

8. Ресурсосберегающий прием основной обработки пласта клевера лугового дискование БДТ-3 на 8-10 см при низких затратах совокупной энергии 13,8 ГДж/га дает низкую энергетическую эффективность, что связано с низкой урожайностью основной и побочной продукции.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ

Для получения в Предуралье на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве урожайности зерна пивоваренного ячменя в интервале 4,5 - 5 т/га с высоким качеством следует применять комплекс обработки пласта клевера лугового, включающий сочетание гладкой вспашки плугом VN Plus LM 950 «Vogel & Noot» на 20-22 см и предпосевное плоскорезное рыхление КПЭ-3.8А на 10-12 см.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ: Ведущие рецензируемые научные журналы, определенные ВАК Минобрнауки России:

1. Growing of brewing barley up on Trifolium pratense layering in Preduralie/ Zubarev, I., Subbotina, L, Eliseev, S., Kuchukbaev, E.-World Applied Science Journal, 2013.-25(3).-pp. 465. Научные статьи:

1. Влияние обработки пласта клевера лугового на урожайность ячменя в Предуралье / Ю. Н. Зубарев, Я. В. Субботина, Э. Г. Кучукбаев // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: Материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, - Уральское издательство. - Екатеринбург. - 2012. - с.317-321

2. Влияние системы обработки пласта клевера лугового на урожайность ячменя / Ю. Н. Зубарев, Я. В. Субботина, Э. Г. Кучукбаев, А. П. Потанина // Молодёжная наука 2012: технологии, инновации, материалы Всероссийской науч.-практическая конф. (с международным участием) (Пермь, 13-14 марта 2012 года), Всероссийская научно-практическая конференция (с международным участием) «Молодёжная наука 2012: технологии, инновации», 13 - 14 марта 2012 г. Ч. 1 - С. 82 - 84.

3. Влияние комплекса обработки пласта клевера лугового на урожайность пивоваренного ячменя в Предуралье / Ю. Н. Зубарев, Я. В. Субботина, Э. Г. Кучукбаев // Пермский аграрный вестник, 2013. - №1(1). С 5 - 7.

4. Влияние комплекса обработки пласта клевера лугового на засоренность посевов ячменя в Предуралье / Зубарев Ю.Н., Субботина Я.В., Кучукбаев Э.Г., Сайченко В.Ю. // Молодёжная наука 2012: технологии, инновации, материалы Всероссийской науч.-практическая конф. (с международным участием) (Пермь, 13-14 марта 2012 года), Всероссийская научно-практическая конференция (с международным участием) «Молодёжная наука 2012: технологии, инновации», 13 -14 марта 2012 г. Ч. 1-С. 121-124.

5. Пивоваренный ячмень по пласту клевера лугового в Предуралье / Ю. Н. Зубарев, Я. В. Субботина, Э. Г. Кучукбаев // Актуальные проблемы науки и агропромышленного комплекса в процессе Европейской интеграции, материалы Международной научно-практической конференции (Пермь, 13-15 ноября 2013 года), Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы науки и агропромышленного комплекса в процессе Европейской интеграции», посвященный 95-летию высшего сельскохозяйственного образования на Урале, 13 - 15 ноября 2013 г. Ч. 1 - С. 49 - 53.

Формат 60x84 'Аб.Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ № 167. Отпечатано в ЗЩ£ «ЗТрокростЪ» Пермской государственной сельскохозяйственной академии имени академика Д.Н. Прянишникова. 614990, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23, тел. (342)210-35-34

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Кучукбаев, Эльмарт Гаптрафикович, Пермь

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ПЕРМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ АКАДЕМИКА

Д.Н. ПРЯНИШНИКОВА»

КУЧУКБАЕВ ЭЛЬМАРТ ГАПТРАС

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА КОМПЛЕКСОВ ТРАДИЦИОННЫХ И НОВЫХ ПРИЁМОВ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО ПРИ

ВОЗДЕЛЫВАНИИ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ В

ПРЕДУРАЛЬЕ

04201450775

06.01.01.- Общее земледелие, растениеводство

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ю.Н. Зубарев

Пермь-2013

СОДЕРЖАНИЕ

С.

ВВЕДЕНИЕ 5 ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.................................................. 8

1.1. ЗНАЧЕНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ МНОГОЛЕТНИХ БОБОВЫХ КУЛЬТУР В РОСИИ И ПРЕДУРАЛЬЕ.......................... 8

1.2. СОСТОЯНИЕ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯЧМЕНЯ НА ПИВОВАРЕННЫЕ ЦЕЛИ В ПРЕДУРАЛЬЕ.................................... 13

1.3. ТРЕБОВАНИЕ К КАЧЕСТВУ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ И ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ АГРОТЕХНИКИ НА ЕГО КАЧЕСТВО............................................................................ 15

1.4. ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОСНОВНОЙ И ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА УРОЖАЙНОСТЬ ЯЧМЕНЯ...................... 18

ГЛАВА 2. ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ............. 30

2.1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ.................................................................. 30

2.2. СХЕМЫ ПОЛЕВЫХ ОПЫТОВ................................................ 30

2.3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.......... 33

2.4. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ИССЛЕДОВАНИЙ...................................................................... 34

2.4.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВЕННЫХ УСЛОВИЙ................................................................................ 34

2.4.2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОГОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ............................................................................. 36

2.4.3. АГРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПО ПЕРИОДАМ ВЕГЕТАЦИЙ........................................................................... 37

2.5. ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА СЕМЯН........................................... 41

2.6. ОСОБЕННОСТИ АГРОТЕХНИКИ........................................... 41

ГЛАВА 3. АГРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ

УРОЖАЙНОСТИ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ В ПРЕДУРАЛЬЕ...... 43

3.1. ФЕНОЛОГИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА РОСТОМ И РАЗВИТИЕМ

ЯЧМЕНЯ СОРТА ГОНАР В ПРЕДУРАЛЬЕ......................................43

3.2. ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСА ОБРАБОТКИ ПЛАСТА КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО НА ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВОВ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ............................................................................................................ 48

3.3. ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОСЕВОВ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ

ГОНАР В ГОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ............................................. 52

ГЛАВА 4. ВОЗДЕЛЫВАНИЕ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ В

ПРЕДУРАЛЬЕ ПО ПЛАСТУ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО.......................... 53

ГЛАВА 5. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА КОМПЛЕКСА ТРАДИЦИОННЫХ И НОВЫХ ПРИЁМОВ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ В ПРЕДУРАЛЬЕ............................................................................. 58

5.1. ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСА ТРАДИЦИОННЫХ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО НА УРОЖАЙНОСТЬ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ И ЕЕ СТРУКТУРУ В ПРЕДУРАЛЬЕ............................................................................. 58

5.2. ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ ПО ФАЗАМ ВЕГЕТАЦИИ............................................. 63

5.3. ВЛИЯНИЕ ТРАДИЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ В ПРЕДУРАЛЬЕ.................................................................................................... 66

5.4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА КОМПЛЕКСА ТРАДИЦИОННЫХ И НОВЫХ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО НА УРОЖАЙНОСТЬ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ И ЕЕ СТРУКТУРУ В ПРЕДУРАЛЬЕ........................................................................... 69

5.5. ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ ПО ФАЗАМ ВЕГЕТАЦИИ ПРИ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКЕ КОМПЛЕКСА ТРАДИЦИОННЫХ И НОВЫХ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО.................................................... 73

5.6. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА КОМПЛЕКСА ТРАДИЦИОННЫХ И НОВЫХ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ

ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ В ПРЕДУРАЛЬЕ..................................................................76

ГЛАВА 6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОМПЛЕКСА ОБРАБОТКИ ПЛАСТА КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО ПРИ

ВОЗДЕЛЫВАНИИ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ..........................................................78

ВЫВОДЫ......................................................................................................................................................................81

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ..................................................................................................84

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..............................................................................................................................85

ПРИЛОЖЕНИЯ......................................................................................................................................................104

ВВЕДЕНИЕ

Ячмень - ценная продовольственная, техническая и кормовая культура. Ячменное зерно идет на выработку круп (ячневой и перловой), служит прекрасным кормом, широко используется в пивоварении, так как в нем много крахмала (63-65%) и мало белка (9-12%), а эндосперм зерна мучнистый.

По данным Министерства сельского хозяйства и продовольствия Пермского края в 2012 году посевная площадь под яровым ячменем составила 57895,2 га. Средняя урожайность по краю составил 15,3 ц/га. В связи с этим, возникает реальная задача повышения урожайности ярового ячменя до 4,5 - 5 т/га с использованием энерго- и ресурсосберегающих технологий.

актуальность. Обработка почвы является основным звеном системы земледелия, где происходит до половины всех энергетических затрат при возделывании продовольственных зерновых культур, которые могут быть уменьшены оптимизацей глубины, количеством обработок, использованием менее затратных приёмов в сочетании с рациональными звеньями основной и предпосевной обработки. Появление в широкой практике новых почвообрабатывающих орудий (оборотного плуга VN Plus LM 950 «Vogel & Noot» и др.) вносит в традиционные агротехнологии земледелия Предуралья ряд приёмов и элементов обработки почвы, сокращает количество проходов почвообрабатывающих орудий и ведет к экономии ресурсов.

Всё это требует изучения и совершенствования всех комплексов приёмов обработки почвы в конкретных условиях региона.

НОВИЗНА. Впервые в Предуралье установлена целесообразность сочетания приемов обработки пласта клевера лугового,_повышающих урожайность зерна до 4,5 - 5 т/га и качество пивоваренного ячменя соответствующего ГОСТ 5060-86. Дана экономическая оценка и энергетическая эффективность получения пивоваренного ячменя при

обработке пласта клевера лугового традиционными и новыми почвообрабатывающими орудиям.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Проведенные исследования позволяют предложить производству комплекс приемов обработки пласта клевера лугового на дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах, гарантирующие в Предуралье стабильный сбор зерна пивоваренного ячменя Гонар в интервале 4,5 - 5 т/га высокого качества при введении нового для региона орудия обработки почвы - оборотного плуга VN Plus LM 950 «Vogel & Noot». Производственное внедрение лучшего комплекса обработки пласта клевера лугового проведено в учебно-опытном хозяйстве «Липовая гора» Пермского района и ООО «Надежда» Бардымского района Пермского края на площади 1000 га (прил. 2, 3).

АПРОБАЦИЯ. Результаты исследований доложены на межвузовских научных конференциях ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА: Всероссийская научно-практическая конференция «Молодёжная наука 2011: технологии, инновации», 16 - 17 марта 2011 г.; Всероссийская научно-практическая конференция (с международным участием) «Молодёжная наука 2012: технологии, инновации», 13-14 марта 2012 г; Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Молодежная наука 2013: технологии, инновации» 11-15 марта 2013 г., Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы науки и агропромышленного комплекса в процессе европейской интеграции», посвященная 95-летию высшего сельскохозяйственного образования на Урале 13-15 ноября 2013 г., ежегодно заслушивались отчеты на заседаниях кафедры общего земледелия и защиты растений. По теме диссертации опубликовано пять научных работ, в том числе 1 статья в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК Минобрнауки России.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЗАЩИТЫ

1. В комплексе лучших приемов обработки пласта клевера лугового на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве Предуралья, обеспечивающий урожайность зерна пивоваренного ячменя 5,25 т/га с содержанием белка 11,6-12,0% и крахмала 61,4-63,4%, наряду с традиционной культурной вспашкой ПЛН-3-35 и культивацией КПС-4 в агрегате с боронованием БЗТС-1, является гладкая вспашка оборотным плугом VN Plus LM 950 «Vogel & Noot» на 20-22 см в сочетании с весенним плоскорезным рыхлением КПЭ-3,8А 10-12 см.

2. При сочетании традиционных приемов обработки пласта клевера лугового глубокой зяблевой вспашки с вырезными отвалами на 28-30 см с весенним плоскорезным рыхлением на 10-12 см достоверно можно получить зерно пивоваренного ячменя Гонар 4,53 т/га с содержанием белка 11,9% и крахмала 60,9%.

3. Прямые затраты при возделывании пивоваренного ячменя Гонар в комплексе традиционных и новых приемов обработки пласта клевера лугового на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы в среднем варьируют в диапазоне 2169,7 - 2245,2 руб./га, себестоимость зерна - 474,9 - 577,8 руб./ц. Наибольшая рентабельность комплекса приемов обработки получена при гладкой вспашке на 20-22 см и плоскорезном рыхлении на 10-12 см - 124,0%.

4. Наиболее энергетически эффективным при возделывании пивоваренного ячменя Гонар в Предуралье является гладкая вспашка оборотным плугом VN Plus LM 950 «Vogel & Noot» на 20-22 см в сочетании с весенним плоскорезным рыхлением КПЭ-3,8А 10-12 см -3,72.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. ЗНАЧЕНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ МНОГОЛЕТНИХ БОБОВЫХ

ТРАВ В РОССИИ И ПРЕДУРАЛЬЕ

Первостепенная цель возделывания многолетних бобовых трав - при небольших затратах на производство получить полноценные по питательности зеленые корма, а также сырье для приготовления сена, сенажа, силоса, травяной муки и других кормов.

Всеобще известно роль повышения плодородия почвы при возделывании многолетних бобовых трав, как в чисто виде, так и в смесях со злаковыми травам. Положительное влияние периодического возделывания многолетних бобовых и злаковых трав в смесях научно обосновал и в результате многолетних исследований доказал В.Р. Вильяме (1949). Травосеяние не только способствует улучшению структуры и агрофизических свойств почвы (водопроницаемости, водоудерживающей способности, аэрации и др.), уменьшает засоренность посевов, но и повышает урожайность возделываемых после трав зерновых, технических и других культур, эффективно в борьбе с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. Все вышеперечисленные достоинства последействия многолетних трав на полях усиливаются при своевременном и высококачественном проведении агротехнических мероприятий при их возделывании

При ограниченности материальных и энергетических ресурсов затраты полевого травосеяния позволяют существенно их снижать за счет возделывания на пахотных землях бобовых трав (клевер луговой, люцерна, козлятник восточный), которым принадлежит одна из главных ролей в производстве кормового растительного белка и аккумуляции атмосферного азота при помощи азотфиксирующих клубеньковых бактерий биологического азота в почве (Каюмов М.К., 2001).

Анализ структуры посевных площадей многолетних трав показывает, что к 2011 году доля бобовых трав и прежде всего клевера лугового, оставила 6105,0 тыс. га, или 54,2% от посева многолетних трав, т.е. возросла на 9,4% по сравнению с 2005 годом (табл. 1). В очередной раз подтверждается факт повышения уровня многолетних трав, в частности клевера лугового, при повышении и восстановления плодородия почвы.

Уменьшились площади под многолетними злаковыми травами до 3470,3 тыс. га, или на 5,2%, вследствие увеличения площади возделывания в смеси с многолетними бобовыми травами. Это позволяет стабилизировать уровень урожайности по годам и получать сбалансированный по протеину и сахарам корма. В структуре бобовых трав увеличивается доля козлятника восточного, за период с 2005 по 2011 год рост составил 8% за счет снижения площади посевов донника с 123,9 тыс. га (2005 г.) до 79,4 тыс. га (2011 г.).

Таблица 1 - Структура посевных площадей многолетних трав в России, __2005, 2007, 2009, 2011 гг.*__

Вид травостоя 2005 г. 2007 г. 2009 г. 2011 г.

тыс. га % тыс. га % тыс. га % тыс. га %

Многолетние травы, всего: в том числе, 14557,0 100,0 13719,0 100,0 11898,0 100,0 11265,0 100,0

Бобовые травы: 6521,6 44,8 6722,4 49,0 6316,6 53,6 6105,0 54,2

Клевер луговой 2386,9 36,6 2487,3 37,0 2476,1 39,2 2442,0 40,0

Донник 123,9 1,9 114,3 1,7 101,1 1,6 79,4 1,3

Люцерна посевная 208,7 3,2 235,3 3,5 240,0 3,8 238,1 3,9

Эспарцет, люпин узколистный 71,7 1Д 67,2 1,0 69,5 1,1 61,1 1,0

Козлятник восточный 130,4 2,0 389,9 5,8 499,0 7,9 488,4 8,0

Бобово-злаковые смеси 2794,9 19,1 2414,5 17,5 1820,0 15,3 1689,7 14,9

Злаковые травы: 5240,5 36,1 4582,1 35,7 3761,4 31,6 3470,3 30,9

Тимофеевка луговая 1843,6 12,7 1527,4 11,9 1309,3 11,0 1212,9 10,8

Овсяница луговая 1292,0 8,9 1180,8 9,2 1083,2 9,1 977,1 8,7

Кострец безостый 769,4 5,3 705,9 5,5 666,6 5,6 651,4 5,8

Овсяница тростниковидная 333,9 2,3 ' 256,7 2,0 95,2 0,8 78,6 0,7

Ежа сборная 1001,6 6,9 911,3 7,1 607,1 5,1 550,3 4,9

* - расчеты автора - Кучукбаева Э.Г., данные для расчета были взяты из сайта Ьйр:// з1а11з11ка.ги,Ьир:// www.Rks.ru.

Клевер луговой занимает в России около 40 % площади посева многолетних бобовых трав (табл. 1). Его выращивают в чистом виде и смесях в 90 областях, краях и автономных республиках на площади около 11265,0 тыс. га. На север он заходит далеко — Кольский полуостров, Архангельск, Тюмень, Красноярск. Южная граница проходит через Ужгород, Черновцы, севернее Харькова, на Пензу, Челябинск, Курган, Омск, Новосибирск, Барнаул, Кызыл, Иркутск.

По данным Минсельхоза РФ, в настоящее время, потребность животноводства в переваримом протеине составляет около 11,6 млн. т фактически потребляется 10,5 млн. т, дефицит переваримого протеина в грубых и сочных кормах достигает 0,7 млн. т, в концентрированных - 0,4 млн. т.

При увеличении поголовья животных площади многолетних трав в России целесообразно увеличить до 20-21 млн. га, в том числе бобовых и бобово-злаковых травосмесей - до 15-16 млн. га. При этом клевер и клеверо-злаковые травосмеси должны занимать примерно 7-8, люцерна - 6-7, эспарцет и донник - 1,5 млн. га. При увеличении доли бобовых трав дополнительно будет получено 550-650 тыс. т. переваримого протеина (Шакиров Р. С., 2002).

Пласт многолетних трав является отличным предшественником для яровых зерновых культур, кукурузы, хорошим предшественником для озимых зерновых и картофеля. Особую ценность представляют многолетние бобовые травы (Посыпанов Г.С., 2006). Ценность бобовых культур определяется тем, что азот, фиксированный им из воздуха, частично поступает в почву в составе поукосно-корневых остатков, при этом многолетние бобовые травы по данному показателю превышают зернобобовые культуры (Доспехов Б.А., 1987; Исаев А.П., 1996). По данным исследований при выращивании клевера и люцерны на дерново-подзолистых почвах остается соответственно 40,0 - 118,0 и 52,0 - 112,2 ц/га пожнивно-

корневых остатков, в составе которых поступает соответственно 78,7 - 240,0 и 104,0 - 275,0 кг/га азота (Карасев П., 1956).

Академик В.Ф. Корякина (1964) приводит следующее сравнение поступления в почву органических веществ в воздушно-сухом состоянии: масса ежегодно отмирающих корней составляет 5 т/га, масса отмирающих других частей растения около 2,5 т/га, живая масса бактерий 0,7-2,5 т/га, в итоге за год в почву поступает 8-10 тонн на гектар воздушно-сухого органического вещества. Пласт многолетних трав является отличным предшественником большинства зерновых и технических культур. М.К. Каюмов (2001) отметил, что урожай яровой пшеницы по пласту клеверо-тимофеечной смеси при урожае сена за два года пользования 130 ц/га составил 42 ц/га, при урожае сена 72 ц/га - 36 ц/га, а после картофеля урожай пшеницы был 28 ц/га.

В Пермском крае почвы подзолистого и дерново-подзолистого типа обладают малыми природными запасами органического вещества и общего азота (Шаин С.С., 1963). При недостаточном применении органических и минеральных удобрений, а также при отсутствии бобовых растений в севообороте происходит постоянная убыль азота из почвы (Прокошев В.Н., 1939). A.B. Петербургский (1968) отмечает, что Н.Б. Бусенго первый установил большое значение азота в питании растений. Он писал, это наиболее эффективными удобрениями являются те, которые содержат азот.

Общая площадь многолетних трав в Пермском крае по состоянию на 2012 год составляет 514541,9 га, что свидетельствует об ее увеличении на 82372, га по сравнению с 2009 годом (таблица 2). В самой структуре многолетних трав тоже произошли изменения. Доля бобовых трав составила 278881,7 га, или 54,2%, т.е. по сравнению с 2009 годом возросла на 1,6%. Площадь под клевером луговым уменьшилась на 10268,1 га (21,3%), в то же время увеличилась площадь под козлятником восточным на 33816,5 га (11,6%).

Наблюдается тенденция к увеличению площадей под многолетними бобово-злаковыми смесями, за период с 2009 по 2012 год составил 2,5% за счет снижения площади посевов многолетних злаковых трав с 82112,3 га (2009 г.) до 76666,7 га (2012г.).

Таблица 2 - Структура посевной площади многолетних трав в Предуралье,

2009-2012 гг.*

Вид травостоя 2009 г. 2010 г. 2011 г. 2012 г.

га % га % га % га %

Многолетние травы, всего: в том числе, 432169,8 100,0 393655,4 100,0 467872,1 100,0 514541,9 100,0

Бобовые травы: 22732