Формирование запрограммированных урожаев яровых зерновых культур в посевах разной густоты в условиях Верхневолжья (стр. 1 )

На правах рукописи

ФОРМИРОВАНИЕ ЗАПРОГРАММИРОВАННЫХ УРОЖАЕВ

ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В ПОСЕВАХ РАЗНОЙ ГУСТОТЫ

В УСЛОВИЯХ ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.01 – общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Тверь-2012

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном

учреждении высшего профессионального образования

«Тверская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, заслуженный деятель

науки Российской Федерации

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор,

Российский государственный

аграрный университет – МСХА

им , профессор

кафедры растениеводства и

луговых экосистем

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор,

Тверская государственная

сельскохозяйственная академия,

профессор кафедры агрохимии,

почвоведения и агроэкологии

Ведущая организация: ГНУ «Всероссийский научно-исследова-

тельский институт льна» Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится 22 марта 2012 г. в 1000 час. на заседании диссертационного совета Д 220.063.01 при ФГБОУ ВПО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия» г. Тверь, ул. Маршала Василевского ( Сахарово), д.7 , Тверская ГСХА

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверской ГСХА

Автореферат разослан ____ февраля 2012г.;

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Увеличение производства зерна требует поиска новых путей повышения урожайности зерновых культур. Большая роль в решение этой задачи принадлежит биологическому потенциалу новых культур и сортов, оптимизации минерального питания за счет внесения расчетных доз удобрений на запрограммированные уровни урожаев и создания лучшей густоты стояния применительно к конкретным агроэкологическим условиям.

В Верхневолжье традиционными яровыми зерновыми культурами являются пшеница, ячмень и овес. В последнее время здесь значительно вырос интерес к новой для региона культуре – яровой тритикале, обладающей многими ценными биологическими и хозяйственными признаками, среди кото - рых – повышенная продуктивность и высокие качества зерна, позволяющие использовать его как на кормовые, так и продовольственные цели. Кроме того, в регион поступают новые сорта яровых зерновых культур, обладающие высоким потенциалом и лучшим качеством зерна. Для широкого внедрения тритикале и новых сортов в производство требуется сравнительное изучение особенностей формирования урожайности и выявление наиболее продуктивных посевов, позволяющих повысить рентабельность зернового хозяйства. Подобных исследований в регионе не проводилось.

Цель и задачи исследований. Цель исследований – изучить особенности формирования запрограммированных урожаев новых сортов яровых зерновых культур (пшеницы, тритикале, ячменя, овса) на умеренном и повышенном фонах минерального питания в посевах разной густоты; выявить наиболее продуктивные посевы, обеспечивающие получение запрограммированных урожаев зерна в 25 и 35 ц/га высокого качества с наименьшей себестоимостью продукции.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

- изучить особенности роста и развития яровых зерновых культур при разных нормах высева на двух фонах минерального питания;

- выявить особенности формирования густоты стояния, определить полевую всхожесть, сохранность и общую выживаемость семян и растений изучаемых культур в вариантах опыта;

- изучить особенности водопотребления яровых зерновых культур в разные годы в зависимости от норм высева и фона минерального питания;

- определить влияние культуры, фона удобрения, нормы высева на засоренность посевов и пораженность растений корневыми гнилями;

- исследовать особенности фотосинтетической деятельности растений в разных посевах яровых зерновых культур;

- изучить влияние факторов внешней среды и агротехнических приемов на формирование элементов структуры урожая и урожайность яровых зерновых культур;

- определить вклад отдельных факторов и их взаимодействий в формировании запрограммированных урожаев изучаемых культур;

- выявить корреляционную зависимость урожаев сухой фитомассы и зерна от показателей фотосинтетической деятельности и элементов структуры урожая;

- рассчитать экономическую эффективность производства зерна изучаемых культур в разных вариантах технологии возделывания.

Научная новизна. Впервые в условиях Верхневолжья на основании проведения комплексных исследований в многофакторных полевых опытах дано теоретическое обоснование получению запрограммированных урожаев новых сортов яровой пшеницы (Курская 2037), яровой тритикале (Ульяна), ячменя (Сонет), овса (Друг) в посевах разной густоты на умеренном (NPK на 25 ц/га) и повышенном (NPK на 35 ц/га) фонах минерального питания. Выявлены наиболее продуктивные культуры и оптимальные нормы высева, обеспечивающие получение запрограммированных урожаев зерна, наибольшего условно чистого дохода, уровня рентабельности производства с высокой окупаемостью зерном 1 кг д. в. удобрений. Доказана возможность внедрения в регионе новой культуры – яровой тритикале, позволяющей получать урожайность на уровне яровой пшеницы, но превосходящей её по технологическим качествам зерна и клейковины.

Практическая значимость работы заключается в рекомендациях производству:1 - целесообразности возделывания по экологически безопасной технологии новых для региона сортов – овса Друг, яровой пшеницы - Курская 2037, яровой тритикале – Ульяна. Они обеспечивают получение запрограммированных урожаев в 25, 35 ц/га и выше, условно чистого дохода в лучших вариантах технологии на умеренном фоне от 5,10 до 8,17 тыс. руб./га, на повышенном – от 5,32 до 6,78 тыс. руб./га с уровнем рентабельности, соответственно по фонам, от 59,2 до 91,6 и 47,9 до 59,1%; 2-оптимальных норм высева для изучаемых сортов: на умеренном фоне для всех культур – 6 млн., на повышенном – для яровой пшеницы и овса – 7 млн., тритикале – 4 млн. шт. всхожих семян на гектар. Они позволяют получать наибольшую урожайность: на умеренном фоне от 25,8 (тритикале) до 35,6 (овес) ц/га, на повышенном – от 31,0 (тритикале) до 38,0 (овес) ц/га, дополнительно, соответственно по фонам, от 1,91 до 2,57 тыс. руб. и от 0,64 до 2,32 тыс. руб./га условно чистого дохода, повышают рентабельность производства на 6,6 – 28,0%; 3-целесообразности возделывания яровой пшеницы и овса на умеренном фоне с внесением расчетных доз NPK на урожай в 25 ц/га, что в сравнении с повышенным фоном увеличивает окупаемость 1 кг д. в. удобрений в 1,6 – 1,7 раза, условно чистый доход на 0,81 – 1,15 тыс. руб./га, уровня рентабельности на 20,1 – 27,8%. Яровую тритикале предпочтительно выращивать на повышенном фоне минерального питания.

Реализация результатов исследований. Результаты работы внедрены в » Тверской ГСХА на площади 75 га с экономическим эффектом 57,75 тыс. руб.

Апробация работы. Материалы диссертации обсуждались на XVII, XVIII региональных Каргинских чтениях, г. Тверь, ТвГУ (2010, 2011 гг.); на Международной научно-практической конференции "Инновационные технологии как основа развития аграрного образования в АПК региона», г. Тверь, ТГСХА, 2010 г.; на Международной научно-практической конференции «Инновационные процессы - основа модели стратегического развития АПК в XXI веке», г. Тверь, ТГСХА, 2011 г.

Публикации. По материалом диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 1 в рецензируемом журнале «Достижения науки и техники АПК», №11, 2011 г.

Диссертационная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ Тверской ГСХА на гг., № гос. рег. 01.2

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 174 страницах, содержит 33 таблиц, 39 рисунков, состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, 19 приложений, библиографического списка использованной литературы, который включает 205 наименований, в том числе 23 зарубежных источника.

Основные положения, выносимые на защиту:

- особенности развития и формирования густоты стояния яровой пшеницы, яровой тритикале, ячменя, овса в зависимости от условий года, норм высева и фона минерального питания;

- более экономный расход воды на создание урожая сухой фитомассы и зерна посевами овса, существенное снижение водопотребления яровыми зерновыми культурами при увеличении норм высева до 6 – 7 млн. шт. всхожих семян на гектар и усилении фона минерального питания;

- наименьшая засоренность посевов и повышенная устойчивость к корневым гнилям в сухие годы и при оптимальных нормах высева;

- особенности фотосинтетической деятельности растений в посевах разных видов яровых зерновых культур в зависимости от норм высева, фона минерального питания и обеспеченности теплом и влагой в разные годы;

- сравнительная продуктивность яровых зерновых культур, структура и качество урожая, экономическая эффективность производства зерна на умеренном и повышенном фонах минерального питания при разных нормах высева.

Автор выражает искреннюю и глубокую благодарность научному руководителю, заслуженному деятелю науки Российской Федерации, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Усановой Зое Ивановне за методическую помощь и поддержку при работе над диссертацией, а также всем сотрудникам кафедры общего земледелия и растениеводства за содействие в проведении исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2. Место, условия и методика проведения исследований

Исследования проводили в трехфакторном полевом опыте в гг. в севообороте на опытном поле Тверской ГСХА на окультуренной дерново-среднеподзолистой остаточно карбонатной глееватой супесчаной почве на морене, осушенной закрытым дренажем. До закладки опытов в почве содержалось: гумуса 1,75 – 2,53% (по Тюрину), Nл. г. – 44,8 – 68,6 мг/кг (по Корнфилду), Р2О5 279 – 408 мг/кг и К2О 81 – 91 мг/кг (по Кирсанову), pHсол. - 6,72 – 7,32. Мощность пахотного горизонта 20 – 22 см.

Схема опыта включала факторы: А - фон минерального питания: 1 –умеренный, NРК на 25 ц/га (урожай в производстве); 2 - повышенный, NРК на 35 ц/га (по биогидротермическому потенциалу продуктивности); В – яровые зерновые культуры: В1 - пшеница, В2 – тритикале, В3 – ячмень, В4 - овес; С – нормы высева: 4,5,6,7 млн. шт. всхожих семян на гектар. Учетная площадь делянок 3-го порядка 35,6 м2, повторность – трехкратная, размещение вариантов – расщепленными делянками в рендомизированных блоках.

Объекты исследований: яровая пшеница, сорт Курская 2037 (Курский НИИ АПК); яровая тритикале, сорт Ульяна (РУП Научно-практический центр НАН Беларуси по земледелию); ячмень – Сонет (Красноуфимская сел. ст.); овес – Друг (НИИСХ ЦР НЗ и Ульяновский НИИСХ).

Исследования проводили по существующим методикам в земледелии и растениеводстве. Дозы удобрений рассчитывали балансовым методом для каждой культуры (, 1989). Полевую всхожесть, сохранность, общую выживаемость семян и растений, густоту стояния определяли по методике , 2002; показатели фотосинтетической деятельности растений в посевах – по методике , , 1978;площадь листьев одного растения – весовым методом в качестве высечек использовали рамку 10х10 см (, 1972); суммарный фотосинтетический потенциал посева (ФПП) - методом графического интегрирования; чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) – по формуле Кидда, Веста и Бриггса (, ); элементы структуры урожая – по методике Госсортсети, 1989; распространение и развитие болезней - по методике ВИЗР (1998); засоренность посевов, статистическую обработку урожайных данных и наблюдений по , 1985, качество клейковины на приборе ИДК-3 по ГОСТ 13586.1-68, множественную корреляцию и регрессию по программе Straz.

Учет урожая проводили поделяночно путем взвешиванием зерна с учетной площади делянок при прямом комбайнировании (комбайн «Сампо -130»). Урожайность зерна пересчитывали на 100% чистоту и 14% влажность.

В опыте соблюдали запрограммированную экологически безопасную технологию. Предшественник – вика-овес на зерносенаж. Удобрения вносили весной под 2-ю культивацию. Расчетные дозы составили: на 1-ом фоне – под пшеницу N92-102P0K34-36, тритикале N68-79P0K43-45 , ячмень N18-29P0K43-45, овес N35-46P0K61-63; на 2 фоне соответственно по культурам – N163-174P0K63-78; N130-144P0K76-78; N60-71P0K76-78; N83-94P0K101-103. Посев проводили сеялкой СН-16, рядовым способом семенами категории РСт с нормами высева в соответствии со схемой опыта. Уход состоял из опрыскивания посевов гербицидом Гранстар, 15 г/га + ПАВ «Тренд», 300 г/га).

Погодные условия в году исследований отличались от среднемноголетних. Сумма температур за вегетационный период составила: в 2009г. – 1613,50С, в 2010г. – 1574,5, в 2011г. – 1586,80С при среднесуточной температуре соответственно 16,8; 20,2 и 18,70С; сумма осадков – 306,7; 104,8 и 233,9 мм при среднесуточной интенсивности осадков – 3,15; 1,34 и 2,75 мм. Близок к нормальным условиям был 2011г. Аномальные условия погоды сложились в 2010г. в период от фазы колошение-выметывание до созревания.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3. Особенности роста и развития яровых зерновых культур,

формирование густоты стояния

3.1. Развитие растений

Выявлено, что в условиях Верхневолжья изучаемые культуры мало различаются прохождением фаз развития и длиной вегетационного периода. Ухудшение обеспеченности растений влагой в сочетании с повышенными температурами воздуха (2010г.) сокращает вегетационный период по сравнению с нормальными условиями (2011г.) на 15-21 день. В среднем, яровая тритикале и ячмень имеют одинаковый период от посева до твердой спелости (85дн.), у пшеницы и овса он на 2-3 дня длиннее. Увеличение расчетных доз NPK на 1-3 дня увеличивает этот период. Повышение нормы высева до 6-7 млн./га ускоряет созревание на 1-2 дня в засушливые годы у всех культур, в нормальные – на 2 – 4 дня у пшеницы и тритикале, но задерживает его на 3 - 4 дня у ячменя и овса на повышенном фоне.

3.2. Формирование густоты стояния

Густота стояния перед уборкой зависит от полевой всхожести, сохранности и общей выживаемости семян и растений за период от посева до созревания. Выявлено, что в годы опыта наибольшее влияние на неё оказала полевая всхожесть, которая в большей мере зависит от нормы высева и условий года, в меньшей - от фона минерального питания и возделываемой культуры (табл.1). Так, увеличение нормы высева с 4 до 7 млн. шт./га снижало полевую всхожесть на 30,9-41,3% на 1 фоне и на 27,0-36,1% на 2 фоне, в большей мере у пшеницы. Все культуры отличаются высокой сохранностью растений от всходов до уборки в связи с гибелью всех слабых проростков в период от посева до всходов.

1.Полевая всхожесть, сохранность, общая выживаемость и конечная густота стояния яровых зерновых культур, среднее за 3 года

Культура	Норма высева, млн./га	Полевая всхожесть, %	Сохранность, %	Общая выживаемость, %	Густота стояния при уборке, шт./м2
1 фон	2 фон	1 фон	2 фон	1 фон	2 фон	1 фон	2 фон
Пшеница	4	87,3	81,2	98,2	97,6	85,8	79,3	343	317
5	66,5	66,9	98,1	97,6	65,3	65,3	326	326
6	53,6	52,4	98,3	97,3	52,7	51,0	316	306
7	46,0	45,1	98,2	97,4	45,2	43,9	316	307
В среднем	63,4	61,4	98,2	97,5	65,4	59,9	325	315
Тритикале	4	76,5	73,3	97,9	97,4	74,9	71,5	299	286
5	62,3	56,5	97,9	97,6	61,0	55,1	305	275
6	51,6	47,3	97,9	97,7	50,6	46,3	303	277
7	44,2	40,0	98,1	97,9	43,4	39,2	303	274
В среднем	58,6	54,3	98,0	97,6	57,4	53,0	302	278
Ячмень	4	70,8	66,2	98,0	97,2	69,4	64,3	277	258
5	55,5	54,3	97,1	97,5	54,1	52,9	270	264
6	47,7	47,6	97,8	97,4	46,7	46,3	280	278
7	37,4	39,2	97,6	97,8	36,6	38,3	256	268
В среднем	52,8	51,8	97,6	97,5	51,7	50,5	270	267
Овес	4	80,5	82,0	98,3	97,8	79,2	80,2	316	320
5	68,0	67,8	98,2	98,3	66,8	66,7	334	333
6	54,6	56,2	97,8	98,1	53,3	55,1	320	330
7	49,6	48,2	98,1	97,5	48,7	47,0	340	329
В среднем	62,8	63,5	98,1	97,9	62,0	62,2	327	328

В связи с этим общая выживаемость, в основном, зависит от полевой всхожести. Наибольшей общей выживаемостью отличаются овес и пшеница, которые сформировали более высокую густоту стояния к уборке. Самая низкая густота стояния создана у ячменя – на 57-61 шт./м2 меньше, чем у овса, что оказало отрицательное влияние на урожайность.