Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние режима орошения, минерального питания на продуктивность сортов озимой ржи на лугово-черноземовидных почвах в условиях Амурской области

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Влияние режима орошения, минерального питания на продуктивность сортов озимой ржи на лугово-черноземовидных почвах в условиях Амурской области"

005013989

Кондрашова Александра Александровна

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ, МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СОРТОВ ОЗИМОЙ РЖИ НА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМОВИДНЫХ ПОЧВАХ В УСЛОВИЯХ АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ

06.01.02 - Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 Ь М

Волгоград - 2012

005013989

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет» на кафедре «Природообустройство и водопользование»

Научный руководитель: Боровой Евгений Павлович,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой «Кадастр недвижимости и геодезия» ФГБОУ ВПО «Волгоградская ГСХА»

Официальные оппоненты: Бородычев Виктор Владимирович,

чл.-корр. РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, директор Волгоградского филиала ГНУ «Всероссийский НИИ гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костакова» Россельхозакадемии

Болотин Александр Григорьевич,

кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий отделом оросительных мелиорации ГНУ «Всероссийский НИИ орошаемого земледелия».

Ведущая организация: ГНУ «Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий».

Защита состоится « 23 » марта 2012 года в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д220.008.01 при ФГБОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия»» по адресу: 400002, г.Волгоград, пр. Университетский, 26, ауд. 214.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Волгоградская ГСХА».

Автореферат разослан и размещен на сайте http:www.vgsha.ru и ВАК РФ« » 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук =—«-и— ^ д Иванцова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Обладая высокой адаптационной способностью, стабильностью получения урожая зерна и зелёной массы, агротехнической значимости как хорошего предшественника в сочетании с традиционным использованием ржаного хлеба в питании, зерна в кормопроизводстве, получении крахмала, спирта, солода и многих других продуктов озимая рожь становится в ряд важнейших сельскохозяйственных культур.

Российская Федерация по площади посевов и валовому сбору зерна озимой ржи занимает лидирующее место в мире. Однако, производство, заготовка зерна и зеленой массы озимой ржи отстают от потребностей сельского хозяйства. Во многом это зависит и от сокращения площадей, занятых ее посевами и их продуктивности. За последние годы в Амурской области площадь посевов озимой ржи сократилась в 10 раз, а урожайность зерна не превышала 1,5 т/га. Почвенно-климатические условия южной зоны Амурской области позволяют возделывать данную культуру, а, учитывая, что возникает недостаток влаги в первой половине весеннее - летнего вегетационного периода и переувлажнение почв во второй необходимо разработать агромел-лиоративные мероприятия, позволяющие в данных условиях обеспечивать высокую урожайность зерна и воспроизводство почвенного плодородия. Особая роль в решении данной проблемы отводится разработке научно -обоснованных режимов орошения озимой ржи в сочетании с внесением минеральных удобрений, позволяющих увеличивать урожайность культуры.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке параметров водного режима почв для различных сортов озимой ржи при внесении минеральных удобрений, обеспечивающих формирование высокой урожайности зерна и экономию оросительной воды.

Достижение поставленной цели предусматривало поэтапное решение следующих задач:

- установить закономерности формирования водного режима почвы и во-допотребления посевами озимой ржи в разные по условиям увлажнения годы;

- оценить влияние режимов орошения и доз удобрений, метеорологиче-

ских условий на рост и развитие растений озимой ржи;

- дать комплексную оценку основных урожаеобразующих факторов, обеспечивающих получение планируемой урожайности зерна озимой ржи;

- определить сорт озимой ржи, обеспечивающий наибольшую продуктивность растений в зависимости от вносимых доз удобрения и режимов орошения;

- дать экономическую и энергетическую оценку эффективности технологических приемов возделывания озимой ржи при орошении в условиях южной зоны Амурской области.

Научная новизна. Впервые для почвенно-климатаческих условий южной зоны Амурской области проведена оценка потенциала продуктивности перспективных сортов озимой ржи, определены сочетания водного и пищевого режимов почвы, которые обеспечивают формирование планируемой урожайности зерна. В комплексной взаимосвязи установлены параметры аг-рофитоценозов озимой ржи при формировании планируемой урожайности зерна в зависимости от различного сочетания урожаеобразующих факторов, уточнены биоклиматические температурные коэффициенты, используемые для управления водным режимом почв.

Основные положения, выносимые на защиту:

- комплексная оценка влияния природных и управляемых факторов на фотосинтетическую деятельность, рост, развитие и продуктивность озимой ржи при орошении на лугово-черноземовидных почвах южной зоны Амурской области;

- закономерности влияния водного и минерального питания на водопо-требление и формирование урожая зерна озимой ржи на уровне 3,5 т/га;

- экономическое и энергетическое обоснование эффективности агромелиоративных приемов возделывания озимой ржи в условиях орошения.

Практическая значимость работы состоит в повышении эффективности возделывания озимой ржи на лугово-черноземных почвах Амурской области, за счет оптимального режима орошения, дозы удобрений, сорта озимой ржи, позволяющих повысить продуктивность растений до 3,5 т/га зерна. Данная технология возделывания озимой ржи, основанная на дождевании, даст возможность хозяйствам получать более высокие урожаи зерна.

Достоверность результатов исследований подтверждается достаточным объемом результатов экспериментальных исследований, выполненных с применением современных, апробированных и стандартизированных методик общепринятых методов математического анализа и данными производственной проверки.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на международной научно-практической конференции «Наука и молодежь: новые идеи и решения» (г. Волгоград, 2011 г.), международной научно-практической конференции «Интеграционные процессы в науке, образовании и аграрном производстве -залог успешного развития АПК» (г. Волгоград, 2011 г.), международной научно-практической конференции «Аграрная наука - основа успешного развития АПК и сохранения экосистем» (г. Волгоград, 2012 г.), региональных научно-практических конференциях «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (г. Благовещенск, 2009 - 2011 гг.), на дистанционной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России» (п. Персиановский, 2011 г.), научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ДальГАУ (г. Благовещенск, 2009 - 2011 гг.). Результаты исследований вошли в отчеты НИР ФГБОУ ВПО ДальГАУ за 2009 - 2011 годы.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ, в том числе одна статья в издании, рекомендованном ВАК РФ для кандидатских диссертаций.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований по оптимизации водного режима почвы при возделывании озимой ржи на мелиорируемых землях была внедрена на орошаемом участке в колхозе «Прогресс» Константиновского района Амурской области.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 187 страницах компьютерного текста. Она состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, включает 17 рисунков, 27 таблиц, 48 приложений. Список использованной литературы содержит 192 наименования, в том числе 21 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отмечены актуальность, научная новизна и практическая значимость работы, определены цель, задачи и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Изученность вопроса по возделыванию озимой ржи в условиях орошения» изложены особенности выращивания озимой ржи в Российской Федерации при орошении. На основании анализа результатов многолетних исследований, проведенных в различных условиях нашей страны и за рубежом, изучено воздействие урожаеобразующих факторов на рост, развитие и урожайность озимой ржи. По данным А.Н. Тиунова, К.А. Глухих, А.О. Хорьковой, А.И. Шернина, Л.И. Кедровой, Г.В. Коренева, JI.P. Шарифуллина, И.Ш. Фатыхова, Я.М. Одноконь, А.И. Жолобова, A.A. Гончаренко, A.B. Макарова И.И. Смирнова, В.М. Иванова озимая рожь является перспективной культурой, позволяющей получать стабильные урожаи зерна. Обобщение имеющихся научных исследований, а так же практического опыта позволили разработать направление исследований, ориентированное на повышение эффективности возделывания озимой ржи в условиях южной зоны Амурской области.

Во второй главе «Условия проведения и методика исследований» рассматриваются почвенно-климатические условия, схема опыта и методика проводимых исследований.

Проведение полевых опытов осуществлялось в период 2008 - 2011 годов на опытном поле отдела семеноводства ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет», с. Грибское Благовещенского района.

По совокупности гидротермических показателей вегетационного периода годы исследований можно характеризовать следующим образом: 2009 г. -влажный (ГТК-1,82), 2010 г. - переувлажненный (ГТК-2,0) и 2011 г. - засушливый (ГТК-1,2).

Почвенный покров опытного участка представлен в основном лугово-черноземовидными почвами. По данным анализов гранулометрического состава лугово-черноземовидные почвы относятся к тяжелосуглинистым.

Содержание гумуса в пахотном горизонте - 3,4 %, гидролизуемого азота - 47 мг на 100 г почвы, подвижного фосфора - 63 мг/кг почвы, обмен-

ного калия - 182 мг/кг почвы, рН солевой вытяжки - 5,5.

Плотность сложения пахотного слоя составляет - 1,04 - 1,08 т/м3, наименьшая влагоемкость - 33,4 - 30,8% от массы сухой почвы.

Экспериментальные исследования по разработке основных показателей режимов орошения озимой ржи с внесением минеральных удобрений проводились в трехфакторном полевом опыте.

Фактор А. Водный режим.

Ао- контроль (без полива);

А) - предполивная влажность почвы 70 % НВ;

А2 - предполивная влажность почвы 80 % НВ;

Аз - предполивная влажность почвы 90 % НВ.

Фактор В. Сорта озимой ржи

В[- озимая рожь Короткостебельная 69

В2 - озимая рожь Чулпан 7.

Фактор С. Дозы удобрений.

Со-контроль (без удобрений);

С] - удобрения в дозе ЫзоР^Кю;

С2- удобрения в дозе N45^20^25;

Сз - удобрения в дозе Ы6оР25Кго-

Опыт закладывали методом расщепленных делянок по режиму орошения и рендомизированно - по минеральному питанию. Площадь опытной делянки - 49 м2. Повторпость в опытах четырехкратная. Способ полива - дождевание. Полив осуществлялся согласно требованиям схемы опытов по водному режиму почвы дождевальными насадками «Роса-3» - двухсопловая среднеструйная дождевальная насадка кругового действия. Расход воды составляет 4 л/с, радиус действия 10 м. Глубина активно регулируемого поливами слоя увлажнения почвы 0,4 м.

Исследования проводились при соблюдении требований методик опытного дела Б.А. Доспехова, В.Н. Плешакова, П.Г. Найдина. Лабораторный анализ проводили в лаборатории агрохимии почвы ДальГАУ и аналитической лаборатории ГНУ ВНИИ сои. Дозы минеральных удобрений рассчитывали балансовым методом по методике В.И. Филина. Плотность почвы определяли по методике А.Н. Качинского. Водопотребление озимой ржи определялось методом водного баланса А.Н. Костякова. Влажность почвы -

термостатно-весовым методом, сроки проведения поливов - по снижению предполивной влажности почвы до заданного уровня. Количество подаваемой на поле воды при поливе дождеванием учитывали с помощью дождемеров Ф.Ф. Давитая. Накопление сухого вещества, расчёты хода формирования площади листовой поверхности растений, чистую продуктивность фотосинтеза и фотосинтетический потенциал определяли по методике A.A. Ничипоровича.

Для анализа агрохимической характеристики почвы определяли обменный аммоний по методу ЦИНАО (ГОСТ 26489-90), подвижный фосфор и обменный калий по Кирсанову (ГОСТ 26207-89), рН-потенциометрическим методом (ГОСТ 26483-90), гидролитическую кислотность по методу Каппена в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-84), сумму поглощенных оснований комплекснометрическим методом (ГОСТ 26487-90), гумус по Тюрину в модификации Б. А. Никитина.

Статистическая обработка результатов исследований проведена методом дисперсионного анализа по методике Б.А. Доспехова с использованием компьютерных программ. Биоэнергетическую и экономическую эффективность возделывания озимой ржи рассчитывали по «Методике энергетического анализа технологических процессов в сельскохозяйственном производстве» и «Энергетической оценке технологий возделывания полевых культур».

В зерне озимой ржи определяли содержание элементов питания на приборе ИК сканер NIR-4250. Калибровку прибора проводили по содержанию определяемых элементов (азота, фосфора и калия), установленных методом мокрого озоления (методика ЦИНАО) в 10% образцов. Сырой белок в зерне рассчитывали умножением содержания азота на белковый коэффициент.

В третьей главе «Водопотребление озимой ржи» представлены результаты исследований по орошению озимой ржи дождеванием.

В годы проведения исследований для поддержания заданного схемой опыта предполивного порога влажности почвы 70% HB проводилось 1 - 2 полива поливной нормой 450 м3/га. При поддержании влажности почвы на уровне 80% HB проведением 2-4 поливов нормой 300 м3/га Увеличение предполивного порога влажности почвы до 90% HB повысило число поливов до 5 - 9 нормой 150 м3/га.

Суммарное водопотребление озимой ржи зависело от почвенно-климатических условий, вариантов водного режима почвы, продолжительности вегетационного периода, сорта и ряда других факторов. Так за годы исследований оно изменялось от 4250 до 5919 м3/га.

Максимальное суммарное водопотребление было отмечено в варианте с поддержанием предполивного порога влажности почвы на уровне 90% НВ, и в среднем за три года исследований оно составило 5271 м '/га (рис. 1).

70% НВ (Е = 4875м 3/га) 80% НВ <Е = 5080 м'/га>

4163 4163

90% НВ (Е = 5271 м3/га)

К Оросительная норма, мЗ/га □ Осадки, мЗ/ra й Использование почвенной влаги, мЗ/га

Рисунок 1 - Структура суммарного водопотребления озимой ржи, средняя за 2009-2011гг.

Расход воды растениями озимой ржи в варианте с предполивным порогом влажности почвы 70% НВ составил 4875 м3/га, а при повышении его до 80% НВ увеличилось водопотребление до 5080 м7га.

Наибольшее количество подаваемой на поле воды, в среднем за три года исследований, растения озимой ржи расходовали в варианте с предполивной влажностью почвы не ниже 90% НВ, что составило 1000 м7га.

Минимальная оросительная норма (600 м3/га) в среднем затри года исследований получена в варианте с назначением поливов при влажности поч-

вы 70% НВ, а в варианте поддержания предполивного порога влажности на уровне 80% НВ поливная вода в структуре суммарного водопотребления составила в среднем за годы исследований 800 м3/га.

В структуре суммарного водопотребления основной приходной статьей водного баланса орошаемого участка озимой ржи являются атмосферные осадки. В среднем за три года исследований на их долю по вариантам опытов пришлось 85,39 - 78,98% от общего водопотребления.

Из представленных данных видно, что с уменьшением количества выпавших осадков происходит увеличение оросительной нормы озимой ржи. При этом с повышением предполивного порога влажности почвы отмечается уменьшение использования запасов почвенной влаги.

Анализ водопотребления растений озимой ржи сортов Короткостебель-ная 69 и Чулпан 7 по межфазным периодам с различными предполивными порогами влажности почвы показал, что их водопотребление в период начала весенней вегетации - выход в трубку изменялось от 769,3 до 1071,3 м3/га и от 790,5 до 1100,9 м3/га, в соответственно.

Водопотребление достигает максимума в межфазный период колошение - цветение и составляет у сорта Короткостебельная 69 1126,3 - 1568,5,2 м3/га, у сорта Чулпан 7 1105,0 - 1538,9 м3/га.

При обосновании режима орошения озимой ржи важным аргументом является установление динамики среднесуточного расхода воды по межфазным периодам. Именно это позволяет наиболее полно характеризовать закономерности изменения потребности растений в воде и более точно обосновать сроки проведения поливов, которые способствовали бы более качественному управлению водным режимом почвы для получения программируемой урожайности зерна озимой ржи.

В период начала весенней вегетации - выход в трубку среднесуточное водопотребление по всем вариантам режимов орошения было примерно одинаковым и в среднем за три года исследований по сортам озимой ржи составило 40,8 м3/га (рис. 2).

Начало Выход в Колошение - Цветение - Молочная Восковая

весенней трубку- цветение молочная восковая полная

вегетации - колошение спелость спелость спелость выход в трубку

сорт Короткостебельная 69

сорт Чулпан 7

3 90 X

п 80

6 ,„

о 70 О.

о 60

§ 50

| 5 40

2 "я 30

В 20

? ю

а °

^ Начало весенней Выход в тр\юк\ - Копощенне - Цветение - Молочная Восковая полная

У вегетации - выход колошение цветение молочная спелость восковая спелость спелость

С.

в тртоку

■ Режим орошения 70% НВ О Режим орошения 80% НВ В Режим орошения 90% НВ

Рисунок 2 - Среднесуточное водопотребление озимой ржи сортов Короткостебельная 69 и Чулпан 7, среднее за 2009-2011 гг.

Затем среднесуточный расход воды растениями озимой ржи в связи с нарастанием вегетативной массы, развитием корневой системы и повышением среднесуточных температур воздуха увеличивался.

Максимальное среднесуточное водопотребление на всех вариантах было в период колошение - цветение, и в среднем за три года исследований до-

стигало 75,9, 82,2, 82,1 м3/га у сорта Короткостебельная 69 и 74,5, 77,7, 77.3 м3/га у сорта Чулпан 7.

В дальнейшем происходит снижение среднесуточного водопотребле-ния озимой ржи. Так, в межфазный период цветение - молочная спелость, этот показатель для сорта Короткостебельная 69 равен 38,5, 38,6 и 41,2 м3/га, а для сорта Чулпан 7 - 37,9,38,1 и 40,6 м3/га соответственно.

Следовательно, закономерность изменения среднесуточного водопо-требления озимой ржи при орошении по периодам его роста и развития дает возможность более рационально распределять поливы во времени.

Биоклимаческие методы определения суммарного испарения полем, довольно часто применяются при разработке проектных и эксплуатационных режимов орошения сельскохозяйственных культур.

Для условий южной зоны Амурской области на основании наших опытов были определены биоклиматические коэффициенты испарения влаги на посевах озимой ржи при орошении с использованием суммы среднесуточных температур воздуха.

Анализируя проведенные нами опыты можно сделать следующие выводы, что с улучшением водного режима почвы численные значения биоклиматических коэффициентов увеличиваются.

При поддержании предполивной влажности почвы не ниже 70% НВ получен наименьший расход воды на 1°С температуры воздуха, который в среднем за период вегетации озимой ржи сорта Короткостебельная 69 составил 0,26 мм/°С, для Чулпан 7 - 0,23 ммс/С. При увеличении влажности почвы до 80% НВ произошло увеличение биоклиматического коэффициента испарения до 0,28 и 0,25 мм0/С, соответственно. Максимальный расход воды сложился при повышении предполивного порога влажности почвы до 90% НВ. Тогда как его значение в среднем за три года исследований для сорта озимой ржи Короткосебельная 69 составило 0,29 мм°/С, для Чулпан 7 - 0,27 мм°/С.

Полученные в наших исследованиях значения биоклиматических коэффициентов показывают возможность водопотребления озимой ржи при орошении в период роста и развития растений, что позволяет учитывать эти данные для назначения сроков и норм поливов.

По значениям коэффициента водопотребления можно судить об эффективности выбранного режима орошения. Режим орошения почвы 80% НВ был более продуктивным по использованию воды на посевах озимой ржи сортов Корткостебсльная 69 и Чулпан 7, вследствие того, что имел более низкое значение коэффициента водопотребления 1795,1 и 1820,8 м3/т (табл.1).

Основным показателем, определяющим эффективность режима орошения любой сельскохозяйственной культуры, служат затраты оросительной воды на формирование единицы товарной продукции. Численные значения затрат оросительной воды зависят от тех же факторов, что и коэффициент водопотребления. Они изменяются в зависимости от режима орошения и вла-гообеспеченности года и доз вносимых минеральных удобрений.

Таблица 1 - Коэффициент водопотребления и затраты оросительной воды при различных режимах орошения почвы озимой ржи

Предио-ливная влажность сорт Чулпан 7 сорт Короткостебельная 69

Годы исследований Оросительная Коэффициент водопотребления, м7т Затраты оросительной Оросительная Коэффициент водопотребления, м7т Затраты оросительной

почвы, %НВ норма, м7га воды на 1т ржи, м7т норма, м7га воды на 1т ржи, м3/т

2009 450 1864,7 176,5 450 1964,8 185,9

70 2010 450 2303,3 184,4 450 2303,3 184,4

2011 900 1628,4 344,8 900 1808,5 382,9

средняя 600 1932,1 235,2 600 2031,3 250,0

2009 600 1759,8 215,1 600 1903,1 232,6

80 2010 600 2115,4 219,8 600 2212,6 229,9

2011 1200 1598,2 421,1 1200 1380,3 363,6

средняя 800 1820,8 285,3 800 1795,1 282,7

2009 900 1977,2 342,2 900 2047,2 354,3

90 2010 750 2208,6 279,8 750 2330,3 295,3

2011 1350 1647,4 473,7 1350 1870,5 537,8

средняя 1000 1944,4 365,2 1000 2083,3 395,3

Наибольшие значения этого показателя были отмечены при влажности активного слоя почвы на уровне 90% НВ и в среднем составили 395,3 м"7т для сорта Короткостебельная 69 и 365,2 м3/т для сорта Чулпан 7, при предполивной влажности почвы до 80% НВ происходило снижение затрат оросительной воды до 282,7 и 285,Зм3/т, соответственно.

В варианте с режимом орошения 70% НВ на образование 1 тонны товарной продукции было затрачено минимальное количество оросительной воды, которое изменялось в среднем за три года исследований по сортам от 250,0 до 235,2 м3/т.

На основании вышеизложенного следует, что с улучшением водообес-печенности озимой ржи коэффициент водопотребления и затраты оросительной воды повышались.

В четвертой главе «Изучение сочетания факторов, влияющих на получение планируемой урожайности зерна озимой ржи» рассматриваются фенологические наблюдения, динамика накопления биомассы посевами озимой ржи при орошении дождеванием, изменение фотосинтетических показателей при различных режимах орошения, внесения доз минеральных удобрений у сортов озимой ржи Чулпан 7 и Короткостебельная 69.

На весь период вегетации растениям озимой ржи при орошении в вариантах с поддержанием предполивной влажности почвы 70, 80 и 90% НВ, в среднем за три года исследований потребовалось 143. 146 и 145 дней. На контроле продолжительность вегетационного периода озимой ржи в среднем составляла 140 дней.

Оптимизацией водного режима почвы при орошении нами формировались наиболее оптимальные условия для роста и развития растений озимой ржи. В фазе молочной спелости у сорта озимой ржи Короткостебельная 69, в среднем за три года исследований, в варианте с режимом орошения 70% НВ надземная масса абсолютно сухого вещества растения составляла 7,3 т/га. При повышении предполивных порогов влажности до 80 и 90% НВ она возросла на 8 и 9% соответственно.

У сорта Чулпан 7 в фазе молочной спелости, в среднем за годы исследований, на фоне режима орошения 70% НВ надземная масса абсолютно сухого

вещества растения составляла 8,3 т/га, а при повышении предполивных порогов влажности почвы до 80 и 90% НВ она возросла на 9 и 14% соответственно.

Основную часть ассимиляционной поверхности озимой ржи составляют листья, именно в них осуществляется фотосинтез. Во время роста и развития растений с применением минеральных удобрений существенно увеличивается площадь листовой поверхности. В частности, при наступлении фазы выхода в трубку площадь листьев у сорта Короткостебельная 69 на контроле без удобрений в среднем за три года исследований составляла 26,2 тыс. м2/га (рис. 3), а внесение минеральных удобрений в дозе К15Р20К.15 привело к увеличению площади листьев в 1,6 раз.

Рисунок 3 - Влияние режимов орошения на площадь листьев озимой ржи сорта Короткостебельная 69, тыс. м2/га (в среднем за 2009-2011 г.г.)

На посевах озимой ржи Чулпан 7 в эту фазу площадь листьев на контроле была равна 21,6 тыс. м2/га (рис. 4), а внесение минеральных удобрений дозой ИбоРгбКго привело к увеличению площади листьев в 1,7 раз.

В фазу колошения прослеживается заметное уменьшение площади листовой поверхности, что связано с подсыханием нижних листьев у растений озимой ржи.

В наших исследованиях величина фотосинтетического потенциала посевов изменялась в зависимости от режимов орошения, условий минерального питания и сортов озимой ржи. В посевах сорта Чулпан 7 на фоне удобрений дозой Ы6оР25К2о, предполивной влажности почвы 80% НВ сформировался самый большой фотосинтетический потенциал - 2447,9 тыс.м2 - дней/га. В посевах сорта Ко-роткостебельная 69 он был несколько ниже - 2421,3 тыс.м2 ■ дней/га.

□ контроль @ 70% НВ И 80% НВ £90%НВ

Рисунок 4 - Влияние режимов орошения на площадь листьев озимой ржи сорта Чулпан 7, тыс. м~/га (в среднем за 2009 - 2011 гг.)

Для характеристики работы листовой поверхности использовали величину чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ). В среднем за вегетацию ЧПФ по вариантам изменялась в пределах 3,84 - 4,93 г/м2 для сорта Чулпан 7 и 3,45 - 4,74 г/м2 для сорта озимой ржи Короткостебельная 69. Максимального значения ЧПФ достигала в межфазный период фазы колошения - цветения и изменялась в зависимости от изучаемых вариантов от 5,30 до 8,18 г/ м2 сутки.

В результате проведенных исследований нами отмечена положительная корреляция между урожайностью и ФП сорта озимой ржи Чулпан 7 (г = 0,86), сорта Короткостебельная 69 (г = 0,58); между урожайностью и ЧПФ озимой

Площадь листьев,

ржи Чулпан 7 (г = 0,51), а также урожайностью и ЧПФ сорта Короткосте-бельная 69 (г = 0,18).

В пятой главе «Структура урожая и урожайность озимой ржи» приведены данные по урожаю и его структуре, качеству зерна ржи.

Равновесием между основными органами растения, которые определяют продуктивность посевов зерновых культур и долей участия товарной части в общей величине урожая является структура урожая. В зависимости от режимов орошения структурные показатели урожая зерна озимой ржи за годы наших исследований отличались.

Наилучшие показатели структуры урожая озимой ржи в среднем за три года исследования наблюдались при поддержании влажности почвы 80% НВ при внесении минеральных удобрений дозой М60р25К.2а как у сорта Коротко-стебельная 69, так и у Чулпан 7.

Так, густота стояния растений озимой ржи в период восковой спелости по сортам изменялась от 238 до 386 штук и от 239 до 476 штук, высота растений в фазу восковой спелости составляла 1,17 - 1,36 и 1,26 - 1,56 м, длина колоса 0,10 - 0,13 и 0,11 - 0,13 м, число зерен в колосе 30 - 32 и 33 - 34 штук, масса зерна колоса составляет 0,82 - 0,87 г и 0,86 - 0,92 г, масса 1000 зерен составляет 27,0 -27,4 г и 27,0-28,8 г.

Урожайность зерна озимой ржи изменялась в зависимости от уровня обеспеченности растений влагой (табл. 2). Так при предполивном пороге влажности почвы 70% НВ в среднем за три года исследований она составила 2,48 т/га.

Повышение предполивной влажности почвы до 80% НВ способствовало увеличению урожайность зерна озимой ржи в среднем по факторам до 2,69 т/га, а до 90% НВ не приводило к повышению урожайности.

Внесение расчетных доз минеральных удобрений также способствовало увеличению урожая. Так при внесении минеральных удобрений в дозе ЫзоРиКю урожайность зерна озимой ржи в среднем по изучаемым факторам повысилась и составила 2,24 т/га, внесение удобрений в дозе К^РгсК^ и Ы6СР25К20 увеличило урожайность до 2,66 - 2,87 т/га зерна соответственно.

На контрольном варианте была получена наименьшая урожайность озимой ржи -1,81 т/га зерна.

Таблица 2 - Влияние режимов орошения и доз удобрения на урожайность

озимой ржи, т/га

Дозы внесения минеральных удобрений, кг.д.в./га (фактор С) Сорт озимой ржи (фактор В) Среднее по факторам

Режим орошения (фактор А) Короткостебельная 69 Чулпан 7 А В С АВ АС ВС

контроль 1,57 1,64 2.33 1,81 1,76 1,61 1,76

контроль КзоРиКю 1,70 1,72 1,78 2,46 2,24 2,43 1,71 2,19

1,86 1,90 2,66 2,59 1,88 2,61

N6(^25^.20 1,89 1,92 2,87 2,55 1,91 2,76

контроль 1,80 1,86 1,79 1,83 1,86

70 ИзоР^Кю 2,26 2,39 2,48 2,53 2,33 2,28

^РзоКи 2,68 2,87 2,79 2,78 2,71

^оРгзКго 2,97 3,01 2,72 2,99 2,98

контроль 1,85 1,97 1,91

80 МзоР^Кт 2,43 2,53 2,69 2,48

К45Р2ОК15 2,97 3,09 3,03

^оРгзКм здз 3,56 3,35

контроль 1,82 1,98 1,90

90 ИзоР^Кц, 2,39 2,46 2,63 2,43

адзоК.!! 2,93 2,99 2,96

МбоР25К2о 3,06 3,44 3.25

Чулпан7-2009г. НСР(15. 0,178 ;2010 г. НСР05. 0,142 ;2011 г. НСР„5= 0,151 Короткостебельная69-2009г. НСРШ. 0,149 ,2010 г. НСР05= 0,142 ;2011 г.HCPos » 0,209

Максимальная урожайность зерна озимой ржи в среднем за три года исследований получена при возделывании сорта Чулпан 7 - 2,79 т/га, а по сорту Короткостебельная 69 средняя урожайность составила 2,59 т/га.

Математическая обработка данных зависимостей урожайности зерна озимой ржи сорта Чулпан 7 и сорта Короткостебельная 69 от суммарного водо-потребления и оросительной нормы позволила их описать уравнением полиномиального вида у = - 0,28х2 + 1,36х + 1,12; г2 = 0,9433 и - 0,19х2 + 1,11х + 1,51; г2 = 0,9441, соответственно.

Существенное влияние на рентабельность производства зерна озимой ржи оказывают качественные показатели.

При поддержании предполивного порога влажности в активном слое почвы не ниже 70% НВ содержание основных питательных веществ в зерне

озимой ржи в среднем за три года исследований было следующим: белка -11,6%, крахмала - 87,8, сырого жира - 2,0, сырой золы - 2,6 и клетчатки - 2,3%. На вариантах с режимами орошения 80 и 90% НВ качественные показатели зерна озимой ржи значительно не отличались: сырой жир - 2,1, клетчатка - 2,5 - 2,3%, белок - 12,0 и 11,9%, крахмал - 88,2 и 88,1% соответственно. На контрольном варианте отмечены следующие показатели качества зерна: белок - 10,6%, крахмал - 87,5, сырого жира - 2,0, сырая зола - 2,0 и клетчатка - 2,0%.

Внесения расчетных доз минеральных удобрений способствовало повышению содержания питательных веществ в зерне озимой ржи. Так в среднем за три года исследований белок повысился на 0,8%, а крахмал - на 0,2%.

Содержание крахмала и белка в зерне озимой ржи сорта Короткосте-бельная 69 в среднем за годы исследований составило соответственно 88,0 и 11,9%, а по сорту Чулпан 7 - 88,2 и 12% соответственно.

На основании вышеизложенных данных можно сделать следующий вывод, что наилучшие технологические качества зерна получены на посевах озимой ржи сорта Чулпан 7 с предполивным порогом влажности почвы 80% НВ, при внесении минеральных удобрений дозой Ы6оР25К2о-

В шестой главе «Экономическая и энергетическая эффективность озимой ржи при орошении» рассмотрена энергетическая и экономическая оценка вариантов режима орошения, доз удобрений различных сортов озимой ржи согласно рекомендуемой технологии возделывания. Для возделывания озимой ржи в условиях южной зоны Амурской области экономически выгодным является выращивание сорта Чулпан 7 при поддержании предполивного порога влажности почвы на уровне 80% НВ в сочетании с внесением минеральных удобрений дозой КбоР^К-о, уровень рентабельности производства зерна при этом составил 55,5%, дополнительный чистый доход - 5,718 тыс. руб./га, а коэффициент энергетической эффективности - 2,21. Уровень рентабельности зерна при выращивании озимой ржи Короткостебельная 69 составил 44,4%. При этом дополнительный чистый доход снизился до 3,907 тыс. руб./га, а коэффициент энергетической эффективности - до 1,82.

ВЫВОДЫ

1. Почвенно-климатические ресурсы южной зоны Амурской области в сочетании с регулированием условий водного режима и минерального питания растений позволяют формировать урожай до 3,5 т/га зерна озимой ржи сорта Чулпан 7.

2. В условиях региона основной приходной статьей водного баланса орошаемых посевов озимой ржи является приход влаги от атмосферных осадков - от 69,0 до 89,8 %, на долю используемых запасов почвенной влаги приходится от 1,92 до 2,6 %, а доля оросительной воды в водном балансе изменяется от 8 до 28%.

3. Для поддержания преполивной влажности почвы в посевах озимой ржи на уровне 70% НВ требуется проведение 1 - 2 поливов поливной нормой 450 м3/га. Повышение предполивного порога до 80% сопровождается увеличением количества поливов до 2 - 4 нормой 300 м3/га, при предполивной влажности почвы 90% НВ количество поливов возрастает до 5 - 9 поливной нормой 150 м3/га.

4.Среднесуточный расход воды по межфазным периодам роста и развития озимой ржи изменяется в пределах 19,5 - 77,7 м3/га, достигая максимальных показателей в период "колошение - цветение".

5. Установленные по межфазным периодам и в среднем за вегетацию биоклиматические коэффициенты испарения влаги позволяют во взаимосвязи с характеристиками дефицита влажности воздуха проанализировать динамику водопотребления посевов озимой ржи и использовать их для управления водным режимом почвы с выходом на запланированную урожайность.

6. Внесение возрастающих доз минеральных удобрений с N30P15Ki0 до N60P25K20 увеличивает фотосинтетический потенциал посева до 2037,5 -2447,9 тыс. м2-дней/га. Уровень формируемой урожайности зерна озимой ржи тесно коррелирует с основными показателями фотосинтетической деятельности посевов. Урожай зерна озимой ржи 3,5 т/га формируется при средних значениях площади листьев 26,3 тыс. м2/га, чистой продуктивности фотосинтеза 4,93 г/м2-сутки, накопления сухой биомассы порядка 10 т/га.

7. Урожайность озимой ржи на уровне 3,5 т/га обеспечивалась при под-

держании порога предполивиой влажности почвы 80% НВ в слое почвы 0,4 м при внесении минеральных удобрений дозой К6оР25К2о. В условиях дефицита водных и сельскохозяйственных ресурсов возможно снижение порога пред-поливной влажности почвы до 70% НВ (0,4 м) и внесения минеральных удобрений дозой К60р25К2о при этом формируется урожайность зерна озимой ржи на уровне 3 т/га.

8. Наилучшие показатели структуры урожая наблюдались при поддержании влажности расчетного слоя почвы не ниже 80% НВ. Густота стояния растений озимой ржи сорта Чулпан 7 в период восковой спелости составила 295 штук/ м2, высота растений в фазу восковой спелости составляла 1,56 м, длина колоса 0,13 м, число зерен в колосе 34 штуки, масса зерна одного колоса 0,892 г., масса 1000 зерен составляет 2в,8 г.

9. Качественные показатели зерна озимой ржи повышались с улучшением водообеспеченности посевов. Лучшие технологические качества получены на посевах озимой ржи сорта Чулпан 7 с предполивным порогом влажности почвы до 80% НВ, дозами минеральных удобрений Ма^Кк: сырой жир - 2,1, клетчатка - 2,5%, белок -12,0%, крахмал - 88,2%.

10. В условиях южной зоны Амурской области экономически выгодным является выращивание озимой ржи сорта Чулпан 7 при поддержании предпо-ливного порога влажности почвы на уровне 80% НВ в.сочетании с внесением минеральных удобрений дозой ^с^Км- Уровень рентабельности производства зерна в этом варианте составил 55,5%, дополнительный чистый доход -5,718 тыс. руб./га, а коэффициент энергетической эффективности - 2,21.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В условиях юга Амурской области для получения урожайности озимой ржи на уровне 3,5 т/га следует поддерживать предполивной порог влажности почвы в слое 0,4 м на уровне 80% НВ путем проведения 2-4 поливов поливной нормой 300 м3/га на посевах сорта Чулпан - 7.

2. Для оперативного планирования сроков и норм поливов следует применять биоклиматический метод определения суммарного водопотребле-ния на основании установленных в исследованиях температурных модулей

расхода влаги, позволяющий эффективно управлять процессами формирования водного режима почвы при получении планируемой урожайности зерна и рациональном использовании водных ресурсов.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кондрашова, A.A. Ресурсосберегающая технология возделывания ржи при орошении / A.A. Кондрашова // Молодежь 21 Века: шаг в будущее -материалы Х-ой региональной межвузовской конференции, посвященной Году молодежи в Российской Федерации. - Благовещенск: Изд-во Поли-М, 2009. Книга 3.-С.193- 195.

2. Кондрашова, A.A. Режимы орошения озимой ржи в условиях южной зоны Приамурья / A.A. Кондрашова // Молодежь XXI века: шаг в будущее, материалы XI региональной научно-практической конференции, посвященной 65 годовщине обеды в Великой Отечественной войне: в 4-х ч. - Благовещенск: Изд-во АмГУ, 2010. - Ч.З. - С.258 - 259.

3. Кондрашова, A.A. Влияние минеральных удобрений и режима орошения на урожайность озимой ржи в условиях южной зоны Приамурья / A.A. Кондрашова // Молодежь XXI века: шаг в будущее: материалы XXI-й региональной научно-практической конференции с межрегиональным и международным участием, посвященной 50-летию полета в космос Ю.А. Гагарина: в 8 томах. - Благовещенск: Полиграфическая компания «Макро-С», 2011. Том 7. - С.17 -18.

4. Кондрашова, A.A. Возделывание озимой ржи на лугово-черноземовидных почвах южной зоны Приамурья при орошении / A.A. Кондрашова // Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России. Материалы восьмой Всероссийской дистанционной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - пос. Персиановский, ДонГАУ, 2011. - С.7 - 9.

5. Кондрашова, A.A. Влияние минерального питания и режимов орошения на возделывание озимой ржи в южной зоне Приамурья / A.A. Кондрашова // Наука и молодежь: новые идеи и решения: материалы V международной научно-практической конференции, г. Волгоград, 11-13 мая 2011г. Часть I. - Волгоград: Волгоградская ГСХА, 2011. - С.225 - 227.

6. Кондрашова, A.A. Определение оптимального ресурсосберегающего режима орошения при. возделывании озимой ржи в условиях южной зоны Приамурья / A.A. Кондрашова // Интеграционные процессы в науке, образовании и аграрном производстве - залог успешного развития АПК. Материалы международной научно-практической конференции, г. Волгоград, 25-27 января 2011г. Том 1.-Волгоград: Волгоградская ГСХА, 2011.-С.341 -344.

7. Боровой, Е.П. Возделывание озимой ржи на орошении в Амурской области / Е.П. Боровой, A.A. Кондрашова // Проблемы развития мелиорации, природообустройства и пути их решения: материалы научно-практической конференции (2-3 июня 2011 года, г. Благовещенск). - Благовещенск: Даль-ГАУ,2011.-С. 25-27.

8. Кондрашова, A.A. Коэффициенты водопотребления и затраты оросительной воды при орошении озимой ржи в условиях южной зоны Приамурья /A.A. Кондрашова // Водное хозяйство и земельные ресурсы: сб. науч. тр. ДальГАУ. - Благовещенск: ДальГАУ, 2011 .-Вып. 1. - С.11 - 14.

9. Кондрашова, A.A. Урожайность озимой ржи в зависимости от режимов орошения и доз удобрений в условиях южной зоны Амурской области / A.A. Кондрашова // Аграрная наука - основа успешного развития АПК и сохранения экосистем. Материалы международной научно-практической конференции. Том 2. - Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2012. - С.284 - 286.

10. Кондрашова, A.A. Водопотребление озимой ржи при орошении в условиях южной зоны Приамурья / A.A. Кондрашова // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2011. - №9. - С. 24-27.

Лицензия ЛР 020427 от 25.04.1997 г. Подписано к печати 20.02.2012 г. Формат 60x90/16. Уч.-изд.л. - 1,0. Усл.-п.л. -1,5. Тираж 100 экз. Заказ 29.

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии издательства ДальГАУ 675005, г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Кондрашова, Александра Александровна, Волгоград

61 12-6/281

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет»

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ, МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СОРТОВ ОЗИМОЙ РЖИ НА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМОВИДНЫХ ПОЧВАХ В УСЛОВИЯХ АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06.01.02 - Мелиорация, рекультивация и охрана земель

На правах рукописи

Кондрашова Александра Александровна

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Боровой Е.П.

Волгоград - 2012

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ИЗУЧЕННОСТЬ ВОПРОСА ПО ВОЗДЕЛЫВАНИЮ ОЗИМОЙ РЖИ В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ 8

1.1. Народнохозяйственное значение озимой ржи 8

1.2. Агробиологические особенности озимой ржи 9

1.3. Потребность озимой ржи в минеральном питании и удобрениях 16

1.4. Роль сорта в получении оптимальных урожаев и качества зерна озимой ржи 21

1.5. Влияние орошения на засоренность посевов озимой ржи 23

1.6. Режимы орошения озимой ржи 26

2. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 29

2.1. Климатические особенности южной зоны Амурской области 29

2.2. Метеорологические условия в годы исследований 30

2.3. Характеристика почвенных условий 3 6

2.4. Водно-физические и агрохимические свойства почв опытного участка 38

2.5. Агротехника возделывания озимой ржи в опыте 41

2.6. Методика проведения исследований 42

3. ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ ОЗИМОЙ РЖИ 49

3.1. Характеристика режимов орошения для поддержания различных уровней влажности почвы 49

3.2. Составляющие суммарного водопотребления 59

3.3. Среднесуточное водопотребление 64

3.4. Анализ биоклиматических коэффициентов испарения 67

3.5. Коэффициент водопотребления и затраты оросительной воды озимой ржи 70

4. ИЗУЧЕНИЕ СОЧЕТАНИЯ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ПОЛУЧЕНИЕ ПЛАНИРУЕМОЙ УРОЖАЙНОСТИ ОЗИМОЙ РЖИ 74 4.1. Фенологические наблюдения 74

4.2. Динамика накопления биомассы посевами озимой ржи при орошении дождеванием 82

4.3. Фотосинтетические показатели, влияющие на формирование более устойчивых урожаев 86

4.4. Влияние засоренности на урожайность озимой ржи 95

5. СТРУКТУРА УРОЖАЯ И УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ РЖИ 97

5.1. Структура урожая озимой ржи 97

5.2. Урожайность озимой ржи 101

5.3. Оценка качества зерна озимой ржи 108

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ РЖИ ПРИ ОРОШЕНИИ 113 ВЫВОДЫ 121 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 123 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 124 ПРИЛОЖЕНИЯ 140

Актуальность исследований. Обладая высокой адаптационной способностью, стабильностью получения урожая зерна и зелёной массы, агротехнической значимости как хорошего предшественника в сочетании с традиционным использованием ржаного хлеба в питании, зерна в кормопроизводстве, получении крахмала, спирта, солода и многих других продуктов озимая рожь становится в ряд важнейших сельскохозяйственных культур.

Российская Федерация по площади посевов и валовому сбору зерна озимой ржи занимает лидирующее место в мире. Однако, производство, заготовка зерна и зеленой массы озимой ржи отстают от потребностей сельского хозяйства. Во многом это зависит и от сокращения площадей, занятых ее посевами и их продуктивности. За последние годы в Амурской области площадь посевов озимой ржи сократилась в 10 раз, а урожайность зерна не превышала 1,5 т/га. Почвенно-климатические условия южной зоны Амурской области позволяют возделывать данную культуру, а, учитывая, что возникает недостаток влаги в первой половине весеннее - летнего вегетационного периода и переувлажнение почв во второй необходимо разработать агромел-лиоративные мероприятия, позволяющие в данных условиях обеспечивать высокую урожайность зерна и воспроизводство почвенного плодородия. Особая роль в решении данной проблемы отводится разработке научно -обоснованных режимов орошения озимой ржи в сочетании с внесением минеральных удобрений, позволяющих увеличивать урожайность культуры.

Цель исследований - разработать параметры водного режима почв для различных сортов озимой ржи при внесении минеральных удобрений, обеспечивающих формирование высокой урожайности зерна и экономию оросительной воды.

Достижение поставленной цели предусматривало поэтапное решение следующих задач:

- установить закономерности формирования водного режима почвы и во-

допотребления посевами озимой ржи в разные по условиям увлажнения годы;

- оценить влияние режимов орошения и доз удобрений, метеорологических условий на рост и развитие растений озимой ржи;

- дать комплексную оценку основных урожаеобразующих факторов, обеспечивающих получение планируемой урожайности зерна озимой ржи;

- определить сорт озимой ржи, обеспечивающий наибольшую продуктивность растений в зависимости от вносимых доз удобрения и режимов орошения;

- дать экономическую и энергетическую оценку эффективности технологических приемов возделывания озимой ржи при орошении в условиях южной зоны Амурской области.

Научная новизна. Впервые для почвенно-климатических условий южной зоны Амурской области проведена оценка потенциала продуктивности перспективных сортов озимой ржи, определены сочетания водного и пищевого режимов почвы, которые обеспечивают формирование планируемой урожайности зерна. В комплексной взаимосвязи установлены параметры аг-рофитоценозов озимой ржи при формировании планируемой урожайности зерна в зависимости от различного сочетания урожаеобразующих факторов, уточнены биоклиматические температурные коэффициенты, используемые для управления водным режимом почв.

Практическая значимость работы состоит в повышении эффективности возделывания озимой ржи на лугово-черноземных почвах Амурской области, за счет оптимального режима орошения, дозы удобрений, сорта озимой ржи, позволяющих повысить продуктивность растений до 3,5 т/га зерна. Данная технология возделывания озимой ржи, основанная на дождевании, даст возможность хозяйствам получать более высокие урожаи зерна.

Достоверность результатов исследований подтверждается достаточным объемом результатов экспериментальных исследований, выполненных с применением современных, апробированных и стандартизированных методик общепринятых методов математического анализа и данными производственной проверки.

Апробация работы и публикация результатов исследований. Исследования проводились в соответствии с планом НИР ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет» по теме № 20.2 «Агромелиоративные приемы возделывания риса и зерновых культур в условиях южной зоны Приамурья».

Результаты исследований и основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на международной научно-практической конференции «Наука и молодежь: новые идеи и решения» (г. Волгоград, 2011 г.), международной научно-практической конференции «Интеграционные процессы в науке, образовании и аграрном производстве - залог успешного развития АПК» (г. Волгоград, 2011 г.), международной научно-практической конференции «Аграрная наука - основа успешного развития АПК и сохранения экосистем» (г. Волгоград, 2012 г.), региональных научно-практических конференциях «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (г. Благовещенск, 2009 - 2011 гг.), на дистанционной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России» (п. Персиановский, 2011 г.), научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ДальГАУ (г. Благовещенск, 2009 -2011 гг.). Результаты исследований вошли в отчеты НИР ФГБОУ ВПО ДальГАУ за 2009 - 2011 годы.

По теме диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ, в том числе одна статья в рекомендованном ВАК РФ журнале «Вестник Алтайского государственного аграрного университета» № 9 (г. Барнаул, 2011 г.).

Основные положения, выносимые на защиту

- комплексная оценка влияния природных и управляемых факторов на фотосинтетическую деятельность, рост, развитие и продуктивность озимой ржи при орошении на лугово-черноземовидных почвах южной зоны Амурской области;

- закономерности влияния водного и минерального питания на водопо-

требление и формирование урожая зерна озимой ржи на уровне 3,5 т/га;

- экономическое и энергетическое обоснование эффективности агромелиоративных приемов возделывания озимой ржи в условиях орошения.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 187 страницах компьютерного текста. Она состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, включает 17 рисунков, 27 таблиц, 48 приложений. Список использованной литературы содержит 192 наименования, в том числе 21 иностранных авторов.

Личный вклад автора. Автору принадлежит постановка проблемы, разработка схемы исследований, проведение полевых исследований, анализ полученных экспериментальных данных. Доля личного участия автора в получении результатов исследований составляет не менее 85 %. Автор выражает искреннюю благодарность и признательность научным руководителям доктору технических наук, профессору, заслуженному мелиоратору РФ

И.С. Алексейко |, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Е.П. Боро-

вому за неоценимую помощь в работе.

1. ИЗУЧЕННОСТЬ ВОПРОСА ПО ВОЗДЕЛЫВАНИЮ ОЗИМОЙ РЖИ

В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ

1.1. Народнохозяйственное значение озимой ржи

Озимая рожь - важная зерновая продовольственная и кормовая культура. Рожь - это универсальное растение, используемое для пищевых, кормовых и технических целей. В зерне ржи в зависимости от условий возделывания и сорта содержится 9 - 17 % белка, 52 - 63 % крахмала и 1,6 - 1,9 % жира. Из ржаной муки выпекают разнообразные сорта хлеба (обдирный, орловский, рижский, бородинский и др.), обладающего высокими вкусовыми качествами и калорийностью [11, 17, 55]. Ржаной хлеб содержит полноценные белки и витамины (Аь Вь В2, Е, РР и др.), так необходимые человеку. По переваримости и усвояемости ржаной хлеб уступает пшеничному, однако превосходит его по биологической ценности белка, содержит приблизительно в 1,5 раза больше лизина и несколько больше треонина и тирозина.

Озимая рожь имеет и немаловажное кормовое значение. Ценность ржи как кормовой культуры определяется тем, что она дает ранний высококачественный зеленый корм. Зеленая масса озимой ржи также может быть использована для приготовления раннего силоса.

Зерно ржи и отходы мукомольного производства (дерть, кормовая мука) используются и как концентрированный корм для скота [155].

При помоле зерна озимой ржи образуются отруби, с большим содержанием в них оболочек зерна, поэтому они менее перевариваемые, чем кормовая мука, их используют главным образом при откорме крупного рогатого скота, а кормовую муку главным образом при откорме свиней. Отрубями и ржаной мукой часто сдабривают грубые корма сено, солому и полову.

Зародыши зерна озимой ржи, благодаря высокому содержанию основных питательных веществ (белки, жиры, сахар, витамины, а так же минеральные соединения), в очищенном виде нашли широкое применение в фар-

мацевтической и пищевой промышленности при изготовлении лечебных препаратов и высокопитательных концентратов.

Так же зерно ржи имеет и техническое значение. Оно идет на производство спирта и углеводов в винокуренной и крахмало-паточной промышленности. Во многих странах, где мало лесов, из ржаной соломы делают бумагу, получают фурфурол, уксус, целлюлозу, лигнин и другие материалы.

Наконец, ржаная солома широко применяется в быту для изготовления матов, корзин, шляп; ее также используют как ценный подстилочный материал в животноводстве.

В запаренном виде ржаную солому используют в виде грубого корма. Соломенную резку применяют в качестве примесей при силосовании сочных кормов (тыквы, капусты). Озимая рожь имеет большое агротехническое значение и является ценным предшественником для яровых культур и хорошим покровным растением для многолетних трав [40].

К преимуществам этого растения относится его удивительная приспособляемость к условиям выращивания и сравнительно невысокая требовательность к питательным веществам почвы.

Озимая рожь считается сравнительно молодым хлебным растением, так как человек начал возделывать ее значительно позже ячменя и пшеницы. Рожь распространена очень широко и во многих регионах нашей страны дает более высокие и устойчивые урожаи, чем яровые хлеба [133].

Природа одарила озимую рожь рядом замечательных свойств: она обладает исключительно высокой потребительской ценностью и универсальностью использования, а также способностью щедро оплачивать материальные и трудовые затраты земледельцев даже в неблагоприятных почвенно-климатических условиях.

1.2. Агробиологические особенности озимой ржи

ских видов. Возделывают только один вид Seeale cereale рожь посевную, или культурную. Распространенные в культуре сорта ржи принадлежат к разновидности vulgare Korn, (колосовой стержень неломкий, зерно открытое или полуоткрытое, колос белый, наружная цветковая чешуя голая).

По последней классификации, которую предложил В.Д. Кобылянский, род Seeale L. представлен четырьмя видами, которые разъединены на две секции. Первая секция это плотнозакрытно чешуйчатая oplismenolepis Nevski объединяет все дикие виды; вторая представлена одним видом Seeale cereale L. рожь посевная, и включает все формы культурной и сорно-полевой ржи, однолетней и многолетней, возделываемые формы диплоидной и тетра-плоидной ржи. Данный вид насчитывает пять подвидов, в каждом из которых имеются разновидности [80].

А. И. Державиным в Ставропольском крае выведена многолетняя рожь. Однако она нуждается в существенной селекционной доработке, так как имеет ряд недостатков (ломкость колоса, мелкозерность и др.) [85].

Исследования Н.И. Вавилова показывают, что рожь культурная произошла от дикой сорно-полевой ржи, которая до сих пор засоряет посевы пшеницы и ячменя в предгорных районах Кавказа. Происхождением ржи во многом объясняется её неприхотливость и нетребовательность к условиям возделывания, которую отмечают многие авторы [122, 153, 157].

Озимая рожь является продовольственной культурой, имеющей зерно, богатое аминокислотами, кальцием и другими веществами, которые придают ржаному хлебу высокую питательность и прекрасные вкусовые качества. Она обладает холодоустойчивостью, засухоустойчивостью, способностью усваивать из почвы труднодоступные формы фосфора.

Эти свойства озимой ржи обусловлены её морфологическими и биологическими особенностями.

Корневая система озимой ржи, как и других злаковых, мочковатая. Хорошо развитая корневая система озимой ржи способна усваивать трудно доступные элементы питания из почвы, особенно фосфорную кислоту фос-

фатов [79, 86, 88, 150].

Она состоит из зародышевых и узловых корней, которые играют определенную роль в питании растения. В период прорастании зерна озимой ржи появляется 3-4 зародышевых корешка, у крупных семян - больше.

Зародышевые корни сохраняются до конца вегетации, однако в нормальных условиях имеют максимальное значение в питании растений до фазы кущения. При возникновении дефицита влаги зародышевые корни исполняют основную роль в питании растений, так как при недостатке влаги рост узловых корней прекращается, они остаются в виде зачатков [151, 153].

Узловые корни мощнее, чем зародышевые. Их развитие начинается с момента кущения растений [79]. Первые корни отходят от главного побега, а по мере появления следующих побегов у них появляются новые узловые корни.

Развитие корней в разные фазы роста растений неодинаково, кроме того, оно зависит от температуры и влажности почвы [151]. Прирост корней от всходов до начала кущения ржи составляет около 2,5 см в сутки, от кущения до выхода в трубку 2 см, от колошения до цветения 1 см в сутки. Прирост корней прекращается после цветения одновременно с прекращением роста растения [151, 153].

Корни озимой ржи способны выдерживать отрицательную температуру зимой до 25° С, тогда как у озимой пшеницы до 15-20° С.

Биологической особенностью озимой ржи является повышенная степень кущения. Рожь имеет одно, двух и 3-х узловой тип кущения. В отличие от озимой пшеницы рожь кустится в основном осенью и при оптимальных сроках сева, тепло- и влагообеспеченности посевов может образовать 6-8 побегов, а иногда и более [126, 132]. Каждый побег кущения образует свои корни, в результате чего развивается мощная корневая система. При раннем сроке сева и с применением агротехники у одного растения ржи было получено более 400 плодоносящих побегов [72].

Тогда как другие ученые А.Н. Тиунов, К.А. Глухих, А.О. Хорькова, А.И. Шернин утверждают, что излишне высокая кустистость нежелательна, потому

как она может сопровождаться полеганием стеблей, неравномерным созреванием, вызывает пестроту урожая вследствие снижения продуктивности стеблей низших порядков. В связи с этим для многих регионов России, лучши�