Возделывание кукурузы в технологиях аптивного земледелия юго-запада центрального Нечерноземья (стр. 2 )

В технологии по вспашке на 23-25см и обработке почвы по типу «параплау» на 28-30см урожайность сухого вещества была меньше: 12,1-13,2 т/га, 12,1-12,7 т/га соответственно. На технологиях с нетрадиционными видами органических удобрений: пожнивного сидерата (5-19,5т/га), измельченной соломы (5-6 т/га), минеральных удобрений N109-129P77-80K50-10 в сочетании с пестицидами и технологиях с внесением навоза (55 т/га), минеральных удобрений N80P80K10 и пестицидами сбор сухого вещества кукурузы была практически на одинаково высоком уровне. Максимальная урожайность сухого вещества 12,7-13,8 т/га получена на технологиях с применением навоза (55 т/га), сидерата (5-19,5 т/га), соломы (5-6 т/га) и умеренном уровне минеральных удобрений N25-60P50-75K0 в сочетании с пестицидами на всех способах основной обработки почвы (табл. 1). Следовательно, основная обработка почвы, органические и минеральные удобрения с пестицидами способствуют повышению урожайности сухого вещества кукурузы за счет хорошего их сочетания в агротехнологиях. На биологической технологии с внесением

Таблица - 1 Урожайность и кормовая ценность сухого вещества кукурузы в зависимости от технологий возделывания

(ср. гг.)

Вариант технологии	Ведущие звенья технологий	Урожайность сухого вещества	Сбор, т/га	Питательность 1 кг сухого вещества, корм. ед.	Обменная энергия
т/га	%	корм. ед.	перевар. протеина	МДж/кг	тыс. МДж/га
1	Вспашка + NРК+ солома + сидерат + пестициды	12,1	189,0	10,4	0,63	0,86	9,05	109,5
2	Вспашка + NРК+ навоз + пестициды	12,3	192,2	10,5	0,59	0,85	8,91	109,6
3	Вспашка + NРК+ навоз + солома + сидерат + пестициды	13,2	206,3	11,4	0,61	0,86	8,87	117,1
4	Вспашка + навоз + солома + сидерат (контроль)	6,4	100,0	5,4	0,39	0,85	9,01	57,7
5	Рыхление стойками СибИМЭ + NРК+ солома + сидерат + пестициды	13,0	200,0	11,2	0,62	0,86	9,04	117,5
6	Рыхление стойками СибИМЭ +NРК + навоз + пестициды	13,1	202,0	11,4	0,59	0,87	9,12	119,4
7	Рыхление стойками СибИМЭ +NРК+ навоз + солома + сидерат + пестициды	13,8	212,3	12,0	0,60	0,87	8,93	123,2
8	Рыхление стойками СибИМЭ + навоз + солома +сидерат (контроль)	6,5	100,0	5,5	0,41	0,85	8,92	57,9
9	Рыхление по типу «параплау» + NРК + солома + сидерат + пестициды	12,1	198,4	10,2	0,57	0,84	8,93	108,1
10	Рыхление по типу «параплау» + NРК + навоз + пестициды	12,3	202,0	10,5	0,58	0,85	8,91	109,6
11	Рыхление по типу «параплау» + NРК + навоз + солома + сидерат + пестициды	12,7	208,2	10,9	0,58	0,86	8,89	112,9
12	Рыхление по типу «параплау» + навоз + солома + сидерат (контроль)	6,1	100,0	5,3	0,40	0,86	8,90	54,3

Примечание: НСР05 1990 г. – 0,42; 1991 г.- 0,51; 1992 г.- 0,65; 1993 г.- 0,50; 1994 г. – 0,45

навоза (55 т/га), сидерата (5-19 т/га) и соломы (5-6 т/га) без средств химизации была наименьшая урожайность сухого вещества 6,1-6,5 т/га.

На качество сухого вещества кукурузы положительно влияли технологии с совместным внесением органических и минеральных удобрений. Наибольшее содержание сырого протеина 7,20-7,64% и жира – 1,52-1,72% отмечено на вариантах переходной к биологической технологии с внесением навоза (55 т/га), сидерата (5-19,5 т/га), соломы (5-6 т/га) и умеренных доз минеральных удобрений (N109-129P77-80K0-10 ), как на фоне вспашки, так и рыхлении стойками СибИМЭ и по типу «параплау». Прямой зависимости в содержании сырой клетчатки, БЭВ и золы от вносимых удобрений не установлено, отмечена лишь тенденция снижения содержания клетчатки и золы по биологической технологии с внесением навоза, сидерата и соломы по всем способам основной обработки почвы.

Минеральный состав сухого вещества в технологиях кукурузы также варьировал в зависимости от сочетаний органических и минеральных удобрений. Во все годы исследований технологии с внесением органических и минеральных удобрений способствовали повышению содержания в сухом веществе общего азота и зольных элементов на всех способах основной обработки почвы общего азота– 1,32-1,58%, фосфора - 0,25-0,28%, калия - - 1,17-1,42%. В то же время на биологической технологии без средств химизации содержание макроэлементов в сухом веществе было существенно меньше: азота лишь 1,07-1,13%, фосфора – 0,23-0,24%, калия – 1,04-1,09%.

Повышенный сбор кормовых единиц и переваримого протеина 11,2-12,0 т/га и 0,59-0,62 т/га соответственно получен по вариантам технологий с внесением органических и минеральных удобрений в сочетании с пестицидами на фоне рыхления почвы стойками СибИМЭ на 28-30 см с заделкой органических удобрений предплужниками на 14-16 см. По вспашке и рыхлению почвы по типы «параплау» эти показатели были несколько ниже. На вариантах без средств химизации сбор кормовых единиц и переваримого протеина существенно снижался.

Наибольший выход обменной энергии получен на технологиях с совместным внесением органических и минеральных удобрений и достигал в зависимости от приема основной обработки: по вспашке – 109,5-117,1 тыс. МДж/га, стойками СибИМЭ – 117,5-123,2 тыс. МДж/га и по типу «параплау» - 108,1-112,9 тыс. МДж/га. Существенно ниже она была в технологии с внесением одних органических удобрений и составила всего 54,3-57,9 тыс. МДж/га.

Аминокислотный состав зерностержневой смеси кукурузы. По содержанию в зерностержневой смеси кукурузы белка и аминокислот технологии возделывания оказались равноценными. Несколько повышенное содержание аминокислот было получено на переходной к биологической технологии при внесении всех видов органических (навоз, сидерат, солома), в сочетании с минеральными удобрениями. Валовой сбор всех аминокислот, в том числе и незаменимых в технологиях возрастал в соответствии с повышением урожая и содержанием белка в биомассе кукурузы.

Химический состав, питательность и переваримость силоса свидетельствуют, что по содержанию сухого вещества 74,2- 75,0%, протеина 2,39- 2,45% и безазотистых экстрактивных веществ 13,98- 15,36% преимущественное положение занимает силос, приготовленный из растений кукурузы выращенной в технологиях при совместном внесении органических и минеральных удобрений в сочетании с пестицидами. В одном килограмме силоса, приготовленного из растений удобренных органическими и минеральными удобрениями, содержалось 0,24 – 0,25 корм. ед. и 13,3 – 14,0 г переваримого протеина, а из растений, выращенных на биологической технологии без средств химизации, содержалось несколько меньше 0,23 корм. ед. и 13,2 г/кг переваримого протеина.

Производство экологически безопасных кормов из кукурузы. При комплексном применении органических и минеральных удобрений в сочетании с пестицидами содержание нитратов в технологиях возделывания кукурузы в фазы молочно-восковой спелости зерна определялось уровнем их питания и варьировало от 215,8-291,0 мг/кг, что было ниже ПДК, ещё ниже содержание нитратов и при меньших их колебаниях в растениях 103,3 – 116,8 мг/кг отмечено на биологической технологии с применением навоза, соломы и сидератов без средств химизации.

В воздушно - сухой массе растений кукурузы на изученных технологиях отмечено низкое содержание микроэлементов: йода 0,02 – 0,05, молибдена 0,07 – 0,09 и кобальта 0,07 – 0,09 мг/кг, среднее содержание марганца 31,0 – 38,6, меди 5,0 – 6,5 и цинка 20,2- 24,3 мг/кг и высокое бора 26,3 – 29,7 мг/кг, при оптимальном его значении в почве.

Содержание тяжелых металлов в воздушно-сухом веществе растений кукурузы в технологиях варьировали: по меди соответственно – 2,3-2,7 мг/кг, кобальту – 0,27- 0,42 мг/кг, марганцу – 24,3 – 31,0 мг/кг, свинцу – 1,82-2,13 мг/кг, никелю – 0,7-0,9 мг/кг и хрому 0,39-0,52 мг/кг при ПДК соответственно - 30, 50, 1, 60, 0,3, 5, 3 и 0,5 мг/кг. Однако следует отметить, что в воздушно-сухом веществе растений кукурузы по всем технологиям отмечено повышенное содержание кадмия, которое варьировало от 0,40 до 0,62 мг/кг и было выше уровня ПДК (0,3 мг/кг), хотя не было его превышения в почве.

Результаты также свидетельствуют, что при внесении пестицидов в ранний период вегетации растений к уборке в образцах кукурузы их не было обнаружено, что связано с правильным регламентом их применения и сбалансированным питанием растений. Изучение поступления радиоактивного изотопа цезий -137 из почвы в растения кукурузы в условиях загрязнения среды от12 до 20 мкр/час в последствии аварии на Чернобыльской АЭС свидетельствует, что по изучаемым технологиям в растениях кукурузы накапливалось цезия-137 от 4,1 до 8,7 Бк/кг, что ниже ПДК. В целом в условиях данной территории можно получать биологически полноценную и экологически безопасную продукцию кукурузы по разработанным технологиям.

Экономическая и энергетическая эффективность. Данные экономической оценки показывают, что по интенсивной нетрадиционной технологии с использованием сидерата и соломы в сочетании с минеральными удобрениями и пестицидами на всех способах обработки почвы производственные затраты на 1га были самыми низкими 6,19-6,35 тыс. руб. и сокращались по сравнению с интенсивной традиционной на 21,7-23,1%. Себестоимость 1ц кормовых единиц также была самой низкой и составила 0,56-0,61 тыс. руб., что позволило повысить уровень рентабельности от 309 до 349 %. По переходной к биологической технологии уровень рентабельности также был высоким и составил по вспашке и обработке стойками СибИМЭ 250 и 274%.

Энергетическая оценка эффективности технологий возделывания кукурузы показала, что наибольшие затраты энергии на 1га 26,6-31,7 тыс. МДж/га были вложены в интенсивные технологии и переходную к биологической с внесением минеральных удобрений и средств защиты растений. Применение одних органических удобрений (биологическая технология) снижало энергозатраты до 20,0-20,5 тыс. МДж/га. Наиболее высокое накопление энергии урожаем получено при интенсивных и переходной к биологической технологиях с применением минеральных удобрений, средств защиты растений и составило 151,7-173,2 тыс. МДж/га. На биологической технологии без производственных затрат на средства химизации накопление энергии урожаем кукурузы составило 76,6-81,6 тыс. МДж/га и было в 2,0 раза ниже по сравнению с другими технологиями, интенсивными и переходной к биологической, которые обеспечивали высокий коэффициент энергетической эффективности 4,3-5,0, в биологической он снижался до 2,8.

4. Агрономические свойства почвы и формирование урожая кукурузы на силос в зависимости от густоты стояния растений, применения удобрений и средств защиты растений

Агрофизические свойства и влажность почвы. Установлено, что под кукурузой, как в начале, так и в конце вегетации, плотность почвы в слоесм на вариантах технологий с густотой 100, 70, 40 тыс./га растений была практически одинаковой и находилась в пределах 1,19-1,22 и 1,28-1,30 г/ см3 соответственно, что было оптимально для растений кукурузы. Влияние применения удобрений на плотность серой лесной почвы нами не установлено. Между плотностью сложения почвы в слое 0-30 см и урожайностью сухого вещества кукурузы установлена средняя корреляционная связь. Эта зависимость прямолинейна и выражается уравнением регрессии:

У= -279,26+227,61Х, при r=+0,42 (6)

В этих условиях общая скважность почвы в слое 0-30 см в начале вегетации составила - 52,6-54,3 %, к уборке она снижалась до 49,8-51,1 % и не выходила за пределы благоприятных показателей для растений кукурузы.

Наибольший запас продуктивной влаги был отмечен на технологиях с густотой 40 тыс./га растений и был больше в 1,1-1,2 раза, чем при густоте 100 тыс./га. Это связано с повышенной плотностью и высокой урожайностью агроценозов, с густотой растений 100 и 70 тыс./га вследствие возрастающего водопотребления кукурузы и экономном расходовании воды с густотой 40 тыс./га.

Содержание питательных веществ в почве. Увеличение густоты растений кукурузы с 40 до 70 и 100 тыс./га не оказывало негативного влияния на содержание в серой лесной почве подвижных форм элементов питания. На протяжении всей вегетации растений в пахотном слое содержание нитратного азота 1,3- 2,1 мг/кг, подвижного фосфора 25,2-28,0 мг/кг и калия 16,6-18,9 мг/кг было повышенным. Разные технологии создавали хорошие условия питания в слое почвы 0-30 см. На технологиях с совместным применением органических и минеральных удобрений содержание подвижного фосфора и обменного калия было несколько выше, чем на вариантах с использованием органических удобрений, что способствовало получению высокого урожая кукурузы. Установлена средняя корреляционная связь урожайности сухого вещества кукурузы от содержания в слое почвы 0-30 см нитратного азота (N - NО3), подвижного фосфора (Р2О5) и обменного калия (К2О), Эта зависимость прямолинейна и в фазу молочно - восковой спелости зерна выражаются уравнениями регрессии:

У= 2,57+6,27Х, при r= +0,51 (N - NО3) (7)

У= -67,39+3,02Х, при r= +0,59 (Р2О5) (8)

У= -32,41+2,56Х, при r= +0,50 (К2О) (9)

Биологическая активность почвы. За годы исследований наибольшая интенсивность разложения клетчатки наблюдалась на вариантах технологий с совместным внесением органических и минеральных удобрений, и составила в среднем 27,2- 29,2 % в первой половине вегетации и 26,8- 29,8 % во второй половине вегетации растений кукурузы. В биологической технологии без применения ми­неральных удобрений активность разложения целлюлозы была ниже - 26,6- 26,8 % в первой половине вегетации и 25,7- 26,5 % во второй половине вегетации. Установлена высокая корреляционная связь урожайности сухого вещества кукурузы от интенсивности разложения клетчатки в слое почвы 0-20 см. Эта зависимость прямолинейна в период вегетации растений и выражается уравнением регрессии:

У= -60,83+2,69Х, при r= +0,70 (10)

Больших различий в разложении клетчатки от плотности посева кукурузы в исследуемые годы не установлено.

Сегетальная флора в составе агрофитоценозов при разных технологиях возделывания кукурузы. Исследования показали, что запас семян сорняков в пахотном слое почвы на опытном поле составлял 500-700 тыс. шт./м2. В почве преобладали семена однолетних сорняков: проса куриного, щирицы запрокинутой, мари белой, которые составляли 50-80 % от общего запаса. Семена этих видов сорняков и определяли общий фон засоренности посева кукурузы. Число многолетних видов сорняков было незначительно, они встречались единично. Характер и степень засорённости посевов в технологиях зависел от погодных условий, плотности посева растений кукурузы и вносимых гербицидов. Наиболее сильная засорённость наблюдалась при густоте стояния растений 40 тыс./га, что в 1,2-1,4 раза больше, чем при густоте 100тыс./га. На вариантах технологий с применением гербицида число сорняков перед междурядной обработкой кукурузы в среднем за три года было в пределах 85,0- 116,8 шт./м2, а перед уборкой кукурузы 46,3-72,6 шт./м2, что в 1,3-1,4, 1,1-1,4 раза ниже по сравнению с биологической технологией.