Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние технологий возделывания на продуктивность сортов мягкой и твердой озимой пшеницы на черноземе обыкновенном

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние технологий возделывания на продуктивность сортов мягкой и твердой озимой пшеницы на черноземе обыкновенном"

На правах рукописи

Гордеева Юлия Валерьевна

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СОРТОВ МЯГКОЙ И ТВЕРДОЙ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ОБЫКНОВЕННОМ

Специальность - 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

5 ДЕК 2013

Ставрополь - 2013 005541803

005541803

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия»

Научный руководитель: зав. кафедрой технологии растениеводства

и экологии Азово-Черноморской ГАА, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Кувшннова Елена Константиновна

Официальные оппоненты: зав. кафедрой растениеводства и селекции

имени профессора Ф. И. Бобрышева Ставропольского ГАУ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Войсковой Александр Иванович

доцент кафедры агрохимии почвоведения и защиты растений Донского ГАУ, доктор сельскохозяйственных наук, доцент Пимонов Константин Игоревич

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

«Всероссийский научно-исследовательский

институт зерновых культур

им. И. Г. Калиненко» Россельхозакадемин

Защита состоится 18 декабря 2013 года в 1300 часов на заседании диссертационного совета Д 220.062.03 при ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет» по адресу: 355017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», с авторефератом - на официальном сайте Высшей аттестационной комиссии http://vak.ed.gov.ru и на официальном сайте университета: www. stgau. ru

Автореферат разослан «/ Ь » J^] 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного советас—-——

кандидат с.-х. наук, доцент А. П. Шутко

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Продовольственная безопасность страны тесно связана со стабильностью зернового производства, поэтому проблеме повышения и стабилизации валовых сборов зерна уделяется большое внимание.

Озимая пшеница - важнейшая продовольственная и товарная культура России и в Ростовской области, являющейся крупнейшим производителем растениеводческой продукции, ей принадлежит ведущая роль в решении зерновой проблемы. В последние годы посевы озимой пшеницы на Дону достигают 2,0—2,2 млн. га. Удельный вес этой культуры в валовом сборе зерна превышает 70 %, а эффективность ее производства оказывает существенное влияние на экономическое развитие региона. В Ростовской области на площади 800-850 тыс. га озимая пшеница размещена по предшественнику черный пар.

В зоне недостаточного увлажнения, размещение озимых по чистому пару позволяет свести к минимуму негативное воздействие засухи и стабилизировать производство высококачественного зерна, что в условиях рыночных отношений гарантирует финансовую устойчивость сельхозтоваропроизводителей.

Разработка дифференцированных технологий возделывания культур, и в том числе озимой пшеницы, обусловлена также дефицитом энергоресурсов, постоянным ростом цен на минеральные удобрения и средства защиты растений; спадом производства сельскохозяйственной техники, ее подорожанием и переходом от интенсивных к экстенсивным технологиям возделывания.

Исследования, направленные на повышение продуктивности и эффективности производства зерна озимой пшеницы по предшественнику черный пар в зависимости от технологии возделывания в условиях недостаточного увлажнения являются весьма актуальными и послужили основой для данной работы.

Цель исследований. Изучить влияние различных технологий возделывания на продуктивность и качество зерна новых сортов озимой пшеницы на черноземе обыкновенном в условиях недостаточного увлажнения.

Задачи исследований:

- изучить динамику содержания влага и элементов питания в почве под озимой пшеницей в зависимости от основной обработки почвы и технологии возделывания;

- выявить особенности роста и развития новых сортов озимой пшеницы, динамику накопления надземной воздушно-сухой массы и содержание в ней основных элементов питания;

- определить взаимное влияние основной обработки почвы и технологии возделывания на урожайность, ее структуру, качество зерна и технологические свойства сортов озимой мягкой и твердой пшеницы;

— определить экономическую эффективность возделывания озимой пшеницы при различных технологиях возделывания, способе и приемах основной обработки почвы.

Научная новизна. Впервые в условиях недостаточного увлажнения на черноземе обыкновенном в стационарном многофакторном опыте изучено влияние различных технологий возделывания, способа и приемов основной обработки почвы на динамику содержания почвенной влаги и основных элементов питания, рост и развитие растений, урожайность и качество зерна по предшественнику черный пар. Проведена оценка хлебопекарных и макаронных свойств зерна новых сортов озимой пшеницы. Установлены корреляционные связи между различными признаками.

Доказана возможность получения стабильных урожаев озимой пшеницы, определена экономическая эффективность изученных агроприемов и предложены производству технологии возделывания озимой пшеницы, обеспечивающие доходность зернового производства при различных затратах и экономических возможностях.

Достоверность полученных результатов подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных и использованием методов статистической обработки. Полученные результаты подвергнуты дисперсионному и корреляционному анализам.

Положения, выносимые на защиту:

— изменение водного режима почвы зависит от приемов и способов обработки почвы и не изменяется от технологии возделывания;

— применение удобрений способствует увеличению содержания основных элементов питания в доступной форме;

— изучаемые технологии положительно влияли на накопление надземной массы, химический состав растений, урожайность, водопотребление, элементы структуры, качество зерна и продукции изучаемых сортов по сравнению с экстенсивной технологией;

— рост интенсификации увеличивает стоимость валовой продукции, но не снижает себестоимость и рентабельность зернового производства, а эффект достигается за счет улучшения качества, выхода продукции и ее реализации.

Практическая значимость работы заключается в том, что в результате проведенных исследований рекомендованы производству оптимальные технологии возделывания, способ и приемы основной обработки почвы под озимую пшеницу, которые обеспечат повышение урожайности, качества зерна и повысят экономическую эффективность производства этой культуры.

Производственная проверка результатов исследований проведена в Зерноградском районе Ростовской области: в ЗАО им. В.О. Мацкевич на площади 108,9 га и опытном поле Института повышения квалификации

кадров АПК ФГБОУ ВГТО ДонГАУ на площади 30 га, о чем свидетельствуют акты внедрения результатов работы.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и получили положительную оценку на заседаниях кафедры «Технология растениеводства и экология» и научно-практических конференциях ФГБОУ ВПО АЧГАА (г. Зерноград, 2011-2013 гг.), ФГБОУ ВПО ДонГАУ (пос. Персиановский, 2012 г.), ФГБОУ ВПО КубГАУ (Краснодар, 2012 г.); на Донской аграрной научно-практической конференции «Инновационные пути развития агропромышленного комплекса: задачи и перспективы» (2012 г.), Международной научно-практической конференции «Научно-обоснованные системы земледелия: теория и практика» ФГБОУ ВПО СтГАУ (Ставрополь, 2013 г), а также на молодежном научно-инновационном конкурсе «УМНИК» (2011-2012 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 1 статья в журнале, рецензируемом ВАК Министерства образования и науки РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 180 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству. Иллюстрационный материал включает 28 таблиц, 23 рисунка и 37 приложений. Список литературы содержит 184 наименования, в том числе 11 иностранных авторов.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые опыты проводили в пятипольном зернопаропропашном научном севообороте учебно-опытного фермерского хозяйства ФГБОУ ВПО АЧГАА на черноземе обыкновенном карбонатном тяжелосугпинистом со следующими агрохимическими показателями пахотного слоя: содержание гумуса 3,28 %; рН - 7,0; Р205 - 28,5; К20 - 350 мг/кг.

Климат южной зоны Ростовской области характеризуется жарким летом и умеренно мягкой зимой. Среднегодовое количество осадков составляет 582,4 мм; сумма температур за период активной вегетации более 3400°С; ГТК 0,80-0,85 и зона характеризуется недостаточным увлажнением.

Метеорологические условия в годы исследований заметно различались по температурному режиму и количеству выпавших осадков, что позволило объективно оценить изучаемые факторы и дать им всестороннюю оценку.

Исследования проводили в трехфакторном полевом опыте по схеме: 4АхЗВх2С, где фактор А - технология возделывания; фактор В — обработка почвы; фактор С — сорт.

Изучали 4 уровня технологий возделывания (Кирюшин, Иванов, 2005) по схеме:

1. Экстенсивная (контроль).

2. Нормальная (рекомендуемая).

3. Интенсивная (расчетная).

4. Экологическая (без применения минеральных удобрений).

Опыты проводили согласно методике Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1989). Площадь учетной делянки 112 м2, пошорность четырехкратная. Количество вариантов в опыте 24. Предшественник пар черный. Порядок размещения вариантов систематический, методом расщепленных делянок в три яруса по видам основной обработки почвы:

- вспашка навесным плугом ПЛН — 5—35 на глубину 27—30 см;

- комбинированная обработка АКМ-6 в агрегате с трактором К-701 на глубину 16-18 см после дискования ЛДГ-15 в один след;

- поверхностная обработка на глубину 8-10 см в один след ЛДГ-15 в агрегате с трактором Т-150.

Минеральные удобрения в виде аммофоса марки 12:52 при нормальной (N12PJ2) и при интенсивной (N24P104) технологии, а также органомине-ральное удобрение «Агровит-Кор» (200 кг/га) при экологической технологии вносили под основную обработку почвы. В весенне-летний период на всех вариантах обработки почвы проводили 5-6 культивации на убывающую глубину с целью борьбы с сорной растительностью. Азотные подкормки растений в дозе N30 проводили аммиачной селитрой рано весной по мерзлоталой почве (нормальная и интенсивная технологии) и мочевиной в фазе колошения (интенсивная технология). При экологической технологии растения подкармливали органоминеральным удобрением «Агровит-Кор» (150 кг/га) ранней весной. Все удобрения вносили вручную. Посев осуществляли зерновой сеялкой СЗ-5,4 в сроки, рекомендованные для южной зоны Ростовской области. Норма посева 4,5 млн. всхожих семян на 1 га.

Уборку урожая проводили прямым комбайнированием малогабаритным комбайном «Terrion 2010» при достижении зерном полной спелости. Собранный урожай взвешивали в поле и приводили к 100% чистоте и 14% влажности.

Наблюдения, анализы и учеты осуществляли полевыми и лабораторными методами с использованием рекомендуемых методик в соответствии с ГОСТами. Предусмотренные программой анализы выполняли в аттестованной учебно-научно-производственной агротехнологической лаборатории ФГБОУ ВПО АЧГАА. Хлебопекарную оценку и оценку макаронных свойств зерна осуществляли в лаборатории биохимической оценки и качества селекционного материала Всероссийского НИИ зерновых культур им. И.Г. Калиненко Россельхозакадемии.

Объектами исследований послужили сорт мягкой озимой пшеницы Юмпа (КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко) и сорт твердой озимой пшеницы Аксинит (ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Динамика содержания влаги и элементов питания в почве в зависимости от технологий возделывании. В условиях южной зоны Ростовской области наличие в севообороте парового поля стабилизирует водный и пищевой режимы почвы, пар обеспечивает формирование высокого урожая озимой пшеницы, для нее он является лучшим предшественником, так как накапливает и сохраняет влагу.

В среднем за три года исследований запасы продуктивной влаги в осенний период по вспашке были выше, чем по другим вариантам обработки. Так, например, в слое почвы 0-10 см они составили: по вспашке 13,6; по комбинированной 11,2 и по поверхностной 10,0 мм. Такая тенденция отмечена как в пахотном (52,8; 43,8 и 40,1 мм), так и в метровом слоях почвы (149,9; 117,0 и 105,4 мм) соответственно обработкам.

При формировании урожайности уже на начальном этапе развития растений имеет значение влажность пахотного слоя. Проведенный корреляционно-регрессионный анализ выявил сильную зависимость урожайности озимой пшеницы от содержания влаги в слое почвы 0-30 см (г=+0,73) в осенний период.

В фазе весеннего кущения озимой пшеницы преимущество вспашки в запасах продуктивной влаги во всех исследуемых слоях сохранялось.

В слое 0-10 см их содержалось 11,4 мм против 9,2 и 8,5 мм при комбинированной и поверхностной обработках; в слое 0-30 см - 44,8 и 38,4; 36,3 мм и в слое а-100 см - 131,4 и 111,3; 101,1 мм соответственно указанным обработкам почвы. С ростом и развитием растений потребление влаги увеличивалось, ее запасы снижались и имели минимальные значения к фазе полной спелости. Самое низкое содержание продуктивной влаги отмечено по вспашке, что способствует более высокой урожайности зерна (рисунок 1).

Рисунок 1 - Динамика продуктивной влаги в зависимости от основной обработки почвы, мм (2010-2012 гг.)

Для выявления влияния технологий возделывания на водный режим был выбран вариант, где в качестве основной обработки почвы применя-

ли вспашку. Различий в содержании продуктивной влаги между технологиями не установлено, так как уровень ее потребления растениями был практически одинаковым.

Наибольшее содержание N-N03, Р205 и К20 в почве под озимой пшеницей отмечалось по интенсивной технологии, средним оно было по вариантам с нормальной и экологической и наименьшее - при экстенсивной технологии возделывания. Такая закономерность сохранялась как в верхнем (0-20 см), так и в нижнем (20-40 см) слоях почвы.

Содержание азота нитратного, фосфора подвижного и калия обменного, в течение вегетационного периода подвержено определенной закономерности: наибольшее их количество на всех вариантах опыта в начале и снижение содержания к концу вегетации культуры. В фазе полной спелости содержание доступных элементов питания в слое почвы 0-40 см было примерно одинаковым по всем изучаемым технологиям и характеризовалось как очень низкое по М-Ж)3 (5,3 4,8 мг/кг почвы) и среднее по р О, (14,9-16,0 мг/кг почвы) и К20 (269-287 мг/кг почвы) (рисунок 2).

Всходы Кущение Выход в трубку Колошение Полная

(весна) спелость

и экстенсивная «нормальная и интенсивная н экологическая

Рисунок 2 - Динамика содержания N-N0,, Р205 и К20 в слое почвы 0-40 см в зависимости от технологии возделывания (2010-2012 гг.)

Применение минеральных удобрений в нормальной и интенсивной технологиях, а также органоминерального удобрения «Агровит-Кор» в экологической технологии улучшало пищевой режим почвы, но не изменяло общий характер динамики доступных элементов, способствовало улучшению агрохимических свойств почвы и увеличению продуктивности культуры в сравнении с экстенсивной технологией возделывания.

3.2. Влияние технологий на роет и развитие растений. Одним из основных показателей эффективности технологии возделывания является продуктивность растений озимой пшеницы, которая закладывается на самых ранних этапах органогенеза.

Наибольшая полевая всхожесть семян у сортов озимой мягкой Юмпа (94 %) и озимой твердой пшеницы Аксинит (63 %) была получена в варианте интенсивной технологии по вспашке. В других вариантах опыта она снижалась на 2— 10 %.

Наиболее благоприятная перезимовка растений была выявлена при интенсивной технологии возделывания. Так, в среднем по вариантам основной обработки почвы перезимовка у сорта Юмпа составила 95,3—

96.2 %, а у сорта Аксинит — 96,6 — 98,0 %. В период вегетации растения озимой пшеницы по интенсивной технологии отличались лучшим состоянием стеблестоя, чем по другим технологиям.

Подсчет растений к уборке показал, что в среднем за три года наибольшая сохранность растений у сортов Юмпа (93,4 %) и Аксинит (96,8 %), наблюдалась также по интенсивной технологии с использованием вспашки. В других вариантах опыта этот показатель составил 86,2-92,8 % и 84,6

96.3 % соответственно сортам.

Наиболее короткий вегетационный период озимой пшеницы был отмечен в условиях 2012 года и составил 251-254 дня в среднем по обоим сортам. В 2010 и 2011 гг. различий в продолжительности вегетационного периода не установлено, и он длился 264—268 и 265-271 дней. Наступление фенологических фаз у изучаемых сортов не зависело от технологии возделывания.

При благоприятных условиях произрастания урожайность зерна находится в прямой зависимости от накопления надземной массы растениями. Установлено, что накопление надземной массы продолжалось до полной спелости (таблица I).

Разница между вариантами опыта наблюдалась уже в фазе весеннего кущения. В среднем за 2010-2012 гг. надземная воздушно-сухая масса растений в эту фазу была наибольшей в варианте интенсивной технологии возделывания: у сорта Юмпа 205 т/и2, а у сорта Аксинит 181 г/м2.

К фазе полной спелости надземная воздушно-сухая масса, по сравнению с фазой кущения, увеличилась в 8—9 раз и достигла максимальных значений. Самые высокие показатели получены в варианте интенсивной технологии: у сорта Юмпа - 1563 г/м2 и у сорта Аксинит -1575 г/м2, а минимальные — при экстенсивной технологии — 1338 г/м2 и 1277 г/м2 соответственно.

Таблица 1 - Динамика накопления надземной воздушно-сухой массы растениями озимой пшеницы в зависимости от технологии возделывания,

г/м2 (2010-2012 гг.)

Технология Фаза развития

весеннее кущение выход в трубку колошение полная спелость

сорт Юмпа

Экстенсивная. 164 281 714 1338

Нормальная 191 285 745 1477

Интенсивная 205 405 857 1563

Экологическая 178 308 710 1353

сорт Аксинит

Экстенсивная 150 252 606 1277

Нормальная 171 283 669 1452

Интенсивная 181 325 791 1575

Экологическая 162 283 634 1415

Между накоплением надземной воздушно-сухой массы и урожайностью озимой пшеницы установлена корреляционная связь: в фазе кущения г = +0,67±0,32; в фазе колошения г = +0,88±0,16, то есть наиболее высокой она была в поздние фазы развития растений.

В годы исследований были проведены наблюдения за накоплением основных элементов питания в растениях озимой пшеницы в различные фазы вегетации, а также их содержание в зерне и побочной продукции (рисунок 3).

Рисунок 3 - Влияние технологии возделывания на содержание питательных элементов в растениях, % (2010-2012 гг.)

В разрезе изучаемых технологий повышенным содержанием азота отличались растения по интенсивной технологии возделывания: в фазе весеннего кущения - 3,79, в трубкование - 3,62, в колошение - 2,03 %.

Для фосфора и калия установлена тенденция постепенного снижения их содержания по мере роста и развития растений. Так в среднем за три года по интенсивной технологии содержание фосфора снизилось от 0,44 до 0,26 %, а калия от 3,73 до 2,29 %, по другим технологиям возделывания такая закономерность сохранялась.

С усилением нарастания надземной массы содержание N, Р и К в растениях снижалось, что связано с «ростовым разбавлением».

К фазе полной спелости установлены количественные изменения этих элементов в зерне и соломе (рисунок 4).

1.5

Р К N Р К

Зерно Побочная продукция

■ Экстенснвния и Нормальная и Интенсивная и Экологическая

Рисунок 4 - Влияние технологии возделывания на содержание питательных элементов в зерне и побочной продукции, % (2010-2012 гг.).

В среднем за три года исследований в зерне озимой пшеницы Юмпа содержание азота составило 2,65-2,79%, фосфора - 0,41-0,42 % и калия 0,44—0,47 %, а в соломе соответственно указанным элементам 0,83-0,85; 0,37-0,39 и 2,00-2,06 %, что подтверждает перераспределение азота и фосфора из листьев в зерно, а калия в побочную продукцию.

3.3. Значение технологий в формировании урожайности, ее структуры, технологических и хлебопекарных свойств. Урожайность и качество зерна являются основными показателями эффективности применяемых агроприемов. В наших опытах урожайность озимой пшеницы зависела от способа и приемов основной обработки почвы, изучаемых технологий и сортовых особенностей. Достоверность полученных прибавок устанавливали по технологиям возделывания, вариантам основной обработки почвы, сортам и взаимодействиям этих факторов. Во все годы исследований, изучаемые технологии оказывали существен нее влияние на продуктивность озимой пшеницы по сравнению с экстенсивной техно-

логией возделывания. Самая высокая урожайность как в отдельные годы (7,17; 5,22; 5,70 т/га), так и в среднем за 3 года (6,03 т/га) получена при возделывании по интенсивной технологии (таблица 2).

Таблица 2 - Влияние технологии возделывания на урожайность озимой пшеницы, т/га (фактор А)

Технология Год Среднее

2010 2011 2012

Экстенсивная 5,57 4,33 4,13 4,68

Нормальная 6,33 4,78 4,71 5,27

Интенсивная 7,17 5,22 5,70 6,03

Экологическая 6,47 4,84 5,26 5,52

НСР„, 0,12 0,08 0,06 0,39

Среди вариантов основной обработки почвы существенное влияние на урожайность озимой пшеницы, по сравнению с комбинированной и поверхностной обработками, оказала вспашка. В этом варианте была сформирована наибольшая урожайность зерна и по годам (6,64; 5,01; 5,40 т/га), и в среднем за три года исследований — 5,68 т/га (таблица 3).

Таблица 3 - Влияние способа и приемов основной обработки почвы на урожайность озимой пшеницы, т/га (фактор В)

Обработка почвы Год Среднее

2010 2011 2012

Вспашка 6,64 5,01 5,40 5.68

Комбинированная 6,34 4,70 4,88 5.31

Поверхностная 6,18 4,67 4,56 5,14

нсрп, 0,10 0,07 0,05 0,34

Оценка изучаемых сортов показала, что в 2010 г. наибольшей урожайностью отличался сорт озимой твердой пшеницы Аксинит — 6,45 т/га, а в другие годы изучения сорт Юмпа— 5,69 и 5,64 т/га. В среднем за три года наибольшая урожайность была получена у сорта мягкой озимой пшеницы Юмпа, которая составила 5,88 т/га (таблица 4).

Взаимное влияние всех изучаемых факторов приведено в таблице 5. В среднем за три года максимальную урожайность сорт мягкой озимой пшеницы Юмпа (6,74 т/га) сформировал при интенсивной технологии возделывания, где в качестве основной обработки почвы была проведена вспашка. Наименьшая урожайность получена при экстенсивной технологии, которая в среднем по обработкам составила 5,12—5,41 т/га.

Таблица 4 - Влияние сортов озимой пшеницы на урожайность зерна, т/га

(фактор С)

Сорт Год Среднее

2010 2011 2012

Юмпа 6,32 5.69 5,64 5,88

Аксинит 6,45 3,90 4,26 4,87

НСР 0,08 0,06 0,04 0,28

Таблица 5 — Урожайность озимой пшеницы в зависимости от технологии возделывания, способа, приемов основной обработки почвы и сорта, т/га

(2010-2012 гг.)

Технология (фагсгар А) Обработка почвы (фактор В) Сорт (фактор С) Год Средняя за 3 года

2010 2011 2012

Т1* вспашка Юмпа 5,62 5,50 5,10 5,41

Аксинит 5,83 3,53 3,77 4,38

комбинированная Юмпа 5,45 5,42 4.77 5,21

Аксинит 5,72 3,08 3,48 4.09

поверхностная Юмпа 5,31 5,51 4,53 5,12

Аксинит 5,51 2,94 3,13 3.86

Т2 вспашка Юмпа 6,51 5,66 5,92 6,03

Аксинит 6.62 4,34 4,59 5,18

комбинированная Юмпа 6,28 5.55 5,40 5,74

Аксинит 6,34 3,78 3,92 4,68

поверхностная Юмпа 6,12 5,75 4,96 5,61

Аксинит 6,13 3,61 3,49 4,41

ТЗ вспашка Юмпа 7,33 6,09 6,80 6,74

Аксинит 7,71 4,94 5,40 6,02

комбинированная Юмпа 7,00 5,96 6,32 6,43

Аксинит 7,10 4,31 5,01 5,47

поверхностная Юмпа 6,85 5,90 6,12 6,29

Аксинит 7,00 4,11 4,53 5,21

Т4 вспашка Юмпа 6,62 5,56 6,43 6,20

Аксинит 6,85 4,48 5,22 5,52

комбинированная Юмпа 6,37 5,58 5,73 5,89

Аксинит 6,43 3,91 4.43 4,92

поверхностная Юмпа 6,34 5,77 5,64 5,92

Аксинит 6,21 3,73 4,10 4,68

НСРт частных различий 0,28 0.20 0,14 0,97

* Примечание: Т1 — экстенсивная; Т2 - нормальная; ТЗ — интенсивная; Т4 — экологическая.

У сорта Аксинит урожайность зерна по вспашке составила 4,386,02 т/га, при этом по интенсивной технологии в варианте со вспашкой она была максимальной - 6,02 т/га; по комбинированной обработке почвы 4,09-5,47 т/га, а по поверхностной - 3,86-5,2! т/га.

Более высокая урожайность по вспашке обусловлена обеспеченностью посевного слоя запасами почвенной влаги и лучшим развитием растений с осени и в течение вегетации.

Максимальная урожайность, как отдельно по годам, так и в среднем за годы исследований, по всем вариантам основной обработки почвы и изучаемым сортам была получена в вариантах с применением интенсивных технологий.

Проанализировав полученные данные, мы установили, что существенное влияние на урожайность озимой пшеницы оказали технологии возделывания (42%) и сорт (46%). Доля влияния основной обработки почвы составила 9 %, а прочих факторов - 3 % (рисунок 5).

Сорт - 46 % Д. 1 Технология - 42 %

и Технология возделывания ■ Обработка почвы "Сорт и Прочие факторы

Рисунок 5 - Влияние изучаемых факторов на урожайность озимой пшеницы, (2010-2012 пг.)

13 наших исследованиях на примере сорта Юмпа было изучено водо-потребление озимой пшеницы в зависимости от технологии возделывания. Ежегодное определение запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы до и после вегетации и учет выпадавших осадков позволили установить общий расход влаги, который в среднем за три года составил 388,5-397,3 мм (таблица 6).

На формирование 1 т зерна и соответствующее количество побочной продукции пшеничные растения в среднем расходовали 582-721 \т воды. Наименьший коэффициент водопотребления получен в варианте с интенсивной технологией возделывания (582 м3/т), что свидетельствует об экономном расходовании влаги, а самый высокий (721 м3/т) по экстенсивной технологии. Разница между изучаемыми технологиями не очень велика (69-139 м3/т), но она составляет почти 20 % в пользу интенсив-

ной технологии. И свидетельствует о том, что уровень интенсификации способствует не только формированию более высокой урожайности, но и снижает коэффициент водопотребления.

Таблица 6 - Коэффициент водопотребления озимой пшеницы в зависимости от технологии возделывания (2010-2012 гг.)

Технология Запас продуктивной влаги, мм Осадки за вегетационный период, мм Общий расход влаги, мм Урожайность, т/га Коэффициент водопотребления, мУт

всходы полная спелость

Экстенсивная 135.3 42,8 439,8 388,5 5,41 721

Нормальная 151.1 50,0 439,8 393,2 6,03 652

Интенсивная 149,9 49,5 439,8 392,9 6,74 582

Экологическая 151,1 45,9 439,8 397,3 6,20 638

Продуктивность озимой пшеницы слагается из следующих основных элементов струкгуры: густоты продуктивного стеблестоя, озерненности колоса, выполненности зерна и его массы с колоса.

Наибольшее влияние на элементы структуры оказали технологии возделывания. Это выразилось увеличением количества продуктивных стеблей у сорта Юмпа (468-480 шт./м2) и Аксинит (322-356 шт./м2) по всем вариантам основной обработки почвы. Корреляционная зависимость между количеством продуктивных стеблей и урожайностью была сильной положительной и составила г= +0,86.

Озерненность колоса была высокой у сорта твердой озимой пшеницы Аксинит и варьировала от 40 до 46 шт., а у сорта мягкой озимой пшеницы Юмпа она составила 30-36 шт. Масса зерна с одного колоса также зависела от сортовых особенностей. Наиболее полновесным колосом во всех вариантах опыта отмечен сорт озимой твердой пшеницы Аксинит - 1,692,02 г; у сорта Юмпа этот показатель был ниже и составил 1,28-1,58 г. Наибольшая масса 1000 зерен во всех исследуемых вариантах отмечалась у сорта твердой пшеницы Аксинит 41,9-44,7 г, а у сорта мягкой пшеницы Юмпа она была несколько ниже и варьировала от 39,7 до 43,0 г.

Качественный хлеб, макаронные и крупяные изделия можно изготовить из муки и крупки, обладающих высокими технологическими свойствами. Для выработки высококачественной продукции необходимо полноценное продовольственное зерно.

В среднем за 2010-2012 гг. больше всего белка содержало зерно в варианте интенсивной технологии с применением вспашки: у сорта Юмпа 15,9 % и у сорта Аксинит 16,4 %. Наименьшее содержание сырого белка в зерне было отмечено при экстенсивной технологии возделыва-

ния. У сорта Юмпа содержание белка в этом варианте составило 14,5— 15,4 % и у сорта Аксинит 14,9-16,3 % в среднем по обработкам почвы (таблица 7).

Таблица 7 - Качество зерна озимой пшеницы в зависимости от технологии возделывания, способа и приемов основной обработки почвы (2010-2012 гг.)

Технология Мягкая озимая пшеница Юмпа Твердая озимая пшеница Аксинит

содержание, % стекловидно сть, % натура, г/л содержание, % стекло-внд- ность, % натура, г/л

белка клейковины белка клейковины

Вспашка

Экстенсивная 15,4 30,6 50 J 807 16,3 29,4 79 784

Нормальная 15,1 30,4 53 809 16,0 28,9 82 790

Интенсивная 15,9 33,0 56 811 16,4 30,0 86 793

Экологическая 15,3 31,3 53 810 16,4 29,2 82 790

Комбинированная обработка

Экстенсивная 14,7 29,3 50 804 15,7 28,6 79 785

Нормальная 15,0 31,3 54 810 15,3 28,2 81 789

Интенсивная 15,8 32.9 56 809 16,2 29,1 83 793

Экологическая 14,7 29,7 53 808 16,0 29,7 81 789

Поверхностная обработка

Экстенсивная 14,5 29,8 50 797 14,9 27,5 78 784

Нормальная 15,3 31,0 53 807 15,6 29,3 81 778

Интенсивная 15,7 33,2 58 809 16,1 28,8 82 791

Экологическая 15,2 30,6 54 808 15,9 27,6 80 783

Технологические свойства зерна озимой пшеницы зависят не только от содержания белка, но в большей степени от его качества, основным показателем которого является количество клейковины и ее группа.

Наиболее высокое содержание клейковины в зерне было отмечено по интенсивной технологии возделывания: у сорта Юмпа — 33,2 % с применением поверхностной обработки почвы, а у сорта Аксинит —30,0 % с использованием вспашки. При этом во всех изучаемых вариантах опыта сорт Юмпа отличался повышенным содержанием клейковины по сравнению с сортом Аксинит. Клейковина характеризовалась как удовлетворительная слабая и соответствовала II группе качества.

Показатель стекловидности у сорта мягкой озимой пшеницы Юмпа варьировал от 50 до 58, у сорта Аксинит от 78 до 86 %, при этом зерно было получено с высокой натурой как у сорта Юмпа (797-811 г/л), так и у

сорта Аксинит (784-793 г/л). Такое зерно практически полностью отвечало требованиям 2™ и 3го классов на продовольственную пшеницу.

Наиболее точным методом определения хлебопекарных свойств зерна пшеницы является пробная выпечка хлеба. В 2011 и в 2012 гг. в варианте со вспашкой нами был проведен отбор образцов зерна мягкой озимой Юмпа для хлебопекарной оценки.

Технологии возделывания оказывали слабое влияние на хлебопекарную оценку. Объемный выход хлеба составил 655—705 см3. По показателям пористости и эластичности мякиша, изучаемые технологии отличий практически не имели, и общая оценка хлеба была довольно высокой 4,2-4,5 балла. На основе лабораторной выпечки был определен выход хлеба, который составил 144-147 % и характеризовался как высокий, что характеризует о стабильности показателей качества у сорта Юмпа.

В 2012 г. оценку макарон осуществляли по показателям цвета, коэффициента разваримости по весу и объему, потерям сухого вещества, прочности и общей оценки. Одним из лимитирующих признаков качества является цвет макаронных изделий, определяющий их потребительские свойства. Сорт твердой озимой пшеницы Аксинит дает макароны от желтого до кремового цвета и по разным технологиям возделывания оценка изготовленных макарон по этому показателю колебалась от 3 до 4 баллов.

Технологии возделывания не повлияли на прочность макарон, и по всем вариантам опыта она была довольно высокой (710-765 г). Макароны имели гладкую поверхность, стекловидную в изломе массу, при варке увеличивались в объеме в 3,8-3,9 раза, но сохраняли свою форму, имели хороший внешний вид и вкусовые качества, что является важным с точки зрения потребителя. Преобладающая оценка разваримости макарон и по весу, и по объему составила 4 балла, а общая оценка макарон 3,5^4,0 балла.

3.4 Экономическая оценка. Расчет экономической эффективности изучаемых агроприемов на примере сорта озимой мягкой пшеницы Юмпа провели в зависимости от способа и приемов основной обработки почвы, а затем — в зависимости от технологии возделывания. Если сравнивать виды обработки почвы, то максимальная урожайность зерна получена по вспашке (среднее по всем технологиям 6,10 т/га). Соответственно при комбинированной и поверхностной обработках она составила — 5,82 и 5,73 т/га.

Разница в соотношении чистого дохода и производственных затрат на единицу посевной площади по вариантам основной обработки почвы незначительная, но с экономической точки зрения наиболее эффективной является комбинированная обработка, уровень рентабельности которой составил 106 %; затем поверхностная обработка (103 %) и вспашка, у которой данный показатель был наименьшим - 101 % (таблица 8).

Таблица 8 - Экономическая эффективность возделывания озимой пшеницы в зависимости от основной обработки почвы (2010-2012 гг.)

Показатель Обработка почвы

вспашка комбинированная поверхностная

Урожайность в среднем по обработкам почвы, т/га 6,10 5,82 5,73

Производственные затраты, руб./га 18273 17449 17103

Чистый доход. руб,/га 18011 17926 17297

Рентабельность, % 101 106 103

В разрезе технологий возделывания максимальный эффект обеспечила экстенсивная технология, рентабельность которой в среднем по обработкам почвы составила 118-129 %, тогда как интенсивная -всего 75-77 %. На каждый рубль затрат по экстенсивной технологии получено 0,36-0,38 кг зерна, а по интенсивной, нормальной и экологической несколько ниже 0,29-0,30; 0,32-0,34 и 0,35-0,36 кг/руб. соответственно (таблица 9).

Таблица 9 - Экономическая эффективность возделывания озимой пшеницы

(2010-2012 гг.)

Технология Урожайность, т/га Стоимость продукции, руб./га Всего затрат, руб./га Себестоимость, руб./т Чистый доход, руб./га Рентабельность, %

Вспашка

Т1* 5,41 32440 14904 2757 17536 118

Т2* 6,03 36180 18404 3052 17776 97

ТЗ* 6,74 39294 22500 3338 16795 75

Т4* 6,20 37220 17284 2786 19936 115

Комбинированная обработка

Т1 5,21 31280 13849 2657 17431 126

Т2 5,74 36300 17552 2901 18748 107

ТЗ 6,43 38560 21789 3390 16771 77

Т4 5,89 35360 16605 2818 18755 113

Поверхностная обработка

Т1 5,12 30700 13416 2622 17284 129

Т2 5,61 33660 17292 3082 16368 95

ТЗ 6,29 37740 21352 3395 16388 77

Т4 5,92 35500 16352 2764 19148 117

* Примечание: Т1 - экстенсивная; Т2 - нормальная; ТЗ - интенсивная; Т4 - экологическая.

В условиях проводимого опыта рост интенсификации при возделывании озимой пшеницы по пару за счет дополнительных затрат на средства химизации (минеральные удобрения, стимуляторы роста, средства защиты) экономически не оправдан, однако стоимость валовой продукции без учета ее качества была максимальной и составила 37740-39294 руб./га.

В связи с тем, что зерно мягкой озимой пшеницы находит очень широкое применение в хлебопекарной промышленности нами были произведены расчеты экономической эффективности в зависимости от качества зерна, выхода муки, припека хлеба и его реализации.

Не смотря на высокие производственные затраты, связанные с возделыванием озимой пшеницы по интенсивной технологии (23914 руб./га), в этом варианте отмечен самый высокий условно чистый доход (28736 руб./га) за счет зерна высокого качества, обеспечивающего повышенный выход муки (72 %) п припек хлеба (47 %). За счет высокой урожайности зерна (6,50 т/га в среднем по всем обработкам), цены зерна и муки с учетом их качества в варианте интенсивной технологии получена самая высокая стоимость хлеба, полученного из 1 т зерна —32366 рублей. В целом, интенсивная технология возделывания, как за счет качества зерна — (48316 руб./га), так и за счет урожайности (3902 руб./га) обеспечила совокупный экономический эффект 52218 руб./га.

Таким образом, с ростом продуктивности озимой пшеницы стоимость продукции увеличивается и на первый взгляд экономический эффект возрастает, но интенсификация не снижает себестоимости зерна, повышает производственные затраты и уменьшает рентабельность производства.

ВЫВОДЫ

1. Наиболее благоприятные условия по содержанию продуктивной влаги и доступных элементов питания в почве при интенсивной технологии возделывания с применением в качестве основной обработки вспашки способствуют лучшему развитию растений с осени, обеспечивают их благоприятную перезимовку (96,2-97,9 % в среднем по сортам) и сохранность к уборке (сорт Юмпа - 93,4 % и Аксинит - 96,8 %). Установлена корреляционная связь между осенними запасами продуктивной влаги в пахотном слое почвы и урожайностью озимой пшеницы г=+0,73.

2. Применение удобрений при нормальной, интенсивной и экологической технологиях повышает содержание основных элементов питания в доступной форме в начальные фазы развития растений (Ы->Ю3 на 0,7-4,0; Р205 - на 2,4-6,1 мг/кг почвы), способствует улучшению пищевого режима в течение вегетации и увеличению продуктивности озимой пшеницы.

3. Под влиянием изучаемых технологий изменяются темпы накопления надземной воздушно-сухой массы растений. Самые высокие показатели получены к фазе полной спелости в варианте интенсивной техно-

логии с применением вспашки: у сорта Юмпа - 1563, у сорта Аксинпт -1575 г/м3. Между накоплением надземной воздушно-сухой массы и урожайностью озимой пшеницы установлена корреляционная связь: в фазе кущения г=+0,67±0,32; в фазе колошения г=+0,88±0,16.

4. С усилением нарастания надземной массы содержание азота, фосфора и калия в растениях озимой пшеницы снижается от фазы весеннего кущения до колошения. В среднем за три года по интенсивной технологии содержание азота уменьшается от 3,79 до 2,03; фосфора от 0,44-0,26; калия от 3,73 до 2,29 %. К фазе полной спелости концентрация азота и фосфора увеличивается в зерне, а калия в соломе. Такая закономерность сохраняется и по другим технологиям возделывания.

5. В условиях южной зоны Ростовской области на черноземе обыкновенном при возделывании озимой мягкой и твердой пшеницы по предшественнику черный пар интенсивная технология в варианте с применением вспашки является фактором получения наибольшей урожайности зерна у сортов Юмпа (6,74 т/га) и Аксинит (6,02 т/га).

6. Наименьший коэффициент водопотребления получен по интенсивной технологии возделывания - 582 м3/т, а самый высокий - 721 м3/т по экстенсивной технологии. Эта разница составила 20 % в пользу интенсивной технологии и свидетельствует об экономном расходовании влаги в этом варианте опыта.

7. Под влиянием изучаемых технологий изменяются элементы структуры урожая. Интенсивная технология обеспечивает у сорта мягкой озимой пшеницы Юмпа увеличение продуктивных стеблей на единице площади до 468-480 шт./м2, а у сорта твердой озимой пшеницы Аксинит -массы зерна с колоса (1,89-2,02 г) и массы 1000 зерен (44,0-44,7 г).

8. Применение интенсивной технологии возделывания в среднем по всем обработкам почвы позволяет получить зерно высокого качества. Содержание белка у сорта Юмпа составляет 15,7-15,9, у сорта Аксинит 16,1-16,4 %; клейковины 32,9-33,2 и 28,8-30,0 % и натура зерна 809-811 и 791—793 г/л соответственно сортам. Такое зерно полностью отвечает требованиям на продовольственную мягкую и твердую пшеницу, и обеспечивает высокую хлебопекарную оценку (4,2—4,5 балла) и качество макарон (3,5^,0 балла).

9. Максимальную стоимость валовой продукции мягкой озимой пшеницы за счет урожайности и качества зерна обеспечивает интенсивная технология возделывания (37740-39294 руб./га), но она снижает уровень рентабельности за счет высоких производственных затрат (21352-22500 руб./га) по сравнению с экстенсивной технологией. Однако совокупный экономический эффект (52218 руб./га) этой технологии достигнут за счет увеличения урожайности, улучшения качества продукции, выхода муки и реализации хлеба.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ

В условиях недостаточного увлажнения на черноземе обыкновенном по предшественнику черный пар раннеспелые сорта озимой мягкой и среднеранние сорта озимой твердой пшеницы возделывать по интенсивной технологии с применением вспашки для получения максимальной урожайности (6,74 и 6,02 т/га), а в целях ресурсосбережения использовать комбинированную обработку почвы.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК Министерства образования и науки РФ:

1. Гордеева, Ю.В. Влияние технологии возделывания на урожайность и качество зерна озимой пшеницы в южной зоне Ростовской области / Л.П. Бельтюков, Е.К. Кувшинова, Р.Г. Бершанский, Ю.В. Гордеева, В.М. Мажара // Зерновое хозяйство России. — 2012. - № 5 (23). - С. 56-62.

Публикации в других изданиях:

2. ГордееваЮ.В. Агрофизические свойства чернозема обыкновенного в учебно-опытном фермерском хозяйстве АЧГАА/ Е.К. Кувшинова, H.H. Кабаненко, Ю.В. Гордеева // Вестник аграрной науки Дона. -2010.-№3.-С. 64-67.

3. Гордеева, Ю.В. Роль биопрепаратов в технологиях возделывания зерновых культур / В.М. Мажара, Л.П. Бельтюков, Ю.В. Гордеева, Е.К. Кувшинова // Донская аграрная научно-практическая конференция «Инновационные пути развития агропромышленного комплекса: задачи и перспективы»: международный сборник научных трудов // Стабилизация производства продукции растениеводства в условиях изменяющегося климата. - ФГБОУ ВПО АЧГАА. -Зерноград, 2012. - С. 60-62.

4. Гордеева, Ю.В. Технологии возделывания и продуктивность озимой пшеницы на черноземе обыкновенном Ростовской области / Л.П. Бельтюков, Е.К. Кувшинова, Бершанский Р.Г., Ю.В. Гордеева // Проблемы и тенденции инновационного развития агропромышленного комплекса и аграрного образования России: материалы Международной научно-практической конференции, 7-10 февраля 2012 года//. - пос. Персиановский. ДонГАУ, 2012. - С. 114-119.

5. Гордеева, Ю.В. Урожайность и технологическая оценка зерна мягкой озимой пшеницы сорта Юмпа/ Ю.В. Гордеева, Е.К. Кувшинова, Н.С. Кравченко // Донская аграрная научно-практическая конференция «Инновационные пути развития агропромышленного комплекса: задачи и перспективы»: международный сборник научных трудов // Стабилизация производства продукции растениеводства

в условиях изменяющегося климата. - ФГБОУ ВПО АЧГАА. -Зерноград, 2012. - С.34-37.

6. Гордеева, Ю.В. Экономическая эффективность применения биопрепаратов и биоудобрений в посевах озимой пшеницы / В.М. Мажара, Ю.В. Гордеева, Л.П. Бельтюков, Е.К. Кувшинова // Вестник аграрной науки Дона. - 2013. - № 2 (22). - С. 80-86.

Подписано в печагь 13.11.2013. Формат 60x84 '/16. Гарнитура «Тайме». Бумага офсетная. Печагь офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ .4« 526/1. Отпечатано в типографии шдательско-полиграфпческого комплекса СтГАУ «АГРУС», г. Ставрополь, ул. Пушкина, 15.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Гордеева, Юлия Валерьевна, Зерноград

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «АЗОВО-ЧЕРНОМОРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРОИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ»

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СОРТОВ МЯГКОЙ И ТВЕРДОЙ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

04201455516

На правах рукописи

Гордеева Юлия Валерьевна

НА ЧЕРНОЗЕМЕ ОБЫКНОВЕННОМ

Специальность 06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: кандидат с.-х. наук, доцент Кувшинова Е.К.

Зерноград - 2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение......................................................................................3

1. Обоснование исследований по изучению технологий возделывания озимой пшеницы (обзор литературы)...................................................8

1.1. Возделывание озимой пшеницы в Южном Федеральном Округе.........8

1.2. Биологические особенности мягкой и твердой озимой пшеницы и требование к факторам окружающей среды........................................12

1.3. Влияние технологий возделывания на продуктивность озимой пшеницы........................................................................................31

2. Условия и методика проведения исследований.................................45

2.1. Место и почвенно-климатические условия....................................45

2.2. Методика и материал исследований.............................................54

3. Динамика содержания влаги и элементов питания в почве в зависимости от технологий возделывания...................................................62

3.1. Динамика содержания влаги в почве...........................................62

3.2. Содержание основных элементов питания в почве..........................71

4. Влияние технологий на рост и развитие растений............................75

4.1. Влияние изучаемых факторов на полевую всхожесть, перезимовку, сохранность растений к уборке и фенологию развития........................75

4.2. Динамика нарастания надземной воздушно-сухой массы и содержание в ней элементов питания............................................................80

5. Значение технологий в формировании урожайности, её структуры, технологических и хлебопекарных свойств.............................................87

5.1. Урожайность сортов озимой пшеницы..........................................87

5.2. Структура урожая....................................................................96

5.3. Качество зерна......................................................................104

6. Экономическая оценка...........................................................114

Выводы.....................................................................................120

Предложения производству.........................................................122

Литература................................................................................123

Приложения..............................................................................142

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Продовольственная безопасность страны тесно связана со стабильностью зернового производства, поэтому проблеме повышения и стабилизации валовых сборов зерна уделяется большое внимание.

Озимая пшеница - важнейшая продовольственная и товарная культура России и в Ростовской области, являющейся крупнейшим производителем растениеводческой продукции, ей принадлежит ведущая роль в решении зерновой проблемы. В последние годы посевы озимой пшеницы на Дону достигают 2,02,2 млн. га. Удельный вес этой культуры в валовом сборе зерна превышает 70 %, а эффективность её производства оказывает существенное влияние на экономическое развитие региона. В Ростовской области на площади 800-850 тыс. га озимая пшеница размещена по предшественнику черный пар.

В зоне недостаточного увлажнения, размещение озимых по чистому пару позволяет свести к минимуму негативное воздействие засухи и стабилизировать производство высококачественного зерна, что в условиях рыночных отношений гарантирует финансовую устойчивость сельхозтоваропроизводителей.

Область относится к наиболее благоприятным районам для развития зернового производства. Однако здесь имеются зоны с засушливым климатом, низким уровнем естественного плодородия почвы, что осложняет обеспечение необходимого для каждой почвенно-климатической зоны комплекса сельскохозяйственных машин и заставляет разрабатывать свои технологии возделывания сельскохозяйственных культур применительно к экономическим возможностям хозяйства.

Разработка дифференцированных технологий возделывания культур, и в том числе озимой пшеницы, обусловлена также дефицитом энергоресурсов, постоянным ростом цен на минеральные удобрения и средства защиты растений; спадом производства сельскохозяйственной техники, её подорожанием и переходом от интенсивных к экстенсивным технологиям возделывания.

В связи с тем, что производство зерна пшеницы высокого качества в необходимом количестве является мощным звеном в экономике региона и одним из важнейших факторов её стабильности, то решение этой проблемы, с одной стороны, может быть достигнуто внедрением в производство новых высокопродуктивных и качественных сортов, с другой - совершенствованием существующих технологий возделывания. На современном этапе развития растениеводческой отрасли значение сорта возросло, и он является фактором, без которого невозможно реализовать достижения науки и техники, а в практике производства появился целый комплекс технологий (экстенсивные, интенсивные, индустриальные, почвозащитные, экологически чистые и другие), учитывающих направленность и экономическое развитие сельхозпредприятий различных форм собственности.

Исследования, направленные на повышение продуктивности и эффективности производства зерна озимой пшеницы по предшественнику черный пар в зависимости от технологии возделывания в условиях недостаточного увлажнения являются весьма актуальными и послужили основой для данной работы.

Цель исследований. Изучить влияние различных технологий возделывания на продуктивность и качество зерна новых сортов озимой пшеницы на черноземе обыкновенном в условиях недостаточного увлажнения.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

• Изучить динамику содержания влаги и элементов питания в почве под озимой пшеницей в зависимости от основной обработки почвы и технологии возделывания.

• Выявить особенности роста и развития новых сортов озимой пшеницы, динамику накопления надземной воздушно-сухой массы и содержание в ней основных элементов питания.

• Определить взаимное влияние основной обработки почвы и технологии возделывания на урожайность, её структуру, качество зерна и технологические свойства сортов озимой мягкой и твердой пшеницы.

• Определить экономическую эффективность возделывания озимой пшеницы при различных технологиях возделывания, способе и приемах основной обработки почвы.

Научная новизна. Впервые в условиях недостаточного увлажнения на черноземе обыкновенном в стационарном многофакторном опыте изучено влияние различных технологий возделывания, способа и приемов основной обработки почвы на динамику содержания почвенной влаги и основных элементов питания, рост и развитие растений, урожайность и качество зерна по предшественнику черный пар. Проведена оценка хлебопекарных и макаронных свойств зерна новых сортов озимой пшеницы. Установлены корреляционные связи между различными признаками.

Доказана возможность получения стабильных урожаев озимой пшеницы, определена экономическая эффективность изученных агроприемов и предложены производству технологии возделывания озимой пшеницы, обеспечивающие доходность зернового производства при различных затратах и экономических возможностях.

Достоверность полученных результатов подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных и использованием методов статистической обработки. Полученные результаты подвергнуты дисперсионному и корреляционному анализам.

Положения, выносимые на защиту:

- изменение водного режима почвы зависит от приемов и способов обработки почвы и не изменяется от технологии возделывания;

- применение удобрений способствует увеличению содержания основных элементов питания в доступной форме;

- изучаемые технологии положительно влияли на накопление надземной массы, химический состав растений, урожайность, водопотребление, элементы структуры, качество зерна и продукции изучаемых сортов по сравнению с экстенсивной технологией;

- рост интенсификации увеличивает стоимость валовой продукции, но не снижает себестоимость и рентабельность зернового производства, а эффект достигается за счет улучшения качества, выхода продукции и ее реализации.

Практическая значимость работы заключается в том, что в результате проведенных исследований рекомендованы производству оптимальные технологии возделывания, способ и приемы основной обработки почвы под озимую пшеницу, которые обеспечат повышение урожайности, качества зерна и повысят экономическую эффективность производства этой культуры.

Производственная проверка результатов исследований проведена в Зер-ноградском районе Ростовской области: в ЗАО им. В.О. Мацкевич на площади 108,9 га и опытном поле Института повышения квалификации кадров АПК ФГБОУ ВПО ДонГАУ на площади 30 га, о чем свидетельствуют акты внедрения результатов работы.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и получили положительную оценку на заседаниях кафедры «Технология растениеводства и экология» и научно-практических конференциях ФГБОУ ВПО АЧГАА (г. Зерноград, 2011-2013 гг.), ФГБОУ ВПО ДонГАУ (пос. Персиановский, 2012 г.), ФГБОУ ВПО КубГАУ (Краснодар, 2012 г.); на Донской аграрной научно-практической конференции «Инновационные пути развития агропромышленного комплекса: задачи и перспективы» (2012 г.), Международной научно-практической конференции «Научно-обоснованные системы земледелия: теория и практика» ФГБОУ ВПО СтГАУ (Ставрополь, 2013 г), а также на молодежном научно-инновационном конкурсе «УМНИК» (2011 -2012 гг.).

По материалам исследований опубликовано 6 статей, в том числе 1 статья в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 180 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству. Иллюстрационный материал включает 28 таблиц,

23 рисунка и 37 приложений. Список литературы содержит 184 наименования, в том числе 11 иностранных авторов.

Автор выражает благодарность коллективу кафедры технологии растениеводства и экологии, специалистам учебно-опытного фермерского хозяйства и сотрудникам учебно-научно-производственной агротехнологической лаборатории ФГБОУ ВПО АЧГАА за оказанную помощь в проведении полевых опытов, лабораторных анализов, подготовке и оформлении диссертационной работы.

1. ОБОСНОВАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ИЗУЧЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Возделывание озимой пшеницы в Южном Федеральном Округе

Пшеница - одна из наиболее древних культур на земном шаре. Она принадлежит к числу наиболее ценных и высокоурожайных зерновых культур и занимает ведущее место в мире среди зерновых культур (Вавилов П.П.,1975; Плешаков Б.П., 1987; Казаков Е.Д., 2005).

В Российской Федерации озимая пшеница имеет широкое распространение. На севере её возделывают до 65° с. ш. (Архангельская область), на юге - до 41° с. ш. (юг Дагестана). Основные площади ее посевов размещены в районах с благоприятными условиями перезимовки - на Северном Кавказе, в ЦентральноЧернозёмной зоне, а также в районах Поволжья и Закавказья. За последние годы значительно увеличились площади посевов озимой пшеницы в Центральном районе Нечерноземной зоны (Посыпанов Г. С., 1997, 2006).

Озимой пшенице принадлежит ведущее место в зерновом клине, как наиболее урожайной и ценной продовольственной культуре (Носатовский А.И., 1965; Калиненко И.Г., 1999).

Посевы ее в РФ занимают свыше 12,0 млн. га, а в последнее время они расширяются за счет сокращения площадей под кормовыми культурами. Наиболее благоприятные условия для возделывания озимой пшеницы складываются в Европейской части России, где размещается около 90 % ее площадей. Валовый сбор зерна и урожайность пшеницы в ЮФО представлены в таблицах 1,2.

Большое внимание этой культуре уделяется в Северо-Кавказском регионе: в Ростовской области, Краснодарском и Ставропольском краях (Губанов Я.В., Иванов H.H., 1988; Петров Г.И., 1996; Бельтюков Л.П., 2002). В этом ре-

гионе площади под этой культурой вначале 2000 х гг. составляли 4,0-4,5 млн. га, в т. ч. в Ростовской области - 1,2-1,4, в Краснодарском крае - 1,2-1,4, в Ставропольском крае - 1,3-1,5 млн. га (Агеев В.В., Подколзин А.И., 2001).

Таблица 1 - Валовой сбор пшеницы в хозяйствах всех категорий Южного Федерального Округа, тыс. т

2008 г. 2009 г. 2010 г.

Республика Адыгея 376,2 341,6 336,3

Республика Калмыкия 336,2 335,5 220,3

Краснодарский край 6791,7 5942,4 6535,0

Астраханская область 4,5 5,8 2,7

Волгоградская область 4054,5 2848,8 1237,5

Ростовская область 6653,0 5323,0 5415,8

Итого по ЮФО 18216,0 14797,1 13747,6

Таблица 2 - Урожайность пшеницы в хозяйствах всех категорий Южного Федерального Округа, т/га

2008 г. 2009 г. 2010 г.

Республика Адыгея 4,91 4,05 4,01

Республика Калмыкия 2,02 1,78 1,68

Краснодарский край 5,52 4,6 5,01

Астраханская область 1,45 1,78 1,13

Волгоградская область 2,73 2,1 1,33

Ростовская область 3,4 2,68 2,72

В среднем по ЮФО 3,71 3,01 3,09

В Ростовской области за последнее время площади этой культуры увеличились до 2 млн. га. Так по данным Министерства сельского хозяйства и продовольствия Ростовской области ее уборочная площадь в 2010 году составила 1993,8 тыс. га, а в 2011 - 1965,3 тыс. га (Статистический бюллетень, 2011). В Ставропольском крае они увеличились с 1,18 до 1,51 млн. га (Удовыдченко В.И., 2012), а на Кубани в 2011 году ее площадь составила 1,3 млн. га (Васюков

П.П., Цыганков В.И., 2012).

Дон - крупнейший регион России, имеющий свою историю возделывания озимой пшеницы. Наиболее распространенной в донских степях была яровая твердая пшеница Арнаутка. Однако постоянным был интерес земледельцев к озимой пшенице, как к культуре более урожайной, чем яровая пшеница (Бородин H.H., 1967).

В конце XVIII - начале XIX века озимая пшеница занимала лишь 8,8 % общей площади посевов зерновых, яровая - 47,5 %. Во второй половине XIX века их соотношение изменилось, площади под озимой пшеницей значительно возросли. Введение паров в севообороты позволило расширить посевы озимой пшеницы в Ростовской области. В истории земледелия Дона XX век характеризуется как век введения в производство новой для этих мест культуры пшеницы. Её начали возделывать здесь, в основном, в крайних южных и юго-западных районах. В настоящее время Дон является крупным озимопшеничным регионом Юга России.

Необходимым условием формирования достаточно высокой урожайности озимой пшеницы является продолжительность вегетационного периода. Озимая пшеница лучше других культур использует влагу осеннего, зимнего и ранневе-сеннего периодов, что позволяет ей в меньшей степени зависеть от почвенной и воздушной засухи, часто наблюдаемой в конце мая - начале июня (Петров Г.И., 1996; Алабушев В.А. ,2001; Бельтюков, Л.П., 2007).

В сельскохозяйственном производстве широкое распространение получили в основном, мягкая и твердая пшеница. Твердая по своей значимости считается второй после мягкой и является незаменимым сырьем для макаронно-крупяной промышленности.

В мировом земледелии на долю твердой пшеницы приходится около 5% объёма всей пшеницы. Посевы составляют около 1 млн. га, и производится её более 1,2 млн. т (Мелешкина Е.П.,2009; Самофалова Н.Е., 2012).

На Юге России из 6-8 млн. га посевов озимой пшеницы всего 10-15 тыс.

га тургидных и твердых пшениц. По почвенно-климатическим условиям это один из наиболее благоприятных регионов для производства высококачественного зерна тургидных, твёрдых и сильных пшениц. (Калиненко И .Г. 1989; Бель-тюков Л. П., 2007; В.И. Ковтун, Л.Н. Ковтун, 2012).

Зерно твердой пшеницы является незаменимым сырьем для изготовления пшеничных круп и высококачественных макаронных изделий, обладающих высокой прочностью, низкой разваримостью, приятным вкусом, способных сохранятся длительное время (Голик B.C., 1996; Васильчук Н.С., 2001; Николаев Е.В., 2004). Биологическая ценность зерна этой культуры не может быть заменена или компенсирована мягкой пшеницей. И не случайно, в таких странах, как Италия и Франция изготовление макаронных изделий из зерна мягкой пшеницы запрещено законом (Мудрова A.A., 2004).

Химический состав зерна пшеницы довольно изменчив. Это обуславливается как видовыми особенностями, так и условиями возделывания, климатическими факторами. В цельном зерне содержится до 67-70% крахмала, 2,1-2,4% клетчатки, 5,0-1,8% минеральных веществ, до 27% жира, 12,5 - 16,0 % сырого белка и 8-12% воды.

Пшеничный хлеб отличается высокими вкусовыми, питательными свойствами, хорошей переваримостью. Он никогда не приедается, дополняет и делает вкусной и сытной другую пищу. Человек получает с хлебом почти половину энергии, необходимой для его жизнедеятельности, витамины Bj, В2, �