Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние элементов систем земледелия на фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы в ландшафтных условиях Юго-Запада ЦЧЗ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Ткаченко, Андрей Владимирович, Белгород



/

БЕЛГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ

на правах рукописи

\ 4У Ч/

Ткаченко Андрей Владимирович ,

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОСЕВОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В ЛАНДШАФТНЫХ УСЛОВИЯХ ЮГО-ЗАПАДА ЦЧЗ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научные руководители: Заслуженный деятель науки РФ, академик Россельхозакадемии, профессор, доктор с.-х. наук О.Г. Котлярова кандидат биологических наук

В.Т. Алехин

Белгород - 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ .................................................................... 4

1. ПРОДУКТИВНОСТЬ И ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОСЕВОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) ........................................................ 8

1Л Продуктивность озимой пшеницы в зависимости от различных приемов возделывания ......................................... 8

1.2 Влияние обработки почвы, предшественников и удобрений на засоренность посевов озимой пшеницы ................... 19

1.3 Развитие болезней в з а в и с и м о ст: и- о г. у с л о в и й возделывания озимой пшеницы ....................................................... 26

1.3.1 Бурая ржавчина ...................................................... 26

1.3.2 Корневые гнили ...................................................... 29

1.3.3 Мучнистая роса ...................................................... 35

1.3.4 Септориоз листьев .................................................. 37

1.4 Оценка сортов озимой пшеницы в различных зонах возделывания на устойчивость к основным болезням ............... 38

1.5 Влияние некоторых агротехнических приемов возделывания на распространение основных вредителей в посевах озимой пшеницы ............................................................. 41

2. СХЕМЫ ОПЫТОВ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ИХ ПРОВЕДЕНИЯ .................................................................... 45

2.1 Схемы и методика проведения полевых опытов ........... 45

2.2 Агроклиматическая характеристика зоны и метеорологические условия в годы проведения исследований ............... 51

3. ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ И УДОБРЕНИЙ НА ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ НА СМЫТЫХ ПОЧВАХ............................ 60

4. РАЗВИТИЕ БОЛЕЗНЕЙ И ВРЕДИТЕЛЕЙ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ЕЕ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ .............................................................................. 68

4Л Корневые гнили ........................................................ 68

4.2 Бурая ржавчина ......................................................... 74

4.3 Септориоз листьев ..................................................... 81

4.4 Мучнистая роса ......................................................... 87

4.5 Влияние некоторых агротехнических приемов возделывания на распространение вредителей в посевах озимой пшеницы ........................................................................ 92

5. ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, УДОБРЕНИЙ, ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ И ГЕРБИЦИДОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ..................................................... 95

6. УСТОЙЧИВОСТЬ СОРТОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ К БОЛЕЗНЯМ ПО РАЗЛИЧНЫМ ПРЕДШЕСТВЕННИКАМ ......... 101

7. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ НА СКЛОНАХ ................................ 111

ВЫВОДЫ ...................................................................... 121

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ .................................. 124

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................ 126

ВВЕДЕНИЕ

Активное вмешательство человека в природу привело к многим негативным явлениям, в частности к разрушению и деградации естественных биоценозов, замене природных сообществ техно-и агроценозами. Увеличение насыщенности севооборотов пропашными и зерновыми культурами, внедрение новых высокоинтенсивных сортов и гибридов, а также применение новых технологий выращивания и различных агротехнических приемов при возделывании сельскохозяйственных растений приводят к изменению аг-роэкологических условий и усилению вредоносности большой группы сорняков, болезней и вредителей.

Начиная с 70-х годов, в мировом земледелии довольно четко наметился переход к минимализации обработки почвы, что нашло отражение в разработке и широком внедрении поверхностной обработки почвы. Так как система возделывания сельскохозяйственных культур оказывает большое влияние на комплекс вредных и полезных организмов соответствующих агроценозов, то в связи с этим исследования изменений экологических условий, сопровождающих новую систему земледелия, приобретают большое теоретическое и практическое значение.

В настоящее время в Белгородской области внедряется безотвальная система обработки почвы. Только всестороннее изучение позволит дать объективные критерии фитосанитарной оценки новой системы земледелия. Учитывая то, что в нашей области не проводились подобные исследования, возникла необходимость изучить влияние новой системы земледелия на фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы в ландшафтных условиях Белгородской области.

Согласно современным представлениям, агроценозы - это

сложные биологические системы, основным свойством которых является устойчивость. Любое вмешательство извне нарушает эту устойчивость, вслед за чем система стремится к стабилизации. Выявление направления и степени изменений, а также новый уровень их стабилизации представляет первоочередную задачу в оценке влияния противоэрозионной системы земледелия на развитие вредных организмов.

В условиях повсеместно снижающихся объемов применения химических средств защиты растений актуальным становиться максимальное использование профилактической роли агротехнических приемов, оптимизирующих фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы. Поэтому изучение влияния отдельных приемов агротехники на фитосанитарное состояние становится весьма своевременным, позволяет найти оптимальные решения при выращивании одной из главных продовольственных культур - озимой пшеницы.

Целью наших исследований являлось изучение влияния предшественников, системы обработки почвы, удобрений и сортов на фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы при различных системах земледелия в условиях Белгородской области.

Задачи исследований сводились к изучению следующих вопросов:

¡.Изучить влияние способов основной обработки почвы под предшественник и доз удобрений на смытых почвах на засоренность посевов озимой пшеницы.

2.Изучить влияние предшественников, способов обработки почвы и доз удобрений на распространенность и развитие болезней и численность вредителей озимой пшеницы.

3.Установить влияние предшественников на устойчивость различных сортов озимой пшеницы к болезням и вредителям и урожай-

ность озимой пшеницы.

4. Оценить биоэнергетическую эффективность возделывания озимой пшеницы на смытых почвах при различных способах основной

обработки, дозах минерального питания и предшественниках.

В результате исследований на защиту выносятся следующие

положения:

1.На склонах Юго-Запада ЦЧЗ мелкая обработка почвы по предшественнику горох способствует увеличению урожайности озимой пшеницы по сравнению со вспашкой и безотвальной обработкой, однако мелкая и безотвальная обработки почвы приводят к значительному увеличению засоренности посевов озимой пшеницы по сравнению со вспашкой, возрастанию распространенности и развития септориоза и корневых гнилей.

2.Вспашка под предшественники клевер и озимая пшеница обеспечила наибольшую урожайность озимой пшеницы по сравнению с мелкой и безотвальной обработками.

3.Внесение удобрений привело к повышению урожайности озимой пшеницы по всем вариантам опыта. В то же время, применение удобрений вызвало увеличение пораженности посевов бурой ржавчиной и мучнистой росой и повышение числа заселенных злаковыми тлями растений озимой пшеницы.

4.Различные сроки наступления порога вредоносности в зависимости от предшественников озимой пшеницы предоставляют возможность дифференцированного подхода при использовании химического метода борьбы против ржавчины и мучнистой росы. В первую очередь химические обработки необходимо проводить на посевах, выращиваемых по стерневым предшественникам, затем по гороху и, в конечном итоге, по клеверу.

5.Наибольшей устойчивостью к заболеваниям из изученных сортов обладает сорт Мирлебен. Наименьшая устойчивость к мучнистой

росе отмечена у сорта Одесская 161, к бурой ржавчине у сортов Белгородская 12 и Одесская 161.

Данная работа является частью тематического плана научно-исследовательской работы кафедры земледелия БГСХА по теме: «Разработать ландшафтные системы земледелия, обеспечивающие в условиях ЦЧЗ защиту почв от эрозии, повышение плодородия склоновых земель и экологическую устойчивость», МКИ №00024644 по республиканской НТ программе «Повышение плодородия земель РСФСР».

Материалы диссертационной работы были доложены и получили положительную оценку на заседаниях кафедры земледелия (1996, 1997, 1998, 1999 гг.) и на заседаниях ученого совета агрономического факультета БГСХА (1996, 1997, 1998, 1999 гг.). По материалам диссертации опубликовано четыре печатных работы.

Выражаю сердечную благодарность профессору, доктору с.-х. наук, академику РАСХН Котляровой О.Г., ведущему научному сотруднику ВНИИЗР МСХП РФ, кандидату биологических наук Алёхину В.Т., Заслуженному агроному РФ, кандидату с.-х. наук Асыке Н.Р., а также коллективу кафедры земледелия БГСХА за помощь в проведении исследований.

1. ПРОДУКТИВНОСТЬ И ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОСЕВОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1Л Продуктивность озимой пшеницы в зависимости от различных приемов возделывания

В качестве критерия продовольственной безопасности мирового рынка, в целом, и национальных рынков отдельных государств обычно используются объемы среднедушевого производства и запасов зерна. Условно считается, что государство производящее более 800 кг зерна и потребляющее более 600 кг в расчете на душу населения, удовлетворяет свои потребности в питании, по общему количеству калорий и, в целом, находится в состоянии относительной продовольственной безопасности. При этом переходящие стратегические запасы продовольствия должны обеспечить, как минимум, потребности страны в полном объеме до урожая нового года. Поэтому производство достаточного количества зерна с давних пор остается главной задачей земледельца. Россия с имеющимися земельными ресурсами может вполне перейти на полное самообеспечение продовольственными товарами в целом (когда экспорт одних видов продукции уравновешивается импортом других), уровень производства зерна в России необходимо держать исходя из расчета 1 т на человека. При этом надо увеличивать расходы на сохранение собранного урожая (Захаренко, 1997).

В настоящее время в России практически не осталось свободных земель, пригодных для производства сельскохозяйственной продукции. Стремительный рост городов, отторжение земель под индивидуальное строительство, садовые участки, огороды горожан и пр. ведет к тому, что из оборота выбывают лучшие пахотные зем-

ли.

Почва является основным и незаменимым природным ресурсом, от состояния которого зависят все успехи в земледелии. Почва - важнейший элемент биосферы. Обладая плодородием, она обеспечивает условия для жизни растений, накапливающих энергонасыщенную биомассу, которая является источником энергии для всего живого на планете. Вот почему важнейшей задачей человечества является сохранение плодородия почв.

Кризисное состояние сельского хозяйства России усугубляется прогрессирующей деградацией сельскохозяйственных угодий. Под воздействием многократных проходов тяжелых машин и механизмов почва уплотняется, разрушается, вследствие эрозии теряется гумус, ухудшаются ее физические и водные свойства. В результате существенно изменяются экологические условия. Особенно тревожит увеличение за последние 15-20 лет площадей эродированных земель, что требует не только совершенствования отдельных агромероприятий, но разработки и освоения научно обоснованных зональных систем земледелия, которые оценивались бы не только по продуктивности, но и по степени антропогенной нагрузки на экологические системы.

По состоянию земельных ресурсов и экологической напряженности Центрально - Черноземный район следовало бы отнести к зонам экологического бедствия. Распаханность территории здесь в 1,5 раза больше, чем в среднем по Российской Федерации. В условиях расчлененного рельефа и высокой распаханности земель территория Белгородской области подвергается интенсивному смыву и размыву пашни, около трети ее в разной степени смыто, свыше 140 тысяч гектаров ранее плодородных земель полностью разрушено оврагами. Ежегодный смыв почвы составляет 8-10 тонн с гектара. В пашню вовлечены склоны большой крутизны, что привело к развитию как плоскостной, так и линейной форм эрозии

почв. Это вызвало резкое падение плодородия всемирно известных черноземов и в целом снижение обводненности территории из-за широкой сети оврагов и обмеления малых и больших рек. Эрози-онноопасные сельхозугодья в Белгородской области составляют 73,6 % (Котлярова, 1995). Поэтому очень важно в таких сложных условиях найти резервы и способы увеличения производства продовольствия, в частности, главной зерновой культуры - озимой пшеницы.

Потребность озимой пшеницы в условиях роста и развития растений как в осенний период, так и в течение весенне-летней вегетации, наиболее полно удовлетворяется при размещении ее в научно-обоснованном севообороте, своевременной и правильной обработке почвы, применении оптимальных доз удобрений, тщательном уходе за посевами.

Основа интенсивной технологии возделывания озимой пшеницы - научно обоснованные севообороты, увязанные с природно-экологическими условиями каждого хозяйства.

Трудно назвать другое агротехническое мероприятие, которое имело бы столь разнообразное и многостороннее влияние на условия жизни растений и плодородие почвы, какое имеет севооборот (Прянишников, 1962).

Роль севооборота и предшественников по влиянию на продуктивность озимой пшеницы изучалась во многих исследованиях.

В опытах ВСГИ из девяти лет наблюдений своевременные всходы озимой пшеницы получены только по черному пару, после гороха - в шесть лет и после кукурузы на силос - в три года. Урожайность озимой пшеницы в среднем составила по пару - 42,7, гороху - 34,8, кукурузе на силос - 30,9 и озимой пшенице - 29,5 ц/га (Животков и др., 1989).

На Крымской опытной станции в среднем за пять лет урожай озимой пшеницы после непаровых предшественников в увлажнен-

ные годы уменьшался на 14-26% по сравнению с урожаем по черному пару, а в засушливые годы на 40-60% (Животков и др., 1989).

В опыте МНИИССП (1931-1982 гг.) урожай бессменной озимой пшеницы составил 15,8 ц/га, при внесении минеральных удобрений 25 ц/га. За эти же годы урожай озимой пшеницы в севообороте составил на 31-46% больше (Животков и др., 1989).

В настоящее время важнейшими факторами, обуславливающими правильное чередование культур, являются регулирование режима увлажнения почвы и питательных веществ, уничтожение сорняков, предупреждение поражения растений болезнями и вредителями.

Увеличение доли посевов озимой пшеницы в севообороте до 40% неизбежно связано с уменьшением ее урожаев и снижением продуктивности всего севооборота вследствие ухудшения предшественников, несмотря на большие нормы органических и минеральных удобрений (Степаненко, 1973). Так, в севооборотах с удельным весом озимой пшеницы 30% ее урожай в среднем за 1977-1986 гг. составил 48,3 ц/га, а в севообороте, где она занимает 40% - 45,5 ц/га, причем урожай пшеницы по пшенице даже на высоком фоне удобрений был на 5,5-7,2 ц/га меньшим, чем по занятым парам (Степаненко, 1987).

Многие ученые (Данько, 1971; Мартынович, 1975; Рубин, 1983; Предько и др., 1984; Бойко и др., 1986; Костромитин, 1986) отмечают, что черный пар не имеет существенных преимуществ перед занятыми парами по урожаю озимой пшеницы, полученному после клевера на один укос, гороха, кукурузы на силос и зеленый корм.

О.Г. Котлярова (1995) отмечает, что продуктивность озимой пшеницы, идущей по черному и стерневому парам, практически одинакова, но в неблагоприятных по погодным условиям годах по черному пару получен достоверно превышающий урожай зерна.

Однако использование паров в условиях ЧЦЗ должно быть дифференцировано в зависимости от крутизны и смытости полей: на ровных участках - чистые пары, на эрозионноопасных возможно использование чистых паров, но с обязательным подкреплением их почвозащитными мероприятиями (плоскорезная обработка почвы, кулисы), на склонах со слабосмытыми почвами предпочтение следует отдать занятым парам.

Некоторые авторы (Кузнецова, 1987; Манукян, 1992) в качестве лучших предшественников рекомендуют чистые пары, зернобобовые, люцерну, кукурузу на силос и рапс.

Ростовцев М.А.(1995) отмечает, что лучшими предшественниками под озимую пшеницу являются клевер первого года пользования и горох на зерно.

В опытах Н.Т. Павлюка (1993) лучшими предшественниками под озимую пшеницу оказа�