Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние минеральных удобрений и гумата калия на продуктивность многорядного ячменя на черноземе выщелоченном

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние минеральных удобрений и гумата калия на продуктивность многорядного ячменя на черноземе выщелоченном"

На правах рукописи

А

КУДАШКИНЛ Светлана Владимировна

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И ГУМЛТЛ КАЛИЯ ИА ПРОДУКТИВНОСТЬ МНОГОРЯДНОГО ЯЧМЕНЯ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ

Специальность 06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

005534620

1 О ОКТ 2013

Саранск-2013

/Ь-

005534620

Работа выполнена на кафедре технологии производства и переработки растениеводческой продукции ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук профессор, заслуженный деятель науки Республике Мордовия Еряшсв Александр Павлович

доктор сельскохозяйственных наук профессор Варламов Владимир Александрович, профессор кафедры переработки сельскохозяйственной продукции ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА»

кандидат сельскохозяйственных наук Копылов Владимир Иванович, государственный инспектор отдела земельного надзора Управления Россельхознадзора по РМ

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

«Пензенский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Россельхозакадемии

Защита состоится «18» октября 2013 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.117.11 при ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва» по адресу: 430904, г. Саранск, р. п. Ялга, ул. Российская, 31, ауд. 223.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. М. М. Бахтина ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет

им. Н. П. Огарева».

Объявление о защите диссертации и автореферат диссертации размещены на официальном сайте ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный ¿ч университет им. Н. П. Огарёва»: http://dsov.mrsu.ru и Высшей аттестационной коммиссии Министерства образования и науки РФ: referat_vak@mon.gov.ru.

Автореферат разослан «17» сентября 2013 года.

Ученый секретарь в и Каргин

диссертационного совета • у^-г ^

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В целях удовлетворения потребности страны в зерне требуется совершенствовать технологии возделывания важнейших зерновых культур. Ячмень (Hordeum vulgare L.) - одна из основных зернофуражных и продовольственных культур, занимающая ведущее место среди зерновых по посевным площадям и валовым сборам. Однако растущие потребности животноводства в растительном белке требуют увеличения его производства. В последнее время в производство внедряются новые высокопродуктивные сорта многорядного ячменя. При этом необходимо адаптировать технологии их возделывания в условиях конкретного региона. Изучение путей повышения продуктивности многорядного ячменя за счет оптимизации минерального питания и применения гумата калия имеет большое значение, как в теоретическом, так и в практическом плане. Поэтому рассматриваемая тема является актуальной и важной для современного сельскохозяйственного производства.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке и научном обосновании получения высоких, устойчивых урожаев многорядного ячменя в условиях Республики Мордовия.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

- изучить влияние возрастающих доз минеральных удобрений, сроков и способов внесения гумата калия на полноту всходов, выживаемость растений, водопотребление, расход элементов питания, рост, развитие, фотосинтетическую деятельность и продуктивность многорядного ячменя;

- выявить действие изучаемых элементов технологии на качество семян, химический состав и питательность зерна многорядного ячменя;

- дать экономическую и биоэнергетическую оценку возделывания ячменя в зависимости от изучаемых факторов.

Работа выполнена по Комплексной научно-технической программе Минвуза РФ (номер гос. регистрации 01201002316) по теме «Совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтном земледелии».

Научная новизна. На основе учета агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей многорядного ячменя, изучено на черноземе выщелоченном влияние возрастающих доз минеральных удобрений, сроков и способов внесения гумата калия на рост, развитие, фотосинтетическую деятельность и урожайность многорядного ячменя сорта Тандем.

Установлены корреляции между гидротермическими условиями и полевой всхожестью семян; между густотой и высотой растений; между выживаемостью растений, площадью листьев, фотосинтетическим потенциалом, высотой растений, числом стеблей, длиной колоса, массой зерна с колоса и урожайностью зерна; между лабораторной всхожестью семян и урожайностью зерна.

Выявлены зависимости между режимом влажности почвы и изменением в ней основных элементов питания, водопотреблением культуры.

Показаны изменения химического состава, питательности зерна под воздействием изучаемых факторов, установлена роль минеральных удобрений и гумата калия в формировании посевных качеств семян.

Теоретическая и практическая значимость работы. На основании проведенных исследований разработана и апробирована в производстве технология возделывания многорядного ячменя, которая предусматривает внесение ЫадРдаКад И четырехкратное использование гумата калия (внесение под предпосевную культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения и в фазу колошения). Это гарантирует получение в благоприятные годы 125,9 ГДж/га валовой энергии и 4,34-4,40 т/га зерна.

Материалы исследований включены в рекомендации для специалистов сельского хозяйства, они используются для разработки адаптивно-ландшафтной системы земледелия. Полученные данные используются при чтении лекций специалистам сельского хозяйства Республики Мордовия и в учебном процессе при изучении курсов «Растениеводство», «Земледелие», «Технологии производства и переработки растениеводческой продукции» и других дисциплин по агрономическим специальностям.

Положения, выносимые на защиту.

1. Особенности формирования продуктивности многорядного ячменя на черноземе выщелоченном Республики Мордовия при внесении возрастающих доз минеральных удобрений, различных сроков и способов применения гумата калия.

2. Динамика продуктивной влаги, элементов питания в почве при внесении возрастающих доз минеральных удобрений, различных способах и сроках применения гумата калия.

3. Посевные качества семян, химический состав и питательность зерна в

зависимости от изучаемых факторов.

4. Экономическая и биоэнергетическая оценка элементов технологии

возделывания многорядного ячменя.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и получили положительную оценку на кафедре технологии производства и переработки растениеводческой продукции Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева (2010-2013 гг.), на международных конференциях «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (Лапшинские чтения Саранск 2011-2013); на научных конференциях Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева (ХЬ «Огаревские чтения») (Саранск, 2012).

Разработанная технология возделывания многорядного ячменя внедрена в ООО «Моргинское» Дубёнского района РМ (на площади 1 000 га). Результаты внедрения подтверждают возможность получения устойчивых урожаев зерна. Рекомендованные приемы технологии позволили получить 5,32 т/га зерна.

Публикации результатов исследований. По материалам исследований опубликовано 6 научных статей, в том числе 2 статьи в рецензируемом журнале, входящем в сиисок ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста в компьютерном исполнении и состоит из введения, четырех глав, выводов, рекомендаций производству. Она включает 39 таблиц и 23 приложения. Библиографический список содержит 174 наименования, в т. ч. 7 - иностранных авторов.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевой опыт был заложен в 2010-2012 гг. в учебно-опытном хозяйстве Мордовского государственного университета имени Н. П. Огарева на черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом, имеющем следующие агрохимические показатели пахотного слоя почвы: содержание гумуса (по Тюрину) 6,4%; рНкс1 - 4,8-5,0; сумма поглощенных оснований (по Каппену-Гильковицу) - 29; гидролитическая кислотность (по Каппену) -5,4 ммоль/100 г почвы; содержание подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову) - 170-189 и 142-209 мг/кг почвы соответственно.

Схема опыта. 1. Применение минеральных удобрений (фактор А): 1.1-без удобрений (контроль); 1.2 - Ь'зоРэоКзо; 1.3 - ИбоРбоКбо; 1.4-^0Р9оК9о; 1.5-ИпоРиоКпо-

2. Внесение гумата калия (фактор В): 2.1 - без гумата калия (контроль); 2.2 - внесение гумата калия под культивацию (1,0 л/га); 2.3 - обработка семян гуматом калия (0,2 л/т); 2.4 - внесение гумата калия под культивацию + обработка семян (двухкратное внесение); 2.5 - внесение гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения (0,5 л/га) (трехкратное внесение); 2.6 - внесение гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения + в фазу колошения (0,5 л/га) (четырехкратное внесение); 2.7 - внесение гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения + в фазу колошения + в фазу молочной спелости зерна (0,5 л/га) (пятикратное внесение).

Размещение делянок систематическое. Размеры делянок первого порядка в опыте 112 м2 (28 м х 4 м), второго - 16 м2 (4 м* 4 м), учетная площадь делянки - 4 м2. Повторность - четырехкратная. Удобрения вносились в форме НАФК (16:16:16).

В годы исследований за период "всходы - полная спелость зерна" сумма активных температур колебалась от 1 141 до 1 422°, выпадало соответственно от 25 до 144 мм осадков. Вегетация многорядного ячменя в 2010 и 2012 гг. проходила в засушливых условиях (ГТК 0,2-0,9), а в 2011 г. гидротермические условия были наиболее благоприятными (ГТК 1,3).

Технология возделывания многорядного ячменя - рекомендованная в условиях региона, кроме изучаемых факторов.

На опытах выполняли наблюдения, учеты и анализы по общепринятым методикам. Фенологические наблюдения, учет густоты всходов, определение структуры урожая проводили по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985). Влажность почвы определяли весовым методом, запасы продуктивной влаги в почве и коэффициенты водо-потребления - по методике Б. А. Доспехова (1987).

Агрохимические показатели почвы, химический состав зерна определяли по действующим стандартам, количество в почве фосфора и калия - по методу Кирсанова (ГОСТ 26207-91), содержание в растениях сырого протеина - по ГОСТ 51417-99, сырого жира - по ГОСТ 13496.15-97, сырой золы -по ГОСТ 26226-95, сырой клетчатки - по ГОСТ 13496.2-91 на приборе БИК-анапизатор ФТ-10.

Площадь листовой поверхности, фотосинтетический потенциал (ФП), чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ), коэффициент фотосинтетически актиной радиации (КФАР) определяли по методике А. А. Ничипоровича (1961).

Урожайность зерна определяли сноповым методом, посевные качества семян - согласно действующим стандартам: всхожесть по ГОСТ 12038-84, массу 1 ООО семян - по ГОСТ 12042-80, выравненность - по ГОСТ 5060-86.

Содержание валовой, обменной энергии, энергетических кормовых единиц в зерне рассчитывали с учетом коэффициентов переваримости по М. Ф. Томмэ (1969).

Биоэнергетическую оценку агроприемов рассчитывали по методике РАСХН (1997), экономическую эффективность - по методике определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских работ, новой техники и рационализаторских предложений (Методика определения..., 2006).

Статистическая обработка результатов исследований осуществлена с использованием дисперсионного и корреляционно-регрессионного методов анализа с применением пакета программ прикладной статистики «Stat» (версия 3, ИВЦ МарГУ, 1993).

Все измерения, наблюдения и учеты были приурочены к основным фазам роста и развития растений. Осуществлялся комплекс наблюдений за растениями и учтены погодные условия.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Влияние минеральных удобрений и гумата калия на рост, развитие, продуктивность и качество семян

Полнота всходов и выживаемость растений. Применение N120P120K120 повышало густоту всходов в среднем за 2010-2012 гг. по сравнению с контролем (322 шт./м~) на 8 %. Гумат калия, внесенный под культивацию и при обработке семян, способствовал ее увеличению на 26 раст./м". По

частным различиям наблюдалась тенденция увеличения данного показателя (354 шт./м") в этом же варианте на фоне Ы120Р|20К|20.

Полнота всходов семян многорядного ячменя за годы исследований менялась в зависимости от изучаемых факторов. Внесение Т^оРпоКш и гу-мата калия под культивацию и при обработке семян увеличивало" ее "на 8 % по сравнению с контролем. При рассмотрении частных различий наблюдалась тенденция увеличения данного показателя (88 %) на фоне М120Р120К|20 в этом же варианте использования гумата калия.

Максимальная сохранность многорядного ячменя (78-79 %) была при внесении Ы60Р60К60 и Ы90Р90К90. Наибольшее значение (78 %) ее отмечено при трех-пятикратном применении гумата калия. По частным различиям максимум (81-82 %) данного показателя отмечен при внесении МиР^К^ и Н90Р90К90 и трех-пятикратном применении гумата.

Внесение М90Р90К90 и 1^|2оР12оК.12о способствовало увеличению выживаемости растений на 23 %. Трех-пятикратное использование гумата калия повышало данный показатель на 17 %. При рассмотрении частных различий он был наибольшим (70-71 %) в этих же вариантах применения удобрений и при использовании гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание в фазу кущения, а также в последующие фазы. Минимальная выживаемость растений (41 %) отмечена в 2010 г., а в 2011 и 2012 гг. она составляла 74 и 75 % соответственно.

Водный и пищевой режимы почвы. Применение минеральных удобрений и гумата калия в среднем за два года исследований не способствовало повышению расхода продуктивной влаги из слоя почвы 0-25 см. Наблюдалась тенденция увеличения использования ее (27-28 мм) из слоя почвы 2650 см при внесении Н60Р60К«0 и ^0Р90К90. Применение гумата калия не изменяло содержание продуктивной влаги. По частным различиям самый высокий показатель (28 мм) отмечен при внесении Н90Р90К90 без применения гумата калия, а также Ы60Р60К«0 и М90Р90К90 с гуматом калия.

Наибольший расход продуктивной влаги (40 мм) из слоя 0-50 см отмечен при внесении МодРооКад- Применение гумата не изменяло ее содержание. При рассмотрении частных различий максимальное значение данного показателя (42 мм) отмечено на этом же фоне минерального питания с использованием гумата калия.

Использование влаги из слоя почвы 51-100 см было минимальным (23 мм) в варианте без применения минеральных удобрений. Внесение гумата калия не способствовало его увеличению. Содержание продуктивной влаги было наименьшим (21 мм) без применения удобрений и без гумата калия.

За период вегетации максимальный расход продуктивной влаги из метрового слоя почвы (74 мм) отмечался при внесении К90Р90К90. Применение гумата существенно не повлияло на него (65-66 мм). По частным различиям этот показатель имел преимущество (76 мм) при внесении Ы90Р9оК9о и гумата калия. Установлена средняя корреляционная зависимость (г = 0,47) между

содержанием продуктивной влаги в начале весенней вегетации п слое почвы 0-50 см и полнотой всходов.

Коэффициент водопотребления в среднем за два года был минимальным (242) при внесении NçoPsoKgo- Применение гумата снижало его с 321 до 161. Подобная же закономерность сохранялась при наложении данных вариантов для частных различий. Этот показатель менялся по годам. Наибольшим он был в 2012 г. (230-495), а в 2011 г. - значительно ниже (114-319).

Содержание подвижного фосфора в начале вегетации было наибольшим (157,7 мг/кг) при внесении N120P120K120, после уборки его содержание составило 141,9 мг/кг соответственно. Применение гумата калия не повлияло на данный показатель. По частным различиям он преобладал на этом же фоне минерального питания (158,1 мг/кг) и с использованием гумата. По годам этот показатель существенно не различался.

Максимальная концентрация подвижных форм калия (219,8 мг/кг) в начале вегетации многорядного ячменя отмечалась при внесении NiioPuoK-no, такая же тенденция зафиксирована и после уборки (195,2 мг/кг). Применение гумата калия существенно не повлияло на этот показатель.

Рост, развитие и фотосннтетическая деятельность. Сроки наступления фенологических фаз у многорядного ячменя существенно не отличались по вариантам опыта. Продолжительность периода посев - всходы зависела в основном от условий увлажнения почвы и температуры. За 2010-2012 гг. данный показатель изменялся от 10 (2012 г.) до 13 дней (2010 г.). Минеральные удобрения не влияли на данный показатель. В среднем за 2010-2012 гг. вегетационный период составил 75 дней. По годам он варьировал от 67 (2010 г.) до 85 дней (2012 г.)

Максимальная высота растений (63 см) в среднем за 2010-2012 гг. отмечена при внесении N90P90K.90 и N120P120K120. Применение гумата калия увеличивало ее 4,7-5,2 см. Максимальные значения отмечались при использовании гумата под культивацию + обработка семян + опрыскивание в фазу кущения и последующих вариантах (59-60 см). При рассмотрении частных различий данный показатель был наибольшим (64-65 см) на этих же фонах минерального питания и при двух-пятикратном использовании гумата калия. Она увеличивалась от 32,7 см в 2010 г. до 54,0 см в 2012-м.

Наибольшая длина колоса (6,9 см) за годы проведения исследований была отмечена при внесении N90P90K90. Применение гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание в фазу кущения, а также в последующие фазы обусловило максимальное значение данного показателя (6,5-6,6 см). По частным различиям он имел наибольшее значение при внесении К6оРбоК«о и N120P120K.120 и гумата под культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения, а также при дополнительных обработках растений в двух последующих фазах, и N90P90K90 - при двух-пятикратном применении гумата. По годам исследований длина колоса варьировала: в 2012 г. она составляла 5,6 см, в 2011 г. - 5,0 см и в 2010 г. - 3,3 см. Установлены сильные корреляционные зависимости между длиной колоса и массой зерна (г = 0,95), длиной колоса и урожайностью (г = 0,96).

Влияние минеральных удобрений и гумата калия на фотосинтетическую деятельность ячменя приведено в таблице 1.

Таблица 1 - Влияние минеральных удобрений и гумата калия на фотосинтетическую деятельность ячменя (среднее за 2010-2012 гг.)_

Вариа1 т Площа; 1Ь листовой поверхности, тыс. м2/га Фаза ФП, МЛН м2' ЧПФ, г/м2,сут Кфдр

Минеральные удобрения Гумат калия

кущения колошения молочной спелости дн/га

1 14,2 35,8 28,7 1,00 2,16 0,51

2 16,3 38,3 29,3 1,08 2,33 0,57

Без удобрений 3 16,5 38,7 29,9 1,09 2,37 060

4 17,9 39,5 31,7 1,14 2,53 0,66

5 18,5 40,6 31,9 1,17 2,59 0,70

6 18,4 41,1 32,1 1,18 2,77 0,76

7 18,2 41,0 31,6 1,17 2,84 0,78

1 17,6 41,0 30,6 1,15 2,30 0,62

2 18,3 41,8 31,5 1,18 2,65 0,72

НюР.юКм 3 18,6 42,3 31,8 1,20 2,73 0,74

4 20,1 43,2 33,1 1,24 2,91 0,82

5 21,2 45,0 33,8 1,30 3,07 0,90

6 21,0 45,9 34,1 1,31 3,25 0,94

7 21,0 45,7 33,8 1,30 3,15 0,93

1 20,0 47,1 32,1 1,30 2,40 0,71

2 20,7 47,8 33,3 1,33 2,76 0,84

3 21,0 48,1 33,6 1,34 2,88 0,88

Мг,оРбоК6о 4 23,1 49,7 35,3 1,41 3,17 1,01

5 24,6 51,3 36,3 1,47 3,34 1,09

6 24,9 52,0 36,2 1,49 3,46 1,12

7 24,8 52,1 36,4 1,49 3,42 1,12

1 24,7 53,6 36,9 1,52 2,54 0,89

2 25,8 54,5 38,4 1,55 2,72 0,96

^оРЛо 3 25,8 54,6 38,7 1,56 2,96 1,04

4 26,6 56,2 40,9 1,61 3,60 1,28

5 27,3 56,6 41,1 1,63 3,63 1,32

6 27,4 57,1 41,2 1,64 3,78 1,37

7 27,2 57,1 41,1 1,64 3,80 1,38

МпоРшКш 1 2 3 4 5 6 7 20,9 21,3 21,5 22,1 22,5 22,5 22,5 52,9 53.6 53.7 54,5 55,0 55,0 54,9 37.6 38,0 38,3 39,8 39.7 39,7 39,2 1,44 1,47 1,47 1.50 1,52 1,52 1.51 2,66 3,02 3,21 3,44 3,38 3,54 3,50 0,84 0,99 1,07 1,16 1,14 1,18 1,19

НСРо! частных различий А В, АВ 0,5 0,2 0,2 0,9 0,3 0,4 0,7 0,3 0,3 | 0,02 0,01 0,01 0,13 0,05 0,06 0,04 0,01 0,02

В среднем за три года исследований в фазу кущения максимальная площадь листовой поверхности (26,4 тыс. м2/га) была при внесении КэдРэдКэд, она имела наибольшее значение (22,7-22,8 тыс. м2/га) при трех-пятикратном применении гумата калия. По частным различиям ее преимущество (27,2-27,4 тыс. м~/га) отмечено при внесении ИодРмКэд и при применении гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание в фазу кущения, а также при дополнительной обработке растений в фазу колошения + молочной спелости зерна.

Наибольшее значение площади листовой поверхности в фазу колошения (55,7 тыс. м2/га) отмечено при внесении Ы^РадКад и при четырех-пятикратном использовании гумата (50,1-50,2 тыс. м2/га). При рассмотрении частных различий максимальной она была при применении ЫадРадКзд и гумата под культивацию + обработка семян, а также в последующих вариантах.

К моменту наступления молочной спелости зерна наибольшая площадь листовой поверхности (39,8 тыс. м2/га) отмечена при внесении ^оРздКзд и использовании гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание в фазу кущения, а также при дополнительной обработке растений в фазу колошения + молочной спелости зерна (36,6-36,7 тыс. м2/га). По частным различиям она имела преимущество (40,9-41,2 тыс. м2/га) при внесении Н90Р9оК90 и при двух-пятикратном применении гумата калия. Установлены сильные корреляционные зависимости между площадью листьев в фазу колошения ячменя и урожайностью зерна (г = 0,87), площадью листьев в фазу колошения ячменя и фотосинтетическим потенциалом (г = 0,99).

Максимальное значение фотосинтетического потенциала (1,59 млн м -дн/га) наблюдалось при внесении ^оРэдКод. С возрастанием количества обработок гуматом калия прослеживалась тенденция его увеличения и наибольшим (1,43 млн. м2«дн/га) он был при трех-пятикратном внесении. При рассмотрении частных различий данный показатель имел преимущество (1,63-1,64 млн м"»дн/га) при внесении этой же дозы удобрений и гумата под культивацию + обработка семян + опрыскивание в фазу кущения и последующие варианты. Между фотосинтетическим потенциалом и урожайностью зерна установлена сильная корреляционная зависимость (г = 0,90).

Наибольшая чистая продуктивность фотосинтеза (3,25-3,29 г/м2 в сутки) была при внесении ЫадРиКэд и ИпоРиоК^о. Использование гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание в фазу кущения + в фазу колошения, а также при дополнительной обработке в фазу молочной спелости зерна повышало ее до 3,34—3,36 г/м2 в сутки. При рассмотрении частных различий максимальное значение ее (3,78-3,80 г/м2 в сутки) отмечено в этих же вариантах применения гумата калия и при внесении ЫадРэдКзд.

Максимальное значение коэффициента использования фотосинтетиче-ски активной радиации (КФАр) (1,18) за годы исследования было отмечено при внесении ЫдоРодКэд. Наибольшее значение его отмечено при четырсх-пятикратном использовании гумата калия (1,08). По частным различиям он имел преимущество (1,37-1,38) на этом же фоне минерального питания и четырехкратном применении гумата. Установлены сильные корреляционные

зависимости между КФАР и ФП (г = 0,93), КФАР и урожайностью зерна (г = 0,91) и Кфар и густотой продуктивных стеблей перед уборкой (г = 0,93).

Продуктивность. Влияние минеральных удобрений и гумата калия на структуру урожая и урожайность зерна ячменя приведено в таблице 2.

Таблица 2 - Влияние минеральных удобрений и гумата туру урожая и урожайность зерна (среднее за 2010-2012 гг.)

калия на струк-

Вариант

Минеральные удобрения

Без удобрений

Гумат калия

Элементы структуры урожая

Число продук тивных стеблей, шт./м"

255 264 272 278 284 282 284

Масса зерна с колоса, г

0,49 0,53 0,53 0,56 0,58 0,63 0,63

Число зерен в колосе, шт.

13.5 13,7

13.6

14.1

14.2 14,2 14,2

^оРзоКзо

281 286 294 318 325 322 325

0,52 0,56 0,59 0,60 0,65 0,69 0,69

14,6

14.8

14.9

15.3 15,6 15,6

15.4

^оРбоКбо

1

2

3

4

5

6 7

293 306 309 323 332 332 331

0,54 0,63 0,62 0,67 0,72 0,76 0,76

15,9 16,0 16,1

16.4 16,6

16.5 16,5

^оР<)оК9о

Мі20Рі2()Кі20

НСРо5 частных различий Л

_В, АВ_

297 305 313 329 339

339

340

0,65 0,69 0,70 0,86 0,87 0,91 0,91

299 309 313 332 337 337 337

0,62 0,71 0,74 0,77 0,75 0,79 0,79

0,03 0,01 0,01

16,9 17,2

17.4

17.5 17,8 17,7 17,7

17.2

17.3 17,5

17.7

17.8 17,8 17,7

0,1 -0,1. 0,1

Элементы структуры урожая менялись по годам и изучаемым факторам. Наибольшее число продуктивных стеблей (323-324 шт./м2) наблюдалось при внесении N90P90K90 и N120P120K120. Оно возрастало с увеличением количества обработок гуматом и достигало максимума (323 шт./м2) при трех-пятикратном его использовании. По частным различиям данный показатель имел преимущество (337 - 340 шт./м2) при совместном действии этих двух факторов.

Густота продуктивных стеблей варьировала по годам: от 180 шт./м2 (2010 г.) до 295 шт./м2 ( 2012 г.). Между числом продуктивных стеблей и урожайностью зерна установлена сильная корреляция (г = 0,91).

Наибольшая масса зерна с колоса (0,80 г) была отмечена при внесении N90P90K90, и при использовании гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения + колошения, а также в следующем варианте (0,76 г). Максимальное значение показателя установлено при совместном действии этих двух факторов (0,91 г). Масса зерна с колоса варьировала по годам исследований: от 0,26 г (2010 г.) до 0,61 г (2012 г.).

Максимальное число зерен в колосе (17,5-17,6 шт.) было на фоне N90P90K90 и N120P120K.120 и при внесении гумата калия под культивацию + обработка семян + обработка в фазе кущения и двух последующих вариантах (16,3-16,4 шт.). При рассмотрении частных различий данный показатель был наибольшим (17,7-17,8 шт.) при внесении N90P90K90 при трех-пятикратном применении гумата калия и N120P120K120- двух-пятикратном.

В среднем за три года наибольшая урожайность зерна (2,85 т/га) отмечена при внесении N90P90K90. Дальнейшее повышение доз минерального питания до N120P120K120 не приводило к росту урожая зерна. Это согласуется с данными А. В. Ивойлова (1995, 2002). При применении гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения + в фазу колошения и в последующем варианте она имела преимущество (2,60-2,59 т/га). По частным различиям максимальное ее значение было отмечено (3,32-3,35 т/га) при наложении этих же вариантов.

Наибольший сбор наземной массы многорядного ячменя зафиксирован при внесении N90P90K90 (6,41 т/га). Он возрастал с увеличением количества обработок гуматом калия и был максимальным (5,93-5,94 т/га) в 6-м и 7-м вариантах. При рассмотрении частных различий наибольшее его значение (7,57-7,58 т/га) отмечалось при внесении N90P90K90 и четырех-пятикратном применении гумата калия.

Установлены сильные корреляционные зависимости между фотосинтетическим потенциалом и наземной массой (г = 0,90).

Коэффициент хозяйственной эффективности (Кхоз) существенно не различался по вариантам опыта (0,43-0,48).

Максимальная лабораторная всхожесть семян составляла 92 % при внесении N90P90K90, что на 4 % больше по сравнению с контролем. Применение гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения + колошения и в следующем варианте способствовало ее возрастанию до 91 %. При рассмотрении частных различий наблюдалась

тенденция увеличения этого показателя (92 %) при внесении ЫздРвдКад и трех-пятикратном применении гумата.

Наибольшая масса 1 ООО семян (33,1 г) была при внесении ^оРэдКэд и использовании гумата калия под культивацию + обработка семян + обработка в фазе кущения и двух последующих вариантах (32,1-32,3 г). На этих же фонах применения удобрений и использования гумата калия она была максимальной (33,2-33,5 г) при рассмотрении частных различий.

Выравненность семян была максимальной (78,1 %) при внесении ЫадРдаКад. наибольшее ее значение (77,5 %) отмечено при четырех-пятикратном применении гумата. При рассмотрении частных различий максимальное ее значение (78,7-78,9 %) установлено при совместном действии факторов при внесении КодРэдКад и трех-пятикратном использовании гумата.

В среднем за 2011-2012 гг. максимальное содержание сырого протеина (12,3 %) отмечено при внесении Ы^оРпоКцо и пятикратном внесении гумата калия, что превосходило контроль на 2,4 %.

Самое большое накопление сырого жира в зерне ячменя (2,70 %) отмечено при внесении ИиоР^оК^о и максимальном количестве обработок гума-том. В 2011 г. его содержание было больше (2,77 %), чем в 2012 г. (2,63 %).

Наибольшее содержание сырой клетчатки (5,96 %) отмечено в варианте с применением гумата калия путем обработки семян + внесение под культивацию + обработка в фазе кущения + колошения + молочной спелости зерна и при внесении МшРгаКпо. Максимум ее (6,29 %) отмечен в 2012 г.

Максимальная концентрация сырой золы (3,62 %) в зерне многорядного ячменя была в варианте с применением гумата калия на фоне ЫадРадКод. В 2012 г. она была наибольшей (3,42 %) при внесении Ы^РпоКио без применения гумата калия. Между урожайностью зерна (г = 0,91), густотой продуктивных стеблей (г = 0,81) и содержанием сырого протеина отмечены сильные корреляционные зависимости. Содержание сырой клетчатки в зерне имело сильную корреляцию с урожайностью (г = 0,79), густотой продуктивных стеблей (г = 0,88) и среднюю - с фотосинтетическим потенциалом (г = 0,91), массой 1 000 зерен (г = 0,52). Сильные корреляционные зависимости (г = 0,81 и г = 0,74) наблюдались между содержанием сырого протеина и сырого жира, между урожайностью зерна и концентрацией сырого жира.

Между концентрацией сырого протеина (г = 0,88), массой 1 000 зерен (г = 0,75), урожайностью (г = 0,71) и содержанием сырой золы отмечены сильные корреляционные зависимости.

В среднем за 2011-2012 гг. в 1 кг сухого вещества зерна ячменя наибольшее количество валовой энергии (19,4 МДж) содержалось в варианте с пятикратным внесением гумата калия и М^оРпоКш-

По содержанию в 1 кг зерна обменной энергии и энергетических кормовых единиц существенных различий по вариантам опыта не было.

Экономическая и биоэнергетическая эффективность возделываиия многорядного ячменя

Увеличение производства зерна путем использования усовершенствованных технологий возделывания сельскохозяйственных культур должно иметь экономическое и биоэнергетическое обоснование. Влияние удобрений и гумата калия на эти показатели проанализировано в таблице 3.

Таблица 3 - Экономическая и биоэнергетическая эффективность минеральных удобрений и гумата калия при возделывании ячменя в расчете на 1 га (в среднем за 3 года)__

Вариант Условно чистый доход Затраты энергии Баланс энергии

Минеральные Гумат валовой продукции Затраты Реігта-белыюсть. Биоэнергетический

удобрения калия % коэффициент

тыс. р./га I Дж/га

Без удобрений 1 2 3 4 5 6 7 10,2 11.4 12,0 12,7 13.5 15,0 15,4 6,6 7.0 6,8 7.1 7,3 7,7 8,0 3,56 4,43 5,24 5,60 6,22 7,34 7,36 54 63 78 79 85 95 92 19,7 20,5 20,0 20,7 21,0 21,7 22,1 26,9 32,6 35,9 35,2 42,9 48,8 50,5 2,37 2,59 2,80 2,70 3,04 3,25 3,29

ь? о сС о <•1 1 2 3 4 5 6 7 12,2 14,1 14,6 16,1 17,8 17,8 17,8 9,2 9,6 9,4 9,8 10,1 10,3 10,6 3,00 4.46 5,19 6,28 7,71 7.47 7,16 33 46 55 64 77 72 68 22,2 23,0 22,6 23.5 23,9 24,3 24.6 35.5 42.0 43,9 50,9 58.1 62,7 62.6 2,60 2,83 2,94 3,17 3,43 3,58 3,54

О N0 ы о а? чО £ 1 2 3 4 5 6 7 13,8 16,1 16,7 18,7 20,4 21,0 21,0 11,5 12,0 11,8 12,3 12,5 12,8 13,1 2,30 4,06 4,93 6,47 7,89 8,20 7,93 20 34 42 53 63 64 61 24,1 24,9 24,5 25,5 25,9 26,3 26,7 38,3 50,7 55.3 67.4 73,3 76.0 75.1 2,59 3,04 3,26 3,64 3,83 .3,89 3,81

О ¡2 о Си о Оч 1 2 3 4 5 6 7 17.5 18,2 19,8 25,4 25.7 26.6 26.8 14.1 14.4 14,3 15,0 15.2 15.5 15,8 3,46 3,82 5,50 10,33 10,51 11,04 10,99 25 26 39 69 69 71 70 26,2 26,9 26,6 28,2 28,3 28,9 29,3 55.0 60,0 67,6 89,8 92.1 97.0 98.1 3,10 3,23 3,54 4,18 4,25 4,36 4,35

О ГЧ сС о 2 1 2 3 4 5 6 7 15,8 18,7 20,2 22,0 21,1 23,0 22,6 16,2 16,7 16,5 17,0 17,0 17,5 17,7 2,03 3,64 5,03 4,11 5,59 4,88 12 22 30 24 32 28 27,5 28,5 26,8 27,8 29,1 29,8 30,1 47,9 60,9 71,5 78,9 74,5 78,7 79,4 2,74 3,14 3,67 3,84 3,56 3,64 3,64 1

Внесение минеральных удобрений и применение гумата калия увеличивают стоимость продукции, прямые затраты и себестоимость 1 т зерна. Рост двух последних показателей связан с завышенными ценами на ГСМ, электроэнергию, минеральные удобрения, транспортировкой и очисткой до-

полнительной продукции. Наименьшая себестоимость зерна получена в варианте без применения минеральных удобрений и при внесении гумата калия под культивацию + обработка семян + обработка в фазу кущения + в фазу колошения - 5 тыс. р./т, что на 78,8 % ниже контрольного варианта, здесь же отмечен максимальный уровень рентабельности — 95 %.

Максимальный чистый доход (11,04 тыс. р./га) был получен при совместном применении ЫадРсюКэд и внесении гумата калия под культивацию + обработка семян + обработка в фазу кущения + в фазу колошения.

Энергетически эффективным приемом повышения сбора зерна является внесение Ы90Р90К90 и использование гумата калия под культивацию + обработка семян + обработка в фазу кущения + в фазу колошения. Коэффициент энергетической эффективности составил (3,36) и биоэнергетический коэффициент - 4,36, энергоемкость - 8,7 ГДж/т.

выводы

1. Почвенно-климатические условия Республики Мордовия при соблюдении технологии возделывания многорядного ячменя позволяют получать в благоприятные годы 4,34^,40 т/га зерна, 125,9 ГДж валовой энергии и 401 кг/га протеина.

2. Наибольшая полнота всходов (88 %) получена при внесении Г^12оР12оК.12о и применении гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения + в фазу колошения. Максимальная сохранность растений (81-82 %) была при внесении Ы6оРбоКво и ^оРэдКад и использовании гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения, а также в двух последующих фазах.

Выживаемость растений была лучшей (70-71 %) при внесении Ы90Р90К90 и 1^12оРиоК12о и использовании гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения, а также на этом же фоне с дополнительным его применением в фазу колошения и молочной спелости зерна.

3. За вегетационный период максимальный расход продуктивной влаги из метрового слоя почвы (74 мм), но минимальный коэффициент водопо-требления (161) был при внесении Ы9оР9оК9о- Наибольшее содержание подвижного фосфора и обменного калия в слое 0-25 см отмечалось и при внесении МшР.гоКио-

4. Наступление фенологических фаз, продолжительность межфазных и вегетационных периодов не зависели от доз вносимых удобрений и применения гумата калия. Установлена средняя корреляционная зависимость (г = 0,33) между ГТК и продолжительностью периода посев - всходы.

5. Наибольшая высота растений (64-65 см) отмечена при внесении Ы90Р90К90 и М|2оР12оК|2о и использовании гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения, а также применении его в фазу колошения и молочной спелости зерна. Между высотой рас-

тений многорядного ячменя и наземной массой установлена сильная корреляционная зависимость (г = 0,88).

Наибольшая длина колоса отмечена при внесении ^оРбоКм И М12ОРшК]20 И применении гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазе кущения, а также в двух последующих вариантах использования гумата калия. При рассмотрении частных различий наблюдалась тенденция увеличения его при применении М60РбоКбо и N120P120K.n0 при трех-пятикратном использовании гумата калия и ЫадРздКэд при четырех-пятикратном внесении гумата калия.

6. Максимальное значение фотосинтетического потенциала (1,59 млн м2«дн/га) отмечено при внесении МмРадКэд. С увеличением количества обработок гуматом калия наблюдалась тенденция его возрастания. Наибольшим (1,63-1,64 млн м2,дн/га) он был при внесении ^0Р9оК-9о и использовании гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения, а также при четырех- и пятикратном применении.

Самые высокие показатели чистой продуктивности фотосинтеза (3,29 г/м2 в сутки), коэффициента использования ФАР (1,18) были при внесении ^оРздКад И применении гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения + в фазу колошения + в фазу молочной спелости зерна. ;

Установлены сильные корреляционные зависимости между ЧПФ (г = 0,95), Кфдр (г = 0,91) и урожайностью зерна.

7. Максимальные значения числа продуктивных стеблей (337340 шт./м2), массы зерна с колоса (0,91 г), числа зерен в колосе (17,717,8 шт.) отмечены при внесении Ы^РадКед и ЫпоРпоКш при четырех- и пятикратном применении гумата калия: Установлены сильные корреляционные зависимости между числом продуктивных стеблей (г = 0,91), массой зерна с колоса (г = 0,99) и урожайностью зерна.

8. Наибольшая урожайность зерна многорядного ячменя (2,85 т/га) формируется при внесений ЫсюРмКзд. Использование гумата калия под культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения + в фазу колошения, а также в этом же варианте + в фазу молочной спелости зерна способствует ее увеличению (2,60-2,59 т/га). По частным различиям преимущество она имела (3,32-3,35 т/га) при наложении этих же вариантов.

9. Наибольшие всхожесть семян (92 %), масса 1 000 семян (33,2-33,5 г), лучшая их выравненность (78,7-78,9 %) были отмечены при совместном действии факторов: внесении МздРэдКэд и пятикратном применении гумата калия.

10. Максимальное накопление сырого протеина (12,3 %), клетчатки (5,96 %) и жира (2,70 %) отмечено при внесении гумата калия и ЫпоРпоК^о, а сырой золы (3,62 %) - Н90Р90К90. Установлены сильные корреляционные зависимости (г = 0,91; г = 0,74) между урожайностью зерна и содержанием сырого протеина и жира.

11. При возделывании многорядного ячменя экономически и энергетически целесообразно вносить 1\Т90Р90К90 и гумат калия под культивацию + об-

работка семян + обработка в фазу кущения + в фазу колошения. При этом достигаются максимальные чистый доход (11,04 тыс. р./га) и коэффициенты биоэнергетической (4,36), энергетической (3,36) эффективности.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

При возделывании многорядного ячменя на черноземе выщелоченном Республики Мордовия с целью оптимизации минерального питания, повышения урожайности зерна можно рекомендовать сельскохозяйственным производителям внесение N90P90K90 И применение гумата калия: под культивацию (1,0 л/га) + обработка семян (0,2 кг/т) + опрыскивание растений в фазу кущения и в фазу колошения по (0,5 л/га).

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В журналах из списка ВАК Минобриауки России

1. Еряшев А. П. Влияние элементов технологии на продуктивность многорядного ячменя / А. П. Еряшев, И. П. Бектяшкин, С. В. Кудашкина // Кормопроизводство. - 2013. - № 2. - С. 9-12.

2. Еряшев А. П. Урожайность и качество семян ячменя в зависимости от фона питания растений/А. П. Еряшев, И. П. Бектяшкин, С. В. Кудашкина // Кормопроизводство. -2013. -№ 8. - С. 14-16.

В сборниках конференции

3. Еряшев А. П. Экономическая и энергетическая эффективность применения гумата калия при возделывании многорядного ячменя / А. П. Еряшев, И. П. Бектяшкин, С. В. Кудашкина // XL Огаревские чтения : материалы науч. конф. : в 3 ч. Ч. 2 : Естественные науки. - Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2012.-С. 252-254.

4. Влияние минеральных удобрений и гумата калия на продуктивность многорядного ячменя / А. П. Еряшев, И. П. Бектяшкин, С. В. Кудашкина, Т. В. Ваганова // Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии получения сельскохозяйственной продукции : материалы VIII Междунар. науч.-практ. конф. - Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2012. - С. 169-170.

5. Влияние сроков внесения гумата калия и минерального питания на урожайность многорядного ячменя / А. П. Еряшев, И. П. Бектяшкин, С. В. Кудашкина, С. А. Панина // Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии получения сельскохозяйственной продукции : материалы VIII Международной науч.-практ. конф. (Лапшинские чтения) - Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2012. - С. 171-172.

6. Кудашкина С. В. Влияние минеральных удобрений и гумата калия на рост и развитие многорядного ячменя / С. В. Кудашкина, А. П. Еряшев, И. П. Бектяшкин // Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии получения сельскохозяйственной продукции : материалы IX Междунар. науч.- практ. конф. (Лапшинские чтения) - Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2013.-С. 134-138.

Подписано и печать 16.09.13. Объем 1,0 н. л. Тираж 100 экз. Заказ № 1296.

Типография Издательства Мордовского университета 430005, г. Саранск, ул. Советская, 24

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Кудашкина, Светлана Владимировна, Саранск

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н. П. ОГАРЕВА»

На правах рукописи

04201361558 КУДАШКИНА Светлана Владимировна

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И ГУМАТА КАЛИЯ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ МНОГОРЯДНОГО ЯЧМЕНЯ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ

Специальность 06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук

профессор А. П. Еряшев

Саранск 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7

1.1. Народно-хозяйственное значение многорядного ячменя 7

1.2. История, районы возделывания и урожайность 9

1.3. Ботаническая характеристика 14

1.4. Биологические особенности 15

1.5. Влияние минеральных удобрений и гумата калия

на продуктивность многорядного ячменя 18

2. МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 29

2.1. Схема опыта и методика проведения исследований 29

2.2. Почвенные условия 31

2.3. Агрометеорологические условия 33

2.4. Агротехника на опытах. Характеристика сорта и гумата калия 36

3. ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И ГУМАТА КАЛИЯ

НА РОСТ, РАЗВИТИЕ, ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕМЯН 40

3.1. Полнота всходов семян и выживаемость растений 40

3.2. Водный и пищевой режим почвы 48

3.3. Рост, развитие и фотосинтетическая деятельность 61

3.4. Продуктивность 78

3.5. Качество семян 92

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ МНОГОРЯДНОГО ЯЧМЕНЯ 108

ВЫВОДЫ 113

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ 116

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 117

ПРИЛОЖЕНИЯ 134

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. В целях удовлетворения потребности страны в зерне требуется совершенствовать технологии возделывания важнейших зерновых культур. Ячмень (Horclewn vulgare L.) - одна из основных зернофуражных и продовольственных культур, занимающая ведущее место среди зерновых по посевным площадям и валовым сборам (Гордеев А. В., 2007). При этом растущие потребности животноводства в растительном белке требуют увеличения его производства. В последнее время в производство внедряются новые высокопродуктивные сорта многорядного ячменя. При этом необходимо адаптировать технологии их возделывания в условиях конкретного региона (Саулин А. А., 2012). Изучение путей повышения продуктивности многорядного ячменя за счет оптимизации минерального питания и применения гумата калия имеет большое значение, как в теоретическом, так и в практическом плане. Поэтому рассматриваемая тема является актуальной и важной для современного сельскохозяйственного производства.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение влияния возрастающих доз минеральных удобрений, сроков и способов внесения гумата калия и их сочетаний на урожайность и качество зерна ячменя.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

- изучить влияние возрастающих доз минеральных удобрений, сроков и способов внесения гумата калия на полноту всходов, выживаемость растений, водопотребление, расход элементов питания, рост, развитие, фотосинтетическую деятельность и продуктивность многорядного ячменя;

- выявить действие изучаемых элементов технологии на качество семян, химический состав и питательность зерна многорядного ячменя;

- дать экономическую и биоэнергетическую оценку возделывания ячменя в зависимости от изучаемых факторов.

Работа выполнена по Комплексной научно-технической программе Минвуза РФ (номер гос. регистрации 01201002316) по теме «Совершенствование

технологий возделывания сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтном земледелии».

Научная новизна. На основе учета агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей многорядного ячменя изучено на черноземе выщелоченном влияние возрастающих доз минеральных удобрений, сроков и способов внесения гумата калия на рост, развитие, фотосинтетическую деятельность и урожайность зерна многорядного ячменя сорта Тандем.

Установлены корреляции между гидротермическими условиями и полевой всхожестью семян; между густотой и высотой побегов; между выживаемостью растений, площадью листьев, фотосинтетическим потенциалом, высотой растений, числом стеблей, длиной колоса, массой зерна с колоса и урожайностью зерна; между лабораторной всхожестью семян и урожайностью зерна.

Показаны изменения химического состава, питательности зерна под воздействием изучаемых факторов, установлена роль минеральных удобрений и гумата калия в формировании посевных качеств семян.

Практическая ценность работы. На основании проведенных исследований разработана и апробирована в производстве технология возделывания многорядного ячменя, которая предусматривает внесение ^оР^К^о и четырехкратное использование гумата калия (внесение под предпосевную культивацию + обработка семян + опрыскивание растений в фазу кущения + в фазу колошения). Это гарантирует получение в благоприятные годы валовой энергии 125,9 ГДж/га и 4,34-4,40 т/га зерна.

Материалы исследований включены в рекомендации для специалистов сельского хозяйства, они используются для разработки адаптивно-ландшафтной системы земледелия. Полученные данные используются при чтении лекций специалистам сельского хозяйства Республики Мордовия и в учебном процессе при изучении курсов «Растениеводство», «Земледелие», «Технологии производства и переработки растениеводческой продукции» и других дисциплин по агрономическим специальностям.

Разработанная технология возделывания многорядного ячменя внедрена в ООО «Моргинское» Дубёнского района РМ на площади 1 ООО га. Результаты внедрения подтверждают возможность получения устойчивых урожаев зерна. Рекомендуемые приемы технологии позволили получить 5,32 т/га зерна.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Особенности формирования продуктивности многорядного ячменя на черноземе выщелоченном Республики Мордовия на при внесении возрастающих доз минеральных удобрений, различных сроков и способов применения гумата калия.

2. Динамика продуктивной влаги, элементов питания в почве при внесении возрастающих доз минеральных удобрений, различных способах и сроках применения гумата калия.

3. Посевные качества семян, химический состав и питательность зерна в зависимости от изучаемых факторов.

4. Экономическая и биоэнергетическая оценка элементов технологии возделывания многорядного ячменя.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и получили положительную оценку на кафедре технологии производства и переработки растениеводческой продукции Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева (2010-2013 гг.), на международных конференциях «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (Лапшинские чтения, Саранск 20112013); на научной конференции Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева (ХЬ «Огаревские чтения») (Саранск, 2012).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, рекомендаций производству. Работа изложена на 135 страницах компьютерного текста, содержит 39 таблицы и 23 приложения. Список литературы включает 174 наименования, в том числе 7 иностранных авторов.

При разработке программы и методик исследований мы воспользовались ценными советами и предложениями доктора сельскохозяйственных наук про-

фессора А. П. Еряшева. Большую помощь оказали сотрудники Государственного центра агрохимической службы «Мордовский», учебно-опытного хозяйства Мордовского государственного университета имени Н. П. Огарева. Выражаем им искреннюю благодарность.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Народно-хозяйственное значение многорядного ячменя

Яровой ячмень - одна из важнейших зернофуражных культур мира. Его широкое применение объясняется не только благоприятным биохимическим составом зерна, но и рядом хозяйственно-биологических особенностей, которые во многом определяют столь обширный ареал возделывания. (Картин В. И., 2009).

Ячмень — ценная продовольственная культура. Зерно его широко используют для приготовления ячменного кофе, круп (ячневой и перловой). Их отличительной особенностью является высокое содержание белка и меньшее количество клетчатки в сравнении с овсяной и гречневой. По вкусовые качествам и переваримости они уступают рисовой и гречневой (Беляков И. И., 1990; Культурная флора ..., 1990).

Длительное время в высокогорьях Памира, Кавказа, Средней Азии ячмень использовался в качестве продовольственной культуры для приготовления различных утоляющих жажду напитков, выпечки хлеба и лепешек. Хлеб из ячменной муки слабопористый и быстро черствеет, верхняя корка рваная. Мякиш сильно крошится, вкус его несколько горьковатый. Добавление 30 % ячменной муки к ржаной или пшеничной позволяет получать хлеб высокого качества с пониженной кислотностью, что делает его ценным при некоторых заболеваниях (Культурная флора ..., 1990; Фирсов И. П., 2006)

Широкое применение нашли мальц-экстракты - вытяжки ячменного солода, извлекаемые водой и богатые углеводами, белками и ферментами. Они применяются в текстильной, кожевенной промышленности и главным образом при изготовлении лечебных препаратов и при производстве молочной кислоты (Культурная флора ..., 1990).

Зерно ячменя - основное сырье для пивоваренного производства. По данным ФАО, на производство пива расходуется до 8 % получаемого зерна ячме-

ня, примерно 15 % идет на пищевые цели и более 70 % - на кормовые, включая приготовление комбикормов (Фирсов И. П., 2006).

Благодаря своим биологическим особенностям ячмень является хорошим компонентом в наборе культур полевого севооборота. Он экономно расходует влагу на образование сухого вещества, превосходит другие зерновые культуры по степени угнетения сорняков, рано освобождает занятые площади, что позволяет уменьшить напряженность в период уборки зерновых культур. Его широко используют как надежную страховую культуру при необходимости -пересева озимых культур (Еряшев А. П., 1987).

Ячмень вводят в качестве основного компонента в большинство комбикормов. Зеленую массу ячменя в смеси с бобовыми культурами используют на зеленый корм, силос, сенаж, сено. Ячменную солому в запаренном виде используют для кормления животных (Фирсов И. П., 2006).

Ячмень - отличный диетический корм для животных всех видов и возрастных групп. При их кормлении ячменной дертыо или мукой получают молоко, масло и свинину высокого качества. Протеин ячменя характеризуется умеренной растворимостью (45-50 %) и удовлетворительным аминокислотным составом. Он содержит около 6 % клетчатки, поэтому при использовании его для молодняка часть зерна необходимо шелушить и скармливать в смеси с кукурузой и пшеницей (Дифференцированное применение ..., 2008).

В зерне ячменя найден гордецин - вещество, оказывающее губительное действие на грамположительные микроорганизмы, что благоприятно сказывается на состоянии здоровья животных и способствует лучшему усвоению зерна (Муха В. Д., 2007).

В зерне ячменя содержится 65-68 % углеводов, 7-18 % белка, 2,1 % жира, 1,5-3,0 % золы и 3-5 % клетчатки. Это очень ценный корм для свиней и лошадей (в 1 кг содержится 1,24 к. ед.) (Фирсов И. П., 2006).

1.2. История, районы возделывания и урожайность

Ячмень принадлежит к числу древнейших возделываемых растений земного шара. Начало введения ячменя в культуру X-XV тысячелетия до нашей эры (Беляков И. И., 1985).

Самые ранние упоминания о ячмене относятся к документам, обнаруженным в Хузестане (Ali Kosh). Полученные с помощью изотопного метода данные указывают на период за 7900 лет до н. э.

Доказано возделывание ячменя в Джармо (Иракский Курдистан), 6750 лет до н. э., и находки больших количеств двурядного пленчатого ячменя с ломкой колосовой осью на плоскогорье Иордании (Beidha). Проведенное исследование с помощью меченого углерода, датирует материалы, найденные в Beidha, периодом за 6800 лет до н. э.

Все эти ранние находки представлены двурядными формами, но в горизонтах, относящихся к периоду за 6000 лет до н. э. в Хузестане (Ali Kosh) и Анатолии (Hacilar и Catal Hüyük), были обнаружены шестирядные ячмени (Ни-китенкоЮ. С., 1973).

В своих произведениях греческий географ Страбон (54 г. до н. э.-24 г. н. э.) указывает, что эфиопы, жившие к югу от Египта, использовали в пищу ячмень и приготавливали из него особый опьяняющий напиток. На территории Древнего Вавилона ячмень культивировали за 3100 лет до н. э., что подтверждается находкой письменных актов о ячмене короля Энгегала из Лагоса. В Индии в книге «Ригведа» за 2000 лет до н. э. имеются сведения о ячмене. В Восточной Азии и в Китае он считается древнейшим культурным растением (2000 лет до и. э.), которое входило в число пяти видов, ежегодно высеваемых китайскими крестьянами.

Определенный интерес представляют археологические находки зерен двурядного ячменя в древнейших поселениях Передней Азии в слоях, относящихся к VIII—VII тысячелетиям до н. э. (Жуковский П. М., 1968, 1969; Helbaek Н., 1959, 1960; Harlan J. R., 1968).

Наиболее древние находки ископаемых зерен шестирядных форм пленчатого ячменя на территории Египта относятся к VI-V тысячелетиям до н. э. (Орлов А. А, 1936).

В Древнем Риме ячмень был одним из главных продуктов питания населения, его колосья изображали па древних монетах за 600 лет до н. э. Зерна были найдены при исследовании свайных построек, из которых одни относятся к каменному веку, а другие к бронзовому. Имеются данные, что на территории современной Швейцарии ячмень возделывали во времена существования свайных построек, то есть в каменном веке. Ячмень упоминается в произведении Гомера «Одиссее» и в главном руководстве «Чжук-ши» по врачебной науке Тибета. Народам, заселявшим территорию республик Средней Азии, ячмень был известен за 3000 лет до н. э. Из памятников древнерусской письменности следует, что ячмень на Руси возделывали в конце X в. В своих сочинениях Геродот отмечает, что скифы, жившие в районах современной Украины, Северного Кавказа и Казахстана, употребляли напиток, приготовленный из ячменя (Трофи-мовская А. Я., 1972).

Продвижение ячменя на территорию Европы, по итогам многих археологических изысканий, осуществлялось из Месопотамии через Малую Азию в Грецию, а оттуда через Балканы в долину Дуная и Южную Россию. По результатам 800 раскопок от Восточной Словакии до западной границы Моравии, культура ячменя была известна в III-II тысячелетиях до н. э. (Трофимов-ская А. Я., 1972).

Древнейшие археологические находки свидетельствуют о возделывании в этот период на территории Европы шестирядного ячменя, что подтверждают и раскопки, проведенные в Швейцарии (Schulz А., 1911; Schiemann Е. Е., 1932). Ни в одном из геологических слоев на территории европейских стран не обнаружено дикорастущего ячменя. Это указывает на вторичное происхождение здесь культурного ячменя. Согласно определению Е. Н. Синской (1969), во время развития первых государств Древнего Востока Европа представляла собой отсталую окраину.

Возникновение сельского хозяйства в Китае и Индии относится к глубокой древности, археологические данные свидетельствуют, что возделывание здесь пшеницы и ячменя началось на несколько тысячелетий позднее, чем на Ближнем Востоке. О культивировании ячменя имеются сведения, относящиеся к концу II тысячелетия до н. э (Трофимовская А. Я., 1972).

Из Китая и Кореи ячмень был ввезен в Японию в начале ее истории (Воробьев М. В., 1958). В настоящее время мало археологических сведений о возделывании ячменя на территории Эфиопии и Тибета.

Развитие земледелия в разных зонах нашей страны находит отражение во многих историко-археологических, ботанических и других исследованиях. Историю культуры ячменя в бывшем СССР изучал и впервые опубликовал Ф. X. Бахтеев (1956). Обширный материал по истории земледелия на территории Советского Союза приведен в труде Е. Н. Синской (1969).

На территории современной Украины и Молдавии в III тысячелетии до н. э., на заре неолитической эпохи, существовала так называемая триполь-ская культура, в период которой земледелие носило развитый характер. Затем было установлено, что ячмень, так же как пшеницу и просо, на этой территории возделывали еще в дотрипольскую эпоху, в IV—III тысячелетиях до н. э. (Бахтеев Ф. X., 1956; Беляков И. И., 1985).

Начало древнего земледелия на Урале и в Южной Сибири относится ко II тысячелетию до н. э. Позднее оно продвинулось в Восточную Сибирь (VI-IV вв. до н. э.). При раскопках, проводившихся в древних поселениях курум-чинцев, найдены отпечатки соломы и мякины зерновых культур, отнесенные к остаткам ячменя или пшеницы. В настоящее время имеются документальные данные, что в Сибири земледелие у населяющих ее народностей существовало еще до прихода русских. Однако оно носило очаговый характер и дополняло основные промыслы: охоту, рыболовство, сбор дикорастущих плодов, орехов и съедобных растений (Трофимовская А.