Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние средств химизации и регулятора роста на формирование продуктивности кукурузы в условиях лесостепи Среднего Поволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние средств химизации и регулятора роста на формирование продуктивности кукурузы в условиях лесостепи Среднего Поволжья"

На правах рукописи

Иняхнн Александр Геннадьевич

ВЛИЯНИЕ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ И РЕГУЛЯТОРА РОСТА НА ФОРМИРОВАНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ КУКУРУЗЫ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 о ОКТ 2013

Пенза, 2013

005534395

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Семина Светлана Александровна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор кафедры «Техносферная безопасность» ФГБОУ ВПО «Пензенский ГУ» Стаценко Александр Петрович

кандидат сельскохозяйственных наук, руководитель представительства Общества с ограниченной ответственностью «КВС РУС» по Пензенской области Апарин Игорь Александрович

Ведущая организация - ГНУ «Пензенский научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН»

Защита состоится «25» октября 2013 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.01 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30.

Тел/факс: (8-412) 62-83-54; E-mail sha @mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА»

Автореферат разослан «24» сентября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

£ Гущина Вера Александровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из наиболее важных задач по увеличению продуктивности земледелия является неуклонное повышение плодородия почвы на основе применения удобрений и систематической борьбы с сорняками. Кукуруза в начальный период вегетации характеризуется низкой конкурентоспособностью к сорнякам. Сорные растения наносят огромный ущерб урожаю, они заглушают посевы кукурузы и, тем самым, уменьшают доступ к ним света, поглощают минеральные вещества и влагу, отрицательно влияют на температурный режим почвы, затрудняют уход за посевами, способствуют распространению вредителей. При использовании только механических приемов эффективное удаление сорняков не всегда достигается. Это зависит от потенциальной засоренности почвы, разных сроков прорастания и устойчивости отдельных биотипов сорных растений. В таких случаях необходимо применение химических мер борьбы. С помощью гербицидов можно снизить засоренность посевов на 75-90 %. Максимальный эффект от гербицидов может быть получен лишь при совпадении спектра действия препаратов, видового состава сорняков и срока обработки. Применение гербицидов является своеобразным окислительным стрессом для культурных растений, поэтому необходимо применение «антистрессовых» препаратов.

В связи с этим комплексные исследования по изучению характера формирования продуктивности кукурузы при применении средств химизации и регулятора роста являются весьма актуальными.

Цель исследований - установить особенности формирования урожайности и качества зеленой массы кукурузы в зависимости от удобрений, гербицидов и регулятора роста на черноземах выщелоченных лесостепи Среднего Поволжья.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

- изучить особенности роста, развития и фотосинтетическую деятельность растений кукурузы в зависимости от различных приемов агротехники;

- изучить влияние технологических приемов возделывания на численность и биологическую массу сорного компонента агрофитоценоза в опыте;

- определить эффективность действия предпосевного внесения минеральных удобрений, различных схем гербицидной защиты посевов кукурузы от сорной растительности и регулятора роста на урожайность зеленой массы кукурузы;

- выявить влияние средств химизации и регулятора роста на качество зеленой массы кукурузы;

- дать экономическую и энергетическую оценку изучаемым технологическим приемам возделывания кукурузы.

Научная новизна. Применительно к почвенно-климатическим условиям лесостепи Среднего Поволжья, в результате комплексных исследований, путем изучения применения довсходовых и послевсходовых гербицидов и регулятора роста как при одностороннем применении, так и в сочетании, на различных фонах минерального питания разработаны приемы реализации продуктивного потенциала раннеспелого гибрида кукурузы Катерина СВ. Показаны особенности

формирования фотосинтетического аппарата и элементов структуры урожая под влиянием средств химизации и регулятора роста. Установлено влияние минеральных удобрений, гербицидов и регулятора роста на урожайность кукурузы. Определены закономерности формирования качества зеленой массы кукурузы в зависимости от использования средств химизации и регулятора роста.

Практическая значимость. Предложены сельскохозяйственному производству адаптивные, энергетически и экономически обоснованные технологические приемы возделывания, позволяющие управлять формированием устойчивых агроценозов кукурузы. Внедрение научных разработок в практику обеспечит получение зеленой массы кукурузы 50 т/га, сбор кормовых единиц 17,5 т/га, переваримого протеина — 1042 кг/га и выход обменной энергии 192,2 ГДж/га.

Основные положения, выносимые на защиту:

- особенности роста и развития, формирования фотосинтетической деятельности раннеспелого гибрида кукурузы Катерина СВ в зависимости от приемов возделывания;

- изменение сорного компонента агрофитоценоза кукурузы под влиянием удобрений, гербицидов и регулятора роста;

- формирование урожайности кукурузы в зависимости от приемов возделывания;

- влияние удобрений, гербицидов и регулятора роста на кормовые достоинства кукурузы;

- энергетическая и экономическая эффективность использования удобрений, гербицидов и регулятора роста при возделывании кукурузы.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на Всероссийских научно-практических конференциях «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России» (Пенза, 2011; 2012 г.); Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, проводящейся по программе Всероссийского фестиваля науки и посвященной 60-летию ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2011 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в АПК: теория и практика» (Пенза, 2013).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 научных работах, три из которых в изданиях по перечню, рекомендованному ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 144 страницах компьютерного текста, состоит из введения, семи глав, выводов, предложений производству, включает 20 таблиц, 14 рисунков и 35 приложений. Список литературы содержит 203 наименования, в том числе 8 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 2011...2013 годах на базе ЗАО «Константинове» Пензенского района Пензенской области.

Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный сред-негумусный тяжелосуглинистый на покровном карбонатном суглинке. Перед закладкой опыта имел следующую агрохимическую характеристику: содержание гумуса - 5,1...5,3 %; Т^. - 105...112; Р205 - 108...126; К20 - 148...157 мг/кг почвы; Б - 28,8...29,0; Нг - 4,6...5,0 мг-экв/100 г почвы; рНСШ1. -5,30...5,41.

Для решения поставленных задач проведен трехфакторный опыт.

Опыт был заложен по схеме (2х2)х4 в трехкратной повторности методом расщепленных делянок со следующими факторами и градациями:

Фактор А - норма удобрения: 1 - ЫоРоКо; 2 - Ы^оРкмКбо-

Фактор В - регулятор роста: 1 - без регулятора роста; 2 - некорневая обработка регулятором роста Циркон (в фазу пяти листьев кукурузы).

Фактор С - применение гербицидов: 1 - без обработки (контроль); 2 -довсходовый (Дуал Голд, КЭ); 3 - послевсходовый (Диален Супер, ВР + Ми-лагро, КС) (в фазу пяти листьев кукурузы); 4 - довсходовый + послевсходовый.

Площадь делянок первого порядка 224 м2, второго - 112 м2, третьего — 28 м2. Посев проводили сеялкой СУПН-8 с междурядьями 70 см. Густоту стояния растений, 80 тыс./га, формировали в фазу полных всходов. Агротехника возделывания общепринятая для черноземных почв Пензенской области. Предшественник — озимая пшеница по чистому пару.

Норма удобрений рассчитана по нормативам затрат на формирование 40 т/га зеленой массы (уровень урожайности определен по влагообеспеченности). Использовали минеральные удобрения в виде: аммиачная селитра, двойной суперфосфат, хлористый калий. Удобрения вносились следующим образом: половина нормы азота и все количество фосфорно-калийных удобрений — осенью под основную обработку почвы, а оставшееся количество весной, под первую предпосевную культивацию.

Объекты исследований: раннеспелый (ФАО 170) трехлинейный гибрид кукурузы Катерина СВ; препарат Циркон (0,1 г/л смеси гидроксикоричных кислот); Дуал Голд, КЭ (960 г/л С-метолахлора) (1,6 л/га); Диален Супер, ВР (344 г/л 2,4-Д кислоты + 120 г/л дикамбы кислоты) (1,0 л/га); Милагро, КС (40 г/л никосульфурона) (1,0 л/га).

Все наблюдения, анализы и учеты проводились по общепринятым методикам.

Перед закладкой опытов ежегодно определялась исходная агрохимическая характеристика почв: рН солевой вытяжки по методу ЦИНАО, гидролитическая кислотность по Каппену, сумма поглощенных оснований по Каппену-Гильковицу, легкогидролизуемый азот в почве по Корнфилду (в модификации ЦИНАО), подвижные формы фосфора по Чирикову, обменный калий по Чири-

кову, общее содержание гумуса в почве (Агрохимические методы исследования почв, 1975).

Влажность почвы определялась до глубины 100 см с интервалом 10 см термостатно-весовым методом.

Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы определялись перед посевом и перед уборкой.

Суммарное водопотребление сельскохозяйственных культур за вегетацию рассчитывали методом водного баланса (Костяков, 1960).

Фенологические наблюдения за фазами роста и развития растений, биометрические измерения, учет урожая и сопутствующие исследования проводились по Методике Государственного сортоиспытания (1971) и Методическим рекомендациям по проведению полевых опытов с кукурузой (1980).

Формирование ассимиляционного аппарата, продолжительность работы листьев, фотосинтетический потенциал (ФП) и чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) рассчитывали по методике A.A. Ничипоровича (1965,1966).

Определение густоты стояния растений проводили два раза: в период полных всходов и перед уборкой. Учет засоренности проводили количественно-весовым методом: в фазу 3-х...5-ти листьев кукурузы; через три недели после обработки послевсходовыми гербицидами и перед уборкой.

Определение корневых и пожнивных остатков проводили рамочным методом Н.З. Станкова (1964).

Уборка и учет урожая проводились вручную сплошным методом с пересчетом на сухое вещество.

Определение общего азота в растениях проводили методом Кьельдаля, сырой золы - путем озоления растительного материала, сырой клетчатки - по Геннебергу и Штоману, сырого жира — по методике П.Х. Попандопуло, безазотистых экстрактивных вещества (БЭВ) - по разнице расчетным путем, фосфор - колориметрическим методом, калий на пламенном фотометре.

В продукции определено валовое содержание микроэлементов после сухого озоления и кислотной экстракции атомно-абсорбционным методом.

Выход кормовых единиц и переваримого протеина рассчитывали на основе данных полного зоотехнического анализа с учетом коэффициента переваримости по М.Ф. Томмэ (1964).

Концентрация обменной энергии в сухом веществе рассчитывалась на основе процентного содержания сырой клетчатки и сырого протеина (Методические рекомендации по биоэнергетической оценке севооборотов и технологий выращивания кормовых культур, 1989; Справочник по кормопроизводству, 1994).

Экономическая эффективность рассчитана по технологическим картам с использованием типовых норм. Биоэнергетическая оценка проведена в соответствии с методическими рекомендациями, разработанными учеными ВАСХНИЛ (1989), Булаткиным (1986, 1991).

Математическая обработка результатов проводилась методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985) на ПЭВМ с использованием пакета прикладных программ для статистической обработки «Statistica».

Погодные условия в течение вегетационного периода за время проведения исследований были неодинаковыми как по количеству выпавших осадков, так и по температурному режиму, но сложились достаточно благоприятно для роста и развития кукурузы.

Сумма активных температур за вегетацию 2011 г. составила 1923°С, а эффективных - 956°С, что достаточно для достижения молочно-восковой спелости зерна. ГТК за июнь составил 0,9, за июль - 1,10 и за август - 2,75, то есть июнь и июль были средне засушливыми, а август - избыточно увлажненным. Благодаря обилию осадков в период интенсивного роста и созревания кукурузы сформировался хороший урожай зеленой массы.

В 2012 году сумма активных и эффективных температур за вегетацию составила 1857°С и 887°С соответственно, что несколько меньше, чем в 2011 году. ГТК за июнь составил 1,38, за июль - 0,55, а за август - 2,49, то есть растения в июле испытывали недостаток влаги, а период интенсивного линейного роста и формирования генеративных органов был увлажненным.

ГТК в 2013 г. варьировал от 1,08 до 1,16, что соответствует слабо засушливым условиям. Сумма активных температур за период вегетации составила 1850°С, а эффективных - 873°С, что позволило получить зеленую массу с початками молочно-восковой спелости зерна.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Фотосинтетическая деятельность посевов кукурузы в зависимости

от уровня минерального питания, гербицидов и регулятора роста

Интенсивность листообразования, общая площадь листовой поверхности и её фотосинтетическая деятельность оказывают решающее влияние на продуктивность растений. Проведенные нами подсчеты показали, что среднее количество листьев на главном стебле в зависимости от года исследований и применяемых агротехнических приемов изменялось от 13,1 до 14,3. Следует отметить, что на фоне минеральных удобрений количество листьев в среднем было больше на 0,2.. .0,3 шт.

Какой-либо определенной закономерности от влияния обработки гербицидами и регулятором роста на количество листьев отмечено не было.

В годы проведения опыта повсходовая обработка посевов гербицидами несколько ингибировала нарастание листовой поверхности. Однако применение регулятора роста снижало этот стресс-фактор и при введении в баковую смесь гербицидов Циркона растения формировали большую листовую поверхность.

В среднем за три года исследований наибольшая общая площадь листовой поверхности на одно растение в фазу «выметывание метелки-цветение початка» на обоих фонах питания сформирована в вариантах с комплексным применением довсходовых и послевсходовых гербицидов и фолиарной обработке Цирконом - 42,38 и 47,12 дм2 соответственно на неудобренном и удобренном фонах.

Изучаемые приемы оказывали, в целом, положительное влияние на размеры листовой поверхности, но их влияние существенно различалось. В годы исследований в фазу 5-ти листьев кукурузы на фоне полного минерального питания общая площадь листовой поверхности посева кукурузы была вдвое больше, чем на фоне естественного плодородия и составила 1,49... 1,54 тыс. м2/га. В этот период довсходовый гербицид не оказал влияния на формирование листовой поверхности кукурузы.

Максимальная площадь листовой поверхности была сформирована в фазу «выметывание метелки-цветение початка». Наибольшую фотосинтезирующую поверхность в эту фазу сформировали растения на удобренном фоне -35,53...38,65 тыс. м2/га, прирост общей листовой поверхности посева за счет удобрений достигал в среднем 5,2...13,3%. Довсходовая обработка Дуал Голц и двукратное опрыскивание посевов гербицидами на обоих фонах минерального питания способствовали увеличению листовой поверхности на 1,23...3,13 тыс. м2/га или на 3,3... 8,7%. При обработке Цирконом отмечена тенденция роста листовой поверхности посева.

К уборке наибольшую площадь листовой поверхности сохранили растения в вариантах с комплексным применением средств химизации и регулятора роста.

В годы проведения опыта средняя площадь листовой поверхности посева кукурузы за вегетацию на неудобренном фоне варьировала от 21,03 до 23^96 тыс. м2/га, а при внесении азотно-фосфорно-калийных удобрений она возросла на 1,79...2,77 тыс. м2/га или на 7,8...12,3% (табл. 1).

Улучшение фитосанитарного состояния посевов при обработке гербицидами способствовало увеличению площади листовой поверхности на 0,45... 1,48 тыс. м2/га или на 2,1...7,0%. Опрыскивание посевов регулятором роста позволило дополнительно сформировать на одном гектаре посева 0,55... 1,83 тыс. м2/га листовой поверхности.

Наши определения показывают, что во все годы на первых этапах вегетации растений (5 листьев) посевы имели небольшой индекс листовой поверхности (ИЛП) 0,06...0,09 м2/м2 на неудобренном фоне и 0,13...0,17 м2/м2 при внесении минеральных удобрений. В последующие фазы развития растения имели более высокий ИЛП и максимальной величины достигают в период от полного выбрасывания метелок до полного цветения початка: 2,8...4,2 м /м . В последующие фазы развития индекс листовой поверхности естественно уменьшается, но все же сохраняется на довольно высоком уровне, в среднем за три года до 3,0...3,7 м2/м2.

В создании общего биологического урожая большую роль играет фотосинтетический потенциал (ФП) суммарной листовой поверхности. Размер и динамика развития листовой поверхности находятся под воздействием многочисленных агротехнических, климатических и биологических факторов.

В условиях достаточного увлажнения 2011 г. за весь период вегетации ФП посева варьировал от 2,306 млн. м2/га-сут. до 2,728 млн. м2/га сут. За вегетационный период 2012 г. величина суммарного фотосинтетического потенциала достигала 2,135...2,748 млн. м2/гасут. При этом под влиянием удобрений

она возрастала на 7,1... 15,1%. На обоих фонах минерального питания наибольшая прибавка получена при применении Дуал Голд в комплексе с по-слевсходовыми гербицидами. За счет некорневой обработки регулятором роста на неудобренном фоне прирост составил 4,4. ..11,2%, а при применении удобрений -3,1...9,0%.

В слабозасушливых условиях 2013 г. суммарная величина фотосинтетического потенциала была меньше - 1,726...2,166 млн. м2/га-сут. Следует отметить, что если на неудобренном фоне при обработке послевсходовыми гербицидами величина ФП снижалась по сравнению с вариантом без гербицидов, то удобрения несколько нивелировали этот отрицательный эффект.

Таблица 1

Фотосинтетическая деятельность посевов кукурузы под влиянием средств

химизации и регулятора роста (2011.. .2013 г.г.)

Норма удобрения Некорневая обработка Цирконом Обработка гербицидами Площадь листьев, тыс.м2/га ФП, млн. м2/гасут. ЧПФ, г/м2-сут

NoPoKo Без обработки Без гербицида 21,03 2,074 4,55

Дуал Голд 22,29 2,199 5,02

Диален Супер+Милагро 21,48 2,119 5,11

Дуал Голд + (Диален Супер + Мил arpo) 22,51 2,221 5,24

С обработкой Без гербицида 22,86 2,155 5,03

Дуал Голд 23,25 2,294 5,50

Диален Супер+Милагро 22,26 2,196 5,56

Дуал Голд + (Диален Супер + Милагро) 23,96 2,365 5,63

NhoPIMKÍO Без обработки Без гербицида 23,13 2,282 6,07

Дуал Голд 24,46 2,361 6,08

Диален Супер+Милагро 23,69 2,338 6,20

Дуал Голд + (Диален Супер + Милагро) 25,28 2,494 6,22

С обработкой Без гербицида 24,65 2,432 6,37

Дуал Голд 25,19 2,485 6,71

Диален Супер+Милагро 24,51 2,418 6,92

Дуал Голд + (Диален Супер + Милагро) 25,83 2,547 6,84

В среднем за три года исследований использование гербицида Дуал Голд обусловило рост величины ФП на 53... 139 тыс. м2/га-сут., Диален Су-пер+Милагро - на 41...56, а совместное их использование — на 115...212 тыс. м2/га-сут. (или на 2,2...6,4; 1,9...2,4 и 4,7...9,7% соответственно). Под влиянием минеральных удобрений прирост ФП достигал 162...277 тыс. м2/га-сут., или 7,3...12,3%. Фолиарная обработка регулятором роста способствовала увеличению ФП на 53.. .150 тыс. м2/гасут. или на2,1...6,6%. .

Эффективность работы листового аппарата растений находит конечное выражение в чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ).

Наиболее продуктивно работали посевы кукурузы в 2013 г. На фоне естественного почвенного плодородия ЧПФ варьировала от 4,38 до 7,32 г/м2 сутки, а при внесении удобрений она увеличивалась до 7,50.. .9,42 г/м2-сутки.

За годы исследований средняя за вегетацию продуктивность фотосинтеза возрастала под влиянием удобрений на 18,7...33,4%%, а при использовании гербицидов - на 2,1.. Л5,2%. За счет стимулирующего и антидотного эффекта Циркона получена прибавка ЧПФ 4,9.. .11,6%.

Таким образом, использование минеральных удобрений на планируемый урожай 40,0 т/га обеспечивает существенное улучшение параметров фотосинтетической деятельности посевов кукурузы.

Засоренность посевов кукурузы

Анализ полученных данных показал, что в годы исследований перед применением послевсходовых гербицидов численность сорняков превышала экономический порог вредоносности. В вариантах без химической прополки средняя численность сорняков составила 42,7...58,7 экз., в т.ч. малолетних -33,0... 46,7 экз.

По сравнению с вариантами без довсходового гербицида к первому учетному сроку численность сорняков снизилась в результате обработки Дуал Голд на фоне естественного плодородия на 43,1...64,7%, а при применении минеральных удобрений - на 50,8...59,8% (рис. 1).

Рисунок 1 - Численность сорняков в фазу 3-х.. .5-ти листьев кукурузы (2011...2013 гг.)

Примечание: Фактор А: 1...8 - фон естественного плодородия; 9... 16 - МпоРкиКю Фактор В - регулятор роста: 1... 4, 9... 12 - без регулятора роста; 5.8, 13... 16 - некорневая обработка Цирконом. Фактор С - применение гербицидов: 1,5,9,13 - без гербицидов;2,6,10,14 -довсходовая обработка Дуал Голд; 3,7,11,15 — послевсходовая обработка Диален Супер + Милагро; 4,8,12,16-довсходовый + послевсходовые гербициды.

Наибольший истребительный эффект отмечен для многолетних сорняков. Сухая масса сорных растений при использовании довсходового гербицида снижалась в 1,8...2,4 раза или на 1,5...2,9 г.

Второй учет сорняков, через три недели после применения баковой смеси послевсходовых гербицидов показал, что в среднем за три года исследований гибель сорных растений в этих вариантах составила на фоне естественного плодородия 50,1...58,8%, а на фоне №К - 64,8. ..69,2% (рис. 2).

На неудобренном фоне отмечена гибель 49,9...62,0% малолетних сорняков, а на удобренном -59,5...67,1%. Численность многолетних сорняков при внесении минеральных удобрений снизилась на 80,8...85,0%, в то время как на фоне естественного почвенного плодородия лишь на 40,0...50,9%.

Наибольшая биологическая эффективность наблюдалась на вариантах с комбинированным применением довсходового и послевсходовых гербицидов. По сравнению с вариантами без гербицидов общая засоренность снижалась на 64,6...74,1%. В этих же вариантах сорные растения накопили наименьшую сухую биомассу - 19,8.. .22,3 г на неудобренном фоне и 28,6...31,6 г при внесении минеральных удобрений (в вариантах без гербицидов 67,9...86,1 г).

Численность малолетних сорняков на этих вариантах во второй срок учета снижалась на 61,6...73,0%, многолетних - на 67,0...80,8%.

1 2 В 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Варианты 0 Малолетие С Многолетие

Рисунок 2 - Численность сорняков через три недели после обработки послевсходовыми гербицидами (2011 ...2013 гг.)

К моменту уборки кукурузы количество сорняков несколько увеличилось, но по влиянию гербицидов на сорный компонент сохранилась та же закономерность, как и в предыдущем учете. Отмечена более высокая эффективность Дуал Голд по сравнению с баковой смесью Диален Супер+Милагро по влиянию на сорный компонент.

Общая засоренность в вариантах с обработкой довсходовым гербицидом снизилась на 47,1...58,7%, а при опрыскивании послевсходовыми гербицидами

- на 40,0...49,7% (рис. 3). Наибольшая биологическая эффективность отмечена при бинарной обработке гербицидами- 51,4...67,6%. К уборке отмечено значительное (в 2,1...3,2 раза) снижение массы сорных растений за счет химической прополки.

Рисунок 3 - Численность сорняков перед уборкой кукурузы (2011. ..2013 гг.)

При использовании регулятора роста без гербицидов в среднем за три года наметилась тенденция снижения численности сорняков к моменту уборки кукурузы, что, вероятно, связано с повышением конкурентоспособности культуры и усилением ее эдафической роли в формировании агрофитоценоза.

Таким образом, проведенные нами исследования показали, что наиболее эффективно для подавления сорной растительности в посевах кукурузы использование двойной обработки посевов довсходовым и послевсходовыми гербицидами. Комплексное применение регуляторов роста с гербицидами не повышало толерантности сорняков.

ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО УРОЖАЯ КУКУРУЗЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ Влияние средств химизации и регулятора роста на биометрические показатели кукурузы

В среднем за три года проведения опыта внесение минеральных удобрений на планируемый урожай 40,0 т/га зеленой массы способствовало увеличению высоты растений кукурузы на 13 см или на 6,6%. Наибольший эффект от обработки посевов регулятором роста Циркон отмечен на неудобренном фоне, где высота растений увеличилась на 8 см или на 4,2% по сравнению с 5,5 см

(2,3%) при применении минеральных удобрений. Наиболее высокорослые растения (220 см) сформировались при комплексном применении довсходового и послевсходовых гербицидов и регулятора роста Циркон на удобренном фоне.

В наших опытах высота прикрепления нижнего развитого початка варьировала от 52 до 104 см и во всех вариантах была вполне достаточной для уборки кукурузоуборочными комбайнами без потерь.

Наибольшее количество генеративных органов сформировалось в 2013 г. - 99...125 шт. на 100 растений. В среднем за три года исследований под влиянием минеральных удобрений количество развитых початков на 100 растений возросло до 108 шт., что на 6 шт. больше, чем на неудобренном фоне.

Улучшение фитосанитарного состояния посевов, условий освещенности способствовало приросту початков на 2.. 10 шт. При опрыскивании посевов регулятором роста прослеживается тенденция увеличения количества развитых початков на растении.

Урожайность кукурузы

Как известно, урожай силосной массы кукурузы с единицы площади представляет собой суммарное выражение индивидуальной продуктивности растений. На неудобренном фоне масса одного растения составила 445...583 г. В условиях опыта данные сравнительной продуктивности кукурузы показали, что при улучшении агрофона сформировались более мощные растения. В среднем за годы исследований за счет минеральных удобрений масса одного растения увеличилась на 21,2...29,7%, до 577...707 г.

Прибавка от гербицидов составила 10,4...21,1% и регулятора роста -5,7...11,2%.

Исследования показали, что урожайность зеленой массы значительно варьирует в зависимости от влагообеспеченности, погодных условий в период вегетации кукурузы и изучаемых технологических приемов. Наибольшая урожайность зеленой массы получена в более благоприятном по гидротермическим условиям 2012 г.

Дисперсионный анализ урожайных данных показал, что минеральные удобрения достоверно повышали урожайность зеленой массы кукурузы.

В среднем за годы проведения опыта прибавка зеленой массы при внесении минеральных удобрений составила в среднем 9,2...13,2 т/га или 21,1...30,5 % к неудобренному фону (табл. 2).

При однократной химической прополке урожайность фитомассы увеличивалась на 9,1... 14,0%, а при бинарной обработке - на 14,1.. .21,0%. Дополнительное опрыскивание посевов регулятором роста Циркон способствовало росту урожайности на 3,1...3,7 т/га или 6,3...10,7%.

За годы исследований, в условиях опыта в среднем по вариантам сбор початков с обертками на неудобренном агрофоне составил 12,0... 16,4 т/га, или 36,6...38,1% от урожайности зеленой массы. При внесении полного минерального удобрения наметилась тенденция к увеличению доли початков с обертками в зеленой массе, а их общая масса возросла на 23,0...39,2% или на 3,8...4,7

т/га. Разница по урожайности початков в вариантах с одинарной химической прополкой была незначительной. Улучшение фитосанитарного состояния посевов при однократном применении гербицидов обеспечило дополнительный сбор початков 1,0...1,8 т/га или 6,6...13,2%. Максимальный урожай початков с обертками на обоих фонах питания обеспечили варианты с бинарной обработкой гербицидами - прибавка к вариантам без применения гербицидов составила 2,5...2,8 т/га или 14,7...20,8%.

Таблица 2

Урожайность зеленой массы кукурузы в зависимости от приемов выращивания

Норма удобрения Некорневая обработка Цирконом Обработка гербицидами Урожайность, т/га

2011 г. 2012 г. 2013 г. средняя

Н)РоКо Без обработки Без гербицида 31,8 38,7 27,8 32,8

Дуал Голд 35,4 42,6 34,1 37,4

Диален Су-пер+Милагро 34,9 42,1 32,4 36,5

Дуал Голд + (Диален Супер + Милагро) 37,4 45,0 36,7 39,7

С обработкой Без гербицида 34,2 41,4 33,2 36,3

Дуал Голд 37,9 45,6 38,4 40,6

Диален Су-пер+Милагро 37,6 46,1 36,2 40,0

Дуал Голд + (Диален Супер + Милагро) 41,3 47,2 41,6 43,4

К12оРЮ4К«О Без обработки Без гербицида 40,5 49,6 38,2 42,8

Дуал Голд 46,5 52,8 43,6 47,6

Диален Су-пер+Милагро 45,8 51,7 42,7 46,7

Дуал Голд + (Диален Супер + Милагро) 49,6 53,0 45,9 49,5

С обработкой Без гербицида 44,9 52,3 41,1 46,1

Дуал Голд 51,0 55,1 47,3 51,1

Диален Су-пер+Милагро 50,1 53,9 46,8 50,3

Дуал Голд + (Диален Супер + Милагро) 53,6 55,0 49,1 52,6

НСР05 (2011 г.) т/га: по фактору А - 2,824; по фактору В - 0,807; по фактору С -1,162.

НСР05 (2012 г.) т/га: по фактору А - 3,118; по фактору В - 0,971; по фактору С -1,083.

НСР<и (2013 г.) т/га: по фактору Л-2,5И; по фактору В - 0,888; по фактору С-1,255.

Наибольшая урожайность сухой биомассы в годы проведения опыта получена на удобренным фоне. За счет более высокого содержания сухого вещества в фиго-массе сбор сухой биомассы в 2013 году был больше, чем в 2011. ..2012 гг. Прибавка сухого вещества кукурузы за счет внесения минеральных удобрений в 2011 г. изменялась от 3,1 до 4,8 т/га или 31,4 до 40,5%. Учет урожая сухого вещества в 2012 г. показал, что с улучшением условий питания прирост фигомассы составил 1,5....2,3 т/га или 12,6...24,7% к фону естественного плодородия, это почти вдвое меньше, чем

в предыдущем году. В условиях 2013 г. за счет удобрений получено дополнительно 4,7...6,6 т/га сухой биомассы или 43,4...54,1%. Этаже закономерность прослеживается и по другим агроприемам. Данные сравнительной продуктивности показали, что за счет Циркона получена прибавка 5,6...11,7; 3,0...9,2 и 17,4...47,3% соответственно в 2011, 2012 и 2013 г.г. Снижение засоренности при обработке посевов гербицидами способствовало увеличению сбора сухой биомассы на 2,3...26,7%, но во все годы исследований наибольшие прибавки получены при бинарной обработке довсходовым и послевсходовыми гербицидами.

В среднем, за годы исследований, улучшение условий минерального питания способствовало увеличению сбора сухого вещества на 3,6...4,3 т/га или на 30,0...43,2%. Обработка довсходовым и послевсходовыми гербицидами повышала выход сухого вещества на 0,8...1,9 т/га или на 7,2... 20,0%. При опрыскивании посевов регулятором роста Циркон дополнительно получено 1,2... 1,9 т/га сухой биомассы, прибавка составила 10,3. ..16,8%

Влияние средств химизации и регулятора роста на водный режим и водопотребление кукурузы

Общее потребление влаги посевами кукурузы за период вегетации зависело также от погодных условий и применяемых агротехнических приемов. Установлено, что в условиях более жаркого лета 2011 г. суммарный расход влаги был больше, чем в годы с умеренными температурами. Он изменялся на фоне естественного плодородия от 2662 до 2725 м3/т, а при улучшении агрофо-на от 2788 до 2863м3/т. На обоих фонах минерального питания наибольший расход влаги был в вариантах с дополнительной обработкой Цирконом за счет большего урожая биомассы. При обработке гербицидами прослеживается тенденция увеличения водопотребления посевами кукурузы.

Эта же закономерность сохранилась и в 2012...2013 годах, однако общие расходы влаги на создание урожая были меньше. Следует отметить, что в 2013 г. растения больше, чем в предыдущие годы, использовали запасы почвенной влаги вследствие меньшего количества осадков за вегетацию.

В среднем за годы исследований на удобренном фоне, несмотря на больший расход влаги за вегетацию, она использовалась растениями более экономно. Коэффициент водопотребления снижался на 33...65 м3/т или 21,3...35,1%.

Улучшение фитосанитарного состояния посевов при обработке гербицидами снижало коэффициент водопотребления на фоне естественного почвенного плодородия на 12...39 м3/т или на 5,9...18,6%, причем лучшие результаты получены без дополнительной обработки цирконом. На удобренном фоне экономия влаги составила 6...17 м3/т или 3,4...11,0%, но здесь лучшие показатели получены при обработке регулятором роста.

Эффективность циркона была выше на неудобренном фоне, где отмечено снижение коэффициента водопотребления на 19...34 м3/т или 10,3 15,8%, а при внесении минеральных удобрений экономия составила 12... 18 м/т или 6,9... 11,2%.

Наибольшее количество сухого вещества на одну тонну использованной влаги сформировали посевы при комплексном использовании средств химизации и регулятора роста — 6,2... 6,4 кг/т.

Кормовые достоинства кукурузы в зависимости от условий возделывания

Результаты биохимического анализа, проведенные в период уборки урожая, показывают закономерное увеличение сырого протеина в сухой биомассе при внесении полного минерального удобрения. В условиях 2011 г. на неудобренном фоне содержание сырого протеина в сухой биомассе составило 7,81...8,22%, а при улучшении условий минерального питания оно возрастало до 8,45...9,72%. Эта же тенденция увеличения протеина на 1,13...1,57 % сохранилась и в последующие годы испытаний. Как регулятор роста, так и обработка гербицидами не оказали значительного влияния на изменение обеспеченности корма белком.

Наши исследования показали, что при применении полного минерального удобрения отмечено снижение содержания сырой клетчатки в среднем на 0,90... 1,67%, а средства защиты и регулятор роста не влияли на этот показатель качества корма. В условиях опыта получен хорошо переваримый корм, с содержанием сырой клетчатки 18,65...23,75%, соответствующий зоотехническим требованиям.

В растительных кормах мало зольных веществ. В биомассе кукурузы содержание сырой золы варьировало от 4,47 до 5,49%, а сырого жира от 2,23 до 3,32% и какой либо закономерности влияния приемов возделывания кукурузы на эти показатели не прослеживается.

Накопление фосфора и калия в сухой биомассе кукурузы мало изменялось под влиянием гербицидов и регулятора роста растений, но наметилась тенденция увеличения содержания этих элементов при внесении минеральных удобрений.

Анализ данных по сбору переваримого протеина показывает, что в годы проведения опыта лучшие результаты от улучшения минерального питания получены при комплексном применении регулятора роста и гербицидов 1024...1093 кг/га (рис. 4). Сбор протеина увеличился в этих вариантах на 161 -207 кг/га или 41 - 55 %. Без регулятора роста на удобренном фоне при химической прополке получено 892...974 кг/га протеина. Следует отметить, что увеличение сбора протеина произошло как за счет повышения белковости фитомассы, так и за счет повышения урожайности.

В среднем за годы исследований наиболее обеспеченная протеином зеленая масса получена на удобренном фоне при обработке посевов гербицидами и регулятором роста - 19,89...20,78 г/кг, что на 3,44...4,49 г/кг превышает фон естественного плодородия.

Лучший по питательности корм получен в условиях 2013 г. Содержание кормовых единиц в 100 кг зеленой массы составило на фоне естественного плодородия 28,3...35,1 кг, а при улучшении агрофона- 37,2...44,8 кг.

Рисунок 4 - Влияние минеральных удобрений, регулятора роста и гербицидов на сбор протеина (2011 ...2013 гг.)

Анализ полученных данных свидетельствует, что в среднем за годы исследований улучшение условий минерального питания при внесении удобрений способствовало повышению питательности зеленой массы на 2,3...4,3 кг/100 кг. Не отмечено улучшения питательности корма при обработке посевов гербицидами.

Выход кормовых единиц при внесении минеральных удобрений увеличился на 3,99...4,69 т/га или 36,8...47,9%. Опрыскивание посевов регулятором роста Циркон способствовало получению 10,8...16,7% дополнительной продукции, но если относительные прибавки были выше на неудобренном фоне, то абсолютные - при применении полного минерального удобрения. Улучшение фитосанитарного состояния посевов при обработке гербицидами на неудобренном фоне способствовало увеличению сбора кормовых единиц на 0,81... 1,45 т/га или 7,4... 19,9%, а при внесении полного минерального удобрения - на 0,82...2,13 т/га или 5,9... 13,8%. На обоих фонах минерального питания наибольший эффект получен при двукратной обработке посевов гербицидами.

При фолиарной обработке регулятором роста наметилась тенденция улучшения питательности корма. Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином при улучшении условий минерального питания возрастала до 58,00...62,72 г или на 5,12...7,70 г (на 9,7...14,1%).

Установлено, что в годы исследований во всех вариантах опыта получен достаточно энергонасыщенный корм - 10,87...12,00 МДж/кг сухого вещества, однако изучаемые агроприемы практически не влияли на изменение концентрации обменной энергии в корме. Следует отметить тенденцию повышения энергонасыщенности корма при улучшении условий корневого питания за счет внесения минеральных удобрений

Максимальный выход обменной энергии получен при внесении мине-

ральных удобрений за счет большей урожайности в этих вариантах - в среднем 153,40...192,20 ГДж/га, что на 35,7...46,4% превышает фон естественного плодородия.

В условиях применения средств химизации важным является установление уровня концентрации микроэлементов в растениях.

Наибольшее количество марганца обнаружено в растениях на вариантах без обработки гербицидами на удобренном фоне - 72...74 мг/кг сухого вещества. В остальных вариантах содержание марганца варьировало от 52 до 64 мг/кг, что близко к оптимуму в кормах. На удобренном фоне концентрация цинка в растениях составила 12... 16 мг/кг сухого вещества, а на фоне естественного плодородия 7... 12 мг/кг. При комплексном применении средств химизации и обработке Цирконом отмечено увеличение концентрации цинка — до 15... 16 мг/кг. В полученном корме накапливалось 2,50...3,90 мг/кг меди. Прослеживается четкая закономерность увеличения концентрации меди на 0,6... 1,4 мг/кг при применении гербицидов по сравнению с вариантом без обработки гербицидами.

Изучение характера накопления кадмия показало, что максимальная концентрация - 0,07. ..0,10 мг/кг сухого вещества, обнаружена на удобренном фоне при обработке посевов довсходовым гербицидом Дуал Голд. В остальных вариантах она в два-три раза ниже. В биомассе кукурузы, выращенной на удобренном фоне, накапливалось свинца 3,9...4,9 мг/кг, что ниже максимально допустимого уровня.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ И РЕГУЛЯТОРА РОСТА

Расчёты энергетической эффективности показали, что затраты совокупной энергии на один гектар посева кукурузы без применения удобрений, проведения мероприятий по борьбе с засоренностью и обработки регулятором роста составили 20,35 ГДж/га.

Химическая прополка незначительно повышает энергозатраты: на проведение однократной обработки гербицидами затрачивается 0,20...0,33 ГДж/га, а при двойной обработке довсходовым и послевсходовыми гербицидами они увеличиваются на 0,53 ГДж/га. Энергозатраты на обработку посевов регулятором роста ничтожно малы. Более значительно энергозатраты возрас Несмотря на увеличение энергозатрат при внесении минеральных удобрений на удобренном фоне получен наибольший выход энергии - 153,40...192,20 ГДж/га, т. е. прибавка составила 43,85...51,94 ГДж/га к фону естественного плодородия.

Затраты энергии на каждую тонну кормовых единиц снижались по мере интенсификации технологии возделывания с 2,17 до 1,38 ГДж вследствие повышения урожайности зеленой массы и увеличения выхода кормовых единиц.

Применение химических прополок повышало биоэнергетическую эффективность на 0,4...0,9 ед., а фолиарная обработка Цирконом - на 0,7. ..0,9 ед.

Несмотря на высокую норму минеральных удобрений, их применение было энергетически эффективно - КПД составил 6,6 ед. Использование герби-

цидов в сочетании с минеральными удобрениями обеспечило рост энергетической эффективности до уровня 6,9...7,2 ед., а дополнительная обработка регулятором роста повышала биоэнергетический коэффициент до 7,8...7,9 ед. (в варианте без удобрений и обработок 5,1 ед.)

Анализ экономической эффективности показал, что наибольший условно чистый доход получен при внесении полного минерального удобрения в сочетании с двукратной обработкой гербицидами и применением регулятором роста — 66,04 тыс. рубУга, что на 15,41 тыс. рубУга больше, чем при применении тех же агроприемов на неудобренном фоне. Себестоимость одной тонны кормовых единиц в этом варианте составила 1,63 тыс. руб. Немного уступают ему на удобренном фоне варианты с однократной обработкой посевов гербицидами в сочетании с регулятором роста.

При применении гербицидов в комплексе с регулятором роста на агро-фоне без удобрений сложились наименьшие затраты на получение урожая кормовых единиц - 1,36... 1,46 тыс. руб./т, а условно чистый доход на рубль затрат был наибольшим - 2,71...2,97 руб. Максимальная в опыте себестоимость кормовых единиц получена на фоне полного минерального удобрения при обработке посевов гербицидами без регулятора роста — 1,78... 1,81 тыс. руб./т.

ВЫВОДЫ

Полученные экспериментальные данные позволили сделать следующие основные выводы.

1. Использование минеральных удобрений на планируемый урожай 40,0 т/га зеленой массы обеспечивает значительное улучшение параметров фотосинтетической деятельности посевов кукурузы: площадь листовой поверхности возрастает на 7,8... 12,3%; ФП - на 7,3...12,3%; ЧПФ - на 18,7...33,4%. При двукратной обработке довсходовым и послевсходовыми гербицидами площадь листовой поверхности увеличилась на 2,1...7,0%; ФП - на 4,7...9,7%; ЧПФ -на 2,1... 15,2%. Опрыскивание посевов регулятором роста позволило дополнительно увеличить площадь листовой поверхности на 3,5...8,4%; ФП - на 2,1.. .6,6%; ЧПФ - на 4,9... 11,6%.

2. Изучаемые гербициды значительно снижали показатели обилия сорняков в посевах кукурузы.

К уборке кукурузы общая засоренность в вариантах с обработкой довсходовым гербицидом снизилась на 47,1...58,7%, а при опрыскивании послевсходовыми гербицидами - на 40,0...49,7%. Наибольшая биологическая эффективность получена при бинарной обработке довсходовым и послевсходовыми гербицидами - 51,4...67,6%. За счет химической прополки отмечено значительное (в 2,1...3,2 раза) снижение массы сорных растений. Комплексное применение регуляторов роста с гербицидами не повышало толерантности сорняков.

3. Внесение минеральных удобрений в норме Ы!20Рю4К«о способствовало увеличению высоты растений кукурузы на 13 см или на 6,6%. Наибольший эффект от обработки посевов регулятором роста Циркон отмечен на неудобренном фоне, где высота растений увеличилась на 8 см или на 4,2%. Наиболее вы-

сокорослые растения сформировались при комплексном применении довсходового и послевсходовых гербицидов и регулятора роста Циркон на удобренном фоне.

4. Под влиянием минеральных удобрений масса одного растения кукурузы увеличилась на 21,2...29,7%; прибавка от гербицидов составила 10,4...21,1% и регулятора роста - 5,7... 11,2%. Минеральные удобрения повышали урожайность зеленой массы кукурузы на 21,1...30,5%. Однократная химическая прополка увеличивала урожайность фитомассы на 9,1... 14,0%, а бинарная обработка - на 14,1. ..21,0%. Дополнительное опрыскивание посевов регулятором роста Циркон способствовало росту урожайности на 3,1...3,7 т/га или 6,3...10,7%.

При внесении М^оРцмКбо общая масса початков с обертками возросла на 3,8...4,7 т/га или на 23,0...39,2%. Улучшение фитосанитарного состояния посевов при однократном применении гербицидов обеспечило дополнительный сбор початков 1,0... 1,8 т/га или 6,6... 13,2%. Максимальный урожай початков с обертками на обоих фонах питания обеспечили варианты с обработкой довсходовым и послевсходовыми гербицидами - прибавка к вариантам без применения гербицидов составила 2,5...2,8 т/га или 14,7...20,8%.

5.Улучшение условий минерального питания способствовало увеличению сбора сухого вещества на 3,6...4,3 т/га или 30,0...43,2%. За счет регулятора роста получено дополнительно 1,2...1,9 т/га сухой биомассы или 11,2...16,8%. Однократное применение гербицидов увеличивало урожайность сухой биомассы на 0,8...1,6 т/га или 5,3...14,6%, а при двукратной обработке прибавка составила 1,9...2,7 т/га или 14,7...20,1%.

6. На удобренном фоне, несмотря на больший расход влаги за вегетацию, она использовалась растениями более экономно. Коэффициент водопотребле-ния снижался на 33...65 м3/т или 21,3...35,1%.

Применение регулятора роста Циркон и гербицидов способствует более рациональному использованию влаги растениями кукурузы. Улучшение фитосанитарного состояния посевов при обработке гербицидами снижало коэффициент водопотребления, на фоне естественного почвенного плодородия на 12...39 м3/т или на 5,9...18,6%, а на удобренном фоне экономия влаги составила 6...17 м3/тилиЗ,4...11,0%. Эффективность

Эффективность циркона была выше на неудобренном фоне, где отмечено снижение коэффициента водопотребления на 19...34 м3/т или 10,3 15,8%, а при внесении минеральных удобрений экономия составила 12... 18 м3/т или 6,9... 11,2%. Максимальное в опыте количество сухого вещества на одну тонну использованной влаги сформировали посевы при комплексном использовании средств химизации и регулятора роста- 6,2...6,4 кг/т.

7. Наиболее обеспеченная протеином зеленая масса получена на удобренном фоне при обработке посевов гербицидами и регулятором роста — 19,89...20,78 г/кг, что на 3,44...4,49 г/кг превышает фон естественного плодородия.

Сбор протеина при комплексном применении регулятора роста и гербицидов на удобренном фоне увеличился на 161 - 207 кг/га или 41 - 55 %.

8. При внесении минеральных удобрений выход кормовых единиц увеличился на 4,3...4,7т/га или 36,6...48,1%. Опрыскивание посевов регулятором роста Циркон способствовало получению 10,8... 16,7% дополнительной продукции. Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином при улучшении условий минерального питания возрастала на 5,12...7,70 г или на 9,7... 14,1%. Не отмечено улучшения питательности корма при обработке посевов гербицидами.

9. Установлено, что в годы исследований во всех вариантах опыта получен достаточно энергонасыщенный корм - 10,87...12,00 МДж/кг сухого вещества, однако изучаемые агроприемы практически не влияли на изменение концентрации обменной энергии в корме. Максимальный выход обменной энергии получен при внесении минеральных удобрений за счет большей урожайности в этих вариантах - в среднем 153,40...192,20 ГДж/га, что на 35,7...46,4% превышает фон естественного плодородия.

10. Содержание тяжелых металлов в биомассе кукурузы во всех вариантах опыта было ниже МДУ, а меди и цинка — ниже оптимума в кормах.

11. При внесении минеральных удобрений получен наибольший выход энергии - 153,40... 192,20 ГДж/га, прибавка составила 43,85...51,94 ГДж/га к фону естественного плодородия. Затраты энергии на каждую тонну кормовых единиц снижались по мере интенсификации технологии возделывания с 2,17 до 1,38 ГДж. Применение химических прополок повышало биоэнергетическую эффективность на 0,4...0,9 ед., а фолиарная обработка Цирконом - на 0,7...0,9 ед.

Наибольший условно чистый доход получен при комплексном применении минеральных удобрений, гербицидов и регулятора роста. Наименьшие затраты на получение урожая кормовых единиц - 1,36...1,46 тыс. руб./т сложились в вариантах с применением гербицидов в комплексе с регулятором роста на агрофоне без удобрений. Максимальная в опыте себестоимость кормовых единиц сложилась при обработке посевов гербицидами без регулятора роста на удобренном фоне- 1,78...1,81 тыс. руб./т.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для повышения урожайности и качества кукурузы при возделывании раннеспелого гибрида Катерина СВ на черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом среднегумусном лесостепи Среднего Поволжья норму минеральных удобрений целесообразно рассчитывать на планируемый уровень урожайности 40,0 т/га зеленой массы.

С целью борьбы с сорной растительностью проводить двукратную обработку посевов гербицидами Дуал Голд (1,6 л/га, до появления всходов кукурузы) и баковой смесью Диален Супер (1,0 л/га) +Милагро (1,0 л/га) в фазу пяти листьев кукурузы с включением в баковую смесь регулятора роста Циркон.

Список работ, опубликованных в журналах, рекомендованных

ВАК РФ

1. Семина, С.А. Влияние условий выращивания на продуктивность фотосинтеза и урожайность кукурузы / С.А. Семина, А.Г. Иняхин // Нива Поволжья. 2013.-№ 1 (26) - С.35-39.

2. Семина, С.А. Продуктивность кукурузы в зависимости от приемов возделывания / С.А. Семина, А.Г. Иняхин // Кормопроизводство. - 2013. - № 6. -С. 15-17.

3. Семина, С.А. Средства химизации, регулятор роста и биохимический состав кукурузы / С.А. Семина, А.Г. Иняхин // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. — 2013. — № 09(13) (Том 2). - С.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

4. Анохина, Е.К Минеральные удобрения на посевах кукурузы / Е.К. Анохина, А.Г. Иняхин // Сб. мат. Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, проводящейся по программе Всероссийского фестиваля науки и посвященная 60-летию ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА». - Пенза, 2011., том 1,-С. 81-82.

5. Анохина, Е.К. Влияние приемов возделывания на фотосинтетическую деятельность посевов кукурузы / Е.К. Анохина, А.Г. Иняхин // Сб. мат. Всерос. науч.-практ. конф., посвященной 60-летию ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА » «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России». - Пенза, 2011.-С. 7-8.

6. Иняхин, А.Г Влияние удобрений, гербицидов и регулятора роста на формирование урожайности кукурузы / А.Г. Иняхин // Сб. мат. Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России». - Пенза, 2012. - с. 37-39.

7. Семина, С.А. Водопотребление кукурузы в зависимости от приемов возделывания / С.А. Семина, А.Г. Иняхин // Сб. статей Всерос. науч.-практ. конф. «Инновационные технологии в АПК: теория и практика». - Пенза, 2013. -С. 98-100.

Подписано в печать 16.09.2013 г. Усл. печ. л. 1,23. Тираж 100 экз. Заказ №693.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии ИП Поповой М. Г. Пенза, ул. Московская, 74, к, 211. Тел. 56-25-09.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Иняхин, Александр Геннадьевич, Пенза

Министерство сельского хозяйства РФ ФБГБОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

04201364556

На правах рукописи

Иняхин Александр Геннадьевич

ВЛИЯНИЕ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ И РЕГУЛЯТОРА РОСТА НА ФОРМИРОВАНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ КУКУРУЗЫ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель доктор с.-х. наук, профессор Семина С.А.

Пенза, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ 3

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6 1.1. Влияние удобрений на продуктивность кукурузы 6

1.2 Эффективность гербицидов в снижении засоренности посевов сельскохозяйственных культур 12

1.3 Влияние регуляторов роста на продуктивность сельскохозяйственных культур и снижение фитоксичности гербицидов 18

2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 3 О

2.1 Характеристика почвенно-климатических условий 30

2.2 Место проведения, схема опыта и методики лабораторных иссле- 37 дований

3. ВЛИЯНИЕ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ И РЕГУЛЯТОРА РОСТА НА РОСТ И РАЗВИТИЕ КУКУРУЗЫ 42

3.1 Формирование листовой поверхности кукурузы в зависимости от уровня минерального питания, гербицидов и регулятора роста 42

3.2 Фотосинтетическая деятельность посевов кукурузы в зависимости

от уровня минерального питания, гербицидов и регулятора роста 54

4 ВЛИЯНИЕ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ И РЕГУЛЯТОРА РОСТА НА ЗАСОРЕННОСТЬ ПОСЕВОВ КУКУРУЗЫ 59

5 ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО УРОЖАЯ КУКУРУЗЫ

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ 75

5.1 Влияние средств химизации и регулятора роста на биометрические показатели кукурузы 75

5.2 Урожайность кукурузы при применении средств химизации и регулятора роста 81

5.3 Накопление пожнивно-корневых остатков кукурузы 92

5.4 Влияние средств химизации и регулятора роста на водный режим

и водопотребление кукурузы 94

6 КОРМОВЫЕ ДОСТОИНСТВА КУКУРУЗЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ 101 УСЛОВИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

6.1. Биохимический состав зеленой массы кукурузы 101

6.2 Изменение кормовой ценности кукурузы под влиянием минеральных удобрений, гербицидов и регулятора роста 104

6.3 Содержание микроэлементов в кукурузе 111

7 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ И РЕГУЛЯТОРА РОСТА 116 ВЫВОДЫ 120 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 123 ЛИТЕРАТУРА 124 ПРИЛОЖЕНИЕ 145

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Одной из наиболее важных задач по увеличению продуктивности земледелия является неуклонное повышение плодородия почвы на основе применения удобрений и систематической борьбы с сорняками. Кукуруза в начальный период вегетации характеризуется низкой конкурентоспособностью к сорнякам. Сорные растения наносят огромный ущерб урожаю, они заглушают посевы кукурузы и, тем самым, уменьшают доступ к ним света, поглощают минеральные вещества и влагу, отрицательно влияют на температурный режим почвы, затрудняют уход за посевами, способствуют распространению вредителей. При использовании только механических приемов эффективное удаление сорняков не всегда достигается. Это зависит от потенциальной засоренности почвы, разных сроков прорастания и устойчивости отдельных биотипов сорных растений. В таких случаях необходимо применение химических мер борьбы. С помощью гербицидов можно снизить засоренность посевов на 75-90 %. Максимальный эффект от гербицидов может быть получен лишь при совпадении спектра действия препаратов, видового состава сорняков и срока обработки. Применение гербицидов является своеобразным окислительным стрессом для культурных растений, поэтому необходимо применение «антистрессовых» препаратов.

В связи с этим комплексные исследования по изучению характера формирования продуктивности кукурузы при применении средств химизации и регулятора роста являются весьма актуальными.

Цель исследований - установить особенности формирования урожайности и качества зеленой массы кукурузы в зависимости от удобрений, гербицидов и регулятора роста на черноземах выщелоченных лесостепи Среднего Поволжья.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

- изучить особенности роста, развития и фотосинтетическую деятельность растений кукурузы в зависимости от различных приемов агротехники;

- изучить влияние технологических приемов возделывания на численность и биологическую массу сорного компонента агрофитоценоза в опыте;

- определить эффективность действия предпосевного внесения минеральных удобрений, различных схем гербицидной защиты посевов кукурузы от сорной растительности и регулятора роста на урожайность зеленой массы кукурузы;

- выявить влияние средств химизации и регулятора роста на качество зеленой массы кукурузы;

- дать экономическую и энергетическую оценку изучаемым технологическим приемам возделывания кукурузы.

Научная новизна. Применительно к почвенно-климатическим условиям лесостепи Среднего Поволжья, в результате комплексных исследований, путем изучения применения довсходовых и послевсходовых гербицидов и регулятора роста как при одностороннем применении, так и в сочетании, на различных фонах минерального питания разработаны приемы реализации продуктивного потенциала раннеспелого гибрида кукурузы Катерина СВ. Показаны особенности формирования фотосинтетического аппарата и элементов структуры урожая под влиянием средств химизации и регулятора роста. Установлено влияние минеральных удобрений, гербицидов и регулятора роста на урожайность кукурузы. Определены закономерности формирования качества зеленой массы кукурузы в зависимости от использования средств химизации и регулятора роста.

Практическая значимость. Предложены сельскохозяйственному производству адаптивные, энергетически и экономически обоснованные технологические приемы возделывания, позволяющие управлять формированием устойчивых агроценозов кукурузы. Внедрение научных разработок в практику обеспечит получение зеленой массы кукурузы 50 т/га, сбор кормовых единиц 17,5 т/га, переваримого протеина - 1042 кг/га и выход обменной энергии 192,2 ГДж/га.

Основные положения, выносимые на защиту:

- особенности роста и развития, формирования фотосинтетической деятельности раннеспелого гибрида кукурузы Катерина СВ в зависимости от приемов возделывания;

- изменение сорного компонента агрофитоценоза кукурузы под влиянием удобрений, гербицидов и регулятора роста;

- формирование урожайности кукурузы в зависимости от приемов возделывания;

- влияние удобрений, гербицидов и регулятора роста на кормовые достоинства кукурузы;

- энергетическая и экономическая эффективность использования удобрений, гербицидов и регулятора роста при возделывании кукурузы.

Апробация работы Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на Всероссийских научно-практических конференциях «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России» (Пенза, 2011; 2012 г.); Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, проводящейся по программе Всероссийского фестиваля науки и посвященной 60-летию ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2011 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в АПК: теория и практика» (Пенза, 2013).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 научных работах, три из которых в изданиях по перечню, рекомендованному ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 144 страницах компьютерного текста, состоит из введения, семи глав, выводов, предложений производству, включает 20 таблиц, 14 рисунков и 35 приложений. Список литературы содержит 203 наименования, в том числе 8 иностранных авторов.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Влияние удобрений на продуктивность кукурузы

Основная причина того, что в производстве реализуется лишь 20% потенциальной урожайности, состоит в несоответствии условий внешней среды адаптивному потенциалу растений. Причем, чем выше это несоответствие, тем большую часть продуктов ассимиляции растения тратят не на формирование урожая, а на защитно-компенсаторные реакции, тем ниже урожайность кукурузы. С помощью техногенных факторов (удобрений, пестицидов и др.) удается оптимизировать абиотические и биотические условия внешней среды (водный и пищевой режимы почвы, видовой состав и численность популяции дикой флоры и фауны) (Жученко, Урсул, 1983; Царев и др., 1996).

Кукуруза относится к культурам, весьма требовательным к пищевому режиму. Это связано с образованием большого объема вегетативной массы и потреблением значительного количества питательных элементов в относительно короткий период интенсивного роста растений. Наибольшую потребность испытывает кукуруза в азоте, фосфоре и калии (Панников, Минеев, 1987).

Потребность кукурузы в основных элементах питания существенно изменяется в зависимости от почвенных, погодных условий, приемов агротехники и других факторов. Кукуруза хорошо реагирует, прежде всего, на внесение азотных удобрений. Внесение азотных удобрений в комплексе с другими при хорошей влагообеспеченности позволяет получать не только высокие урожаи, но и корм хорошего качества (Воробьев, Воробьева, 1977; Семина, Надежкин, 2008). Повышенная потребность в азоте наступает в фазе 6-7 листьев и достигает максимума в период выметывания метелки-цветения початков, затем потребление азота значительно снижается и почти полностью прекращается после формирования зерна молочной спелости (Мосолов,

Чернова, 1976; Ягодин, 2002; Казанкова, Кульбацкая, 1984; Сидоренко, 1977).

Азотное удобрение способствует более дружному развитию и цветению растений, более быстрому формированию початков. Початки становятся более крупными, увеличивается число хорошо выполненных зерен и масса 1000 зерен, их выход с початка (Стулин, 1999).

На черноземах обыкновенных кукуруза хорошо отзывается на применение фосфорных удобрений. Фосфор необходим растениям с первых этапов его жизни. При оптимальных дозах фосфорного удобрения улучшается азотный и углеводный обмен, развитие корневой системы, повышается засухоустойчивость (Панников, Минеев, 1987). Исследованиями D.H. Khan (1969) показано, что внесение в почву фосфора, заметно увеличивает поступление в растения азота. Имеются сведения, что содержание сырого протеина в зеленой массе может увеличиваться под действием фосфорных удобрений (Ман-цев, 1982).

При недостатке калия замедляется рост растений, корневая система развита слабо и легко повреждается грибковыми заболеваниями, растения склонны к полеганию (Бантинг и др., 1983; Кук, 1970). По данным А.Н. Hakimi and al. (1973) недостаток калия снижает скорость роста листьев кукурузы и накопление свободных аминокислот и белка.

Основное количество потребляемых питательных веществ кукуруза извлекает из почвенных запасов, которые намного превышают потребность кукурузы. Однако доступность их незначительна. Почти весь запас азота в почве входит в состав органического вещества и усваивается корневой системой после минерализации в форме нитратов или аммония (Панников, Минеев, 1987).

Соединения фосфора также входят в состав органического вещества почвы, но большая его часть находится в минеральной форме, к тому же минерализованные соединения фосфора быстро переходят в труднодоступные для кукурузы формы. В большинстве случаев отмечено, что при содержании

в почве 100-150 мг/кг обменного калия и подвижного фосфора посевы кукурузы слабо отзываются на внесение фосфорно-калийных удобрений. Известно, что при урожае зерна 50-70 и зеленой массы 500-600 ц с гектара, кукуруза выносит из почвы примерно 150-180 кг азота, 50-60 кг фосфора и более 150 кг калия (Ягодин и др., 1989).

Важным агротехническим приемом повышения урожайности является эффективное применение удобрений с учетом биологических особенностей и физиологических свойств различных биотипов кукурузы.

По многочисленным исследованиям как у нас в стране, так и за рубежом, наибольшая продуктивность кукурузы получается при внесении полного минерального удобрения (Васильев, 1979; Михайлов, 1965; Button, 1983; Александрова, 2007).

Эффективность удобрения проявляется в полной мере только при достаточных запасах влаги в почве (Ю.П. Даниленко, Т.А. Любименко, 2003). Эффективность минеральных удобрений снижается в лесостепной зоне, на обыкновенных и типичных черноземах, недостаточно обеспеченных влагой.

Исследованиями Б. Дьёрффи и 3. Бержени (1996) установлено в некоторые засушливые годы отрицательное действие высоких (240 кг/га) доз азотных удобрений на урожай зерна гибридов кукурузы, различных групп спелости.

На выщелоченных чернозёмах Рязанской области установлено, что в условиях жаркого лета минеральные удобрения не повлияли на урожайность зерна гибридов Порумбень 140 MB (ФАО 140), Порумбень 173 СВ (ФАО 170) и Нарт 150 СВ (ФАО 170). В более благоприятных погодных условиях вегетационного периода внесение N70P70K70 позволило повысить урожайность зерна на 5,6 ц/га по сравнению с контролем. При увеличении дозы NPK до 90 кг/га урожайность снизилась, что объясняется расходом ресурсов влаги и питательных веществ на формирование вегетативной массы (Слюдеев, 2003).

Важен и подбор соответствующих гибридов, способных полнее использовать высокое плодородие почвы (Телих, 2002). По данным H.A. Мишина (1998), на слабовыщелоченных мощных малогумусных черноземах северной части восточной лесостепи Украины, для раннеспелого гибрида Коллективный 100, оптимальной явилась доза удобрений N90P90K90 при урожайности зерна на этом фоне 66,3 ц/га, а в варианте без удобрений - 49,4 ц/га. Дальнейшее увеличение дозы удобрений не дало существенной прибавки урожайности.

На дерново-подзолистых почвах Московской области Н.Н.Михалева, А.Н.Лапшина, З.С.Ефремова (1971) установили, что не все гибриды, относящиеся к одной группе по скороспелости, одинаково отзываются на удобрения. Внесение навоза в сочетании с полным минеральным удобрением ТчГцоРбоКцо обеспечило прибавку сухого вещества гибрида Днепровский 247 на 13 % больше в сравнении с гибридом Буковинский 3. Эту же закономерность отмечали Д. Давидеску (1957), М.М.Ткаченко (1961, 1973), В.Ф. Дьяч-ковым (1974, 1975), H.H. Илыикиной (1974), А. Фатеевым (1978).

Изучая на каштановых почвах отзывчивость гибридов различных групп спелости Е.В. Агафонов и A.A. Батаков (2000, 2002) отметили, что для среднеспелого гибрида оптимальной является доза N60P6o, для среднепозднего -N6()P6()K6o, а для позднеспелого - N30P6o, которые обеспечивают прибавку зерна кукурузы 0,8 - 1,2 т/га и максимальный сбор переваримого протеина.

На неодинаковое отношение разных гибридов к уровню фосфорного питания указывали Е. Нейкова-Бочева и И. Гърбучев (1978), которые сообщали, что одни биотипы давали средние урожаи зерна при недостатке фосфора в почве, другие резко снижали урожай при его слабой обеспеченности.

Т.И. Асмоловым (2001) было показано, что на светло-каштановой тяжелосуглинистой почве со средним содержанием доступного азота, повышенным содержанием подвижного фосфора и высоким обменного калия для гибрида Коллективный 150 ТВ внесение Р40 совместно с N70 повышало урожай зерна кукурузы, по сравнению с одним азотным удобрением, на 6%.

Дальнейшее увеличение дозы фосфора, до 80 кг/га, приводило к снижению прибавки урожая. Установлено, что можно ограничиться внесением только одного азотного удобрения в дозе 70 - 210 кг/га действующего вещества.

Условия азотного питания оказывают большое влияние на структуру урожая надземной массы и початков. При внесении азотных удобрений снижается относительный урожай стеблей и заметно увеличивается удельный урожай початков. Под влиянием азотного удобрения початки становятся более крупными, увеличивается число хорошо выполненных зерен и уменьшается число недоразвитых, повышается масса 1 ООО зерен и их урожай с початка. Азот оказывает ярко выраженное положительное влияние не только на величину урожая, но и на качество получаемой продукции. Это выражается прежде всего в повышении белковистости зерна (Володарский, 1986).

Установлено, что минеральные удобрения оказывали положительное влияние на темпы роста и конечную высоту кукурузы. Она увеличивалась на 8 - 14 см при внесении N120P120K120 по сравнению с дозой М60РбоКбо (Крама-рев и др., 2000). Это же отмечают Е.М. Лебедь и Н.Ф. Сокрута (1985), Г. Аг-ладзе и др. (2003), Г.С. Местешов с соавт. (2003).

По данным Г.Д. Гогмачадзе (1999) при увеличении дозы удобрения с Нз0Рбо до N,4oP9oK14o масса 1000 зерен возросла до 481 - 488 г при 465 г на контроле, выход зерна с одного початка при внесении удобрений увеличился почти вдвое, с 84 г до 133,1 - 157,6 г. Увеличилось также содержание протеина и крахмала.

При недостатке влаги, корневого питания, света наблюдается преждевременное отмирание нижних листьев, что снижает урожай (Володарский, 1986).

По мнению J1.A. Ничипорович (1977) под влиянием обильного фосфорного питания сокращается период роста листьев, в результате чего несколько �