На правах рукописи
ХЛОПЯНИКОВ
Александр Михайлович
ВОЗДЕЛЫВАНИЕ КУКУРУЗЫ В ТЕХНОЛОГИЯХ
АПТИВНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ЮГО-ЗАПАДА
ЦЕНТРАЛЬНОГО НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ
Специальность 06.01.01 – «Общее земледелие»
Автореферат
диссертации на соискание учёной степени
доктора сельскохозяйственных наук
Москва - 2010
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» и ГОУ ВПО «Брянский государственный университет имени академика »
Научные консультанты: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
|
Официальные оппоненты: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
доктор сельскохозяйственных наук
|
Ведущая организация – Российский государственный аграрный заочный университет (РГАЗУ)
Защита состоится 21 декабря 2010 года в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 006.049.01 при Московском научно - исследовательском институте сельского хозяйства «Немчиновка».
Отзывы в двух экземплярах, заверенных печатью, направлять Московская область, Одинцовский район, п. Немчиновка - 1, ул. Калинина, 1.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института
Автореферат разослан ноября 2010 года.
Ученый секретарь
диссертационного совета
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Удовлетворение потребностей населения страны отечественными недорогими и одновременно высококачественными продуктами питания, а сельскохозяйственных животных кормами, является важнейшей задачей современного сельскохозяйственного производства. В адаптивном земледелии решение этой задачи связано с переходом на ресурсосберегающие, малозатратные экологически обоснованные агротехнологии возделывания полевых культур и прежде всего кукурузы (Zea mays L.), обеспечивающие высокую продуктивность, сохранение почвенного плодородия, существенную экономию энергетических и трудовых ресурсов, производство конкурентоспособной растениеводческой продукции.
Юго - Запад Центрального региона России имеет благоприятные почвенно-климатические условия для интенсивного ведения адаптивного земледелия. Интенсификация земледелия, особенно производство кукурузы, требует оптимизации применения всех технологических приемов её возделывания на силос и зерностержневую смесь в почвенно - климатическим условиях региона. Это существенно увеличит её урожайность и качество сухого вещества, повысит рентабельность производства, снизив энергозатраты. В связи с этим имеется необходимость комплексного изучения влияния на урожай зеленой и зерностержневой массы кукурузы таких элементов технологий, как основная обработка почвы, применение удобрений и средств защиты растений, высокопродуктивных гибридов и оптимальной густоты растений, что является актуальным и малоизученным для юго - запада Центрального Нечерноземья России.
Цель исследований - оптимизация возделывания кукурузы в адаптивном земледелии юго - запада Центрального Нечерноземья России на основе разработки ресурсосберегающих малозатратных технологий, обеспечивающих высокую урожайность, получение биологически полноценных и экологически безопасных кормов и повышение плодородия.
Задачи исследований:
- установить характер влияния агротехнологий на плодородие серой лесной почвы при возделывании кукурузы для получения зеленой и зерностержневой силосуемой массы;
- определить фитосанитарное состояние почвы и посевов в изучаемых агротехнологиях возделывания кукурузы;
- выявить основные закономерности фотосинтетической деятельности посевов кукурузы при разных технологиях возделывания;
-изучить особенности формирования корневой системы растений кукурузы в зависимости от условий возделывания;
-определить величину и качества урожая зеленой и зерностержневой массы и заготавливаемых кормов в соответствии с технологическими условиями возделывания кукурузы;
-определить экономическую и энергетическую эффективность возделывания кукурузы на силос и зерностержневую смесь в условиях адаптивного земледелия;
-разработать и рекомендовать производству ресурсосберегающие, малозатратные технологии возделывания кукурузы на силос и зерностержневую смесь, обеспечивающие получение биологически полноценных и экологически безопасных кормов.
Научная новизна работы. Разработаны, теоретически обоснованы и всесторонне оценены адаптивные технологии эффективного возделывания кукурузы на силос и зерностержневую смесь в условиях юго-западной части Центрального региона России. Впервые на основании длительных стационарных полевых опытов на серой лесной почве установлены оптимальные сочетания органических и минеральных удобрений и средств защиты растений при разных способах основной обработки почвы, гибридах, густоте стояния растений кукурузы, их влияние на плодородие почвы, засоренность посевов, продуктивность и качество кормов в плодосменном севообороте. Выявлена возможность перехода к биологизированным и биологическим малозатратным технологиям возделывания кукурузы на силос и зерностержневую смесь с использованием навоза, сидератов и соломы на удобрения при частичном или полном отказе от применения средств химизации.
Дифференцированное применение удобрений в сочетании со способами основной обработки почвы, гибридами, различающимися по спелости и густоте стояния растений, явилось теоретической основой для разработки адаптивных оригинальных технологий возделывания кукурузы на силос и зерностержневую смесь на серых лесных почвах Юго - Запада Центрального региона. Установлено, что при научно-обоснованном комплексном применении средств химизации на фонах основной обработки почвы, онтогенетических различий гибридов и плотности агроценозов кукурузы, разработанные нами технологии обеспечивают получение высоких урожаев биологически полноценной, экологически безопасной продукции при высокой окупаемости трудовых и энергетических ресурсов.
Основные положения, выносимые на защиту:
- обоснование зависимости изменений основных агрофизических, биологических и агрохимических свойств серой лесной почвы в зависимости от состояния агрофитоценозов кукурузы;
- влияние интенсификации агротехнологий и разных уровней использования средств биологизации в земледелии на фитосанитарное состояние посевов кукурузы;
- отличия в формировании высокопродуктивных агрофитоценозов кукурузы на силос и зерностержневую смесь в зависимости от способов основной обработки почвы, особенностей гибридов и густоты стояния растений на разных фонах применения органических и минеральных удобрений, средств защиты растений;
- особенности формирования корневой системы растений кукурузы при разных способах основной обработки почвы, видах и нормах применения органических и минеральных удобрений;
- эффективность комплексного применения видов, норм органических и минеральных удобрений, средств защиты растений в сочетании с разными способами основной обработки почвы, гибридами и густотой стояния растений при возделывания кукурузы на силос и зерностержневую смесь в условиях адаптивного земледелия;
- экономическое и энергетическое обоснование рекомендуемых способов основной обработки почвы, вносимых видов и норм органических и минеральных удобрений, средств защиты растений, гибридов и густоты стояния растений в агротехнологиях возделывания кукурузы на силос и зерностержневую смесь.
Практическая ценность работы. На основании многолетних исследований ( гг.) разработаны оптимальные параметры питания кукурузы, возделываемой на силос и зерностержневую смесь в сочетании с разными способами основной обработки почвы, гибридами и густотой стояния растений, способствующие повышению урожайности и качеству продукции, сбережению денежных и энергетических средств в условиях серых лесных почв юго-западной части Центрального района России. В зависимости от уровня интенсификации аграрного производства современным сельскохозяйственным предприятиям предложены разные интенсивные, переходная к биологической и биологическая технологии возделывания кукурузы на силос и зерностержневую смесь, обеспечивающие получение экономически и экологически оптимального уровня урожайности. Предприятия получают возможность выбора адаптивных агротехнологий кукурузы на силос и зерностержневую смесь, обеспечивающих высокую урожайность и качество продукции, максимальную экономическую и энергетическую эффективность культуры в зависимости от почвенно-климатических условий, финансового, организационно-технологического и технического уровня.
Для улучшения агрономических свойств почвы рекомендовано внесение органических удобрений в виде навоза, сидерата и соломы, что обеспечивает экономию расходования минеральных удобрений и средств защиты растений, обусловливает улучшение экологической природной среды. С учетом природно - климатических, технологических и организационно-экономических условий, для радиационно-загрязненных районов Брянской и соседних областей рекомендованы переходная к биологической и биологическая технологии возделывания кукурузы на силос и зерностержневую смесь с использованием навоза, пожнивного сидерата, соломы зерновых культур без минеральных удобрений или с ограниченным их применением в сочетании с новыми способами основной обработки почвы, дифференцированной густотой посева гибридов кукурузы. Разработанные технологии обеспечивают получение высоких урожаев биологически полноценной экологически безопасной продукции с минимальными трудо - и энергозатратами. Они внедрены в сельхозпредприятиях Брянской, Орловской, Смоленской областей и других регионах юго - запада Центрального Нечерноземья России.
Реализация результатов исследований. Практические предложения, вытекающие из результатов настоящей работы, прошли производственную проверку в условиях серых лесных почв юго-западной части Центрального региона России. Их применение обеспечило повышение экономической и энергетической эффективности органических и минеральных удобрений, средств защиты растений в сочетании с новыми способами основной обработки почвы, гибридами и густотой стояния растений. Нами рекомендованы и внедрены испытанные в сельхозпредприятиях Брянской, Орловской, Смоленской областей адаптивные технологии, обеспечивающие повышение урожая и качество кукурузы, возделываемой на силос и зерностержневую смесь.
Полученные результаты многолетней работы использованы для разработки рекомендаций производству по возделыванию кукурузы на силос (Орел,1998), методических указаний к лабораторным занятиям по проведению корреляционного и регрессивного анализа (Брянск, 1992), вошли в монографии (Москва, 2002, Белгород, 2005, 2007, 2010, Брянск, 2006), применяются в системе повышения квалификации специалистов агрономической службы, а также в учебном процессе сельскохозяйственных вузов страны.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и получили положительную оценку на международных научно-практических конференциях (Орел, 1996, 1998; Москва, 1998,1999; Брянск,1999; Пущино, 1997; Курск,1997; Белгород, 2003, 2005, 2006, 2009,2010; Ставрополь, 2005), региональных научно-практических конференциях (Брянск, 1992, 1995, 1998, 2001; Воронеж, 1994; Орел, 1996), межвузовских научно-практических конференциях (Орел, 1996; Брянск, 1997).
Научные разработки по агротехнологиям возделывания кукурузы на силос и зерностержневую смесь обсуждались в научных коллективах Брянской ГСХА, Белгородской ГСХА, Орловском и Воронежском ГАУ, Всероссийском университете заочного обучения г. Балашиха.
Публикации результатов исследований. По материалам исследований опубликовано 65 научных трудов и методических работ, в том числе 5 в виде монографий, 22 в изданиях, рекомендованных ВАК.
Организация исследований и личный вклад автора. Автору принадлежит организация проведения полевых и лабораторных опытов, выполнение основной части экспериментальных исследований (75%), анализ результатов, их обобщение и выводы, выявление новых закономерностей, разработка рекомендаций производству.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на 390 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, описания изученности вопроса, материалов и методов проведения исследований, трех глав с изложением результатов исследований и их обсуждения, выводов и предложений производству. Содержит 86 таблиц, 26 рисунков и 18 приложений.
Список литературы включает 490 наименований, в том числе 36 иностранных авторов.
Автор выражает благодарность научным консультантам, заслуженному деятелю науки Российской Федерации, доктору сельскохозяйственных наук, профессору , доктору сельскохозяйственных наук профессору , за ценные советы и постоянную помощь в работе , , сотрудникам кафедры растениеводства и общего земледелия Брянской ГСХА, которым автор выражает искреннюю признательность за помощь в работе.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1.Современное состояние вопроса (обзор литературы)
В данном разделе аналитического обзора литературы последовательно изложены перспективы возделывания и получения высоких и устойчивых урожаев кукурузы, обоснованы возможности разработки адаптивных малозатратных технологий. На основании анализа опубликованных данных сделаны критические заключения, определены перспективные направления научных исследований и разработана программа их проведения.
2. Условия, место и методика исследований
Научные исследования по теме диссертации выполнены поэтапно в длительном стационарном опыте Брянской государственной сельскохозяйственной академии (номер государственной регистрации 046369). Стационарный полевой опыт организован в 1983 году в соответствии с планом научно-исследовательских работ по проблеме «Разработка и совершенствование элементов системы земледелия в условиях центрального района Нечерноземной зоны РСФСР» (государственное задание 03.01.03, регистрационная карточка № 24.1). Многолетний стационарный опыт Брянской ГСХА включен в реестр Государственной сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами (аттестат длительного опыта № 000 от 01.01.2001 г.).
Почва опытного участка серая лесная легкосуглинистая, глубина пахотного слоя 23-25 см, содержание гумуса (по Тюрину и Кононовой) 3,8 – 4,05%, рН солевой вытяжки 5,1 – 5,2, гидролитическая кислотность (по Каппену) – 2,1 – 2,9 мг - экв. на 100 г почвы, подвижного фосфора (по Кирсанову) – 134-161 мг, обменного калия (по Кирсанову) – 113-141 мг/кг почвы, подвижных форм микроэлементов – бора 0,88 – 1,10, молибдена 3,8 – 4,0, цинка 0,6 – 0,7, кобальта 1,0 -1,1 и марганца 25 – 48 мг/кг почвы.
Климат региона характеризуется как умеренно-континентальный, с умеренно холодной зимой, теплым летом и достаточно устойчивым увлажнением. Продолжительность вегетационного периода с суммой активных температур 2275°С составляет 141 – 149 дней, гидротермический коэффициент -1,43, сумма осадков – 323 мм, приход фотосинтетической активной радиации (ФАР) изменялся от 123 до 149 кДж/см.
Погодные условия в годы исследований были разнообразными и достаточно полно отражали особенности климата региона. Они позволяли всесторонне оценить изучаемые технологические приемы возделывания кукурузы. С учетом гидротермического коэффициента к среднемноголетним данным были близки 1991, 1993,1994, 1995, 2005 гг. (ГТК 1,4), избыточно влажными были 1990,1998, 1999, 2000,2001, 2003, 2004 гг. (ГТК - 1,6 – 1,9), сухими были 1992, 1996, 1997 и 2002 гг. (ГТК - 1,2 и менее).
Объектом исследований служили высокопродуктивные раннеспелые гибриды кукурузы зернового направления БЕМО – 181 СВ и РОСС – 191 МВ с густотой стояния 40, 70 и 100 тыс./га растений и среднеранний гибрид Одесский 80 МВ, которые по классификации ФАО относятся к 1 и 2 группам спелости.
В первом стационарном полевом опыте (19гг.) были изучены технологии возделывания кукурузы на силос с использованием трех разных способов основной обработки почвы: вспашка на 23 – 25 см; рыхление стойками СибИМЭ (ЛП-035) на 28 – 30 см; рыхление стойками «параплау» (ПРН-31000) насм, на каждом были развернуты четыре системы применения удобрений: 1) N110-135Р125-130K80-125 + солома (5-6 т/га) + сидерат (5- 19,5 т/га) - интенсивная нетрадиционная; 2) N80Р80К10 + навоз (55 т/га) - интенсивная традиционная; 3) N25-60Р50-75К0 + навоз (55 т/га) + солома (5-6 т/га) + сидерат (5- 19,5 т/га)- переходная к биологической; 4) навоз (55 т/га) + солома (5-6 т/га) + сидерат (5- 19,5 т/га)- биологическая (контроль). Исследования в этом полевом опыте проводили в плодосменном севообороте со следующим чередованием культур: однолетние травы – озимая пшеница – кукуруза – ячмень – клевер – озимая рожь – картофель – овес.
Во втором стационарном полевом опыте (19гг.) в том же плодосменном севообороте при возделывании кукурузы по вспашке на см были изучены три густоты стояния растений:тыс./га растений;тыс./га растений;тыс./га растений на четырех системах применения удобрений как и в первом опыте: 1) N120-130Р110-120K80-90 + солома (5- 6 т/га) + сидерат (8-11 т/га), 2) N80Р80К10 + навоз (55 т/га), 3) N50-60Р40-50K0 + навоз (55 т/га) + соломат/га) + сидерат (8-11 т/га), 4) Навоз (55 т/га) + солома (5- 6 т/га) + сидерат (8-11 т/га) без минеральных удобрений и химических средств защиты растений (контроль).
В 1999 – 2001гг. в третьем полевом опыте была изучена продуктивность двух раннеспелых гибридов кукурузы БЕМО –181СВ и РОСС-191МВ на тех же четырех фонах удобрений и средств защиты растений.
Во всех стационарных полевых опытах изучали также средства защиты растений (пестициды по фонам с минеральными удобрениями и без пестицидов на варианте без минеральных удобрений. Для борьбы с сорняками вносили почвенные гербициды алирокс (72% к. э.) – 5-6 л/га, харнес ( 90% к. э.) -2,5 л/га, в фазу 5 листьев посевы обрабатывали лонтрелом (30% в. р.)- 0,7 л/га и феноксазином (42 % к. э.)- 2,5 л/га по препарату с учетом засоренности. От повреждения шведской мухи растения в фазу 5 листьев обрабатывали метафосом (40 к. э.) – 1,0 л/га и каратэ (50 % к. э.) – 0,2 л/га по препарату совместно с микроэлементами.
В производственном полевом опыте в 2003 – 2005 гг. была изучена продуктивность кукурузы гибрида РОСС – 191МВ при густоте стояния 70 тыс./га растений на фоне различных систем удобрений: 1)NРК с зеленым удобрением (сидерат озимой ржи) и соломой в сочетании с химическими средствами защиты растений, 2)NРК с навозом в сочетании с химическими средствами защиты растений, 3)NРК с навозом, с зеленым удобрением (сидерат озимой ржи) и соломой в сочетании с химическими средствами защиты растений, 4)NРК основное внесение, N – подкормка с навозом в сочетании с химическими средствами защиты растений (контроль).
Органические и минеральные удобрения вносили в расчете на получение 80 т/га зеленой массы кукурузы (20 т/га сухого вещества) и 7,0 т/га её зерностержневой смеси, использовали навоз КРС (40 и 55 т/га) зеленую массу (сидерат) редьки масличной (5-19,5 т/га), зеленую массу озимой ржи (8-13 т/га), измельченную солому озимой пшеницы (4-6 т/га). Из минеральных удобрений использовали аммиачную селитру, хлористый калий и нитрофоску или азофоску. Доломитовую муку (6-8 т/га) вносили весной под предпосевную культивацию, микроудобрения (Zn, Mo, Mn)- 150г/га в виде некорневой подкормки в фазе 5 листьев. Минеральные удобрения в стационарных полевых опытах вносили локально зерностержневой сеялкой CЗC - 2,1 с сошниками Башкирского СХИ поделяночно под предпосевную культивацию комбинированным агрегатом РВК - 3,6, зеленое удобрение - сидерат редьки масличной после укосной спелости в первом стационарном полевом опыте заделывали осенью под основную обработку по схеме опыта.
Во втором и третьем стационарных полевых опытах зеленое удобрение - сидерат озимой ржи и минеральные удобрения заделывали весной под вспашку в соответствии со схемами опытов. Система защиты растений в опытах носила комплексный характер, в котором решающее значение отводилось агротехническим приемам. Мероприятия химической защиты растений от сорняков и вредителей во всех четырех полевых опытах проводили по принятым схемам опыта. Остальные агротехнические приемы при возделывании кукурузы соответствовали общепринятым для региона. Убирали кукурузу на силос в фазе молочно-восковой спелости, а на зерностержневую смесь - восковой спелости зерна.
Полевые опыты проводили в 3 повторностях при систематическом размещении вариантов. В стационарных полевых опытах размер учтенной площади делянок – 45,4 и 90,8 м², в производственном опыте - 600 м2.
Наблюдения и исследования за состоянием растений и почвы в опытах проводили по методикам, изложенным в работах: «Агрохимические методы исследования почв». М.: Наука, 1985; «Практикум по агрономической химии», 1968; «Практикум по почвоведению», 1973; , , «Практикум по земледелию», 1968; «Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур», 1985; «Корневая система полевых культур», 1964; «Практикум по биохимии растений», I968; «Методика полевого опыта», 1985.
Экономическую эффективность изучаемых агротехнологий определяли на основе технологических карт возделывания кукурузы и складывающихся рыночных цен на продукцию и основные средства производства; энергетическую оценку проводили на основании методических рекомендаций , , (1985); полученные экспериментальные данные подвергли математической обработке методами дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов по методическим указаниям (1985) с использованием пакетов прикладных программ для статической обработки «Statistica» и «Statgrafics».
3. Технологические и агроэкологические основы возделывания
кукурузы на силос
На основе биологической природы кукурузы и агроклиматических условий сформулированы новые теоретические и методологические подходы к разработке экологически безопасных, энергосберегающих технологий её возделывания применительно к серым лесным почвам юго - западной части Центрального региона России. Установлено влияние агротехнологий на агрофизические, агрохимические, биологические свойства почвы, засорённость и продуктивность посевов, урожайность и качество продукции, а также экономические, энергетические показатели кукурузы, возделываемой на силос.
Влияние способов основной обработки почвы при комплексном применении удобрений и средств защиты растений на агрономические свойства почвы и засоренность посевов. Разработка и совершенствование адаптивных технологий возделывания кукурузы связаны с оптимизацией агрономических свойств почвы, регулированием водного, воздушного, пищевого и теплового режимов, надежной защитой посевов от сорной растительности, повышением продуктивности растений за счет рациональных способов основной обработки почвы, применения удобрений и средств защиты растений, использование высокопродуктивных гибридов с оптимальной густотой растений.
Агрофизические свойства и влажность почвы. Исследования, проведенные в 19гг., показали, что способы основной обработки вспашка на 23-25см, рыхление стойками СибИМЭ на 28-30см и по типу «параплау» на 28-30см обеспечивали рыхлое сложение и общую скважность почвы, которые были благоприятными для формирования урожая кукурузы и находились в оптимальных пределах: в начале вегетации 1,19-1,23 г/см3и 52,8-54,8% и в конце вегетации 1,29-1,32 г/см3 и 49,1-50,8% соответственно (рис. 1,2).
Установлена средняя корреляционная связь урожайности сухого вещества кукурузы от плотности сложения слоя почвысм. Эта зависимость прямолинейна и в фазу молочно - восковой спелости зерна выражается уравнением регрессии:
У= -100,48+85,91Х, при r=+0,36 (1)
Изменения агрофизических свойств почвы под влиянием основных обработок отразились и на содержании в ней влаги. Рыхление почвы стойками
|
СибИМЭ на 28-30 см на вариантах с минеральными удобрениями и пестицидами, использованием навоза, пожнивного сидерата и соломы с заделкой их предплужниками на 14-15 cм в первый период вегетации растений способствовали большему накоплению влаги, как в верхнем слое 0-30 см - 53,5- 56,4 мм, так и в более глубоких слоях 0-100 см - 176,8- 178,8 мм. На технологии с заделкой органических удобрений плугом на 23-25 см в нижний слой и рыхлением по типу «параплау» с заделкой их дисковой бороной насм в верхний слой, содержание влаги было меньше в слое 0-30 см - 52,6- 53,9 мм и 53,7- 54,4 мм, слое почвы 0-100 см - 158,8- 167,8 и 164,3-173,6 мм (рис. 3,4). Аналогичные закономерности в слое 0-100 см наблюдались при рыхлении почвы стойками СибИМЭ на 28-30 см в сочетании с навозом, сидератом и соломой и заделкой их предплужниками на 14-15 см без применения минеральных удобрений. Это также способствовало накоплению запасов влаги - 176,3 мм и увеличению урожайности кукурузы. К концу вегетации на технологиях со вспашкой и рыхлением стойками СибИМЭ запасы продуктивной влаги были меньшими в слое 0-30 см 40,8-43,7 мм и 37,2-40,0 мм и в слое 0-100 см 115,8-122,3 мм и 114,3-119,5 мм, особенно при высоком урожае биомассы кукурузы, которая активно использовала влагу.
Агрохимические свойства почвы. Новые способы основной обработки почвы: рыхление стойками СибИМЭ и по типу «параплау», как и традиционная вспашка с различными удобрениями под кукурузу в севообороте, не выявили закономерностей в изменении нитратного и аммонийного азота, общего фосфора и калия в слое почвы 0-30 см, их содержание в фазе всходов и на протяжении всей вегетации растений было повышенным, нитратного азота 3,9-7,5 мг/кг, аммонийного азота 16,6-19,9 мг/кг, подвижного фосфора 25,8-29,0 мг/кг и обменного калия 17,0-21,0 мг/кг почвы. Размещение нитратного и аммонийного азота, подвижного фосфора и обменного калия по горизонтам почвы: 0-10, 10-20 и 20-30 см дифференцировалось в зависимости от способа заделки органических удобрений. На вариантах с использованием органических и минеральных удобрений обеспеченность кукурузы нитратным азотом была в 1,7-1,8 раза выше, чем без их внесения, а содержание общего фосфора и калия было одинаковым.
Между содержанием нитратного азота (N - NО3), подвижного фосфора (Р2О5) и обменного калия (К2О) в слое почвы 0-30 см и урожайностью сухого вещества кукурузы в фазу молочно- восковой спелости зерна установлена высокая и средняя прямолинейная зависимость, которая выражается уравнениями регрессии: У= 1,10+5,19Х, при r= +0,77 (N - NО3) (2)
У= -38,71+1,89Х, при r= +0,76 (Р2О5) (3)
У= -10,05+1,36Х, при r= +0,67 (К2О) (4)
Содержание микроэлементов, тяжелых металлов и радионуклидов в серой лесной почве зависит от органических, минеральных удобрений и пестицидов в сочетании с различными способами основной обработки. Так, под кукурузой, возделываемой на силос, содержание бора в почве по вариантам технологий было высокое и составило 0,87-1,23 мг/кг. Однако по технологиям с внесением одних органических удобрений (навоза, сидерата, соломы) отмечена тенденция увеличения содержания бора по сравнению с другими технологиями. Количество молибдена 0,10-0,12 мг/кг, меди 3,2-4,7 мг/кг, кобальта 1,0-1,2 мг/кг и марганца 25-61 мг/кг почвы в технологиях соответствовало их среднему содержанию, а цинка 0,6-0,8 мг/кг - недостаточному. Особенно малое содержание цинка 0,6-0,8 мг/кг почвы объясняется, по-видимому, большим выносом растениями цинколюбивой кукурузы. Содержание остальных подвижных микроэлементов в пахотном слое исследований изменялось менее заметно. Наблюдалось также уменьшение всех микроэлементов, особенно количество бора, марганца и меди по профилю почвы при переходе к материнской породе.
Содержание тяжелых металлов в серой лесной почве в целом было небольшим, не обнаружено их изменение в зависимости от технологий возделывания. Некоторая тенденция увеличения содержания марганца отмечена при более глубокой обработке почвы стойками СибИМЭ и по типу "параплау" на глубину 28-30 см. Большое накопление марганца 199-290 мг/кг объясняется улучшением структуры почвы и ее водно-воздушным режимом в нижнем 20-30 см слое почвы, что оказывает положительное влияние на продуктивность растений кукурузы.
Следует также отметить, что через 15 лет после аварии на Чернобыльской АЭС содержание радионуклида цезия-137 в почве под кукурузой было незначительное 6,2-10,4 Бк/кг и дифференцировалось по слоям почвы в зависимости от системы удобрений и средств защиты растений. Растительная масса и солома, прошедшие через животных на ферме и возвращенных в почву в виде навоза, также как и пожнивные остатки, сидерат и солома, не повышали содержание радионуклидов, что свидетельствует о нормальной радиационной обстановке.
Биологическую активность пахотного слоя почвы определяли методом аппликации по разложению льняной ткани. Способы обработки почвы в сочетании с органическими и минеральными удобрениями по-разному влияли на интенсивность разложения клетчатки. В первой половине вегетации растений обработка почвы по типу "параплау" с заделкой навоза, сидерата и соломы дисковой бороной в верхний слой почвы способствовала наиболее интенсивному разложению клетчатки в слое 0-20 см, которая по годам исследований составила 26,3-27,0 %, 21,3-24,7 %, 26,0-26,7 % соответственно. Вспашка на 23-25 см и рыхление стойками СибИМЭ на 28-30 см с заделкой органических удобрений в более глубокие слои почвы в этот период уменьшали разложение клетчатки в пахотном слое.
Во второй половине вегетации все способы основной обработки почвы в сочетании с применением удобрений снижали интенсивность разложения клетчатки, однако по вспашке и рыхлении стойками СибИМЭ в сочетании с навозом, сидератом и соломой (контроль), снижение разложения целлюлозы менее значительно, а разница в разложении клетчатки нивелировалась и составила по вспашке 20,6-23,1%, стойками СибИМЭ – 20,0- 23,8% и "параплау" 18,8- 20,8%. Процесс разложения клетчатки заметно возрастал при совместном внесении органических и минеральных удобрений и зависел от погодных условий. Установлена высокая корреляционная связь урожайности сухого вещества кукурузы от интенсивности разложения клетчатки в слое почвы 0-20 см. Это зависимость прямолинейна и в период вегетации растений выражается уравнением регрессии:
У=-60,83+2,69Х, при r=+0,70 (5)
Засоренность посевов кукурузы, при изучаемых способах основной обработки почвы (вспашка, рыхление стойками СибИМЭ и «параплау») была практически одинаковой. На вариантах опыта с применением почвенных гербицидов число сорняков в посеве перед междурядной обработкой кукурузы уменьшалось в 1,2- 2,2 раза по сравнению с биологической технологией без применения гербицидов. Снижение засоренности посева происходило за счет гибели всходов однолетних двудольных сорняков: мари белой, пикульников, редьки дикой, трехреберников. Эффективность страховых гербицидов как в засушливые, так и в годы с нормальным увлажнением с учётом действия почвенных гербицидов снижало засорённость посева кукурузы в 2,7-3,3 раза.
Особенности формирования продуктивности посева, линейный рост и абсолютно сухая масса растений кукурузы проявлялись во второй период вегетации в фазы вымётавания и молочно-восковой спелости. На технологиях с рыхлением почвы стойками СибИМЭ на 28-30 см с применением удобрений и пестицидов высота растений и масса одного растения в расчёте на абсолютно - сухое вещество в фазу молочно - восковой спелости были максимальными и составили 250,0- 261,0 см и 147,4-156,5 г, тогда как на вариантах биологической технологии лишь 221,1 см и 73,9 г соответственно. Переходная к биологической технология способствовала максимальному линейному росту и накоплению абсолютно-сухого вещества кукурузы. На варианте переходной к биологической технологии листовая поверхность в эту фазу также достигала максимальных размеров - 53,8 тыс. м2/га, тогда как на аналогичном варианте по вспашке лишь 48,0 тыс. м 2/га и рыхлению почвы по типу «параплау» 46,8 тыс. м2/га. По биологической технологии, без применения минеральных удобрений и пестицидов эти показатели были ещё ниже и составили в фазу молочно-восковой спелости 37,0-39,0 тыс. м2/га.
Наибольший фотосинтетический потенциал посева (ФП) растений кукурузы отмечен на технологиях с рыхлением почвы стойками СибИМЭ с внесением органических и минеральных удобрений в сочетании с пестицидами 2,86-3,18 тыс. м2сут./га. На фоне вспашки и обработки почвы по типу "параплау" ФП посева кукурузы несколько снижался. На биологической технологии с внесением навоза, сидерата и соломы без минеральных удобрений и пестицидов по всем фонам обработки почвы ФП был еще ниже и составил 2,23- 2,35 млн. м2сут./га.
Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) на вариантах технологий с внесением органических и минеральных удобрений и пестицидов находилась в пределах 5,54- 6,91 г/м2 сутки, на биологических технологиях ЧПФ была ниже и равнялась 3,70- 4,06 г/м2 сутки, что оказало отрицательное влияние на общую продуктивность посева кукурузы.
Формирование корневой системы кукурузы. Нами на серой лесной почве изучено формирование корневой системы в фазы 9-ти листьев, выметавания и цветения растений при разных способах заделки органических удобрений в почву. Установлено, что под действием удобрений и способов их заделки в почву изменялись накопление сухого вещества и характер распределения корневой системы.
У растений кукурузы при рыхлении почвы стойками СибИМЭ на 28-30 см и заделкой органических удобрений предплужниками на 14-16 см формировалась более мощная корневая система в слое почвы 0-40 см, которая проникала на большую глубину, чем при обычной вспашке на 23-25 см и рыхлении по типу «параплау» на 28-30 см и заделкой навоза, сидерата и соломы дисковой бороной на 8-10 см. Коэффициент продуктивности корней и степень насыщенности ими почвы были также выше на этом варианте технологии. По продуктивности надземной массы и корней у растений кукурузы на всех способах основной обработки почвы не было больших различий в технологиях с внесением навоза (55 т/га) в сочетании с минеральными удобрениями и использованием сидерата (5-19,5 т/га), соломы (5-6 т/га) и минеральных удобрений.
Урожайность и качество продукции. В среднем за пять лет (19гг.) исследований на технологиях с рыхлением почвы стойками СибИМЭ на 28-30 см получена наибольшая урожайность сухого вещества кукурузы 13,0-13,8 т/га, что в 2,0-2,1 раза выше, чем на биологической технологии, что объясняется лучшим использованием органических удобрений, равномерной их концентрацией в пахотном слое, рыхлением подпахотного слоя, повышенным запасом продуктивной влаги и биологической активностью почвы.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
