Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Величина и качество урожая кукурузы в зависимости от обеспеченности влагой и элементами минерального питания

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Величина и качество урожая кукурузы в зависимости от обеспеченности влагой и элементами минерального питания"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФ

КАБАРДИНО-БАЛКАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

Р Г В Ой СЕЛЬСК0Х03ЯЙСТВЕННАЯАКАДЕМИЯ 2 2 АПР 1996

На правах рукописи

ВОРОНОВ ХУСЕН ХАЖПАГОВИЧ

ВЕЛИЧИНА И КАЧЕСТВО УРОЖАЯ КУКУРУЗЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ВЛАГОЙ И ЭЛЕМЕНТАМИ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

06.01.09 - растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Нальчик 1996 год

Работа выполнена на кафедре растениеводства и селекции Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной

академии

Научные руководители - заслуженный деятель науки Российской

Федерации, доктор сельскохозяйственных наук, профессор К.Н.Керефов

- заслуженный агроном КБР, кандидат биологических наук, профессор Р.М.Хачетлов

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук

H.H. Евтушенко - кандидат сельскохозяйственных наук А.И.Савин

Ведущее предприятие - Министерство сельского хозяйства и продовольствия КБР

Зашита диссертации состоится " ^^ " _ 1995 г в

" /0 " часов на заседании диссертационного совета К-120.86.02 в Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии.

Адрес: 360003, Нальчик, ул. Тарчокова, 1 а, КБГСХА. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КБГСХА. Автореферат разослан "^"ЙПр&ДЗ 1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета -кандидат биол. наук, доцент Н.Л.Цепкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Кукуруза является одной из основных зерновых культур Кабардино-Балкарии. Площади посева её составляют более 50 тыс.га. Однако урожай зерна остаётся нестабильным и сравнительно невысоким - около 4 т/га. Главной причиной этому является недостаточная влагообеспеченность, обусловленная неравномерным распределением осадков в течение вегетации и ливневым их характером, а также недостаток в почве подвижных форм азота и фосфора. Представляет теоретический и практический интерес изучить динамику влажности пахотного и подпахотного слоев почвы в зависимости от количества осадков, выпадаемых за вегетацию, определить оптимальный режим орошения кукурузы и эффективность разных норм азотных и фосфорных удобрений для получения наибольшего урожая зерна с наименьшей энергетической себестоимостью.

В связи с этим, целью наших исследований было определить оптимальный режим орошения кукурузы и эффективность разных норм азотных и фосфорных удобрений для получения наибольшего урожая зерна с наименьшей энергетической себестоимостью.

В задачи исследований входило: 1. Изучить динамику влажности пахотного (0...30 см) и подпахотного (31...60 см) слоев почвы в течение вегетационного периода кукурузы в годы с различным количеством осадков за вегетацию - ниже, выше среднемноголетнего и с количеством осадков близким к среднемноголетнему. 2. Выявить влияние влагозарядкового полива на динамику влажности почвы. 3. Определить динамику влажности почвы при разных количествах вегетационных поливов на фоне влагозарядкового и выявить оптимальный режим орошения, при котором влажность почвы в течение вегетации не опускается ниже влажности разрыва капилляров. 4. Изучить динамику роста и развития растений, формирования листовой поверхности и накопления сухой массы, а также величину и структуру урожая кукурузы в зависимости от динамики влажности почвы. 5. Выявить влияние динамики влагообеспеченности почвы на химический состав зерна кукурузы. 6. Изучить влияние разных норм азотных и фосфорных удобрений на величину, структуру и качество урожая зерна кукурузы в зависимости от режима влажности почвы. 7. Определить окупаемость энергозатрат на орошение и применение разных норм азотных и фосфорных удобрений энергосодержанием урожая в.зависимости от режима влажности почвы.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований кафедры растениеводства и селекции Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии.

Научная новизна. Впервые в условиях чернозёмов выщелоченных среднесуглинистых изучена динамика влажности пахотного и подпахотного слоев почвы в годы с недостаточным, среднемноголет-ним и избыточным количеством осадков в течение вегетации кукурузы; формирование урожая и его качество в зависимости от динамики влажности почвы; выявлена эффективность различных норм азотных и фосфорных удобрений при разном режиме влажности; определены чистый энергетический доход, коэффициент энергетической эффективности, биоэнергетический, коэффициент посева и энергетическая себестоимость зерна кукурузы в зависимости от режима орошения и режима влажности почвы, а также норм азотных и фосфорных удобрений.

Практическая ценность результатов исследований заключается в том, что оптимизация режима влажности почвы и азотно-фосфорного питания обеспечивает стабильное получение урожая зерна кукурузы порядка 8... 10 т/га при наименьших энергетических затратах и энергетической себестоимости урожая.

Положения, выносимые на защиту. 1. Оптимальный режим орошения кукурузы в годы с различным количеством осадков. 2. Динамика формирования урожая кукурузы в зависимости от режима влажности почвы. 3. Влияние разных норм азотных удобрений на величину и качество урожая зерна кукурузы в зависимости от режима влажности.

Объём работы. Диссертационная работа изложена на ,124 страницах машинописного текста, включает 38 таблиц, 5 рисунков и 4 таблицы в приложении. Список использованной литературы включает 118 наименований, в том числе 22 на иностранных языках.

Апробация работы. Отдельные этапы работы доложены на научно-практических конференциях (Днепропетровск, 1981; Нальчик, 1982, 1985; Ставрополь, 1985; Херсон, 1985) и обсуждены на заседаниях кафедры растениеводства и селекции КБГСХА. Опубликовано семь печатных работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. "Условия получения высокого урожая зерна и зелёной массы кукурузы" (Обзор литературы). Показано народнохозяйственное значение и особенности биологии кукурузы, особенности агротехники и урожайность кукурузы в зависимости от режима минерального питания, эффективность орошения кукурузы в зависимости от влагообеспеченности почвы. Сформулированы цель и задачи исследований.

Глава 2. "Объекты, условия и методы исследований". Рекогнас-цировочные полевые опыты проведены в 1980...1983 гг и по уточнённой программе продолжены в 1986... 1989 гг. на учебно-опытном поле Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии. В исследованиях использовали кукурузу районированную в предгорной зоне КБР сорта Юбилейная 50.

Проведены 2 серии полевых опытов. В первом опыте изучали динамику влажности почвы в слое 0...30 и 31...60 см. Пробы на влажность отбирали через каждые 10 дней в течение всей вегетации кукурузы. Схема опыта: 1. Контроль - естественная влагообеспеченность. 2. Влагозарядковый полив - проводили осенью с нормой 1200 м3/га, для поддержания оптимальной влажности в первую половину вегетации. 3. Влагозарядковый полив + 2 вегетационных полива во второй - третьей декаде июня и в первой - второй декаде июля с нормой 600 и 700 м3/га: 4. Влагозарядковый полив + 3 вегетационных полива - в самое жаркое время в конце июля - начале августа дополнительно проводили третий полив с нормой 700 м3/га, 5. Влагозарядковый полив + 4 вегетационных полива - в конце августа посевы полили в четвёртый раз с нормой 600 м3/га полагая, что при таком режиме поливов влажность почвы будет поддерживаться в оптимальном диапазоне в течение всей вегетации. Расход воды учитывали трапеци-едальным водосливом. Временные оросители нарезали КЗУ-0,5 на тяге трактора ДТ-54. Поливные борозды нарезали культиватором-окучником КРН-4,2. Во всех вариантах этого опыта под зяблевую вспашку вносили фосфорные удобрения - 90 кг/га фосфора. Азотные удобрения - 90 кг/га, весной под предпосевную культивацию.

Во втором полевом опыте изучали эффективность применения минеральных удобрений при естественном увлажнении и орошении. Схема опыта: 1. Контроль - естественное плодородие почвы при естественной влагообеспеченности. 2. P120N90 - высокая обеспеченность фосфором и средняя - азотом без орошения. 3. P120N90 - влагозарядковый и 4 вегетационных полива. 4. P120N120 - высокая обеспеченность фосфором и минеральным азотом без орошения. 5. P120N120 - влагозарядковый и 4 вегетационных полива. Площадь посевной делянки в обоих опытах - 250 м2, учётной - 100 м2. Повторность четырёхкратная, размещение делянок рендомизированное.

Почва опытных участков чернозем выщелоченный среднесугли-нистый. Реакция почвенного раствора нейтральная, содержание гумуса 3,6...4,5%, легкогидролизуемого азота 83...111 мг/кг почвы. Обеспеченность почвы подвижным фосфором средняя и повышенная, обменным калием - высокая, молибденом - средняя и бором - низкая. Почвы типичные для предгорной зоны Северного Кавказа.

Метеорологические условия: в 1986 г. за вегетацию осадков выпало 278 мм или на 34% меньше среднемноголетнего количества (424 мм) - засушливый год; в 1988 г. осадков выпало на 25% больше среднемноголетнего и распределены они были более равномерно - год с достаточной влагообеспеченностью. В 1987 и 1989 гг. количество осадков было близким к среднемноголетнему и составляло 363...440 мм за вегетацию.

Агротехника в опыте общепринятая для зоны. Перед посевом вносили в почву эраднкан 6Е с нормой 7 л/га с заделкой дисковой бороной.

Учёты и наблюдения. Агрохимический анализ пахотного слоя почвы всех опытных участков провели перед закладкой опыта. Влажность почвы определяли весовым методом. В течение вегетации отмечали наступление фаз развития. Пробы на биометрический анализ отбирали в фазы 3...4 и 7...9 листьев, цветения, молочного состояния зерна, восковой и полной спелости. В пробе определяли: высоту растений, площадь листьев (по формуле - S = а • в • 0,68 см2), массу листьев и стеблей, массу початков ^ зерна, длину початка, число рядков и зёрен в рядке, массу 1000 зёрен. В зерне в фазу полной спелости определяли содержание общего азота, сырого белка, сырого жира, клетчатки, безазотистых экстрактивных веществ, золы, фосфора и кальция. Результаты учётов и анализов подвергнуты статистической обработке методом дисперсионного анализа.

Глава 3. "Динамика влажности почвы в зависимости от метеорологических условий года и режима орошения". В ней представлены данные по влиянию режима орошения на динамику влажности почвы в засушливый год, в годы со среднемноголетним количеством осадков и при количестве осадков за вегетацию выше среднемноголетнего. .

В 1986 г. в мае и июне количество осадков было близким к среднемноголетнему, причём, выпали они в конце мая - начале июня ливневыми дождями. Крайне мало выпадало осадков в июле и в августе. В конце июня и начале июля влажность пахотного слоя почвы при естественном увлажнении опустилась до 52...45% ППВ, а в конце июля - до 38%. Влагозарядковый полив не обеспечивал изменения динамики влажности пахотного слоя почвы.

Влажность почвы в слое 31...60 см, при естественном увлажнении, в мае была оптимальной, к середине июня она опустилась до 57% ППВ, а в июле - до 50%. К началу сентября влажность почвы в этом слое составила 43%, следовательно, 1986 г. по влагообеспечен-ности был крайне не благоприятным.

При влагозарядковом поливе влажность нижнего слоя почвы до июля была выше контрольного на 8.. 11% ППВ и удерживалась в пре-

делах оптимального диапазона до 8 июля, далее постепенно снижалась и к началу сентября составила 43% ППВ. Июньский полив - третий, четвёртый и пятый варианты - обеспечил нормальную влажность пахотного слоя почвы до первой декады июля, второй полив поддержал оптимальную влажность до середины августа и далее она упала до 55% ППВ. Третий полив, в начале августа, обеспечил оптимальную влажность почвы в слое 0...30 см в течение всего августа, лишь в начале сентября в четвёртом варианте она опустилась ниже влажности разрыва капилляров. При четырёх поливах даже в этот год влажность пахотного слоя почвы в течение всей вегетации находилась в диапазоне оптимальной влагообеспеченности. Влажность почвы слоя 31...60 см положительно коррелировала с влажностью пахотного слоя почвы, поскольку в нём находится большая часть корневой системы и при оптимальной влажности этого слоя растения кукурузы меньше используют воду нижележащих слоев. При трёх поливах влажность почвы этого слоя была выше влажности разрыва капилляров до середины августа, а при четырёх поливах - до конца вегетации.

Следовательно, в условиях засушливого года влагозарядковый и четыре вегетационных полива обеспечивают влажность почвы в пределах диапазона оптимальной влажности в корнеобитаемом слое 0...60 см.

В 1987 г. при естественной влагообеспеченности влажность пахотного слоя почвы опускалась ниже влажности разрыва капилляров только в середине июня и в течение августа. Влажность почвы слоя 31...60 см была оптимальной с начала вегетации и до конца июля и только в августе опустилась до 56%, а в начале сентября - до 54% ППВ. Влагозарядковый полив повысил влажность почвы в слое 0...30 см в начале вегетации на 5...7%, по сравнению с естественным увлажнением и эти показатели выравнялись к началу августа. При двух вегетационных поливах влажность пахотного слоя почвы опускалась несколько ниже влажности разрыва капилляров только в середине августа. Достаточно обильные осадки 23 и 24 августа (44 мм) подняли её выше ВРК. Третий полив снял это падение и влажность пахотного слоя почвы удерживалась в диапазоне оптимальной в течение всей вегетации. Четвёртый полив в этом году оказался излишним. Благодаря оптимальной влажности пахотного слоя почвы растения кукурузы не иссушали подпахотный слой.

В 1989 г. при количестве осадков за вегетацию близком к сред-немноголетнему, в августе выпало всего 36 мм вместо 84 мм. С конца июля и в течение всего августа влажность пахотного слоя почвы была ниже оптимальной на 4... 10%. При влагозарядковом поливе в начале вегетации она была выше на 3...4% ППВ, а далее - такая же, как при естественном увлажнении. В слое почвы 31...60 см влажность была

оптимальной до конца июня. Далее она постепенно снижалась и к первой декаде сентября опустилась до 50% ППВ. Два вегетационных полива (6 июня и 5 июля) позволили поддерживать влажность пахотного слоя почвы в диапазоне оптимальной до начала августа, далее она снизилась на 4...6% ниже оптимальной. Также ниже была в этот период влажность почвы в слое 31...60см. Три и четыре вегетационные полива удерживали влажность пахотного слоя почвы во второй половине вегетации не ниже 70% ППВ. Даже в слое 31...60 см влажность почвы не опускалась ниже влажности разрыва капилляров. В таких условиях естественного увлажнения достаточно проведение влагозарядкового полива и двух вегетационных.

В 1988 г в мае и августе осадков выпало больше нормы, а в июле - более чем полторы нормы и в сентябре - 2 нормы. В связи с этим, влажность пахотного слоя почвы в течение вегетации практически не опускалась ниже влажности разрыва капилляров. Следовательно, в годы с достаточным количеством осадков и сравнительно равномерным их распределением в течение вегетационного периода для поддержания влажности почвы в диапазоне оптимальной, бывает достаточно влагозарядкового полива, вегетационные поливы не улучшают водный режим почвы.

Глава 4. "Формирование урожая кукурузы в зависимости от режима влажности почвы". Режим влажности почвы почти не оказывает влияния на продолжительность межфазных периодов, лишь период налива зерна увеличивается с улучшением влагообеспеченности. Высота растений в решающей степени зависела от режима влажности почвы и наибольшей (311 см) она была при влажности почвы не ниже влажности разрыва капилляров в течение всей вегетации.

Величина листового аппарата к цветению составляла 90...95% от максимальной (табл. 1). В дальнейшем, при благоприятной влажности почвы, она ещё увеличивалась на 1...2 тыс. м2/га. Наибольшую площадь листьев (54 тыс. м2/га) растения кукурузы сформировали в 1986 г. в варианте с четырьмя вегетационными поливами. Наименьшая - 24 тыс. м2/га, сформировалась в контроле в этом же году. Вла-гозарядковый полив увеличил площадь листьев на 6 тыс. м2/га, вегетационные поливы, улучшая режим влажности почвы, усиливали нарастание листовой поверхности.

Динамика площади листьев кукурузы в зависимости от влагообеспеченности (тыс. м2/га). 1986...1989 гг.

Фаза развития Контр. Влагозарядковый полив + НСР05

- 2 в. п 3 в. п 4 в. п

1986 г.

3...4 листа 4 5 5 5 5

7...9 листьев . 8 11 13 13 13

Цветение 24 30 38 50 52

Молочное состоя- 24 30 38 51 54 2

ние

1987 г.

7...9 листьев 10 12 12 12 12

Цветение 32 36 41 43 47

Молочное состоя- 33 37 42 44 48 3

ние

1988 г.

7...9 листьев 10 10 10 10 10

Цветение 42 42 42 42 41

Молочное состоя- 43 43 43 43 44 4

ние

1989 г

7...9 листьев 11 13 13 13 13

Цветение 38 42 43 45 50

Молочное состоя- 38 42 43 46 51 2

ние

Сухое вещество наиболее интенсивно накапливается за 10 дней до вымётывания и спустя 20 дней после окончания цветения. За этот период растения накапливают до 75% органической массы. Максимальное количество сухого вещества у растений отмечается в конце восковой спелости (табл. 2). Влагозарядковый полив усиливает накопление сухого вещества растениями в начале вегетации. Уже в фазу четырёх листьев сухая масса в этом варианте в 1986 г. была на 20% больше, чем в контроле. Эта разница сохранялась до первого полива и особенно заметной она стала после второго вегетационного полива - к фазе цветения. К фазе молочного состояния зерна было проведено 3 полива. Это обеспечило увеличение прироста сухого вещества, по

сравнению с влагозарядковым поливом, на 54% и по сравнению с контролем - на 77%.

В пятом варианте в период молочного состояния зерна был проведен четвёртый вегетационный полив, что позволило полнее реути-лизировать зерном углеводы вегетативной массы и сухая масса зерна была на 0,34 ц/ra больше, чем при трёх вегетационных поливах.

ТАБЛИЦА 2

Динамика накопления сухого вещества кукурузы в зависимости от влагообеспеченности (АСВ, т/га).

Фаза развития Контр. Влагозарядковый полив + /fC Pos

- 2 в. п 3 в. п 4 в. п

1986 г.

3...4 листа 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5

7...9 листьев 1,6 1,9 1,9 1,9 1,9

Цветение 6,3 7,5 9,1 9,1 9,1

Молочное состоя- 8,2 9,4 11,3 14,5 14,9

ние

Восковая спелость 9,0 10,4 12,9 16,0 16,9 • 0,6

1987 г.

Цветение 7,2 8,1 9,6 . 9,6 9,6

Молочное состоя- 8,6 10,0 12,7 13,2 13,6

ние

Восковая спелость 9,9 11,1 14,2 16,7 17,8 0,7

1988 г.

Цветение 10,6 10,6 11,4 12,0 12,0

Молочное состоя- 13,7 13,7 14,2 15,4 15,7

ние

Восковая спелость 15,1 15,7 16,6 16,8 17,1 0,6

1989 г.

Цветение 7,3 7,8 9,2 10,5 10,5

Молочное состоя- 8,4 9,1 п,з 13,8 13,9

ние

Восковая спелость 9,8 10,7 14,2 15.1 15,9 0,4

Показатель чистой продуктивности фотосинтеза не всегда коррелировал с уровнем влагообеспеченносги. Однако, в среднем за 4 года большие значения его отмечены при трёх и четырёх вегетационных поливах. В течение вегетации наибольшая чистая продуктивность фотосинтеза ежегодно отмечалась в первые фазы роста и развития растений и составляла 10...15 г/м2 в сутки.

Густота растений перед уборкой по годам опытов была в диапазоне 51...55 тыс./га (табл. 3). Незагущенные посевы позволяли полнее реализовывать потенциальную продуктивность каждого растения. При оптимальном режиме влажности почвы существенно увеличивались диаметр стебля, длина метёлки и количество початков. Число початков на гектаре возрастало на 4...6 тыс/га.

ТАБЛИЦА 3

Показатели биометрического анализа кукурузы перед уборкой в зависимости от влагообеспеченности. Средние за 1986... 1989 гг.

Показатель Контр. Влагозарядковый полив +

- 2 в. п 3 в. п 4 в. п

Густота растений, тыс/га 53 53 53 53 53

Высота растений, см 229 243 278 294 298

Прикрепление початка,см 118 121 126 128 129

Диаметр стебля, см 2,4 2,5 2,6 2,8 2,8

Початков, тыс/га 60 61 63 64 64

Оптимизация режима влажности почвы за счёт орошения существенно изменяла показатели структуры урожая: увеличивалось количество початков на 1 растение (табл. 4), возрастала длина початка, количество рядков на 1 початок и зёрен в рядке; увеличилась масса 1000 зёрен на 34 г. Масса зерна с початка в 1986 г. в варианте с четырьмя вегетационными поливами была на 75% больше, чем в контроле. Биологический урожай зерна возрос на 88%.

Структура урожая кукурузы в зависимости от влагообеспеченности.

Фаза Контр. Влагозарядковый полив + #СР05

развития - 2 в. п 3 в. п 4 в. п

1986 г.

Початков на 1 раст. 1,10 1,14 1,15 1,20 . 1,20 0,03

Длина початка, см 16 18 19 21 22

Рядков на 1 початок 12 12 12 14 14

Зёрен в рядке, шт 23 25 30 31 31

Зёрен в початке, шт 276 300 360 434 434 14

Масса початка, г 99 111 162 182 200

Масса зерна, т/поч. 83 91 11 Г 140 145 4

Масса 1000 зёрен, г 301 304 307 322 335 8

Биологический уро- 4,73 5,46 6,77 8,54 8,90 0,31

жай зерна, т/га*

* Примечание: влажность зерна 14%.

Поделяночный урожай зерна каждого последующего варианта достоверно выше предыдущего (табл. 5). Влагозарядковый полив повысил урожай зерна на 17%, дополнительные 2 вегетационных полива - на 42% по сравнению с контролем и на 22% - по сравнению с

ТАБЛИЦА 5

Урожай зерна кукурузы в зависимости от влагообеспеченности, т/га.

Год Контр. Влагозарядковый полив + НСР05

- 2 в. п 3 в. п 4 в. п

1986 4,12 4,82 5,87 7,94 8,33 0;22

1987 4,73 5,24 7,31 8,57 8,60 0,26

1988 8,00 8,03 8,20 8,78 8,80 0,38

1989 5,10 5,22 6,83 8,28 8,84 0,27

В среднем 5,49 5,83 7,05 8,39 8,64

предыдущим вариантом. Лучшие условия по влагообеспеченности сложились в этом году при трёх вегетационных поливах, прибавка урожая зерна от третьего полива составила более 2,От/га. Четвёртый полив ещё увеличил урожай зерна на0,4т/га. В среднем за 4 года опытов влагозарядковый полив повысил урожай зерна на 0,34 т/га, 2 вегетационных полива - на 1,22 т/га по сравнению с влагозарядковым поливом и на 1,56 т/га по сравнению с контролем.

Глава 5. "Химический состав и качество урожая кукурузы в зависимости от режима влажности почвы".

В засушливых условиях 1986 года наибольшее содержание сырого белка в зерне (11,3%) отмечено в контрольном варианте. При двух вегетационных поливах на фоне влагозарядкового содержание белка достоверно снизилось (табл. 6) и наименьшим в этот год оно было при четырёх вегетационных поливах. Аналогичная зависимость содержания белка в зерне от влагообеспеченности отмечена и в 1987 и 1989 годах, когда с улучшением режима влажности достоверно снижается содержание этого элемента.

Содержание жира в зерне мало изменяется в зависимости от режима влажности почвы. Однако в 1986 и 1989 гг. отмечена тенденция повышения содержания его с улучшением влагообеспеченности.

Содержание клетчатки в зерне коррелирует с содержанием сырого белка, а содержание безазотистых экстрактивных веществ практически не зависило от режима влажности почвы.

Содержание зольных элементов было выше также при недостаточной влагообеспеченности. С улучшением режима влажности содержание сырой золы в зерне кукурузы снижалось на 30...47%.

Содержание фосфора в зерне кукурузы колеблется в диапазоне от 0,14 до 0,28%. Наименьшим оно было в контрольном варианте при естественной влагообеспеченности и наибольшим при оптимальной влажности почвы в течение всей вегетации.

Глава 6. "Эффективность азотных и фосфорных удобрений на выщелоченных чернозёмах в зависимости от влажности почвы". На чернозёмах выщелоченных среднесуглинистых со средним и повышенным содержанием подвижного фосфора и легкогидролизуемого азота в годы со средней влагообеспеченностью (1987 г.) внесение фосфорных удобрений в норме 120 кг/га и азотных в нормах 90 и 120 кг/га увеличивают площадь листьев на 7... 10%, а в засушливые годы (1986 г.) - практически не увеличивают её (табл. 7). Поддержание оптимального режима влажности почвы в течение вегетации за счёт влагозарядкового полива и четырёх вегетационных поливов увеличили площадь листьев в 1,7...2,2 раза.

Содержание сырого белка и жира в зерне кукурузы (% от АСВ) в зависимости от влагообеспеченности.

Год Конгр. Влагозарядковый полив + НСР05

- 2 в. п 3 в. п 4 в. п

Сырой белок

1986 11,3 11,1 11,0 10,8 10,0 0,2

1987 11,2 11,0 10,8 10,5 10,0 0,2

1988 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 0,2

1989 11,0 11,0 10,7 10,4 10,3 0,2

В среднем 10,6 10,5 10,4 10,2 9,8

Жир

1986 4,2 4,2 4,6 4,6 4,9 0,1

1987 5,0 4,8 4,8 4,8 4,8 0,2

1988 5,1 5,1 5,1 5,0 5,0 0,1

1989 4,4 4,4 4,7 4,7 4,8 од

В среднем 4,7 4,7 4,8 4,8 4,8

ТАБЛИЦА 7

Площадь листьев кукурузы в зависимости от режима питания и влагообеспеченности (тыс. м2/га)

Фаза развития Контр. РМ* РМ орош. Рг№ Рг№ орош. НСРоз

1986 г.

7...9 листьев 7 7 14 7 15

Цветение 24 25 53 25 56 3

1987 г.

7...9 листьев 9 9 15 9 15

Цветение 30 32 51 33 54 3

1988 г.

7...9 листьев ю 13 13 14 14

Цветение 38 43 45 49 52 4

""Примечание РМ - Р^оИте; РгИг - РаоИно

Улучшение режима минерального питания и, в первую очередь, влагообеспеченности увеличивают, кроме высоты растений и площади листьев, и другие показатели биометрического анализа растений (табл. 8): на 75% увеличивается диаметр стебля, среднее количество початков на 1 растение и количество початков на гектар, в 1986 г. оно возросло на 14... 16%.

Повышение обеспеченности подвижным фосфором и минеральным азотом в условиях недостатка влаги не оказали влияния на накопление сухого вещества (табл. 9). В 1986 г. к фазе молочной спелости орошение вдвое увеличило массу сухого вещества и эти различия сохранились до конца вегетации. В 1987 иГ 1988 годах улучшение минерального питания повысило накопление сухой массы к фазе восковой спелости на 15...24%. Оптимизация влагообеспеченности повышает эффективность применения минеральных удобрений.

ТАБЛИЦА 8

Показатели биометрического анализа кукурузы перед уборкой.

Фаза развития Контр. P120N90 P120N90 Pi;oNm P120N120

орош. орош.

Густота растений, тыс/га 54 54 54 54 54

Высота растений, см 200 221 304 226 312

Диаметр стебля, см 2,4 2,5 3,2 2;е 3,4

Початков, тыс/га. 61 61 66 62 67

Початков на 1 раст. 1.10 1,10 1,25 1,10 ' 1,30 0.03

Наибольший поделяночный урожай зерна во все годы опытов получен при оптимальной влажности почвы и внесении 120 кг/га минерального азота на фоне 120 кг/га фосфора (табл. 10). Самый высокий урожай - 9,17 т/га, получен в 1986 г в этом же варианте. Снижение нормы азота до 90 кг/га уменьшило средний за 3 года урожай зерна на 0,3971/га. Достоверное снижение урожая в этом варианте - 0,72 т/га,'отмечено в 1988 г. Естественное плодородие почвы при естественной влагообеспеченности способно сформировать урожай зерна кукурузы более 4 т/га.

Динамика накопления сухого вещества кукурузы в зависимости от режима питания и влагообеспеченности (АСВ, т/га).

Фаза развития Контр. РМ РМ РгЫ2 РгЫг НСРоз

- орош. орош.

1986 г.

Цветение 5,1 5,5 9,4 5,7 9,5

Молочное состояние 7,0 7,2 15,7 7,5 16,2

Восковая спелость 8,3 8,7 17,5 ■ 8,7 18,0 0,6

1987 г.

Цветение 7,2 8,1 9,6 9,6 9,6

Молочное состояние 8,6 10,0 13,7 10,2 13,6

Восковая спелость 9,9 11,1 16,9 11,7 17,8 0,7

1988 г.

Цветение 9,6 11,8 11,2 13,6 13,0

Молочное состояние 13,4 15,3 16,2 17,9 18,2

Восковая спелость 17,1 19,8 20,1 21,2 22,0 0,6

ТАБЛИЦА 10

Урожай зёрна кукурузы в зависимости от режима минерального " питания и влагообеспеченности, т/га

| Год Контр. Р|И| орош. Р^2 РгЫ2' орош. НСРоЗ

1986 2,81 3,00 8,97 3,05 9,17 0,36

1987 4,10 4,17 8,32 4,16 8,44 0,23

1988 6,71 7,88 7,98 8,67 8,70 0,44

В среднем 4,54 5,01 8,39 5,29 8,78

Глава 7. "Энергетическая оценка эффективности приёмов возделывания кукурузы."

На орошение затрачено энергии 2,566 ГДж/га, в засушливые годы прибавка энергии с урожаем зерна составила 114,79 ГДж/га. Окупаемость затрат на орошение по зерну составила 41...44 раза. Чистый энергетический доход возрастал с улучшением режима влажности почвы: влагозарядковый полив повысил его на 17 ГДж/га, два вегетационных полива на фоне влагозарядкового - ещё на 46 ГДж/га,

третий и четвёртый поливы увеличили его соответственно на 27,9 и 14,6 ГДж/га каждый. Следовательно, с точки зрения энергетической целесообразности наиболее эффективны были первые два вегетационных полива.

Коэффициент энергетической эффективности и биоэнергетический коэффициент наименьшими были при естественной влагообес-печенности. По мере улучшения режима влажности почвы они возрастали, по сравнению с контролем, в 1,6 раза.

Самая высокая энергетическая себестоимость зерна - 6,1 ГДж/т, получена при естественной влагообеспеченности, а при оптимальной - она была в 1,6 раза меньше, чем в контроле.

ВЫВОДЫ

1. Динамика влажности корнеобитаемого слоя почвы 0...60 см в решающей степени зависит от количества осадков за вегетацию и распределения их в течение лета, а также режима орошения. В засушливый год влагозарядковый и четыре вегетационных полива обеспечивают влажность почвы в пределах диапазона оптимальной в течение всей вегетации.

В годы с количеством осадков близким к среднемноголетнему, оптимальную влажность почвы позволяют поддерживать влагозарядковый и два вегетационных полива.

В годы с достаточным количеством осадков и сравнительно равномерным их распределением для поддержания влажности почвы в диапазоне оптимальной, достаточно проведение влагозарядкового полива.

2. В годы с недостаточным количеством осадков создание оптимального режима влажности почвы в течение вегетации увеличило площадь листьев и накопление сухого вещества, по сравнению с естественной влагообеспеченностью, в 1,7...2,2 раза; площадь листьев достигла 51...56 тыс. м2/га. При этом увеличивается высота растений (до 311 см), повышается прикрепление початка, увеличивается на 75% толщина стебля и на 14...16% среднее количество початков на 1 растение; биологический урожай зерна возрастает до 10 т/га.

3. В годы с количеством осадков близким к среднемноголетнему три вегетационные полива бывают достаточными для получения урожая зерна около 8 т/га. В дождливый год, с количеством осадков выше среднемноголегнего, орошение малоэффективно.

4. В среднем за 4 года опытов влагозарядковый полив повысил урожай зерна на 0,34т/га, 2 вегетационных полива - на 1,22 т/га по сравнению с влагозарядковым поливом и на 1,56 т/га по сравнению с контролем.

5. При оптимальной влагообеспеченности в течение вегетации несколько снижается содержание в зерне общего азота, сырого белка, клетчатки и кальция по сравнению с условиями недостаточной влагообеспеченности. Содержание безазотистых экстрактивных веществ остаётся без изменений.

6. Самое низкое содержание фосфора было в засушливых условиях при естественной влагообеспеченности - 0,15...0,19%. Оптимизация водного режима в эти годы повысила содержание фосфора в зерне в 1,7 раза. Содержание сырой золы в вариантах без орошения было 2,6...3,1%, орошение снизило его на 8...29%.

7. На чернозёмах выщелоченных среднесуглинистых со средним и повышенным содержанием подвижного фосфора и легкогидроли-зуемого азота в годы со средней влагообеспеченностью внесение фосфорных удобрений в норме 120 кг/га и азотных в нормах 90 и 120 кг/га без орошения увеличивают площадь листьев на 7...10%, а в засушливые годы - практически не изменяют её.

8. При оптимальной влажности почвы и внесении 120 кг/га минерального азота на фоне 120 кг/га фосфора получен самый высокий урожай зерна - 9,17 т/га. Снижение нормы азота до 90 кг/га уменьшило средний за 3 года урожай зерна на 0,39 т/га. Достоверное снижение урожая в этом варианте - 0,72 т/га, было во влажном 1988г.

9. Содержание азота и сырого белка в зерне достоверно повышалось под влиянием азотных удобрений в норме 90 кг/га во все годы опытов. Увеличение нормы до 120 кг/га практически не изменило этот показатель. Содержание жира было более постоянно и меньше изменялось в зависимости от обеспеченности растений минеральным азотом и режима влажности почвы. Уровень азотного питания практически не оказал влияния на содержание клетчатки и безазотистых экстрактивных веществ в зерне.

10. Анализ энергетической эффективности оптимизации влажности почвы показывает, что влагозарядковый и 4 вегетационные полива повышают чистый энергетический доход на 156 ГДж/га, коэффициент энергетической эффективности - с 6,4 до 8,8 раз, биоэнергетический коэффициент - с 7,4 до 9,8 раз, снижают энергетическую себестоимость 1 т зерна в 2,7 раза. 11. В засушливых условиях внесение азотных удобрений в норме 90 и 120 кг/га не увеличивает, а снижает чистый энергетический доход на 2...4 ГДж/га. Резко падают коэффициент энергетической эффективности и биоэнергетический коэффициент, на 14...15% возрастает энергетическая себестоимость зерна.

Рекомендации производству.

1. На черноземах выщелоченных среднесуглинистых со средним и повышенным содержанием подвижного фосфора и легкогидроли-зуемого азота для стабильного получения урожая зерна кукурузы на уровне 8...9 т/га необходимо поддерживать влажность корнеобитае-мого слоя почвы не ниже влажности разрыва капилляров и обеспечить повышенное содержание фосфора и азота.

2. Для создания оптимального режима влажности почвы в засушливый год необходимо провести влагозарядковый и 4 вегетационных полива. В годы со средней влагообеспеченностью достаточно 2 вегетационных полива на фоне влагозарядкового, а в годы с повышенным количеством осадков - только влагозарядковый полив.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Воронов Х.Х. Продуктивность кукурузы при различных режимах орошения в предгорной зоне КБАССР. Тезисы докладов третьей Всеоюзной научно-технической конференции молодых учёных по проблеме кукурузы. Днепропетровск, 1981, с. 139... 149.

2. Хачетлов P.M., Вороков Х.Х. Влияние минеральных удобрений на урожай зерна кукурузы при орошении в условиях предгорной зоны КБАССР. Вопросы повышения продуктивности растениеводства в предгорьях центральной части Северного Кавказа. Межвузовский сборник научных трудов. Нальчик, 1982, с. 54...55.

3. Вороков Х.Х., Хачетлов P.M. Поливной режим кукурузы в предгорной зоне КБАССР. Молодёжь и естественные науки. Тез. докл. республиканской научно-теоретической конференции посвященной 40-летию победы советского народа в ВОВ. Нальчик, 1985, с. 104...105

4. Вороков Х.Х., Хачетлов P.M. Отзывчивость кукурузы на внесение минеральных удобрений в условиях орошения. Молодёжь и естественные науки. Тез. докл. республиканской научно-теоретической конференции посвящённой 40- летию победы советского народа в ВОВ. Нальчик, 1985, с. 105... 106.

5. Хачетлов P.M., Вороков Х.Х. Продуктивность кукурузы при орошении и применение минеральных удобрений в предгорной зоне КБАССР. Тез. докл. Всесоюзной школы молодых учёных и специалистов "Актуальные проблемы повышения эффективности использования орошаемых земель." Херсон, 23...28 сентября 1985. М.: 1985, с. 133-134.

6. Хачетлов P.M., Вороков Х.Х. Влияние поливного режима на урожайность зерна кукурузы в предгорной зоне КБАССР. Повышение урожайности зерновых и зернобобовых культур. Сб. научных трудров. - Ставрополь, 1985, с. 82...84/

- 7. Хачетлов P.M., Ханиев М.Х., Ашуров Э.М., Вороков Х.Х. Оптимальный режим орошения. М.: Кукуруза и сорго, 4, 1985, с. 18.