Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от агроприёмов её возделывания и засорённости посевов в лесостепи Заволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от агроприёмов её возделывания и засорённости посевов в лесостепи Заволжья"

на правах рукописи

АЛЕКСАНДРОВА СВЕТЛАНА ВЛАДИМИРОВНА

УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРОПРИЁМОВ ЕЁ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ И ЗАСОРЁННОСТИ ПОСЕВОВ В ЛЕСОСТЕПИ ЗАВОЛЖЬЯ

06.01.01 - общее земледелие

Автореферат 4851204

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

3 О НЮН 2011

Кинель-2011

4851204

Работа выполнена на кафедре химии и защиты растений ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель:

Доктор биологических наук, профессор, Бакаева Наталья Павловна

Официальные оппоненты:

Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Дубачинская Нина Никоноровна

Кандидат сельскохозяйственных наук, Горянин Олег Иванович

Ведущая организация:

Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Защита состоится «12» июля 2011 года в 900 часов на заседании диссертационного совета ДМ220.058.01 при ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»

Адрес: 446442, Самарская область, г. Кинель, пгт. Усть-Кинельский, ФГОУ ВПО Самарская ГСХА, диссертационный совет. Факс: 884663-46131, e-mail: ssaa@samara.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарской государственной сельскохозяйственной академии, с авторефератом - на сайте: http://Avww.ssaa.ru/

Автореферат разослан и размещен на сайте «10» июня 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, профессор Марковская Галина Кусаиновна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Почвенно-климатические условия Поволжья позволяют ежегодно получать высокие валовые сборы зерна пшеницы и другой сельскохозяйственной продукции. Однако обеспечение стабильных урожаев сельскохозяйственных культур сдерживается не только недостатком влаги, но и высокой засоренностью полей. Учеты сорняков, ежегодно проводимые областными станциями защиты растений, показывают высокий и возрастающий уровень засоренности полей, что создает серьезную угрозу продовольственной и экологической безопасности государства (Спиридонов Ю.Я., 2004, Стрижков Н.И.,2007).

В условиях современного земледелия одной из важнейших задач при возделывании сельскохозяйственных культур решающая роль, которой принадлежит агротехнике, является улучшение фитосанитарного состояния почвы и посевов, а также снижение их засоренности до безопасного уровня.

Недостаточно изучено влияние отдельных элементов системы земледелия, засоренности посевов и, в частности, . биологических особенностей сорняков на урожай и качество зерна. В связи с этим, особого внимания заслуживает потребность в исследованиях по подбору и эффективному использованию основных элементов системы земледелия по борьбе с сорняками, способных обеспечивать высокие и стабильные урожаи зерна яровой пшеницы с высоким содержанием белка.

Также значимой проблемой на современном этапе развития земледелия является использование склоновых территорий, учитывая скульптурное строение мезоформ рельефа, проявления эрозии, расположения земель в ландшафтной области или провинции по климатическим особенностям.

Цель исследований. Установить влияние различных способов основной обработки почвы, удобрений, подтипов засорения в севообороте с чистым и сидеральным паром, а также мезоформ агроландшафта на формирование высокого урожая и биохимических показателей качества зерна яровой пшеницы в лесостепи Заволжья.

Задачи исследований.

1. Изучить влияние способа основной обработки почвы, удобрений, подтипа засорения в севообороте с чистым и сидеральным паром на продуктивность и элементы структуры урожая яровой пшеницы.

2. Установить влияние способа основной обработки почвы и удобрений на видовой состав, количество и массу сорных растений в севообороте с чистым и сидеральным паром.

3. Определить содержание общего белка, его фракционный состав и количество крахмала по фазам развития растений и формирования зерна яровой пшеницы, в зависимости от севооборота, основной обработки почвы, удобрений и подтипа засорения.

4. Установить влияние подтипа засорения на продуктивность, элементы структуры урожая, биохимические показатели в фазу полной спелости зерна яровой пшеницы по мезоформам агроландшафта.

5. Провести экономическую, эколого-экономическую и

энергетическую оценку возделывания яровой пшеницы в зависимости от мезоформ рельефа, севооборота, способа, основной обработки почвы, удобрений и подтипа засорения.

Научная новизна. Применительно к условиям лесостепи Заволжья проведены комплексные исследования по изучению влияния систем обработки почвы, удобрений и засоренности посевов малолетними и многолетними сорняками в севообороте с чистым и сидеральным паром на урожайность, элементы продуктивности зерна, содержание белка, его фракционный состав и количество крахмала' в зерне яровой пшеницы. Установлена связь между урожайностью яровой пшеницы, количеством и массой сорняков, в зависимости от условий вегетационного периода. Изучено влияние сорных растений малолетнего и многолетнего подтипов засорения на биохимические показатели качества зерна. Дана экономическая, эколого-экономическая и энергетическая оценка возделывания яровой пшеницы в зависимости от подтипа засорения, основной обработки почвы и удобрений. Впервые для условий Поволжья установлено влияние мезоформ рельефа в агроландшафте и засоренности на содержание общего и фракционного белка и количество крахмала в зерне яровой пшеницы.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Возделывание яровой пшеницы в севообороте с чистым паром при вспашке на 20-22 см, рыхлении почвы на 10-12 см обеспечивает наибольшую урожайность, повышенное содержание общего и фракционного белка и снижение количества крахмала по сравнению с сидеральным паром и «нулевой» обработкой почвы.

2. Засорение посевов яровой пшеницы многолетними сорными растениями способствует наибольшему снижению её урожайности, а малолетними - приводит к наибольшему снижению общего белка.

3. По агроландшафтному профилю можно получить наибольшую урожайность яровой пшеницы, с высоким содержанием общего белка на водоразделах и на выровненных участках у подножья склонов.

4. Возделывание яровой пшеницы экономически и энергетически более целесообразно в звене севооборота с чистым паром при наименьшей засоренности посевов в варианте с рыхлением почвы на 10-12 см, а применение удобрений способствуют снижению данных показателей.

Практическая ценность работы. Изучены приемы технологии возделывания яровой мягкой пшеницы, обеспечивающие при наименьшей засоренности посевов в севообороте с чистым и сидеральным паром и по мезоформам рельефа, получение высоких урожаев с планируемым по биохимическим показателям качеством зерна.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались: на IV Международной научно-практической конференции «Аграрная наука -сельскому хозяйству» (Самара, 2007 г.); на III Международной научно-практической конференции молодых исследователей «Наука и молодежь: новые идеи и решения» (Волгоград, 2009 г.); на Всероссийской научно-

практической конференции молодых ученых и специалистов «Молодые ученые агропромышленному комплексу Поволжья» (Саратов, 2010 г.); «Вклад молодых учёных в аграрную науку Самарской области» (Самара, 2011 г.); на заседаниях кафедры химии и биохимии Самарской ГСХА (2007...2011 гг.).

По теме диссертации опубликовано 4 научных работы, из них одна в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Две статьи находятся в печати.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 144 страницах компьютерной верстки, содержит 25 таблиц, 16 рисунков, 66 приложений и состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству. Библиографический список включает 206 наименований, в том числе 6 на иностранном языке.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Условия проведения опытов. Полевые опыты проводили на базе стационарного многофакторного опыта, заложенного в 2003 году кафедрой земледелия и лабораторией «Агроэкология» Самарской ГСХА и в окрестностях п. Усть-Кинельский на опытных полях Поволжского НИИ селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова.

Повышенные температуры воздуха в 2007 году способствовали накоплению общего белка в зерне. Температура воздуха за вегетационный период яровой пшеницы была выше среднемноголетних значений на 1,4°С, а осадков - на 98 мм. В 2008 году температура воздуха была в пределах среднемноголетних значений, а количество осадков было на 15,6% выше по сравнению с климатической нормой. За вегетационный период 2009 года температура воздуха превышала среднемноголетние значения на 1,4°С, осадков выпало 77% от нормы, что способствовало снижению урожайности. В 2010 году температура воздуха за вегетационный период значительно превышала многолетние значения, количество осадков выпало 35,4% от нормы. В целом метеорологические условия 2007-2010 сельскохозяйственных годов можно охарактеризовать как сложные для ведения полевых и научно-исследовательских работ. Они характеризовались значительными отклонениями среднесуточной температуры и осадков по срокам и периодам вегетации. Тем не менее, это позволило более полно оценить влияние изучаемых факторов на формирование величины урожая и качество зерна яровой пшеницы в условиях лесостепи Среднего Поволжья,

Почва опытных участков - чернозем типичный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый с реакцией среды (рН) близкой к нейтральной и средним содержанием гумуса.

Методика исследований и схема полевого опыта. Объектом исследований служило зерно районированных сортов яровой мягкой пшеницы Кинельская 59 и Кинельская Нива.

Опыт №1 проводили в звене севооборота: 1. пар чистый - озимая пшеница - соя - яровая пшеница - ячмень; 2. сидеральный (горчица) - озимая пшеница - соя - яровая пшеница - ячмень. .Изучались три различные системы основной обработки почвы:

1. «Отвальная с минимализацией»: обработка почвы состояла из лущения на 6-8 см вслед за уборкой предшественников и после появления сорняков вспашки на 20-22 см под яровую пшеницу.

2. «Безотвальная с минимализацией»: состояла из лущения почвы на 6-8 см вслед за уборкой предшественника и после появления сорняков, рыхления на 10-12 см под яровую пшеницу.

3. «Без осенней механической обработки»: осенняя обработка почвы не проводилась, а после уборки предшественников применялся гербицид сплошного действия «Торнадо». Весной проводился прямой посев культуры.

В севооборотах применялись следующие системы удобрений: без применения удобрений (контроль) и применение N22P22K22 до посева (азофоска 1,4 ц/га) условно - удобренный фон.

Посевы обрабатывались гербицидами при достижении экономического порога вредоностности в фазу кущения культуры.

Площадь делянок - 1200 м2. Повторность опытов трехкратная.

Опыт №2 был заложен в лесолуговом холмисто-увалистом ландшафте на склоне северо-западной экспозиции катенным методом на четырех опытных полях в зависимости от их расположения в рельефе: 1 - водораздел, 2 - верхняя часть склона, 3 — нижняя часть склона, 4 - вторая терраса р. Большой Кинель. Форма склона выпуклая в верхней части, в средней части -вогнутая и в нижней - террасированная. Крутизна склона около 1°. Протяженность профиля около 8 км, превышение водораздела над террасой р. Б. Кинель около 80 метров.

Экспериментальные исследования проводили в звене пятипольного полевого севооборота: чистый пар - озимая пшеница - яровая пшеница -яровая пшеница - ячмень.

В качестве основной обработки использовали вспашку на 20-22 см. Перед посевом проводилось протравливание семян препаратом премис Двести, КС (200 г/л).

Повторность опытов трехкратная.

В соответствии с поставленными задачами в опытах проводили следующие наблюдения и исследования:

1. Учеты засоренности посевов проводили с помощью количественно-весового метода, описанного Б.А. Доспеховым и др. (1987) перед уборкой яровой пшеницы с определением воздушно-сухой массы сорняков по подтипам засорения в трех повторностях.

2. Для структуры урожая перед уборкой культуры методом пробных снопов, собранных в трех местах делянки в трех повторностях на площадках 1 м2 отбирали снопы для структурного анализа. Элементы структуры продуктивности определяли по 10 растениям, отобранным из каждого снопа методом средней пробы.

3. Учет урожая проводили путем уборки делянок. Урожай приводили к 14 %-ной влажности.

4. Отбор растений для проведения биохимических исследований проводился . согласно методу отбора средних проб (А.И. Ермаков, 1952). Анализируемое зерно размалывалось на лабораторной мельнице марки «LM-3 100».

5. Выделение отдельных белковых фракций зерна пшеницы проводилось по методу, описанному Х.Н. Починком (1976), который основан на неодинаковой растворимости белков в различных растворителях.

6. Определение содержания белка проводили микроопределением по Биурету, колориметрическим методом, на приборе КФК-2 (Г.А. Кочетов, 1971).

7. Определение крахмала проводили по реакции крахмального комплекса с йодом в кислой среде, колориметрическим методом по Х.Н. Починоку (1976).

8. Математическая обработка урожайных данных проведена дисперсионным методом (Доспехов Б.А., 1985) на ПЭВМ Pentium IV.

9. Данные по зависимости количества и массы сорных растений с урожайностью и. содержанием общего .белка обрабатывали. с использованием корреляционного анализа.

10. Графики выполнены с помощью программы Microsoft Excel.

11. Расчет экономической эффективности проводился по технологическим картам и нормативным затратам в ВЦ Самарской ГСХА.

12. Эколого-экономичекая и энергетическая оценка возделывания яровой пшеницы проводилась в соответствии с методикой по энергетической оценке севооборотов, технологий выращивания культур (Рабочев Г.И. и др., 2005).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА НА БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПО ФАЗАМ РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

Особенности фенологии. За годы проведения исследований основная обработка почвы не повлияла на период вегетации яровой пшеницы, а внесение минеральных удобрений удлиняло наступление фенологических фаз развития растений на 1-2 дня. Самый короткий период вегетации наблюдался в 2010 году - 87 дней, а наиболее длинный - в 2008 году - 98 дней, что в значительной степени объясняется погодными условиями, сложившимися в годы исследований. Продолжительность развития растений яровой пшеницы находилась в обратной зависимости от суммы положительных температур. С повышением суммы положительных температур яровая пшеница сокращает период вегетации, а продолжительность периода ее вегетации находится в прямой зависимости от суммы осадков.

Содержание фракционного и общего белка в листьях по фазам развития растений

Фракционный белок. В период роста растений яровой пшеницы с фазы кущения до колошения преобладающей в листьях являлась альбуминовая фракция. Внесение минеральных удобрений в среднем по всем севооборотам способствовало увеличению фракций альбуминов и глобулинов на 12,5%, проламинов - на 25,0%, а количество глютелинов увеличилось на 50,0%. К фазе выход в трубку количество альбуминов увеличилось в 1,7 раза, а проламинов и глютелинов - на 66,7%. Применение минеральных удобрений приводило к увеличению фракций белка до 50,0%. В фазу колошения преобладающей фракцией также являлась альбуминовая и находилась в пределах 4,0...5,2%. Содержание глобулинов в среднем составляло 1,2%, проламинов - 2,2% и глютелинов - 0,6%. Минеральные удобрения способствовали увеличению альбуминовой фракции в среднем на 22,0%.

Общий белок. Исследования по накоплению общего белка в листьях были проведены в фазы кущения, выхода в трубку и колошения. Содержание общего белка по всем вариантам опыта в фазе кущения составляло 4,1...5,0%, в фазе выхода в трубку - 6,7...7,9%, и в фазе колошения - 8,0...9,2%. В севообороте с чистым паром наблюдается наибольшее содержание общего белка в фазу кущение в среднем на 2,6% и в фазу выход в трубку - на 3,8% по сравнению с сидеральным паром.

Наибольшее содержание общего белка отмечалось, в севообороте с чистым паром при вспашке на 20-22 см с внесением удобрений и составляло 9,2%, что больше на 3,4%, чем при рыхлении почвы на 10-12 см и на 4,5%, чем при «нулевой» обработке почвы. Внесение минеральных удобрений способствовало увеличению общего белка в листьях яровой пшеницы в севообороте с чистым паром на 8,5...13,2%, а в севообороте с сидеральным паром - на 6,0... 10,0%.

Содержание фракционного и общего белка по фазам созревания

зерна

Фракционный белок. По фазам созревания зерна преобладающей являлась проламиновая фракция. В фазу молочной спелости зерна в севообороте с чистым паром содержание проламиновой фракции составляло 4,3%, а с сидеральным - 4,2%. Количество глобулинов и глютелинов находилось в пределах 0,5...1,5%, а содержание альбуминов в среднем составляло 2,2%. К фазе восковой спелости зерна количество глобулинов увеличилось на 15,8%, проламинов - на 40,5%, а глютелинов - на 50,0%. В фазу полной спелости зерна в севообороте с чистым паром содержание проламиновой фракции в среднем составляло 6,9%, а с сидеральным - 6,7%.

Наибольшее содержание проламиновой фракции наблюдалось в фазу полной спелости зерна в севообороте с чистым паром в варианте со вспашкой на 20-22 см на фоне внесения минеральных удобрений и составляло 7,3%.

Общий белок. Содержание общего белка в фазу молочной спелости зерна в севообороте с чистым паром составляло 8,1..-8,6%, а в севообороте с сидеральным паром - 7,8.. .8,3% (табл. 1, 2).

1. Содержания общего белка в зерне яровой пшеницы в севообороте с чистым паром в зависимости от основной обработки почвы и удобрений, %.

Варианты Годы исследований

обработка почвы | удобрения 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | среднее

молочная

Вспашка на 20-22 см без удобрений 7,7 9,3 7,6 9,1 8,4

удобренный фон 8,3 - 8,0 9,6 8,6

Рыхление на 10-12 см без удобрений 7,5 9,2 7,5 9,1 8,3

удобренный фон 8,3 - 7,9 9,5 8,6

«Нулевая» обработка без удобрений 7,2 9,0 7,3 8,9 8,1

удобренный фон 8,0 - 7,6 9,0 8,2

восковая

Вспашка на 20-22 см без удобрений юд 11,9 8,4 12,0 10,6

удобренный фон 10,9 - 8,6 13,2 10,9

Рыхление на 10-12 см без удобрений 9,9 11,8 8,2 11,2 10,3

удобренный фон 10,8 - 8,4 13,0 10,7

«Нулевая» обработка без удобрений 9,9 11,5 8,0 11,7 10,3

удобренный фон 10,6 - 8,2 11,3 10,0

полная

Вспашка на 20-22 см без удобрений 14,0 12,6 12,3 14,9 13,5

удобренный фон 14,8 - 12,6 14,9 14,1

Рыхление на 10-12 см без удобрений 13,9 12,4 11,1 14,5 13,0

удобренный фон 14,5 - 12,4 14,4 13,8

«Нулевая» обработка без удобрений 13,2 12,2 11,2 14,4 12,8

удобренный фон 13,6 - 11,3 14,3 13,1

Возделывание яровой пшеницы в севообороте с чистым паром способствовало наибольшему накоплению общего белка в зерне на 3,7% по сравнению с сидеральным паром.

В фазу восковой спелости зерна содержание общего белка находилось на уровне 9,7... 10,9%. Варианты со вспашкой на 20-22 см обеспечивали наибольшее содержание общего белка на 1,9% и 6,0% по сравнению с вариантами с рыхлением на 10-12 см и «нулевой» обработкой почвы.

При полной спелости зерна наибольшее содержание общего белка отмечалось в севообороте с чистым паром на фоне внесения минеральных удобрений при вспашке на 20-22 см и составляло 14,1%.

2. Содержания общего белка в зерне яровой пшеницы в севообороте с сидеральным паром в зависимости от основной обработки почвы и _._удобрений, %_._

Варианты

Годы исследований

обработка почвы

удобрения

2007 I 2008 | 2009 | 2010 [ среднее

молочная

Вспашка на 20-22 см без удобрений 7,5 9,4 7,2 9,0 8,3

удобренный фон 7,8 - 7,6 9,3 8,2

Рыхление на 10-12 см без удобрений 7,4 9,3 7,0 9,1 8,2

удобренный фон 7,7 - 7,4 8,9 8,0

«Нулевая» обработка без удобрений 7,2 9,2 6,9 8,4 7,9

удобренный фон 7,4 - 7,3 8,6 7,8

восковая

Вспашка на 20-22 см без удобрений 9,6 П,7 8,1 12,0 10,4

удобренный фон 10,5 - 8,3 12,6 10,5

Рыхление на 10-12 см без удобрений 9,5 11,4 8,1 11,8 10,2

удобренный фон 10,4 - 8,2 12,3 10,3

«Нулевая» обработка без удобрений 9,4 11,2" 8,0 11,4 10,0

удобренный фон 10,1 - 8,0 11,1 9,7

полная

Вспашка на 20-22 см без удобрений 14,1 12,1 11,7 14,5 13,1

удобренный фон 14,6 - 12,3 14,7 13,9

Рыхление на 10-12 см без удобрений 13,3 11,9 10,3 14,2 12,4

удобренный фон 14,4 - 11,5 14,4 13,4

«Нулевая» обработка без удобрений 13,7 11,7 10,3 13,7 12,4

удобренный фон 14,1 - 11,6 14,2 13,3

Возделывание яровой пшеницы в севообороте с чистым паром приводит к увеличению общего белка по сравнению с сидеральным паром на 2,3%.

Внесение минеральных удобрений способствовало увеличению содержания общего белка за годы исследований в фазу молочной и восковой спелости до 4,0%, а в фазу полной спелости зерна - до 8,0%.

ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, ЗАСОРЕННОСТИ И УДОБРЕНИЙ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА НА УРОЖАЙНОСТЬ, ЭЛЕМЕНТЫ СТРУКТУРЫ УРОЖАЯ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

Видовой состав сорных растений их масса и количество. За годы проведения исследований в посевах яровой пшеницы видовой состав сорных растений был представлен 13 различными видами, относящимися к пяти биологическим группам и непаразитному типу засорения. Непаразитные сорные растения по продолжительности жизненного цикла делятся на два подтипа: малолетние и многолетние.

Из малолетников группа яровых ранних включает следующие наиболее распространенные виды: овсюг обыкновенный (Avena fatua) и

гречишку вьюнковую (Fallopia convolvulus), к яровым поздним относятся: щетинник сизый (Setaria glauca), просо куриное (Echinoehloa crus galli), лебеда {Atriplex patula), щирица жминдовидная (Amaranthus blithoides), щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus). Из факультативных двулетников выявлен один вид - смолевка широколиственная (Oberna behen).

Из многолетников выявлены пять видов из трех групп. Группа корнеотпрысковых сорняков включает три вида: вьюнок полевой (Convolvulus arvensis), бодяк полевой (Cirsium arvense), осот полевой (Sonchus arvensis). Группа корневищных сорняков - сорго алепское (Sorghum halepense), чина клубневая (Lathyrus tuberosus).

На степень засорённости посевов яровой пшеницы существенное влияние оказали погодные условия. Так 2007 г был наиболее благоприятен для развития малолетних сорняков, а с 2008 по 2010 гг. складывались благоприятные условия для многолетних сорных растений. Следует отметить, что благоприятные по увлажнению годы способствуют в большей мере развитию малолетних сорняков, а при дефиците осадков более устойчивыми оказываются многолетние сорные растения,

В севообороте с сидеральным паром количество малолетних сорняков максимальных значений достигало в вариантах с рыхлением и «нулевой» обработкой при внесении минеральных удобрений и составляло около 128 шт./м2, а многолетние находились в интервале от 2,4 до 5,3 шт./м2. Наиболее благоприятные условия за годы исследований для увеличения числа сорняков создавались на фоне сидерального пара.

Наибольшая масса малолетних сорняков наблюдалась в вариантах с рыхлением и «нулевой» обработкой при внесении минеральных удобрений и составляла 155 г/м2, а наибольшая масса многолетних сорняков была отмечена в варианте с «нулевой» обработкой при внесении удобрений и составляла 43,0г/м2.

Показатели структуры урожая яровой пшеницы. Наибольшее количество продуктивных стеблей перед уборкой урожая яровой пшеницы формировалось в севообороте с чистым и сидеральным паром в вариантах без засорения на фоне внесения минеральных удобрений и составляло 362,1...387,5 шт./м2. Существенного влияния система обработки почвы на данный показатель не оказала. Засорение посевов малолетними сорняками приводило к снижению числа растений на 1м2 на 33,0%, а многолетними - до 41,0%.

Большей озернённостью колоса (17,8...20,3 шт.) и массой зерна (0,59...0,63 г.) характеризовались посевы без сорняков в севообороте с чистым и сидеральным паром в вариантах со вспашкой на 20-22 см. Чистый пар способствовал увеличению массы зерна в колосе до 4,0% по сравнению с сидеральным паром. Малолетний подтип засорения приводил к снижению числа зерен в колосе до 30,0%, а массы зерен в колосе до 22,0%, а многолетний соответственно до 26,0% и 18,0%.

Урожайность яровой пшеницы. В среднем за годы исследований урожай зерна в звене севооборота с чистым паром находилась в пределах

1,15...1,83 т/га, а с сидеральным 1,10...1,77 т/га. Максимальный урожай зерна (1,83 т/га) наблюдался в варианте без сорняков в севообороте с чистым паром при вспашке на 20-22 см и внесении, минеральных удобрений, что на 3,0% больше, чем на соответствующем варианте в севообороте с сидеральным паром (1,77 т/га).

3. Урожайность яровой пшеницы в севообороте с чистым паром в зависимости от основной обработки почвы и засоренности, т/га

Варианты Годы исследований

обработка почвы подтип засорения 2007 2008 2009 2010 среднее

без удоб эений

Вспашка, 20-22 см без сорняков 2,19 2,31 1,68 1,01 1,80

малолетний 1,51 1,84 1,25 0,61 1,30

многолетний 1,55 1,80 1,13 0,68 1,29

в среднем 1,75 1,98 1,35 0,77 1,46

Рыхление, 10-12 см без сорняков •2,08 2,17 1,57 1,03 1,71

малолетний 1,54 1,75 1,22 0,68 1,30

многолетний 1,50 1,76 1,19 0,57 1,26

в среднем 1,71 1,89 1,33 0,76 1,42

«Нулевая» обработка без сорняков 2,05 2,09 1,50 0,91 1,64

малолетний 1,50 1,68 1,14 0,57 1,22

многолетний 1,53 1,67 1,10 0,54 1,21

в среднем 1,69 1,81 1,25 _0,67 L 1,36

с удобрениями

Вспашка, 20-22 см без сорняков 2,34 нет данных 1,91 1,24 1,83

малолетний 1,72 то же 1,37 0,70 1,26

многолетний 1,65 - « - 1,39 0,64 1,23

в среднем 1,90 - «- 1,56 0,86 1,44

Рыхление, 10-12 см без сорняков 2,28 - « - 1,90 1,17 1,78

малолетний 1,69 - « - 1,28 0,74 1,24

многолетний 1,61 - « - 1,26 0,66 1,18

в среднем 1,86 - « - 1,48 0,86 1,40

«Нулевая» обработка без сорняков 2,25 -« - 1,87 1,14 1,75

малолетний 1,66 - « - 1,20 0,71 1,19

многолетний 1,60 - « - 1,23 0,63 1,15

в среднем 1,84 - « - 1,43 0,83 1,36

НСР обЩ 0,039 0,040 0,040 0,039

Возделывание яровой пшеницы в севообороте с чистым паром способствовало увеличению урожая зерна в среднем на 3,7% по сравнению с сидеральным паром.

4. Урожайность яровой пшеницы в севообороте с сидеральным паром в _зависимости от основной обработки почвы и засоренности, т/га

Варианты Годы исследований

обработка почвы подтип засорения 2007 2008 2009 2010 среднее

без удоб рений

Вспашка, 20-22 см без сорняков 2,14 2,20 1,67 0,97 1,75

малолетний 1,48 1,81 1,18 0,59 1,27

многолетний 1,50 1,77 1,13 0,61 1,25

в среднем 1,71 1,93 1,33 0,72 1,42

Рыхление, 10-12 см без сорняков 2,10 2,11 1,65 0,95 1,70

малолетний 1,44 1,70 1,11 0,56 1,20

многолетний 1,46 1,68 1,08 0,54 1,19

в среднем 1,67 1,83 1,28 0,68 1,36

«Нулевая» обработка без сорняков 2,04 2,04 1,61 0,90 1,65

малолетний 1,45 1,62 1,07 0,52 1,17

многолетний 1,41 ' 1,64 1,09 0,56 1,18

в среднем 1,63 1,77 1,26 0,66 1,33

с удобрениями

Вспашка, 20-22 см без сорняков 2,28 нет данных 1,87 1,16 1,77

малолетний 1,65 то же 1,28 0,66 1,20

многолетний 1,61 -«- 1,31 0,66 1,19

в среднем 1,85 -«- 1,49 0,83 1,39

Рыхление, 10-12 см без сорняков 2,23 -«- 1,83 1,12 1,73

малолетний 1,60 -«- 1,22 0,64 1,15

многолетний 1,61 -«- 1,20 0,61 1,14

в среднем 1,81 -«- 1,42 0,79 1,34

«Нулевая» обработка без сорняков 2,20 -«- 1,79 1,04 1,68

малолетний 1,57 -«- 1,16 0,61 1,11

многолетний 1,56 -«- 1,15 0,60 1,10

в среднем 1,78 -«- 1,37 0,75 1,30

НСРобщ 0,031 0,040 0,041 0,037

При засорении посевов в севообороте с чистым паром малолетними сорняками урожайность пшеницы снижается до 40,0%, многолетними - до 43,0%, а в севообороте с сидеральным паром - до 45,0%.

Биохимические показатели качества зерна яровой пшеницы при различном подтипе засорения

Общий белок. Севооборот с чистым паром способствует наибольшему накоплению общего белка в зерне яровой пшеницы по сравнению с сидеральным паром. Наилучшем вариантом с наибольшим накоплением

общего белка был вариант без сорняков со вспашкой на 20-22 см на фоне внесения удобрений и составлял 14,1%. Засорение посевов яровой пшеницы приводило .к его снижению до 15,0% при малолетнем подтипе засорения, и до 11,0% при многолетнем.

Крахмал. Размещение яровой пшеницы в звене севооборота с сидеральным паром и применение «нулевой» обработки почвы сопровождалось повышением содержания крахмала в зерне пшеницы до 3,0% по сравнению с чистым паром и вспашкой на 20-22 см. При засорении посевов яровой пшеницы малолетними сорняками содержание крахмала в зерне по сравнению с вариантами без сорняков увеличивается на 3,5%, а многолетними - на 3,0%.

ВЛИЯНИЕ ЗАСОРЕННОСТИ ПОСЕВОВ И МЕЗОФОРМ РЕЛЬЕФА НА УРОЖАЙНОСТЬ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

Видовой состав и количественные показатели сорной растительности. За годы исследований по агроландшафтному профилю (2007-2009 гг.) посевы яровой пшеницы были представлены 20 различными видами. Из малолетних сорняков группа яровые ранние включает овсюг обыкновенный (Avena fatua), марь белую (Chenopodium album), гречишку вьюнковую (Fallopia convolvulus)-, яровые поздние щетинник сизый (Setaria glauca), просо куриное (Echinochloa crus galli), щирицу запрокинутую (Amaranthus retroflexus), щирицу жминдовидную (Amaranthus blithoides); зимующие ярутку полевую (Thlaspi arvense), подмаренник цепкий (Galium aparine); факультативные двулетники - смолевку обыкновенную (ОЬггпа beheri). Из многолетних сорных растений к корнеотпрысковым относились осот полевой (Sonchus arvensis), вьюнок полевой {Convolvulus arvensis), горошек мышиный (Vicia cracca), льнянка обыкновенная (Linaria vulgaris), молокан татарский (Lactuca tatarica), молочай лозный (Euphorbia waldsteinii), бодяк полевой (Cirsium arvense.),v. корневищным чина клубневая (Lathyrus tuberosus), сорго алепское (Sorghum halepense) и к стержнекорневым полынь горькая (Artemisia absinthium).

За годы исследований наблюдается отчетливое влияние профиля агроландшафта на численность и массу сорняков. Наибольшее количество и масса малолетних сорняков наблюдалась в верхней части склона - 126,5 экз./м2 и 54,0 г/м2, а многолетних сорняков - 38,3 экз./м2, с массой 86,8 г/м2 -на водоразделе. Наименьшей численности 27,4 экз./м2 и массы малолетних сорняков 17,0 г/м2 способствовал вариант в нижней части склона, а многолетних 18,7 экз./м2 и 40,1 г/м2 в верхней части склона.

Результаты наблюдений свидетельствуют, что на уровень засоренности посевов существенное влияние оказали гидротермические условия вегетационных периодов. Самая высокая за период проведения исследований засоренность (как по численности, так и по массе) наблюдалась в 2008 г., а

наименьшая в 2009 г. В целом 2007 г был благоприятен для развития малолетних сорняков, 2008 г способствовал развитию многолетников.

Показатели структуры урожая. Наилучшие показатели по структуре урожая показал вариант без засорения на второй террасе реки Б. Кинель. Наибольшая количество растений яровой пшеницы наблюдалась на водоразделе в варианте без сорняков - 357,5 экз./м2. По всем вариантам профиля агроландшафта при малолетнем подтипе засорения количество растений на 1м2 снижалось на 19,0%, а при многолетнем - на 14,0%.

Максимальный показатель длины колоса отмечался на второй террасе реки Б. Кинель (6,4 см) как при засорении, так и без сорняков. Показатели количества зерен в колосе и масса зерен в колосе по профилю агроландшафта менялись незначительно и в среднем на учетных точках находились в пределах 19,3...24,5 шт. и 0,59...0,75 г. Наибольший показатель массы 1000 семян наблюдался у варианта в нижней части склона без засорения (36,19 г).

Урожайность яровой пшеницы. Анализ влияния изучаемых факторов на продуктивность яровой пшеницы, показывает, что в среднем за годы исследований ее урожайность находилась в пределах 1,35...2,13 т/га. По профилю агроландшафта максимальный урожай зерна был получен на второй террасе р. Б. Кинель в варианте без сорняков и составлял 2,13 т/га.

5. Влияние мезоформ рельефа и типов засорения на урожайность яровой

пшеницы, 2007-2009 гг

Вариант Урожайность, т/га

учетная точка подтип засорения 2007 2008 2009 среднее

без сорняков 2,03 2,28 1,82 2,04

Водораздел малолетние 1,83 1,99 1,14 1,65

многолетние 1,92 2,24 1,18 1,78

в среднем 1,92 2,17 1,38 1,82

без сорняков 2,04 2,38 1,78 2,07

Верхняя часть малолетние 1,89 2,20 1,13 1,74

склона многолетние 1,78 2,43 0,89 1,70

в среднем 1,90 2,34 1,27 1,84

без сорняков 1,94 2,09 1,58 1,87

Нижняя часть малолетние 1,32 1,97 0,77 1,35

склона многолетние 1,18 2,11 1,15 1,48

в среднем 1,48 2,06 1,17 1,57

Вторая терраса реки Б. Кинель без сорняков 2,33 2,42 1,65 2,13

малолетние 2,02 2,07 1,12 1,74

многолетние 2,10 2,26 1,14 1,83

в среднем 2,15 2,25 1,30 1,90

НСР *„6Щ 0,04 0,06 0,04

без учета в среднем.

Засоренность посевов пшеницы малолетними сорняками способствовала снижению урожайности до 39,0%, а многолетними до 26,0%.

Биохимические показатели зерна, В среднем за годы исследований по профилю агроландшафта в фазу полной спелости зерна яровой пшеницы содержание альбуминовой фракции находилось в пределах 1,9...2,4%; глобулиновой - 1,3...1,9%; проламиновой - 6,5...7,0% и глютелиновой -1,9...2,4%. Максимальные показатели по фракционному составу белка наблюдались в варианте - вторая терраса реки Б. Кинель.

Содержание общего белка по всем учетным точкам профиля агроландшафта находилось в пределах 11,6...13,7%. Наибольшего значения (13,7%) показал вариант без сорняков на второй террасе реки Б. Кинель. В среднем за три года содержание общего белка при малолетнем подтипе засорения снижалось до 12,0%, а при многолетнем до 10,0%.

В среднем за годы исследований количество крахмала в зерне яровой пшеницы находилось в пределах 64,8...67,4%. Засорение посевов приводило к его накоплению и максимальное количество (67,4%) наблюдалось в нижней части склона в варианте при малолетнем подтипе засорения. Засоренность посевов малолетними сорняками способствовала увеличению крахмала в зерне яровой пшеницы на 1,4...2,3%, а многолетними - на 1,1 ...2,2%.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ, ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, ПОДТИПА ЗАСОРЕНИЯ, УДОБРЕНИЙ И МЕЗОФОРМ РЕЛЬЕФА

Экономическая эффективность. При возделывании яровой пшеницы в севообороте с чистым и сидеральным паром максимальные производственные затраты наблюдались в вариантах с внесением удобрений при вспашке на 2022 см (5,86...5,88 тыс. руб.), а минимальные - без удобрений при «нулевой» обработке почвы (3,78...3,87 тыс. руб.). Наименьшая себестоимость 1 т зерна отмечена в вариантах без удобрений на свободных от сорняков участках и составила 2,20...3,37 тыс. руб. в севообороте с чистым паром и 2,24...2,44 тыс. руб. - с сидеральным паром. Засорение посевов приводило к повышению себестоимости зерна в севообороте с чистым паром при малолетнем подтипе засорения на 30,9...46,2%, а при многолетнем - на 35,5...51,0%, а с сидеральным соответственно на 45,0...50,3% и 39,8...51,7%. Наибольшая прибыль с 1 га посевов получена в севообороте с чистым паром на незасоренных сорняками участках и составила 2,36...3,93 тыс. руб. Внесение удобрений приводило к снижению прибыли в севообороте с чистым паром в 2,7 раз, а с сидеральным - в 3,5 раза. Наибольшая рентабельность при возделывании яровой пшеницы получена в севообороте с чистым паром, в контрольных вариантах, без удобрений и составиляла 99,7... 104,24%. Засорение посевов малолетними сорняками снижало рентабельность по всем вариантам в среднем в 2,5, а многолетними в 3,8 раз, а на удобренных вариантах засоренность посевов приводила к нерентабельному производству.

При возделывании яровой пшеницы по профилю агроландшафта стоимость зерна с 1 га на незасоренных участках увеличивалась от верхней точки склона к нижней. Наибольшая стоимость продукции отмечена в варианте без засорения на второй террасе реки Б. Кинель (9,59 тыс. руб.). Сорняки малолетнего подтипа засорения способствовали снижению стоимости зерна с 1 га по сравнению с контрольными вариантами на 22,5...31,7%, а многолетнего - на 14,6. ..20,3%. Максимальные производственные затраты отмечены в вариантах на водоразделе, в верхней части склона и на второй террасе реки Б. Кинель и составляли 5,56 тыс. руб. Наименьшая себестоимость 1 т зерна яровой пшеницы обнаружена на второй террасе реки Б. Кинель в варианте без засорения (2,61 тыс. руб.), благодаря высокой урожайности культуры. Засорение посевов приводила к увеличению себестоимости 1 т зерна и максимального значения (3,99 тыс. руб.) достигало при малолетнем подтипе засорения в нижней части склона. Наибольшая прибыль с 1 га была получена на второй террасе реки Б. Кинель в контрольном варианте и составила 40,3 тыс. руб. Засорение малолетними сорняками способствовало, снижению данного показателя по всем учетным точкам профиля на 54,1...276,8%, а многолетними - на 39,2...104,7%. Наиболее высокий уровень рентабельности получен в контрольном варианте на второй террасе реки Б. Кинель (72,48%). При засорении посевов малолетними сорняками, уровень рентабельности снижался в 1,5...3,8 раз, а многолетними в 1,4...2,0 раза. Таким образом, при возделывании яровой пшеницы по профилю агроландшафта наименьшая себестоимость 1 т зерна, максимальный чистый доход и рентабельность получены на второй террасе реки Б. Кинель на свободных от сорняков посевах яровой пшеницы.

Эколого-экономическая эффективность. В среднем за годы исследований производственные затраты с учетом стоимости на восстановление почвенного плодородия в севообороте с чистым паром составляли 4,83...7,22 тыс. руб./га, а с сидеральным - 4,73...7,14 тыс. руб./га. Максимальный условно чистый доход был получен в варианте без сорняков, с рыхлением почвы на 10-12 см без внесения удобрений и в варианте с чистым паром составил 2,21 тыс. руб./га, а с сидеральным - 2,15 тыс. руб./га. При этом уровень совокупной рентабельности в этих вариантах был наибольшим и соответственно составлял 40,26 и 39,09%. Засорение культуры приводило к значительному снижению условно чистого дохода и уровня совокупной рентабельности и в вариантах без удобрений при малолетнем подтипе засорения соответственно снижалось в 3,2 и 2,9 раз, при многолетнем в 3,4 и 3,0 раза, а в вариантах с внесением удобрений приводило к отрицательным показателям.

При возделывании яровой пшеницы стоимость произведенной продукции по профилю агроландшафта находилась в пределах 6,08. ..9,59 тыс. руб. При увеличении урожайности культуры увеличивались затраты на восстановление почвенного плодородия и максимальных показателей достигали на второй террасе реки Б. Кинель (1,12 тыс. руб./га). Наибольший

уровень совокупной рентабельности показал вариант без сорняков на второй террасе реки Б. Кинель (43,56%).

Энергетическая эффективность. Накопление энергии в белке, зерна яровой пшеницы в севообороте с чистым паром составляло 2,33...4,29, а с сидеральным - 2,21...4,09 МДж/га. Засорение малолетними сорняками способствало наименьшему накоплению энергии в урожае и в белке в севообороте с чистым и сидеральным паром соответственно на 31,5...51,3% и 43,6...69,7%, многолетними - на 35,5...52,7% и 42,4...65,5%. Наибольшие затраты антропогенной энергии наблюдались в вариантах без сорняков в севообороте с чистым паром (24,17...27,24 МДж/га) и сидеральным паром (24,31...26,19 МДж/га). Наибольший чистый энергетический доход наблюдался в севообороте с чистым паром в варианте со вспашкой на 20-22 см без внесения удобрений (3,27 МДж/га), а наименьшая энергетическая себестоимость в севообороте с сидеральным паром при «нулевой» обработке почвы без удобрений (14,73 тыс. руб./га). Сорняки малолетнего подтипа засорения способствали снижению энергетической себестоимости в среднем на 22,5...47,9%, а многолетнего - .на 32,2...50,0%. Коэффициент энергетической эффективности в урожае в звеньях севооборота с чистым и сидеральным парами составлял 1,12...1,14 единиц.

При возделывании яровой пшеницы Кинельская Нива количество энергии в урожае по мезоформам рельефа находилось в пределах 22,42...35,38МДж/га, в белке - 2,65...4,85 МДж/га. При засорении посевов малолетними сорняками количество энергии в урожае снижалось на 19,0...38,5%, а многолетними - на 14,6...26,4%, а в белке на 29,3...50,2% и 23,9...38,2%, соответственно. Наибольшее содержание энергии в урожае и в белке зерна яровой пшеницы по мезоформам рельефа было отмечено на второй террасе реки Б. Кинель, наибольшими в этом варианте были и затраты антропогенной энергии. Наибольший чистый энергетический доход (4,27 тыс. МДж/га) и наименьшая энергетическая себестоимость (14,61 тыс. руб./га) получены также на второй террасе реки Б. Кинель. Сорняки малолетнего подтипа засорения способствали снижению чистого энергетического дохода по всем учетным точкам профиля в среднем на 29,0% и увеличению энергетической себестоимости в среднем на 0,3%, а многолетнего, соответственно, на 21,2% и 0,3%. Коэффициент энергетической эффективности по всем учетным точкам профиля находился в пределах 1,13...1,14 единиц.

выводы

1. Продолжительность вегетации яровой пшеницы зависит от складывающихся погодных условий. Самый короткий период вегетации наблюдался в засушливом 2010 г. и составлял 87 дней, а наиболее длинный - в 2008 г. - 98 дней. Основная обработка почвы не влияет на продолжительность вегетации культуры, а внесение минеральных удобрений удлиняет период вегетации культуры на 1-2 дня.

2. Большей озерненностью колоса (17,8...20,3 шт.) и массой зерна (0,59...0,63 г.) характеризуются посевы без сорняков в севообороте с чистым и сидеральным паром в вариантах со вспашкой на 20-22 см как на удобренном фоне, так и без удобрений. Максимальное количество зерен в колосе наблюдалось в варианте со вспашкой на 20-22 см на фоне внесения удобрений в севообороте с сидеральным паром (20,3 шт.), а наибольшая масса зерен в колосе (0,67 г.) в севообороте с чистым паром в варианте с рыхлением на 1012 см. Применение чистого пара способствовало увеличению массы зерна в колосе на 4,2% по сравнению с сидеральным паром. Малолетний тип засорения приводит к снижению числа зерен в колосе до 29,7%, а массы зерен в колосе до 22,4%, а многолетний соответственно до 26,4% и 17,6%.

3. Наибольшее количество продуктивных стеблей перед уборкой урожая яровой пшеницы формируется в севообороте с чистым и сидеральным паром в вариантах без засорения на фоне внесения минеральных удобрений (362,1...387,5 экз./м2). Засорение посевов малолетними сорняками приводит к снижению числа растений на 1м2 на 19,0...32,5%, а многолетними - на 33,5...40,9%. По профилю агроландшафта наибольшее количество растений яровой пшеницы наблюдалось на водоразделе (357,5 экз. /м2) и на второй террасе реки Б. Кинель (350,5 экз./м2).

4. Максимальная урожайность зерна яровой пшеницы (1,83 т/га) наблюдалась в варианте без сорняков в севообороте с чистым паром при вспашке на 20-22 см на фоне внесения минеральных удобрений, что на 3,4% больше, чем в севообороте с сидеральным паром (1,77 т/га). При засорении посевов в севообороте с чистым паром малолетними сорняками урожайность пшеницы снижается на 40,0%, многолетними - 43,4%, а в севообороте с сидеральным паром - на 44,9%. По профилю агроландшафта максимальная урожайность зерна яровой пшеницы была получена на второй террасе р. Б. Кинель (2,13 т/га) в варианте без сорняков. Засоренность посевов пшеницы малолетними сорняками способствует снижению урожайности на 19,0...38,5%, а многолетними - на 14,6.,.26,4%.

5. На степень засорённости посевов яровой пшеницы в севооборотах с чистым и сидеральным паром существенное влияние оказывают погодные условия. Следует отметить, что благоприятные по увлажнению годы способствуют в большей мере росту и развитию малолетних сорняков как по массе, так и по количеству, а при дефиците осадков более устойчивыми к стрессовым условиям среды оказываются многолетние сорные растения, они в меньшей степени реагируют на погодные условия. Наибольшее количество сорных растений, как по количеству, так и по массе наблюдалось в

севообороте с сидеральным паром при «нулевой» обработке почвы малолетних - 80,0...127,9 шт./м2 и 91,1...155,1 г/м2, многолетних - 4,1...5,3 шт./м2 и 37,9...43,1 г/м2. По профилю агроландшафта наибольшее количество сорняков наблюдалось в верхней части склона (145,2 экз./м2), а наибольшая масса на водоразделе (116,5 г/м2).

6. В период роста и развития яровой пшеницы преобладающей в листьях являлась альбуминовая фракция белков. По фазам созревания зерна от молочной к полной спелости увеличивалась доля клейковинной высокомолекулярной проламиновой фракции. Наибольшее содержание её наблюдалось в фазу полной спелости зерна в севообороте с чистым паром в вариантах со вспашкой на фоне внесения минеральных удобрений (7,2...7,3%). По профилю агроландшафта максимальное содержание проламиновой фракции (7,0%) наблюдалось на второй террасе реки Б. Кинель. Засоренность посевов яровой пшеницы малолетними сорняками по фракциям белка приводит к снижению их содержания на 3,0... 18,8%, а при многолетнем подтипе засорения снижение отдельных фракций белка составляло 4,8...26,7%.

7. Наибольшему, накоплению общего. белка в листьях до 9,2% способствовал вариант в севообороте с чистым паром при вспашке на 20-22 см на фоне внесения минеральных удобрений. Севооборот с чистым паром способствует накоплению общего белка в зерне яровой пшеницы на 2,3% больше, чем с сидеральным паром. Засорение посевов яровой пшеницы приводит к его снижению на 6,7. ..14,9% при малолетнем подтипе засорения, и на 4,9...11,2% при многолетнем. По профилю агроландшафта наибольшее накопление общего белка - 12,8% наблюдалось на второй террасе реки Б. Кинель.

8. Размещение яровой пшеницы в звене севооборота с сидеральным паром, применение «нулевой» обработки почвы сопровождалось повышением содержания количества крахмала в зерне на 2,6% по сравнению с чистым паром и вспашкой. При засорении посевов яровой пшеницы малолетними сорняками содержание крахмала в зерне по сравнению с вариантами без сорняков увеличилось на 3,4%, а многолетними - на 3,1%. Наибольшему накоплению крахмала способствует нижняя часть склона (67,0%). При малолетнем подтипе засорения количество крахмала увеличивается на 1,4...2,3%, а при многолетнем - 1,1...2,2%.

9. Экономически целесообразно было возделывание яровой пшеницы в севообороте с чистым паром на свободных от сорняков посевах, в связи с наибольшей стоимостью произведенной продукции с 1 га и в среднем составляло 7,72 тыс. руб./га и наименьшей себестоимостью 1 т зерна равной 2,20...2,37 тыс. руб. При возделывании яровой пшеницы наибольшую прибыль можно получать в звене севооборота с чистым паром в среднем на 16,1% больше по сравнению с сидеральным паром. При возделывании яровой пшеницы по профилю агроландшафта наименьшая себестоимость 1 т зерна составила 2,61 тыс. руб., максимальная прибыль - 4,03 тыс. руб./га и рентабельность 72,48% полученных на второй террасе реки Б. Кинель на свободных от сорняков посевах яровой пшеницы.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

' 1. Для получения стабильно высоких урожаев яровой мягкой пшеницы свыше 2,0 т/га в условиях лесостепи Заволжья по мезоформам агроландшафта предпочтительно возделывать её у подножья склона третьей культурой в севообороте с чистым паром при вспашке на 20-22 см на фоне внесения минеральных удобрений.

2. Для получения высококачественного зерна с максимальным содержанием общего белка свыше 14,0% необходимо возделывать яровую мягкую пшеницу в звене севооборота с чистым паром на фоне внесения минеральных удобрений при засорении посевов, не превышающих экономического порога вредоносности.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Александрова, С.В. Влияние засорённости на содержание белка и урожайность яровой пшеницы // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. — 2010. - №2. — С. 19-21.

Публикации в иных изданиях

2. Бакаева, Н.П. Влияние степени засоренности вьюнком полевым (convolvulus arvensis L.) и просом куриным (echinochloa crus gali L.) при различных способах обработки почвы на содержание белка в зерне яровой пшеницы / Н.П. Бакаева, С.В. Ульянова // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. - 2008. - №4. - С. 3943.

3. Александрова, С.В. Борьба с сорняками как условие получения высоких урожаев яровой пшеницы / Наука и молодежь: новые идеи и решения. Материалы III Международной научно-практической конференции молодых исследователей, посвященной 65-летию образования Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии. Волгоград. - 2009. - С.161-164.

4. Александрова, С.В. Влияние мезоформ рельефа и засоренности на содержание белка и урожайность яровой пшеницы в лесостепной зоне Самарской области / С.В. Александрова, Д.С. Хохлов // «Молодые ученые агропромышленному комплексу Поволжья». Саратов. ГНУ НИИСХ Юго-Востока.-2010.-С. 153-156.

ЛР № 020444 от 10.03.98 г. Подписано в печать 8.05.2011 г. Форма 60x84 1116 Бумага офсетная Усл. печ. л. 1,0. Заказ 345 тираж 100 экз. Ризограф Самарской государственной сельскохозяйственной академии 446442, пгг. Усть-Кинельский, ул. Учебная 1

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Александрова, Светлана Владимировна

Введение

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ИЗУЧАЕМЫМ ВОПРОСАМ

1.1 Основная обработка почвы при возделывании яровой пшеницы в 8 севообороте

1.2 Биохимический состав зерна яровой пшеницы в севообороте при 13 применением удобрений

1.3 Влияние элементов технологии на засоренность посевов яровой 17 пшеницы

1.4 Влияние агроландшафта на засоренность, урожайность и качество 24 зерна яровой пшеницы

2 УСЛОВИЯ М МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Почвенно-климатические условия в.лесостепи Заволжья и района 29 исследований

2.2 Агрометеорологические условия в годы проведения исследований

2.3 Характеристика опытного, участка, агротехника и методика 38 проведения исследований

3 ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ В ЗВЕНЕ 46 СЕВООБОРОТА НА БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПО ФАЗАМ РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

3.1 Особенности фенологии

3:2 " Содержание фракционного и общего белка в листьях по фазам 48 развития растений

3.3 Содержание фракционного и общего белка по фазам созревания 54 зерна

4 ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, ЗАСОРЕННОСТИ И 63 УДОБРЕНИЙ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА НА УРОЖАЙНОСТЬ, ЭЛЕМЕНТЫ СТРУКТУРЫ УРОЖАЯ И БИОХИМИЧЕСКИЕ

4.1 Видовой состав сорных растений их масса и количество 63 '

4.2 Показатели структуры урожая яровой пшеницы

4.3 Урожайность яровой пшеницы

4.4 Биохимические показатели качества зерна яровой пшеницы при 82 различном подтипе засорения

5 ВЛИЯНИЕ ЗАСОРЕННОСТИ ПОСЕВОВ И МЕЗОФОРМ 88 РЕЛЬЕФА НА УРОЖАЙНОСТЬ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

5.1 Видовой состав, и количественные показатели сорной 88 растительности

5.2 Показатели структуры урожая

5.3 Урожайность пшеницы

5.4 Биохимические показатели зерна

6 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ, ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И 104 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, ПОДТИПА ЗАСОРЕНИЯ, УДОБРЕНИЙ И МЕЗОФОРМ РЕЛЬЕФА

6.1 Экономическая эффективность возделывания яровой пшеницы

6.2 Эколого-экономическая эффективность возделывания яровой 109 пшеницы

6.3 Энергетическая эффективность возделывания яровой пшеницы 114 ВЫВОДЫ 120 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от агроприёмов её возделывания и засорённости посевов в лесостепи Заволжья"

Актуальность работы. Почвенно-климатические условия Поволжья позволяют ежегодно получать высокие валовые сборы зерна пшеницы и другой сельскохозяйственной продукции. Однако обеспечение стабильных урожаев сельскохозяйственных культур сдерживается не только недостатком влаги, но и высокой засоренностью полей. Учеты сорняков, ежегодно проводимые областными станциями защиты растений, показывают высокий и возрастающий уровень засоренности полей, что создает серьезную угрозу продовольственной и экологической безопасности государства (Спиридонов Ю.Я., 2004, Стрижков Н.И:, 2007).

Площади зерновых культур, засоренных в средней и сильной степени, составляют более 60% площадей, что связано с особенностями земледелия. В севооборотах при существующей структуре посевных площадей уменьшилась возможность механического воздействия на сорные растения в связи с относительно невысокой долей чистых паров — 9,2% и пропашных культур - 23,7%.

В условиях современного земледелия одной из важнейших задач при возделывании сельскохозяйственных культур решающая роль, которой принадлежит агротехнике, является улучшение фитосанитарного состояния почвы и посевов, а также снижение их засоренности до безопасного уровня.

Недостаточно изучено влияние отдельных элементов системы земледелия, засоренности посевов и, в частности, биологических особенностей сорняков на урожай и качество зерна. Особенно важно выявить изменение количества крахмала, содержания белка, и его фракционного состава.

В связи с этим, особого внимания заслуживает потребность в исследованиях по подбору и эффективному использованию основных элементов системы земледелия по борьбе с сорняками, способных, обеспечивать высокие и стабильные урожаи зерна яровой пшеницы с высоким содержанием белка.

Также значимой проблемой на современном этапе развития земледелия является использование склоновых территорий, учитывая скульптурное строение мезоформ рельефа, проявления эрозии, расположения земель в ландшафтной области или провинции по климатическим особенностям.

Цель исследований. Установить влияние различных способов основной обработки почвы, удобрений, подтипов засорения в севообороте с чистым и сидеральным паром, а также мезоформ агроландшафта на формирование высокого урожая и биохимических показателей качества зерна яровой пшеницы в лесостепи Заволжья. ,

Задачи исследований.

1. Изучить влияние способа основной обработки почвы, удобрений, подтипа засорения в севообороте с чистым и сидеральным паром на продуктивность и элементы структуры урожая яровой пшеницы.

2. Установить влияние способа основной обработки почвы и удобрений на видовой, состав, количество и массу сорных растений в севообороте с чистым и сидеральным паром.

3. Определить содержание общего белка, его фракционный состав и количество крахмала по фазам развития растений и формирования зерна яровой пшеницы, в зависимости от севооборота, основной обработки почвы, удобрений и подтипа засорения.

4. Установить, влияние подтипа засорения на продуктивность, элементы структуры урожая, биохимические показатели в фазу полной спелости зерна яровой пшеницы по мезоформам агроландшафта.

5. Провести экономическую, эколого-экономическую и энергетическую оценку возделывания яровой пшеницы в зависимости от мезоформ рельефа, севооборота, способа основной обработки почвы, удобрений и подтипа засорения.

Полученные результаты использовать при выработке рекомендаций по возделыванию яровой пшеницы.

Научная новизна. Применительно к условиям лесостепи Заволжья проведены комплексные исследования по изучению влияния систем обработки почвы, удобрений и засоренности посевов малолетними и многолетними сорняками в севообороте с чистым и сидеральным паром на урожайность, элементы продуктивности зерна, содержание белка, его фракционный состав и количество крахмала в зерне яровой пшеницы. Установлена связь между урожайностью яровой пшеницы, количеством и массой сорняков, в зависимости от условий вегетационного периода. Изучено влияние сорных растений малолетнего и многолетнего подтипов засорения на биохимические показатели качества зерна. Дана экономическая, эколого-экономическая и энергетическая оценка возделывания яровой пшеницы в зависимости от подтипа засорения, основной обработки почвы и удобрений. Впервые для условий Поволжья установлено влияние мезоформ рельефа в агроландшафте и засоренности на содержание общего и фракционного белка и количество крахмала в зерне яровой пшеницы.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Возделывание яровой пшеницы в севообороте с чистым паром при вспашке на 20-22 см, рыхлении почвы на 10-12 см обеспечивает наибольшую урожайность, повышенное содержание общего и фракционного белка и снижение количества крахмала по сравнению с сидеральным паром и «нулевой» обработкой почвы.

2. Засорение посевов яровой пшеницы многолетними сорными растениями способствует наибольшему снижению её урожайности, а малолетними сорными растениями — наименьшему снижению общего белка.

3. По агроландшафтному профилю можно получить наибольшую урожайность яровой пшеницы, с высоким содержанием общего белка на водоразделах и на выровненных участках у подножья склонов.

4. Возделывание яровой пшеницы экономически и энергетически более целесообразно в звене севооборота с чистым паром при наименьшей засоренности посевов в варианте с рыхлением почвы на 10-12 см, а применение удобрений способствуют снижению данных показателей.

Практическая ценность работы. Изучены приемы технологии возделывания яровой мягкой пшеницы, обеспечивающие при наименьшей засоренности посевов в севообороте с чистым и сидеральным паром и по мезоформам рельефа, получение высоких урожаев с планируемым по биохимическим показателям качеством зерна.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались: на IV Международной научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Самара, 2007 г.); на III Международной научно-практической конференции молодых исследователей «Наука и молодежь: новые идеи и решения» (Волгоград, 2009 г.); на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Молодые ученые агропромышленному комплексу Поволжья» (Саратов, 2010 г.); «Вклад молодых учёных в аграрную* науку Самарской области» (Самара, 2011 г.); на заседаниях кафедры химии и биохимии Самарской ГСХА (2007.2011 гг.).

По теме диссертации опубликовано 4 научных работы, из них одна в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Работа выполнялась на кафедре химии и защиты растений ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» под руководством доктора биологических наук, профессора Н.П. Бакаевой которой автор выражает глубокую благодарность за научное руководство в работе над диссертацией, а также коллективу кафедры химии и защиты растений и лично зав. кафедрой, профессору В.Г. Каплину за помощь и поддержку во время сбора материала и написании диссертации. Автор благодарен коллективу кафедры земледелия СГСХА и лично зав. кафедрой, профессору Г.И. Казакову за помощь при обсуждении полученных результатов и предоставленную возможность проведения исследований на опытном поле кафедры земледелия в Угорье.

Заключение Диссертация по теме "Общее земледелие", Александрова, Светлана Владимировна

120 ВЫВОДЫ

1. Продолжительность вегетации яровой пшеницы зависит от складывающихся погодных условий. Самый короткий период вегетации наблюдался в засушливом 2010 г. и составлял 87 дней, а наиболее длинный -в 2008 г. — 98 дней. Основная обработка почвы не влияет на продолжительность вегетации культуры, а внесение минеральных удобрений удлиняет период вегетации культуры на 1 -2 дня.

2. Большей озерненностью колоса (17,8.20,3 шт.) и массой зерна (0,59.0,63 г.) характеризуются посевы без сорняков в севообороте с чистым и сидеральным паром в вариантах со вспашкой на 20-22 см как на удобренном фоне, так и без удобрений. Максимальное количество зерен в колосе наблюдалось в варианте со вспашкой на 20-22 см на фоне внесения удобрений в севообороте с сидеральным паром (20,3 шт.), а наибольшая масса зерен в колосе (0,67 г.) в севообороте с чистым паром в варианте с рыхлением на 10-12 см. Применение чистого пара способствовало увеличению массы зерна в колосе на 4,2% по сравнению с сидеральным паром. Малолетний тип засорения приводит к снижению числа зерен в колосе, до 29,7%, а массы зерен в колосе до 22,4%, а многолетний соответственно до 26,4% и 17,6%.

3. Наибольшее количество продуктивных стеблей перед уборкой урожая яровой пшеницы формируется в севообороте с чистым и сидеральным паром в вариантах без засорения на фоне внесения минеральных удобрений- (362,1.387,5 экз./м"). Засорение посевов малолетними сорняками приводит к снижению числа растений на 1м2 на 19,0.32,5%, а многолетними — на 33,5.40,9%. По профилю агроландшафта наибольшее количество растений яровой пшеницы наблюдалось на водоразделе (357,5 экз./м") и на второй террасе реки Б. Кинель (350,5 экз./м").

4. Максимальная урожайность зерна яровой пшеницы (1,83 т/га) наблюдалась в варианте без сорняков в севообороте с чистым паром при вспашке на 20-22 см на фоне внесения минеральных удобрений, что на 3,4% больше, чем в севообороте с сидеральным паром (1,77 т/га). При засорении посевов в севообороте с чистым паром малолетними сорняками урожайность пшеницы 'снижается на 40,0%, многолетними — 43,4%, а в севообороте с сидеральным паром — на 44,9%. По профилю агроландшафта максимальная урожайность зерна яровой пшеницы была получена на второй террасе р. Б. Кинель (2,13 т/га) в варианте без сорняков. Засоренность посевов пшеницы малолетними сорняками способствует снижению урожайности на 19,0.38,5%, а многолетними - на 14,6.26,4%.

5. На степень засорённости посевов яровой пшеницы в севооборотах с 1 чистым и сидеральным паром существенное влияние оказывают погодные условия. Следует отметить, что благоприятные по увлажнению годы способствуют в большей мере росту и развитию малолетних сорняков как по массе, так и по количеству, а при дефиците осадков более устойчивыми к стрессовым условиям среды оказываются многолетние сорные растения, они в меньшей степени реагируют на погодные условия. Наибольшее количество сорных растений, как по количеству, так и по массе наблюдалось в севообороте с сидеральным паром при «нулевой» обработке почвы

О О малолетних — 80,0. 127,9 шт./м и 91,1. 155,1 г/м", многолетних - 4,1.5,3

О О шт./м"и 37,9.43,1 г/м . По профилю агроландшафта наибольшее количество у сорняков наблюдалось в верхней части склона (145,2 экз./м"), а наибольшая масса на водоразделе (116,5 г/м").

6. В период роста и развития яровой пшеницы преобладающей в .листьях являлась альбуминовая фракция белков. По фазам созревания зерна от молочной к полной спелости увеличивалась доля клейковинной высокомолекулярной проламиновой фракции. Наибольшее содержание её наблюдалось в фазу полной спелости зерна в севообороте с чистым паром в вариантах со вспашкой на фоне внесения минеральных удобрений (7,2.7,3%). По профилю агроландшафта максимальное содержание проламиновой фракции (7,0%) наблюдалось на второй террасе реки Б. Кинель. Засоренность посевов яровой пшеницы малолетними сорняками по фракциям белка приводит к снижению их содержания на 3,0. 18,8%, а при многолетнем подтипе засорения снижение отдельных фракций белка составляло 4,8.26,7%.

7. Наибольшему накоплению общего белка в листьях до 9,2% способствовал вариант в севообороте с чистым паром при вспашке на 20-22 см на фоне внесения минеральных удобрений. Севооборот с чистым паром способствует накоплению общего белка в зерне яровой пшеницы на 2,3% больше, чем с сидеральным паром. Засорение посевов яровой пшеницы приводит к его снижению на 6,7. 14,9% при малолетнем подтипе засорения, и на 4,9. 11,2%> при многолетнем. По профилю агроландшафта наибольшее накопление общего белка - 12,8% наблюдалось на второй террасе реки Б. Кинель.

8. Размещение яровой пшеницы в звене севооборота с сидеральным паром, применение «нулевой» обработки почвы сопровождалось повышением содержания количества крахмала в зерне на 2,6% по сравнению с чистым паром и вспашкой. При засорении посевов яровой пшеницы малолетними сорняками содержание крахмала в зерне по сравнению с вариантами без сорняков увеличилось на 3,4%, а многолетними - на 3,1%. Наибольшему накоплению крахмала, способствует нижняя часть склона' (67,0%). При малолетнем подтипе засорения количество ' крахмала увеличивается на 1,4.2,3%, а при многолетнем — 1,1.2,2%.

9. Экономически целесообразно было возделывание яровой пшеницы в севообороте с: чистым паром, на свободных от сорняков посевах, в связи с наибольшей стоимостью произведенной продукции с 1 га и в среднем составляло 7,72 тыс. руб./га и наименьшей себестоимостью 1 т зерна равной 2,20.2,37 тыс. руб. При возделывании яровой пшеницы наибольшую прибыль можно получать в звене севооборота с чистым паром в среднем на 16,1% больше по сравнению с сидеральным паром. При возделывании яровой пшеницы по профилю агроландшафта наименьшая себестоимость 1 т зерна составила 2,61 тыс. руб., максимальная прибыль — 4,03 тыс. руб./га и рентабельность 72,48% полученных на второй террасе реки Б. Кинель на свободных от сорняков посевах яровой пшеницы.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для получения стабильно высоких урожаев яровой мягкой пшеницы свыше 2,0 т/га в условиях лесостепи Заволжья по мезоформам агроландшафта предпочтительно возделывать её у подножья склона третьей культурой в севообороте с чистым паром при вспашке на 20-22 см на фоне внесения минеральных удобрений.

2. Для получения высококачественного зерна с максимальным содержанием общего белка свыше 14,0% необходимо возделывать яровую мягкую пшеницу в звене севооборота с чистым паром на фоне внесения минеральных удобрений при засорении посевов, не превышающих экономического порога вредоносности. им