Эффективность применения агротехнических приемов возделывания озимых зерновых культур в лесостепной и зонах минусинской впадины

На правах рукописи
Акимова Ольга Ивановна

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В ЛЕСОСТЕПНОЙ И СТЕПНОЙ И ЗОНАХ МИНУСИНСКОЙ ВПАДИНЫ

Специальность 06.01.09 - растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Барнаул 2006

Работа выполнена на кафедре растениеводства ГОУ ВПО «Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова», г. Абакан

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Ринат Раифович Галлеев
Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Стрижова Фания Мухамеджановна кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент Григорьева Эмилия Сергеевна

Ведущая организация:

Бурятская государственная сельскохозяйственная академия
Защита состоится «30» ноября 2006 г. в 11-30 часов на заседании диссертационного совета Д.220.002.03 при ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет» по адресу: 656099, г. Барнаул, проспект Красноармейский, 98, факс (3852) 628396.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет».
Автореферат разослан «____»_________________2006 г.
Ученый секретарь

диссертационного совета С. В. Макарычев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследований. Одним из основных путей развития зернового хозяйства Сибири является увеличение площадей, занятых озимыми культурами. Для их возделывания здесь пригодны не менее 6 млн. га (Власенко, 2004). В Западной Сибири разработаны технологии возделывания озимой пшеницы и ржи (Богомяков, 1968; Шерстнев, 1986; Лейболт, 1988; Магила, 1991; Капинос, 1999; Власенко, 2003). В 1981-1988 годах технологии возделывания озимой ржи рассматривались в Красноярском СХИ (Бекетова, 1988). С 90-х годов в Сибирском институте физиологии и биохимии СО РАН в Иркутске изучалась проблема зимостойкости озимой пшеницы, разработаны элементы технологии возделывания, выведены сорта, приспособленные к жестким климатическим условиям Восточной Сибири (Дорофеев, Пешкова, Войников, 2004). По отчетам Красноярской краевой госкомиссии, за 1938 -1952гг. урожайность озимой ржи по Усть-Абаканскому ГСУ составила 20,6 ц/га, Боградскому ГСУ - 18,2-22,0 ц/га (Антонов, Градобоева, 2002). С 1989 по 1993 год сорта озимой пшеницы изучались на полях Таштыпского ГСУ, в НИИ аграрных проблем Хакасии и АО «Степной». Получена урожайность от 2,8 т/га до 4,2 т/га (Технология возделывания…, 1996). Все это говорит о перспективности возделывания озимых зерновых в Хакасии. Учеными НИИ аграрных проблем РХ и ГСАС «Хакасская» рекомендованы отдельные элементы технологии возделывания озимой ржи (Технология возделывания…, 1992). Однако на сегодняшний день площади, занятые под озимыми в республике, не превышают одной тысячи гектаров, что составляет менее 0,1 % от площади пашни, урожайность не превышает 1,5-2,0 т/га. Жёсткие климатические условия, отсутствие региональных технологий возделывания с учетом биологических особенностей, препятствуют широкому распространению озимых зерновых культур в Хакасии.

Цель исследований. Разработка эффективных элементов технологии возделывания озимых зерновых культур, обеспечивающих хорошую перезимовку и формирование высокой продуктивности в условиях степной и лесостепной зон Хакасии.

Задачи исследований.

1. Изучить влияние метеорологических условий и элементов технологии возделывания на осенний рост, развитие, формирование элементов продуктивности и морозостойкости озимых культур в летне-осенний период.

2. Установить зимостойкость растений озимых зерновых культур; выявить причины гибели озимых в Хакасии; определить влияние предшественников, сроков посева и минеральных удобрений на сохранность при перезимовке.

3. Выявить особенности формирования продуктивности и качества урожая озимой пшеницы и ржи в весенне-летний период при внесении минеральных удобрений.

4. Дать оценку энергетической и экономической эффективности применения различных доз минеральных удобрений при возделывании озимых культур.

Научная новизна. Впервые в условиях Хакасии проведено изучение особенностей роста, развития и формирования элементов продуктивности озимых культур в зависимости от элементов технологии возделывания. Изучены особенности формирования высокой морозостойкости и потенциальной зимостойкости в зависимости от предшественников, сроков посева, минеральных удобрений и метеорологических условий летне-осеннего периода. Выявлены причины гибели озимых культур при перезимовке и роль элементов технологии, а также уровня повреждающих факторов на сохранность. Определены оптимальные предшественники, срок посева озимой пшеницы и условия минерального питания озимых, обеспечивающие высокую зимостойкость и урожайность зерна высокого качества. Выявлена энергетическая и экономическая эффективность возделывания озимых культур при разном уровне минерального питания.

На защиту выносятся положения:

1. Особенности роста и развития озимой пшеницы и ржи в зависимости от метеорологических условий, как основа разработки адаптивных технологий возделывания озимых культур в лесостепной и сухостепной зонах Хакасии.

2. Элементы технологии возделывания озимых зерновых культур (предшественники, сроки посева, внесение минеральных удобрений), обеспечивающие оптимальное развитие в осенний период, высокую морозостойкость и хорошую перезимовку, формирование оптимальных значений элементов структуры урожая и получение максимального урожая высокого качества, высокую энергетическую и экономическую эффективность.

Практическая значимость работы. Посев в оптимальные сроки по лучшему предшественнику позволит сельскохозяйственным производителям значительно расширить в лесостепной зоне Хакасии посевные площади, занятые озимой пшеницей. Рекомендации по оптимизации минерального питания будут способствовать повышению сохранности озимой пшеницы и ржи при перезимовке и получению зерна высокого качества при энергосбережении и высокой экономической эффективности.

Полученные результаты внедрены в КФХ С. И. Мишакова Усть-Абаканского района, КФХ Г. А. Перевалова Боградского района Республики Хакасия. Материалы работы используются в учебном процессе Аграрного факультета ХГУ им. Н.Ф. Катанова. Результаты диссертационных исследований использовались при разработке учебно-методического пособия «Фитосанитарная оптимизация растениеводства в условиях Республики Хакасия» (2006).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались: на научно-методических семинарах кафедры растениеводства Аграрного факультета ХГУ им. Н. Ф. Катанова (2005, 2006); на научной конференции «Катановские чтения – 2004» республиканских дней науки Хакасии; на Международной научной школе-конференции студентов и молодых ученых «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (2004, 2005).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ объемом 2,24 п.л., в том числе в совместных публикациях объемом 1,07 п.л. Доля автора составляет 52 %.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству, библиографического списка, включающего 283 источников, в том числе 21 на иностранном языке. Работа изложена на 210 страницах, содержит 30 таблиц, 13 рисунков, 14 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. Влияние условий внешней среды и элементов технологии возделывания на формирование продуктивности озимых зерновых культур (обзор литературы)

На основании анализа литературных источников рассмотрены особенности формирования высокой продуктивности озимых зерновых культур в зависимости от условий внешней среды, предшественников, сроков посева и уровня минерального питания, особенности формирования элементов морозостойкости в период закалки и причины повреждения и гибели посевов при перезимовке. Выявлена степень изученности проблемы, определены задачи исследования.

Глава 2. Условия, объекты и методы проведения исследований

Для выявления оптимальных элементов технологий возделывания в условиях Хакасии и влияния условий внешней среды на формирование продуктивности озимых в 2003-2006 годах были проведены полевые исследования. В рамках программы «Возделывание озимой пшеницы в Республике Хакасия» совместно с группой ученых НИИ аграрных проблем Хакасии и ГСАС «Хакасская», в КФХ «Золотое руно» в лесостепной зоне республики Хакасия на черноземе обыкновенном малогумусном маломощном среднесуглинистом проводились исследования по выявлению оптимального предшественника, срока посева и уровня минерального питания озимой пшеницы. В сухостепной зоне Хакасии на опытном стационаре ГСАС «Хакасская» совместно с сотрудниками станции проводились исследования по изучению влияния минеральных удобрений на рост, развитие и продуктивность озимой ржи. Почвенный покров опытного участка представлен каштановой маломощной легкосуглинистой почвой. Метеорологические условия в годы проведения исследований значительно различались, что позволило дать всестороннюю оценку влияния изучаемых элементов технологии на продуктивность озимой пшеницы и ржи.

Для исследования были выбраны сорта: озимой пшеницы - Омская 4 и озимой ржи - Чулпан. Расположение вариантов рендомизированное. Повторность опытов четырехкратная. В опыте с рожью площадь учетной делянки 25 м², в опыте с озимой пшеницей – 60 м². Норма высева озимой пшеницы 7 млн. всхожих зерен на 1 га. Озимая рожь высевалась 17 августа с нормой высева 6 млн. зерен на 1 га. Лабораторные анализы выполнялись ГСАС «Хакасская».

Учеты и наблюдения в опыте проводились по общепринятым методикам:

Фенологические наблюдения по методике государственного сортоиспытания (1985). Густоту стояния, высоту растений, площадь листовой поверхности растений определяли на закрепленных площадках по методике Б.А. Доспехова (1968). Содержание в узлах кущения сахаров по Бертрану, минеральных веществ: азота по ГОСТ 13496-93, фосфора по ГОСТ 26657-97, калия по ГОСТ 30504-97. Влажность почвы в метровом слое термостатно-весовым методом. Гумус по Тюрину, подвижный азот на иономерах И-130, подвижный фосфор и обменный калий по Мачигину. Уровень снежного покрова снегомерной рейкой (Черепанов, 1988). Урожайность учитывали по делянкам методом сплошной уборки комбайном Енисей-1200. Структуру урожая по сноповым образцам по методике А.И. Руденко (1950). Качество зерна: стекловидность по ГОСТ 10987-76; содержание клейковины по ГОСТ 13586.1-68; белка по ГОСТ 10846-91; крахмала по ГОСТ 26176-91; кальция по ГОСТ 26570-95, азота по ГОСТ 13496-93, фосфора по ГОСТ 26657-97, калия по ГОСТ 30504-97. Оценку экономической и энергетической эффективности по методике ОмГАУ (Ермохин, Неклюдов, 1994). Статистическая обработка данных методом дисперсионного, корреляционно-регрессионного и вариационного анализа по Б.А. Доспехову (1985).

Глава 3. Формирование элементов продуктивности и высокой зимостойкости в летне-осенний период и перезимовка озимой пшеницы и ржи

В наших исследованиях прохождение растениями озимой пшеницы первого этапа органогенеза определялось температурными условиями при разных сроках посева, запасами влаги по разным предшественникам, влияние минеральных удобрений было не существенно. Продолжительность фазы набухания и прорастания варьировала от 7 до 13 дней при разных сроках посева. Сумма среднесуточных положительных температур для прохождения данной фазы при посеве 6 и 20 августа по кулисному пару была относительно постоянной и составляла 111,2-119,7°С. При посеве в поздние сроки, при более низкой температуре, увеличивалась до 129,7°С. Полевая всхожесть уменьшалась от ранних сроков (79,7 %) к поздним (68,9 %). Выявлена отрицательная зависимость между полевой всхожестью и суммой среднесуточных температур периода посев - всходы, и продолжительностью данного периода.

Чистый и кулисный пар обеспечивали перед посевом запасы продуктивной влаги в метровом слое от 147,1 до 214,2 мм, по комбинированному пару и стерне они были в 1,2 и 1,8 раза меньше. Условия увлажнения посевного слоя по чистому и кулисному пару (табл. 1) обеспечивали дружные всходы и полевую всхожесть от 69,9 до 75,1 %. По стерневому предшественнику полевая всхожесть различалась по годам исследований от 49,8 % - в засушливые годы, до 74,3 % - в более влажные. При посеве по стерне и комбинированному пару сумма среднесуточных температур периода от посева до всходов увеличивалась до 165,4-195,9°С и 135,6-179,4°С.

В степной зоне лимитирующим фактором формирования густоты всходов ржи были запасы продуктивной влаги в почве. Сумма среднесуточных температур периода посев - всходы возрастала в засушливом 2004/05 гг. до 262,8°С (против 115,6 и 116,6°С при достаточных запасах влаги), и полевая всхожесть снижалась с 84,2-88,7 % до 65,2-66,2 %.

Таблица 1

Запасы продуктивной влаги, содержание элементов минерального питания в слое почвы 0-20 см перед посевом и полевая всхожесть озимой пшеницы по разным предшественникам, 2003/04-2005/06 гг.

Показатели	Предшественник
Показатели	чистый пар	кулисный пар	стерня зерновых	комбиниро ванный пар
Влажность в слое 0-10 см, мм (НСР₀₅=0,5)	20,3	17,3	9,6	13,5
N-NО₃, мг/кг (НСР₀₅= 0,4)	13,4	13,5	6,8	9,7
Р₂О₅, мг/кг (НСР₀₅= 0,7)	24,2	23,3	7,7	14,3
К₂О, мг/кг (НСР₀₅= 14,1)	252	294	205	240
Полевая всхожесть, % (НСР₀₅= 0,4)	72,8	73,2	60,9	57,3

При переходе ко второму этапу органогенеза формируются элементы продуктивности, которые определяются биометрическими показателями озимых. Степень развития растений пшеницы и ржи перед уходом в зиму во многом определяет их перезимовку, когда из-за повреждения и гибели растений значительно снижаются значения показателей элементов структуры урожая.

На значения биометрических показателей растений озимых культур перед уходом в зиму существенное влияние оказала продолжительность периода всходы – окончание вегетации осенью, запасы продуктивной влаги перед посевом, осадки осеннего периода вегетации и уровень минерального питания.

Оптимальные значения биометрических показателей имели растения озимой пшеницы при посеве 20 августа по кулисному пару: высота составила 14,2-17,6 см в варианте без удобрений, 15,0-18,9 см при внесении удобрений. Они сформировали 3-4 побега, площадь листовой поверхности - 6,52-7,66 тыс. м²/га. Сумма среднесуточных температур от всходов до окончания осенней вегетации составила 496,8-596,8°С, продолжительность осеннего развития от 43 до 65 дней. Узел кущения формировался на большей глубине при посеве 20 августа (3,6-4,6 см) на фоне более низких температур, чем в ранние сроки посева, и лучшей освещенности, чем при посеве в поздние сроки. Внесение N₉₀Р₉₀К₉₀перед посевом способствовало оптимальному развитию растений озимой пшеницы. Так, в 2003/04 гг. при посеве 20 августа на неудобренном фоне коэффициент кущения составил 1,3 при внесении N₉₀Р₉₀К₉₀-3,5.

При внесении N_30-45Р₆₀К₉₀высота растений озимой ржи составила 17,6-17,8 см, кустистость 4,7-4,9, площадь листовой поверхности была в 1,8-2,0 раза выше, чем в контроле, доля корней увеличивалась до 18,8 % (табл. 2).
Таблица 2

Влияние минеральных удобрений на биометрические показатели озимой ржи перед уходом в зиму, средние за 2003/04-2005/06 гг.

Удобрения	Высота растений, см	Кустистость	Площадь листовой поверхности, тыс. м²/га	Доля корней от массы сухого растения, %
Удобрения	Высота растений, см	Кустистость	Площадь листовой поверхности, тыс. м²/га	Доля корней от массы сухого растения, %
Контроль (без удобрений)	15,9	3,1	6,70	27,4
N₃₀+N₃₀	23,4	4,2	18,96	14,2
N₄₅+N₄₅	24,4	4,6	20,97	13,2
Р₆₀К₉₀	16,7	3,6	12,65	22,6
N₃₀Р₆₀К₉₀+N₃₀	17,6	4,7	12,01	18,8
N₄₅Р₆₀К₉₀+N₄₅	17,8	4,9	13,55	18,8
НСР₀₅	0,6	0,1	0,57	0,6

Наилучшая сохранность растений озимой пшеницы за осенний период отмечалась при посеве 20 августа (82,2-83,9 %) и в более поздние сроки. Посевы раннего срока в большей степени поражались злаковыми мухами, корневыми гнилями, бурой ржавчиной, сохранность снижалась до 70,6-75,0 %. Перед уходом в зиму сохранность пшеницы по комбинированному пару была на 1,0-7,7 % ниже, чем по чистому и кулисному пару, при посеве по стерне на 2,2-12,6 % ниже из-за повреждения вредными организмами.

В процессе закаливания в растениях озимых зерновых происходило накопление сахаров, минеральных веществ. На 20 октября максимальное накопление сахаров в узлах кущения озимой пшеницы отмечалось при посеве 20 августа - 21,97 и 22,13 % от сухого вещества; 31 августа – 25,51 и 25,59 % в вариантах без удобрений и на удобренном фоне. Влияние минеральных удобрений было существенно. Уровень обеспеченности минеральным питанием по разным предшественникам не оказал существенного влияния на накопление сахаров в узлах кущения озимой пшеницы. Большее количество минеральных веществ перед уходом в зиму содержалось в узлах кущения озимой пшеницы при посеве в более поздние сроки на удобренном фоне: общего азота 86,30 % от оптимального содержания, фосфора и калия -100,00 %. По чистому и кулисному пару содержание общего азота было существенно больше (в 1,2 раза), фосфора и калия (в 1,4-1,5 раза), чем по стерневому предшественнику. Большее количество сахаров - 23,38 %, азота и фосфора около 100,00 % от оптимального содержания в узлах кущения ржи отмечалось при внесении N₄₅Р₆₀К_90. При увеличении продолжительности первой фазы закалки в годы исследований отмечалось увеличение содержания сахаров в растениях озимой пшеницы и ржи, содержание в узлах кущения общего азота, фосфора и калия уменьшалось.

Высота снежного покрова в зимний период была минимальной при посеве озимой пшеницы по чистому пару (8,40-25,18 см). В вариантах: комбинированный пар, кулисный пар, стерня зерновых высота снежного покрова возрастала в 1,2-1,3 раза, снег распределялся более равномерно. По стерне и комбинированному пару сход снежного покрова отмечался на 2-3 дня раньше.

В зимне-весенний период происходило значительное снижение густоты стояния растений озимых. Сохранность при перезимовке озимой пшеницы составляла 0,0-67,2 %, озимой ржи 60,0-98,6 %. Нами не выявлено четкой зависимости между морозостойкостью и сохранностью озимых при перезимовке. Сохранность в значительной степени определялась развитием растений в осенний период и уровнем повреждающих факторов при перезимовке.

Влияние фактора «год исследований» на сохранность озимых зерновых культур при перезимовке - 86,5-93,0 %. Причиной повреждения и гибели растений озимых в зимне-весенний период является вымерзание на фоне неблагоприятных факторов: короткий период первой фазы закаливания и низкая потенциальная морозостойкость растений; продолжительный период от перехода среднесуточной температуры через 0°С в сторону понижения до установления устойчивого снежного покрова при низких отрицательных температурах периода; низкие температуры зимних месяцев при недостаточном уровне снежного покрова; продолжительный период от схода снега до начала вегетации при неустойчивой температуре данного периода на фоне снижения морозостойкости растений.

Приемы агротехники существенно повысили сохранность при перезимовке. Более зимостойкими были растения озимой пшеницы при посеве 20 августа, набравшие за период от посева до окончания вегетации осенью 496,8-596,3°С. Сохранность при перезимовке на неудобренном фоне составила 29,0 и 57,5 % в 2003/04 и 2005/06 гг. Кулисный пар обеспечил хорошую перезимовку озимой пшеницы, сохранность повысилась на 28,9 и 18,4 % в 2003/04 и 2005/06 гг. по сравнению с чистым паром. Посев озимой ржи по стерне, на фоне минеральных удобрений и применения химических средств защиты, обеспечивал оптимальную густоту всходов и развитие растений в осенний период, хорошую перезимовку (93,4-98,7 %) в средние по уровню влагообеспеченности годы. При внесении полного минерального удобрения сохранность озимой пшеницы увеличивалась на 0,1-15,5 % и ржи на 0,9-21,2 % по сравнению с неудобренным фоном.
Глава 4. Весенне-летнее развитие и продуктивность озимых зерновых культур при внесении минеральных удобрений

На прохождение фенологических фаз в весенне-летний период определяющее влияние оказали условия увлажнения и температура. Сумма среднесуточных температур до колошения была относительно постоянной в годы исследований и составляла для озимой пшеницы - 388,6-390,8°С, для ржи - 269,2-274,3°С. Высокие температуры, почвенная и воздушная засуха в фазу колошения и цветения (VIII-IХ этапы органогенеза) в 2005/06 гг. оказали однонаправленное ускоряющее действие на дальнейшее прохождение онтогенеза озимыми. Продолжительность периода от колошения до восковой спелости сократилась у пшеницы на 15 дней, у ржи на 5-13 дней, созревание озимой пшеницы отмечалось раньше, чем ржи.

Урожайность озимых зерновых определялась густотой продуктивного стеблестоя (для пшеницы r = 0,75, S_r = ± 0,12 и для ржи r = 0,62 ± 0,13), числом зерен в колосе (для пшеницы r = 0,51, S_r = ± 0,16 и для ржи r = 0,60 ± 0,14) и массой 1000 штук зерен (для пшеницы r = 0,66 ± 0,14 и для ржи r = 0,79 ± 0,10).

Густота продуктивного стеблестоя существенно зависела от минеральных удобрений, вклад фактора «удобрения» в изменчивость признака составил в опыте с озимой пшеницей 15,2 %, с рожью - 56,1 % (табл. 3). При внесении N₉₀P₉₀K₉₀продуктивный стеблестой озимой пшеницы увеличивался на 99-103 шт./м². Ранневесенняя подкормка N₃₀увеличивала продуктивный стеблестой на 34-60 шт./м², подкормка N₃₀в фазу выхода в трубку на 6-12 шт./м². При внесении азотных удобрений под озимую рожь в дозе N₆₀и N₉₀густота стеблестоя увеличивалась на 13 и 49 шт./м² по сравнению с неудобреннным фоном. Совместное внесение азота с фосфорно-калийными удобрениями увеличивало продуктивный стеблестой на 119 и 102 шт./м², соответственно в вариантах N₆₀Р₆₀К₉₀и N₉₀Р₆₀К₉₀. Внесение Р₆₀К₉₀повышало продуктивный стеблестой на 14 шт./м² по сравнению с контролем.

Таблица 3

Влияние минеральных удобрений на элементы структуры урожая, урожайность и качество зерна озимой пшеницы,

средние за 2003/04 и 2005/06 гг.

Удобрения	Продуктивный стеблестой, шт./ м²	Число зерен в колосе, шт.	Масса 1000 штук зерен, г	Урожайность, т/га	Содержание, %
Удобрения	Продуктивный стеблестой, шт./ м²	Число зерен в колосе, шт.	Масса 1000 штук зерен, г	Урожайность, т/га	белка	клейковины
Контроль (без удобрений)	301	24,80	30,2	1,74	15,79	27,9
N₉₀P₉₀K₉₀	352	26,75	32,4	2,08	15,87	32,1
N₉₀P₉₀K₉₀+N₃₀	399	27,85	36,2	2,66	16,82	36,4
N₉₀P₉₀K₉₀+N₃₀+N₃₀	408	27,95	36,7	2,68	17,59	37,8
НСР₀₅	2,29	0,42	1,97	0,07	0,70	1,81

При внесении минеральных удобрений между продуктивным стеблестоем перед уборкой и густотой стеблестоя в разные фазы летнего развития существует сильная корреляционная зависимость: для пшеницы r = 0,92-0,96, S_r = ± 0,05-0,07; r²= 0,84-0,92, t_r= 12,5-18,5 при t₀₅= 2,0 (рис.1) и для ржи r = 0,72-0,94, S_r = ± 0,05-0,12; r²= 0,51-0,88, t_r= 6,0-16,1 при t₀₅= 2,0.

Значительное влияние на густоту продуктивного стеблестоя озимой пшеницы перед уборкой оказала густота стояния растений (r = 0,92, S_r = ± 0,07). Между густотой стояния растений и числом продуктивных стеблей озимой ржи зависимость средняя (r = 0,52 ± 0,15).

Вклад фактора «год» в изменчивость числа зерен в колосе составил 60,7 % для пшеницы и 93,3 % для ржи. Высокие температуры, почвенная засуха во время колошения и цветения ухудшили условия формирования цветков, цветения и оплодотворения. Число зерен в колосе озимой пшеницы в 2005/06гг. было на 1,4-2,1 штук меньше по сравнению с 2004/05 гг. Среднее по опыту число зерен в колосе ржи составило в 2003/04 гг. – 29,6 штук, в 2004/05 – 25,4 штук, в 2005/06 гг. - 22,6 штук. Вклад фактора «удобрения» в изменчивость числа зерен в колосе озимой пшеницы - 26,7 % (см. табл. 3). Влияние минеральных удобрений на число зерен в колосе озимой ржи было несущественным.

Рисунок 1 - Влияние густоты стеблестоя в фазу выхода в трубку на густоту продуктивного стеблестоя озимой пшеницы при внесении

минеральных удобрений, 2003/04-2005/06 гг.
Определяющее влияние на массу 1000 штук зерен озимой пшеницы оказали минеральные удобрения (91,0%). Между содержанием нитратного азота в почве в фазу молочной спелости и массой 1000 зерен выявлена сильная корреляционная зависимость. При внесении удобрений в дозе N₉₀P₉₀K₉₀масса 1000 зерен увеличивалась на 2,2 грамма. Влияние ранневесенней подкормки было также существенным, масса 1000 зерен увеличилась на 3,8 г. Подкормка в фазу выхода в трубку увеличила массу 1000 зерен на 4,3 г по сравнению с вариантом N₉₀P₉₀K_90.На формирование массы 1000 зерен ржи минеральные удобрения оказали также существенное влияние. В контроле масса 1000 зерен составляла 23,5 г, при внесении азотных удобрений и совместном внесении азота с фосфорно-калийными значение показателя увеличивалось на 2,8…3,1 г.

Метеорологические условия оказали определяющее влияние на массу 1000 зерен ржи, вклад фактора «год исследований» составил 92,6 %. Выявлена сильная корреляционная зависимость между массой 1000 зерен ржи и продолжительностью периода от цветения до восковой спелости.

Урожайность озимой пшеницы в значительной степени (71,3 %) зависела от удобрений. Внесение N₉₀P₉₀K₉₀под предпосевную обработку почвы существенно повышало урожайность на 0,17-0,51 т/га, содержание клейковины на 4,2 %, стекловидность - на 4,0 %. Ранневесенняя подкормка повышала урожайность на 0,45-0,62 т/га, содержание белка в зерне возросло на 0,95 %, клейковины - на 4,3 %. Влияние подкормки в фазу выхода в трубку на урожайность было не существенным, однако содержание белка возрастало на 0,77 %, стекловидность - на 4,5 %. Качество клейковины снижалось до II группы в вариантах с ранневесенней подкормкой. Внесение минеральных удобрений существенно увеличивало содержание в зерне пшеницы фосфора и кальция, отмечалась тенденция к увеличению содержания общего азота и калия.

Дисперсионным анализом двухфакторного комплекса установлено, что урожайность озимой ржи на 23,3 % зависела от удобрений и на 74,7 % от условий года (рис. 2). Наибольшая прибавка урожая была получена при внесении полного удобрения N₆₀P₆₀K₉₀и N₉₀P₆₀K₉₀ и составила 1,24 и 1,28 т/га. Внесение фосфорно-калийных удобрений не оказало существенного влияния на урожайность.

В вариантах с внесением азотных удобрений содержание в зерне ржи белка повышалось на 0,54-1,43 %, общего азота на 0,20-0,28 %, существенно возрастало содержание минеральных веществ. Содержание белка в зерне определялось температурными условиями периода колошение – восковая спелость. Содержание минеральных веществ снижалось в годы с большим количеством осадков в данный период.

Рисунок 2 - Урожайность зерна озимой ржи при внесении

минеральных удобрений
Выявлена средняя корреляционная зависимость между урожайностью озимой ржи и суммой осадков за период от начала возобновления вегетации до восковой спелости (r = 0,47, S_r = ± 0,15), урожайностью и продолжительностью периода колошение – восковая спелость (r = 0,63 ± 0,13), которая в значительной степени определялась температурными условиями.
Глава 5. Энергетическая и экономическая эффективность минеральных удобрений при возделывании озимых зерновых культур

Внесение минеральных удобрений при возделывании озимой пшеницы энергетически более эффективно в варианте N₉₀P₉₀K₉₀+N₃₀,озимой ржи - N₃₀P₆₀K₉₀+N₃₀. Получены максимальные значения показателей энергетической эффективности: чистый энергетический доход - 16956 и 41860 МДж/га, энергетический КПД – 1,98 и 4,90 единиц, коэффициент энергетической эффективности - 0,98 и 3,90 для пшеницы и ржи соответственно.

С экономической точки зрения внесение данных доз удобрений также высокоэффективно: чистый доход составил 881 и 4111рублей на 1 гектар, 0,24 и 1,58 рубля на 1 рубль дополнительных затрат, уровень рентабельности составил 23,7 и 157,6 % для пшеницы и ржи. Однако больший экономический эффект получен при внесении под рожь N₄₅+N_45, уровень рентабельности составил 211,7 %.
Выводы

Оптимальный срок посева озимой пшеницы в лесостепной зоне Хакасии - 20 августа, так как при этом растения имеют оптимальное развитие перед уходом в зиму, накапливают большое количество сахаров и минеральных веществ в узлах кущения, формируют узел кущения на большей глубине и, как следствие, лучше перезимовывают.
Кулисный пар в условиях Хакасии обеспечивает оптимальное развитие растений озимых перед уходом в зиму, благодаря большему накоплению влаги и элементов минерального питания; большее накопление снега, равномерное его распределение и высокую сохранность озимых в зимне-весенний период.
Посев по стерне способствует максимальному накоплению снега в зимний период. В степной зоне, в средние по уровню влагообеспеченности годы, возделывание ржи по стерневому предшественнику на фоне внесения минеральных удобрений и применения химических средств защиты растений обеспечивает оптимальную густоту всходов и развитие растений в осенний период, хорошую перезимовку и высокую продуктивность.
Внесение минеральных удобрений под предпосевную обработку почвы под озимую пшеницу в дозе N₉₀Р₉₀К₉₀ и озимую рожь - N_30-45Р₆₀К₉₀создает условия для оптимального развития растений в осенний период и формирования высокой морозостойкости. Сохранность озимой пшеницы при перезимовке повышается на 0,1-15,5 %, озимой ржи - на 0,7-21,2 %.
Высокая морозостойкость не является гарантией высокой сохранности при перезимовке, которая также зависит от степени развития растений озимых в осенний период и уровня повреждающих факторов. Гибель растений озимых культур при перезимовке происходила в результате вымерзания и определялась в значительной степени неблагоприятными факторами осенне-зимне-весеннего периода.
Максимальная урожайность - 2,66 т/га и высокое качество зерна озимой пшеницы получены при внесении N₉₀Р₉₀К₉₀под предпосевную обработку почвы с ранневесенней подкормкой N₃₀. Влияние подкормки в фазу выхода в трубку на урожайность было несущественно, но повышало содержание в зерне белка на 10,77 %, стекловидность - на 4,5 %.
Наибольшая прибавка урожая ржи была получена при внесении N₆₀P₆₀K₉₀и N₉₀P₆₀K₉₀ и составила 1,24 и 1,28 т/га по сравнению с неудобренным фоном.
Урожайность озимых зерновых при внесении минеральных удобрений определялась густотой продуктивного стеблестоя, числом зерен в колосе и массой 1000 штук зерен. Значения элементов структуры урожая в значительной степени зависели от уровня обеспеченности нитратным азотом при внесении минеральных удобрений и от метеорологических условий в периоды их формирования.
Энергетически и экономически более эффективно возделывание озимой пшеницы при внесении N₉₀P₆₀K₉₀+N₃₀, озимой ржи N₄₅+N₄₅, N_30-45P₆₀K₉₀+N_30-45, так как при этом получен максимальный коэффициент энергетической эффективности, уровень рентабельности.

Рекомендации производству

В степной зоне Хакасии, где находится основная часть пахотных земель республики, рекомендуется размещение посевов озимой ржи, как более зимостойкой и засухоустойчивой культуры. Озимую пшеницу рекомендуется возделывать в лесостепной зоне.
Оптимальный предшественник для озимых зерновых культур – чистый кулисный пар. В условиях степной зоны в годы с достаточными запасами продуктивной влаги перед посевом озимой ржи стерневые предшественники, на фоне внесения минеральных удобрений и применения химических средств защиты растений, обеспечивают высокий уровень снежного покрова и хорошую перезимовку.
Посев озимой пшеницы в лесостепной зоне необходимо проводить 20 августа.
В лесостепной зоне на черноземе обыкновенном малогумусном под предпосевную обработку почвы рекомендуется внесение полного минерального удобрения в дозе N₉₀P₆₀K₉₀.Ранневесеннюю подкормку азотом проводят в дозе N₃₀.Для повышения качества зерна в фазу выхода в трубку необходимо осуществляют вторую азотную подкормку N₃₀.
В условиях степной зоны на каштановой малогумусной почве при возделывании озимой ржи рекомендуется под предпосевную подготовку почвы внесение минеральных удобрений в дозе N_30-45P₆₀K₉₀. Рано весной проводить подкормку азотом N_30-45.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Акимова О.И. Озимая пшеница в степной зоне Хакасии (постановка проблемы) / О.И. Акимова // Вестник ХГУ им. Н.Ф. Катанова. Сер. 7: Аграрные науки. Вып. 1, Абакан: Изд-во ХГУ им. Н.Ф. Катанова, 2004. - С. 11-13.
Акимова О.И. Растительная диагностика и прогноз перезимовки озимой пшеницы / О.И. Акимова, Н.А. Градобоева // Вестник ХГУ им. Н.Ф. Катанова. Сер. 7: Аграрные науки. Вып. 1. – Абакан: Изд-во ХГУ им. Н.Ф. Катанова, 2004. - С. 9-11.
Акимова О.И. Сроки сева озимой пшеницы в степной зоне Хакасии / О. И. Акимова // Катановские чтения – 2004. Тезисы докладов республиканских дней науки / отв. ред. Д.А. Мамонтов. – Абакан: Изд-во ХГУ им. Н.Ф. Катанова, 2004. - С. 97-98.
Грушина Т.Н. Урожай и фотосинтетическая деятельность посевов озимой пшеницы в зависимости от минеральных удобрений / Т. Н. Грушина, О. И. Акимова, А.А. Пасынков // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий: Материалы VIII Международной научной школы-конференции студентов и молодых ученых в 2 т. (Абакан 24 – 27 ноября 2004 г.); отв. ред. В.В. Анюшин. – Абакан: Изд-во ХГУ им. Н.Ф. Катанова, 2004. – Т. 2. – С. 174.
Буравлев С.С. Перспективы возделывания озимых в Хакасии / С.С. Буравлев, О.И. Акимова // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий: Материалы VIII Международной научной школы-конференции студентов и молодых ученых в 2 т. (Абакан 24 – 27 ноября 2004 г.); отв. ред. В.В. Анюшин. – Абакан: Изд-во ХГУ им. Н.Ф. Катанова, 2004. – Т. 2. – С. 170-171.
Орлова Н.А. Осеннее развитие озимой пшеницы в зависимости от агротехнических приемов / Н.А. Орлова, О.И. Акимова, С.В. Фурин // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий: Материалы VIII Международной научной школы-конференции студентов и молодых ученых в 2 т (Абакан 24 – 27 ноября 2004 г.); отв. ред. В.В. Анюшин. – Абакан: Изд-во ХГУ им. Н.Ф. Катанова, 2004. – Т. 2. – С. 185.
Акимова О.И. Реализация урожайности озимой пшеницы при внесении минеральных удобрений / О.И. Акимова, Н.А. Градобоева // Вестник ХГУ им. Н.Ф. Катанова, Сер. 7: Аграрные науки. Вып. 2, Абакан: Изд-во ХГУ им. Н.Ф. Катанова, 2005. – С. 5-8.
Акимова О.И. Влияние минеральных азотсодержащих удобрений на качество зерна озимых зерновых / О.И. Акимова // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий. Вып. 9; отв. ред. В.В. Анюшин. – Абакан: Изд-во ХГУ им. Н.Ф. Катанова, 2005. - Т. 2. – С. 153 –154.
Акимова О.И. Формирование зимостойкости растений озимой пшеницы при посеве по разным предшественникам / О.И. Акимова, О.И. Тюдишева // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий. Вып. 9; отв. ред. В.В. Анюшин. – Абакан: Изд-во ХГУ им. Н.Ф. Катанова, 2005. - Т. 2. – С. 154 –155.
Акимова О.И. Осенний рост и развитие озимых зерновых / О.И. Акимова // Вестник КрасГАУ. Вып. 11; гл. науч. ред. Н.В. Цугленок. – Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2006. – С. 77-80.