На правах рукописи

Третьякова Юлия Юрьевна

ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР (РЖИ, ПШЕНИЦЫ, ТРИТИКАЛЕ) ПРИ ПРОГРАММИРОВАННОМ ВЫРАЩИВАНИИ В УСЛОВИЯХ ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ
Специальность 06.01.09 – растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук


Тверь 2009
Работа выполнена на кафедре растениеводства

ФГОУ ВПО "Тверская государственная сельскохозяйственная академия"

Научный руководитель:	доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Усанова Зоя Ивановна
Официальные оппоненты:	доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Соловьев Алексей Малахович доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Иванов Дмитрий Анатольевич
Ведущее предприятие:	ГНУ "Всероссийский научно-исследовательский институт льна"

Защита диссертации состоится «24» декабря 2009г, в 10⁰⁰ час.

на заседании диссертационного совета Д 220.063.01 при ФГОУ ВПО "Тверская государственная сельскохозяйственная академия" по адресу:

170904, г. Тверь, п. Сахарово, ул. Василевского, 7, Тверская ГСХА
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверской ГСХА

Автореферат разослан «24» ноября 2009г.,

помещен на сайте ТГСХА «www.tvgsha.ru» «24»ноября 2009г.
Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент Петрова А.А.


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Увеличение производства зерна, по-прежнему, является важнейшей проблемой мирового земледелия. Нерешенной она остается также во многих регионах России, в том числе в Верхневолжье. Это обусловлено многими причинами, в том числе сокращением посевных площадей и слабым обновлением материально-технической базы сельских товаропроизводителей.

Озимые зерновые культуры по своей биологической природе являются наиболее продуктивными среди хлебов первой группы, поэтому повышение их урожайности имеет большое значение в увеличении производства зерна. К числу важнейших резервов роста урожайности относятся внедрение наиболее продуктивных культур и сортов и совершенствование технологии их возделывания.

На зерновом рынке в последние годы повысился интерес к культуре тритикале, в том числе озимой ее форме. В Государственный реестр селекционных достижений включены новые сорта, которые требуют уточнения приемов технологии и выявления сравнительной их продуктивности при программированном выращивании по наиболее совершенным технологиям.

В условиях Верхневолжья недостаточно изученными являются вопросы сравнительной продуктивности озимых зерновых культур (ржи, пшеницы, тритикале) и лучших сортов озимой тритикале при возделывании их по экологически безопасной технологии в посевах разной густоты на запрограммированных фонах минерального питания, что явилось основанием проведения данной работы.

Цель и задачи исследований. Цель исследований – изучить особенности формирования урожайности озимых зерновых культур (ржи, пшеницы, тритикале) и 4-х сортов озимой тритикале при возделывании их по экологически безопасной технологии; выявить лучшие варианты технологии и наиболее продуктивные сорта озимой тритикале, обеспечивающие получение запрограммированных урожаев разных уровней в условиях Верхневолжья.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить особенности развития озимых зерновых культур и сортов тритикале на запрограммированных фонах минерального питания и формирования густоты стояния при разных нормах высева.

2. Выявить влияние фонов минерального питания и норм высева на полевую всхожесть, сохранность, общую выживаемость озимых зерновых культур.

3. Исследовать особенности водного режима в посевах озимых зерновых культур и разных сортов озимой тритикале.

4. Изучить особенности фотосинтетической деятельности растений в посевах озимых зерновых культур на двух фонах минерального питания.

5. Выявить особенности фотосинтетической деятельности 4-х сортов озимой тритикале на 4-х фонах минерального питания и уточнить фотометрические параметры программирования.

6. Определить структуру урожая, урожайность, качество урожая озимых хлебов и сортов озимой тритикале в разных агроценозах.

7. Изучить корреляционные связи конечной продуктивности посевов с показателями фотосинтетической деятельности и элементами структуры урожая.

8. Рассчитать экономическую эффективность производства зерна озимых зерновых культур и сортов тритикале в разных вариантах технологии возделывания.

Научная новизна. Впервые в условиях Верхневолжья проведено сравнительное изучение особенностей формирования урожайности, фотосинтетической деятельности лучших сортов озимой ржи, озимой пшеницы и озимой тритикале при программированном выращивании их по экологически безопасной технологии на умеренном и повышенном фонах минерального питания с разными нормами высева и четырех сортов озимой тритикале на 4-х фонах минерального питания; выявлены лучшие варианты экологически безопасной технологии возделывания озимых зерновых культур и наиболее продуктивные сорта озимой тритикале, обеспечивающие получение близких к запрограммированным уровням урожаев зерна с высокой рентабельностью производства.

Практическая значимость работы. Производству рекомендованы лучшие варианты экологически безопасной технологии возделывания озимой ржи, озимой пшеницы, озимой тритикале, которые обеспечивают получение запрограммированных или близких к ним уровней урожайности до 40 ц/га и выше с рентабельностью производства – 133-180 %; а также новый сорт тритикале – Немчиновский 56, который отличается повышенной зимостойкостью, устойчивостью урожайности по годам и позволяет получать прибавку урожая зерна к другим испытываемым сортам – 1,8-8,6 ц/га, дополнительно условно-чистого дохода до 3,59 тыс.руб./га, повышает рентабельность производства на 26-63 %.

Реализация результатов исследований. Результаты работы внедрены в хозяйствах Тверской области: на площади 300 га с экономическим эффектом 150 тыс.руб.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Международных научно-практических конференциях, проводимых в Тверской государственной сельскохозяйственной академии в 2003, 2004, 2005 годах, на XΙΙ региональных каргинских чтениях "Физика, химия, новые технологии" в 2005 году, Тверь, ТГУ, на Всероссийской научно-практической конференции в г. Саратове, 2006, на Международной научно-практической конференции в г. Барнауле, 2006г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе одна в реферируемом журнале «Достижения науки и техники АПК».

Представленная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ Тверской ГСХА на 2001 – 2005 гг., тема 7, № гос.рег. темы 01.200.1 18549.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на____ страницах, состоит из 5 глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы, который включает 233 источника, в том числе 98 зарубежных авторов, содержат 52 таблицы, 32 рисунка, 30 приложений.

Основные положения выносимые на защиту:

- неодинаковое влияние фона минерального питания и норм высева на зимостойкость, сохранность, общую выживаемость и формирование густоты стояния озимых зерновых культур и сортов озимой тритикале;

- особенности фотосинтетической деятельности растений озимых зерновых культур (ржи, пшеницы, тритикале) в посевах разной густоты на умеренном и повышенном фонах минерального питания;

- особенности формирования урожайности и фотосинтетической деятельности 4-х сортов озимой тритикале на разных фонах минерального питания;

- продуктивность озимых зерновых культур и сортов озимой тритикале, качество урожая, окупаемость зерном 1 кг NPK, экономическая эффективность производства зерна в разных вариантах экологически безопасной технологии возделывания.

Автор выражает искреннюю и глубокую признательность и благодарность научному руководителю, заслуженному деятелю науки РФ, почетному работнику высшего профессионального образования РФ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Усановой Зое Ивановне за методическую помощь и поддержку при работе над диссертацией, а также всем сотрудникам кафедры растениеводства за содействие в проведении научных исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2. Условия и методика проведения исследований

Исследования проводили в двух трехфакторных полевых опытах в 2002-2006 годах в севообороте кафедры растениеводства на опытном поле Тверской ГСХА на окультуренной дерново-среднеподзолистой остаточно карбонатной глееватой почве на морене, супесчаной по гранулометрическому составу. Почва опытного поля осушена закрытым дренажом.

До закладки 1-го опыта: "Сравнительная продуктивность озимых зерновых культур" в почве содержалось: N _г.л. (по Корнфилду) – 45 мг, Р₂О₅ – 273 - 470 мг и К₂О (по Кирсанову) – 64 - 144 мг в 1 кг, рН _сол. – 6,40-6,65.

В опыте 1 изучались три фактора: А – виды озимых: рожь (Фаленская 4), пшеница (Инна), тритикале (Гермес); В – фон минерального питания, дозы NPK рассчитывали на уровни урожайности: 1-умеренный - 30 ц зерна с гектара, 2-повышенный – 40 ц зерна с гектара; С – норма высева: 2, 4, 6, 8 млн. всхожих семян на 1 га.

До закладки 2-го опыта: "Продуктивность сортов озимой тритикале при внесении расчетных доз удобрений на запрограммированную урожайность" в почве содержалось: гумуса (по Тюрину) 2,31-2,51 %, N _г.л. (по Корнфилду) – 37,8 - 74,2 мг, Р₂О₅ –346-412 мг и К₂О (по Кирсанову) –102-129 мг в 1 кг, рН _сол. – 6,6-6,9.

В опыте 2 изучали факторы:

А – фон минерального питания, удобрения вносили в расчете на урожайность: 15 ц/га (без удобрения, по эффективному плодородию); 25; 35 и 45 ц/га (25 – ДВУ в условиях производства, 35 – по биогидротермическому потенциалу продуктивности, 45 – по приходу ФАР с КПД 1,5%); В – сорта: Стрельна, Антей, Немчиновский 56 и Гермес; С – сроки уборки: 1-й на зеленый корм (в фазу колошения-цветения); 2-й - на зерно.

Общая площадь делянки третьего порядка в опытах – 47,6 м², учетная 39,3 м². Повторность – 4-х кратная, размещение – расщепленными делянками в рендомизированных блоках.

Объектами исследований являлись, в опыте 1 сорта: озимой ржи – Фаленская 4, озимой пшеницы – Инна, озимой тритикале – Гермес; в опыте 2 – сорта озимой тритикале: Стрельна (селекции МСХА, РУДН и др.); Антей, Немчиновский 56 и Гермес (НИИСХ ЦРНЗ и др.).

Исследования проводили по существующим методикам в растениеводстве. Дозы удобрений рассчитывали балансовым методом (Каюмов М.К. 1989); густоту стояния, полевую всхожесть, сохранность, общую выживаемость семян и растений определяли по методике Гриценко В.В., Калошина З.М., 1984г.; процент перезимовавших растений - путем подсчета растений на закрепленных площадках перед уходом в зиму и весной после отрастания; показатели фотосинтетической деятельности растений в посевах – по методике Шатилова И.С., Каюмова М.К., 1978; площадь листьев одного растения (см²) – весовым методом с помощью рамки 10 х 10 см (Коломейченко В.В., 1972); суммарный фотосинтетический потенциал посева (ФПП) за весеннее-летний период - методом графического интегрирования; чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) – по формуле Кидда, Веста и Бриггса (Ничипорович А.А., 1956-1978); элементы структуры урожая – по методике Госсортсети, 1989; статистическую обработку урожайных данных, наблюдений и учетов в опыте – путем дисперсионного анализа многофакторного опыта (Б.А. Доспехов, 1985), содержание белка в зерне в АСВ определяли по ГОСТ 10846-91.

Уборку урожая проводили прямым комбайнированием комбайном Сампо 130, при достижении твердой спелости зерна, зеленой массы – путем поделяночного взвешивания.

В опытах строго соблюдали экологически безопасную технологию. Предшественник – вико-овсяная смесь на силос. Калийные удобрения и ½ дозы азотных вносили до посева после уборки предшественника под вспашку на глубину 18-20 см, ½ дозы азотных - в ранневесеннюю подкормку. Содержание фосфора в почве было выше потребности его растениями на запланированные урожаи. Расчетные дозы удобрений составили: в опыте 1 – на 1 фоне под озимую рожь – N₅₀P₀K_58-100 , озимую пшеницу N₈₅P₀K_53-95 и озимую тритикале N₆₅P₀K_58-100, на 2 фоне – под озимую рожь – N₉₂P₀K_101-142 , озимую пшеницу N₁₃₈P₀K_95-135 и озимую тритикале N₁₁₂P₀K_101-142; в опыте 2 – на 1-фоне без удобрений, на 2-ом фоне – N_36-38P₀K_44-50, на 3-ем фоне – N_76-85P₀K_86-87, на 4-ом фоне – N_115-131P₀K_79-123. На посев использовали семена 1-ой категории, обработанные биопрепаратом планриз (0,5 л/га).

Агрометеорологические условия в годы исследований были неодинаковы. Экстремальные условия по влагообеспеченности и перезимовке складывались в 2002/2003 году, что привело к частичной гибели озимых. В остальные годы условия для закаливания и перезимовки были удовлетворительные. В 2002/2003, 2003/2004, 2004/2005, 2005/2006 годах сумма температур в течение всего вегетационного периода была на 451, 377, 518, 502 ⁰С больше нормы, сумма осадков составила 379, 372, 277, 349 мм или 125, 122, 91 и 115 % от среднемноголетней нормы.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3. Сравнительная продуктивность озимых зерновых культур (ржи, пшеницы, тритикале)

3.1 Особенности роста и развития

Прохождение фаз развития озимых зерновых культур в меньшей степени зависит от изучаемых агротехнических факторов, чем от агрометеорологических условий. На повышенном фоне фенологические фазы наступали на 2-4 дня раньше, чем на умеренном. Визуально отмечалась задержка наступления фаз на 1-2 дня в загущенных посевах озимой ржи на 2 фоне и озимой пшеницы на 1 фоне в 2003/2004 году. В целом период весеннее-летней вегетации у озимой ржи составил, в среднем, 116, у озимой пшеницы и тритикале – 118 дней, а период активной вегетации (осень+весна-лето) соответственно 146 и 148 дней.

3.2 Формирование густоты стояния озимых зерновых культур

На формирование густоты стояния озимых зерновых культур большое влияние оказывает полевая всхожесть, зимостойкость растений, сохранность в течение весеннее-летней вегетации и интегрированный показатель – общая выживаемость семян и растений.

Полевая всхожесть в годы исследований была высокая, слабо зависела от фона и увеличивалась с повышением норм высева (табл.1). Это объясняется лучшим преодолением сопротивления уплотненной дождями почвы большим количеством проростком.

Повышенной зимостойкостью отличается озимая рожь, которая удовлетворительно перезимовала в экстремальных условиях 2002/2003 года, в то время как слабо развитые с осени растения пшеницы и тритикале на 80-90 % погибли, посевы в опыте были пересеяны яровыми зерновыми культурами. В 2004/2005 и 2005/2006 гг. перезимовка у озимой ржи была выше, чем у пшеницы, на 1 фоне на 7,3 %, на 2-ом – на 6,2 % и, чем у тритикале, соответственно на 6,2 и 1,7 %.

Выявлено уменьшение процента перезимовки с повышением нормы высева у всех культур и увеличение его при усилении фона у тритикале.

Сохранность растений в весеннее-летний период более высоких показателей достигла: на 1 фоне у озимой пшеницы – 86,0 %, на 2-ом – у озимой ржи – 84,9 %. У тритикале она была меньше чем у других культур, на 1 фоне на 1,4-6,5 %, на 2-ом – на 6,6-12,5 %. У пшеницы и тритикале отмечается существенное снижение сохранности в загущенных посевах при норме высева 8 млн.шт./га.

Таблица 1 – Влияние фонов минерального питания и норм высева на формирование густоты стояния озимых зерновых культур,

среднее за 2003/2004 – 2004/2005гг. (над чертой фон-1, под чертой фон-2)

Озимая культура	Норма высева, млн./га	Полевая всхожесть, %	Перезимовка, %	Сохранность, %	Общая выжива-емость, %	Густота стояния при уборке, раст./м2
Рожь	2	97,5 93,4	70,7 73,8	87,5 88,3	60,4 60,9	163 167
	4	93,8 97,3	80,3 76,4	74,8 87,9	55,6 66,0	235 284
	6	96,1 98,3	65,1 64,6	77,6 90,7	48,3 57,5	316 361
	8	94,6 98,3	66,5 66,4	83,8 72,7	51,6 48,1	413 400
	В среднем	95,5 96,8	70,6 70,3	80,9 84,9	53,9 58,1	288 303
Пшеница	2	92,1 92,1	78,7 74,1	85,1 77,0	62,7 51,8	160 148
	4	93,1 97,9	66,6 62,3	93,7 83,8	57,9 51,1	262 204
	6	96,2 93,2	58,0 65,3	91,5 82,9	51,9 50,9	311 305
	8	98,6 99,1	49,8 54,5	73,8 72,4	36,8 40,9	322 336
	В среднем	95,0 95,6	63,3 64,1	86,0 79,0	52,3 48,7	264 248
Тритикале	2	98,4 91,2	79,2 85,1	80,7 74,50	63,4 58,9	159 151
	4	93,8 96,9	56,5 76,3	67,1 80,3	34,4 59,4	147 238
	6	96,0 97,7	57,6 69,5	91,1 74,9	49,9 50,8	295 310
	8	98,7 98,2	43,9 54,3	79,2 59,8	34,4 32,1	289 256
	В среднем	96,7 96,0	59,3 71,3	79,5 72,4	45,5 50,3	222 239

Общая выживаемость (ОВ) семян и растений в большей мере зависит от нормы высева и культуры, в меньшей – от фона удобрения. Повышение нормы высева с 2 до 8 млн./га снижает ОВ на 1 фоне на 8,8-29,0 %, на 2-ом – на 11,8-26,8 %, в большей степени у тритикале за счет снижения процента перезимовки и сохранности.

На густоту стояния к уборке урожая большее влияние оказывает норма высева. Повышение ее с 2 до 8 млн./га увеличивает густоту стояния у разных культур на 1 фоне в 1,8-2,5, на 2-ом – в 1,7-2,4 раза. В большей мере это наблюдается у ржи, в меньшей – у тритикале. Более высокую густоту стояния к уборке сформировала озимая рожь, в среднем по нормам высева, 288 и 303 шт./м², наименьшую – озимая тритикале - 222 и 239 шт./м².

3.3 Влагообеспеченность посевов озимых зерновых культур

В 2003/2004 и 2004/2005 годах влажность почвы в посевах озимых зерновых культур не могла ограничить формирование запрограммированных урожаев. Выявлено, что озимая рожь меньше других культур расходует влагу из слоев почвы 0-20 и 20-40 см, что объясняется большим затенением почвы хорошо развитыми посевами и потреблением влаги из более глубоких слоев.

Усиление фона минерального питания, как правило, сопровождается большим расходом воды из пахотного и подпахотного слоев почвы. Снижение влажности почвы в более загущенных посевах проявляется не постоянно, в большей мере оно выражено в посевах озимой ржи на 2 фоне.

следующая страница>