Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству
На правах рукописи
ХЛОПЯНИКОВ
Александр Михайлович
ВОЗДЕЛЫВАНИЕ КУКУРУЗЫ В ТЕХНОЛОГИЯХ
АПТИВНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ЮГО-ЗАПАДА
ЦЕНТРАЛЬНОГО НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ
Специальность 06.01.01 Ц 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 И.Г. Петровского
Научные консультанты: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор Мальцев Владимир Феофанович доктор сельскохозяйственных наук, профессор Наумкин Виктор Николаевич |
Официальные оппоненты: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор Мамонов Евгений Васильевич доктор сельскохозяйственных наук, профессор Соловьев Алексей Малахович доктор сельскохозяйственных наук Акулов Алексей Алексеевич |
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 по адресу: 143026, 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 А.С. Мерзликин
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 (1990-2005 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 Мальцеву В.Ф., доктору сельскохозяйственных наук профессору Наумкину В. Н., за ценные советы и постоянную помощь в работе Звереву В.А., Торикову В.Е., Артюхову А.И., Наумкиной Л. А., Малявко Г. П., Кондрашову А. Л., 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 № 030 от 17.12.2004 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 2275С 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 (1990- 1994 гг.) 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) на 28 -30 см, 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 (1995- 1998 гг.) в том же плодосменном севообороте при возделывании кукурузы по вспашке на 23- 25 см были изучены три густоты стояния растений: 1) 100 тыс./га растений; 2) 70 тыс./га растений; 3) 40 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) + солома (5 - 6т/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 Ц181СВ 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 м, 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; Петербургский А.В. Практикум по агрономической химии, 1968; Кауричев И.С. Практикум по почвоведению, 1973; Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов А.М. Практикум по земледелию, 1968; Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, 1985; Станков Н.В. Корневая система полевых культур, 1964; Плешков В. Л. Практикум по биохимии растений, I968; Доспехов Б.А. 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 В.В. Коринец, А.Ф. Козловцева, В.И. Козенко (1985); полученные экспериментальные данные подвергли математической обработке методами дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов по методическим указаниям Б.А. Доспехова (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 1990- 1994 гг., 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 почвы 0- 30 см. 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 на 8- 10 см 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 высонкое и составило 0,87-1,23 мг/кг. Однако по технологиям с внесением одних органических удобренний (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 почнвы 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 сонломы 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 удобнрений 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 сонломы 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 минеральнными 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 (1990- 1994 гг.) 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.
В технологии по вспашке на 23-25см и обработке почвы по типу параплау на 28-30см урожайность сухого вещества была меньше: 12,1-13,2 т/га, 12,1-12,7 т/га соответственно. На технологиях с нетрадиционными видами органических удобрений: пожнивного сидерата (5-19,5т/га), измельченной соломы (5-6 т/га), минеральных удобрений N109-129P77-80K50-10 в сочетании с пестицидами и технологиях с внесением навоза (55 т/га), минеральных удобрений N80P80K10 и пестицидами сбор сухого вещества кукурузы была практически на одинаково высоком уровне. Максимальная урожайность сухого вещества 12,7-13,8 т/га получена на технологиях с применением навоза (55 т/га), сидерата (5-19,5 т/га), соломы (5-6 т/га) и умеренном уровне минеральных удобрений N25-60P50-75K0 в сочетании с пестицидами на всех способах основной обработки почвы (табл. 1). Следовательно, основная обработка почвы, органические и минеральные удобрения с пестицидами способствуют повышению урожайности сухого вещества кукурузы за счет хорошего их сочетания в агротехнологиях. На биологической технологии с внесением
Таблица- 1 Урожайность и кормовая ценность сухого вещества кукурузы в зависимости от технологий возделывания
(ср. 1990-1994 гг.)
Вариант технологии | Ведущие звенья технологий | Урожайность сухого вещества | Сбор, т/га | Питательность 1 кг сухого вещества, корм. ед. | Обменная энергия | |||
т/га | % | корм. ед. | перевар. протеина | МДж/кг | тыс. МДж/га | |||
1 | Вспашка + NРК+ солома + сидерат + пестициды | 12,1 | 189,0 | 10,4 | 0,63 | 0,86 | 9,05 | 109,5 |
2 | Вспашка + NРК+ навоз + пестициды | 12,3 | 192,2 | 10,5 | 0,59 | 0,85 | 8,91 | 109,6 |
3 | Вспашка + NРК+ навоз + солома + сидерат + пестициды | 13,2 | 206,3 | 11,4 | 0,61 | 0,86 | 8,87 | 117,1 |
4 | Вспашка + навоз + солома + сидерат (контроль) | 6,4 | 100,0 | 5,4 | 0,39 | 0,85 | 9,01 | 57,7 |
5 | Рыхление стойками СибИМЭ + NРК+ солома + сидерат + пестициды | 13,0 | 200,0 | 11,2 | 0,62 | 0,86 | 9,04 | 117,5 |
6 | Рыхление стойками СибИМЭ +NРК + навоз + пестициды | 13,1 | 202,0 | 11,4 | 0,59 | 0,87 | 9,12 | 119,4 |
7 | Рыхление стойками СибИМЭ +NРК+ навоз + солома + сидерат + пестициды | 13,8 | 212,3 | 12,0 | 0,60 | 0,87 | 8,93 | 123,2 |
8 | Рыхление стойками СибИМЭ + навоз + солома +сидерат (контроль) | 6,5 | 100,0 | 5,5 | 0,41 | 0,85 | 8,92 | 57,9 |
9 | Рыхление по типу параплау + NРК + солома + сидерат + пестициды | 12,1 | 198,4 | 10,2 | 0,57 | 0,84 | 8,93 | 108,1 |
10 | Рыхление по типу параплау + NРК + навоз + пестициды | 12,3 | 202,0 | 10,5 | 0,58 | 0,85 | 8,91 | 109,6 |
11 | Рыхление по типу параплау + NРК + навоз + солома + сидерат + пестициды | 12,7 | 208,2 | 10,9 | 0,58 | 0,86 | 8,89 | 112,9 |
12 | Рыхление по типу параплау + навоз + солома + сидерат (контроль) | 6,1 | 100,0 | 5,3 | 0,40 | 0,86 | 8,90 | 54,3 |
Примечание: НСР05 1990 г. - 0,42; 1991 г.- 0,51; 1992 г.- 0,65; 1993 г.- 0,50; 1994 г. - 0,45
навоза (55 т/га), сидерата (5-19 т/га) и соломы (5-6 т/га) без средств химизации была наименьшая урожайность сухого вещества 6,1-6,5 т/га.
На качество сухого вещества кукурузы положительно влияли технологии с совместным внесением органических и минеральных удобрений. Наибольшее содержание сырого протеина 7,20-7,64% и жира - 1,52-1,72% отмечено на вариантах переходной к биологической технологии с внесением навоза (55 т/га), сидерата (5-19,5 т/га), соломы (5-6 т/га) и умеренных доз минеральных удобрений (N109-129P77-80K0-10 ), как на фоне вспашки, так и рыхлении стойками СибИМЭ и по типу параплау. Прямой зависимости в содержании сырой клетчатки, БЭВ и золы от вносимых удобрений не установлено, отмечена лишь тенденция снижения содержания клетчатки и золы по биологической технологии с внесением навоза, сидерата и соломы по всем способам основной обработки почвы.
Минеральный состав сухого вещества в технологиях кукурузы также варьировал в зависимости от сочетаний органических и минеральных удобрений. Во все годы исследований технологии с внесением органических и минеральных удобрений способствовали повышению содержания в сухом веществе общего азота и зольных элементов на всех способах основной обработки почвы общего азота - 1,32-1,58%, фосфора- 0,25-0,28%, калия- - 1,17-1,42%. В то же время на биологической технологии без средств химизации содержание макроэлементов в сухом веществе было существенно меньше: азота лишь 1,07-1,13%, фосфора - 0,23-0,24%, калия - 1,04-1,09%.
Повышенный сбор кормовых единиц и переваримого протеина 11,2-12,0 т/га и 0,59-0,62 т/га соответственно получен по вариантам технологий с внесением органических и минеральных удобрений в сочетании с пестицидами на фоне рыхления почвы стойками СибИМЭ на 28-30 см с заделкой органических удобрений предплужниками на 14-16 см. По вспашке и рыхлению почвы по типы параплау эти показатели были несколько ниже. На вариантах без средств химизации сбор кормовых единиц и переваримого протеина существенно снижался.
Наибольший выход обменной энергии получен на технологиях с совместным внесением органических и минеральных удобрений и достигал в зависимости от приема основной обработки: по вспашке - 109,5-117,1 тыс. МДж/га, стойками СибИМЭ - 117,5-123,2 тыс. МДж/га и по типу параплау - 108,1-112,9 тыс. МДж/га. Существенно ниже она была в технологии с внесением одних органических удобрений и составила всего 54,3-57,9 тыс. МДж/га.
Аминокислотный состав зерностержневой смеси кукурузы. По содержанию в зерностержневой смеси кукурузы белка и аминокислот технологии возделывания оказались равноценными. Несколько повышенное содержание аминокислот было получено на переходной к биологической технологии при внесении всех видов органических (навоз, сидерат, солома), в сочетании с минеральными удобрениями. Валовой сбор всех аминокислот, в том числе и незаменимых в технологиях возрастал в соответствии с повышением урожая и содержанием белка в биомассе кукурузы.
Химический состав, питательность и переваримость силоса свидетельствуют, что по содержанию сухого вещества 74,2- 75,0%, протеина 2,39- 2,45% и безазотистых экстрактивных веществ 13,98- 15,36% преимущественное положение занимает силос, приготовленный из растений кукурузы выращенной в технологиях при совместном внесении органических и минеральных удобрений в сочетании с пестицидами. В одном килограмме силоса, приготовленного из растений удобренных органическими и минеральными удобрениями, содержалось 0,24 - 0,25 корм. ед. и 13,3 - 14,0 г переваримого протеина, а из растений, выращенных на биологической технологии без средств химизации, содержалось несколько меньше 0,23 корм. ед. и 13,2 г/кг переваримого протеина.
Производство экологически безопасных кормов из кукурузы. При комплексном применении органических и минеральных удобрений в сочетании с пестицидами содержание нитратов в технологиях возделывания кукурузы в фазы молочно-восковой спелости зерна определялось уровнем их питания и варьировало от 215,8-291,0 мг/кг, что было ниже ПДК, ещё ниже содержание нитратов и при меньших их колебаниях в растениях 103,3 - 116,8 мг/кг отмечено на биологической технологии с применением навоза, соломы и сидератов без средств химизации.
В воздушно- сухой массе растений кукурузы на изученных технологиях отмечено низкое содержание микроэлементов: йода 0,02 - 0,05, молибдена 0,07 - 0,09 и кобальта 0,07 - 0,09 мг/кг, среднее содержание марганца 31,0 - 38,6, меди 5,0 - 6,5 и цинка 20,2- 24,3 мг/кг и высокое бора 26,3 - 29,7 мг/кг, при оптимальном его значении в почве.
Содержание тяжелых металлов в воздушно-сухом веществе растений кукурузы в технологиях варьировали: по меди соответственно - 2,3-2,7 мг/кг, кобальту - 0,27- 0,42 мг/кг, марганцу - 24,3 - 31,0 мг/кг, свинцу - 1,82-2,13 мг/кг, никелю - 0,7-0,9 мг/кг и хрому 0,39-0,52 мг/кг при ПДК соответственно- 30, 50, 1, 60, 0,3, 5, 3 и 0,5 мг/кг. Однако следует отметить, что в воздушно-сухом веществе растений кукурузы по всем технологиям отмечено повышенное содержание кадмия, которое варьировало от 0,40 до 0,62 мг/кг и было выше уровня ПДК (0,3 мг/кг), хотя не было его превышения в почве.
Результаты также свидетельствуют, что при внесении пестицидов в ранний период вегетации растений к уборке в образцах кукурузы их не было обнаружено, что связано с правильным регламентом их применения и сбалансированным питанием растений. Изучение поступления радиоактивного изотопа цезий -137 из почвы в растения кукурузы в условиях загрязнения среды от12 до 20 мкр/час в последствии аварии на Чернобыльской АЭС свидетельствует, что по изучаемым технологиям в растениях кукурузы накапливалось цезия-137 от 4,1 до 8,7 Бк/кг, что ниже ПДК. В целом в условиях данной территории можно получать биологически полноценную и экологически безопасную продукцию кукурузы по разработанным технологиям.
Экономическая и энергетическая эффективность. Данные экономической оценки показывают, что по интенсивной нетрадиционной технологии с использованием сидерата и соломы в сочетании с минеральными удобрениями и пестицидами на всех способах обработки почвы производственные затраты на 1га были самыми низкими 6,19-6,35 тыс. руб. и сокращались по сравнению с интенсивной традиционной на 21,7-23,1%. Себестоимость 1ц кормовых единиц также была самой низкой и составила 0,56-0,61 тыс. руб., что позволило повысить уровень рентабельности от 309 до 349 %. По переходной к биологической технологии уровень рентабельности также был высоким и составил по вспашке и обработке стойками СибИМЭ 250 и 274%.
Энергетическая оценка эффективности технологий возделывания кукурузы показала, что наибольшие затраты энергии на 1га 26,6-31,7 тыс. МДж/га были вложены в интенсивные технологии и переходную к биологической с внесением минеральных удобрений и средств защиты растений. Применение одних органических удобрений (биологическая технология) снижало энергозатраты до 20,0-20,5 тыс. МДж/га. Наиболее высокое накопление энергии урожаем получено при интенсивных и переходной к биологической технологиях с применением минеральных удобрений, средств защиты растений и составило 151,7-173,2 тыс.МДж/га. На биологической технологии без производственных затрат на средства химизации накопление энергии урожаем кукурузы составило 76,6-81,6 тыс. МДж/га и было в 2,0 раза ниже по сравнению с другими технологиями, интенсивными и переходной к биологической, которые обеспечивали высокий коэффициент энергетической эффективности 4,3-5,0, в биологической он снижался до 2,8.
4. Агрономические свойства почвы и формирование урожая кукурузы на силос в зависимости от густоты стояния растений, применения удобрений и средств защиты растений
Агрофизические свойства и влажность почвы. Установлено, что под кукурузой, как в начале, так и в конце вегетации, плотность почвы в слое 0- 30 см на вариантах технологий с густотой 100, 70, 40 тыс./га растений была практически одинаковой и находилась в пределах 1,19-1,22 и 1,28-1,30 г/ см3 соответственно, что было оптимально для растений кукурузы. Влияние применения удобрений на плотность серой лесной почвы нами не установлено. Между плотностью сложения почвы в слое 0-30 см и урожайностью сухого вещества кукурузы установлена средняя корреляционная связь. Эта зависимость прямолинейна и выражается уравнением регрессии:
У= -279,26+227,61Х, при r=+0,42 (6)
В этих условиях общая скважность почвы в слое 0-30 см в начале вегетации составила - 52,6-54,3 %, к уборке она снижалась до 49,8-51,1 % и не выходила за пределы благоприятных показателей для растений кукурузы.
Наибольший запас продуктивной влаги был отмечен на технологиях с густотой 40 тыс./га растений и был больше в 1,1-1,2 раза, чем при густоте 100 тыс./га. Это связано с повышенной плотностью и высокой урожайностью агроценозов, с густотой растений 100 и 70 тыс./га вследствие возрастающего водопотребления кукурузы и экономном расходовании воды с густотой 40 тыс./га.
Содержание питательных веществ в почве. Увеличение густоты растений кукурузы с 40 до 70 и 100 тыс./га не оказывало негативного влияния на содержание в серой лесной почве подвижных форм элементов питания. На протяжении всей вегетации растений в пахотном слое содержание нитратного азота 1,3- 2,1 мг/кг, подвижного фосфора 25,2-28,0 мг/кг и калия 16,6-18,9 мг/кг было повышенным. Разные технологии создавали хорошие условия питания в слое почвы 0-30 см. На технологиях с совместным применением органических и минеральных удобрений содержание подвижного фосфора и обменного калия было несколько выше, чем на вариантах с использованием органических удобрений, что способствовало получению высокого урожая кукурузы. Установлена средняя корреляционная связь урожайности сухого вещества кукурузы от содержания в слое почвы 0-30 см нитратного азота (N- NО3), подвижного фосфора (Р2О5) и обменного калия (К2О), Эта зависимость прямолинейна и в фазу молочно- восковой спелости зерна выражаются уравнениями регрессии:
У= 2,57+6,27Х, при r= +0,51 (N- NО3) (7)
У= -67,39+3,02Х, при r= +0,59 (Р2О5) (8)
У= -32,41+2,56Х, при r= +0,50 (К2О) (9)
Биологическая активность почвы. За годы исследований наибольшая интенсивность разложения клетчатки наблюдалась на вариантах технологий с совместным внесением органических и минеральных удобрений, и составила в среднем 27,2- 29,2 % в первой половине вегетации и 26,8- 29,8 % во второй половине вегетации растений кукурузы. В биологической технологии без применения миннеральных удобрений активность разложения целлюлозы была ниже - 26,6- 26,8 % в первой половине вегетации и 25,7- 26,5 % во второй половине вегетации. Установлена высокая корреляционная связь урожайности сухого вещества кукурузы от интенсивности разложения клетчатки в слое почвы 0-20 см. Эта зависимость прямолинейна в период вегетации растений и выражается уравнением регрессии:
У= -60,83+2,69Х, при r= +0,70 (10)
Больших различий в разложении клетчатки от плотности посева кукурузы в исследуемые годы не установлено.
Сегетальная флора в составе агрофитоценозов при разных технологиях возделывания кукурузы. Исследования показали, что запас семян сорняков в пахотном слое почвы на опытном поле составлял 500-700 тыс.шт./м2. В почве преобладали семена однолетних сорняков: проса куриного, щирицы запрокинутой, мари белой, которые составляли 50-80 % от общего запаса. Семена этих видов сорняков и определяли общий фон засоренности посева кукурузы. Число многолетних видов сорняков было незначительно, они встречались единично. Характер и степень засорённости посевов в технологиях зависел от погодных условий, плотности посева растений кукурузы и вносимых гербицидов. Наиболее сильная засорённость наблюдалась при густоте стояния растений 40 тыс./га, что в 1,2-1,4 раза больше, чем при густоте 100тыс./га. На вариантах технологий с применением гербицида число сорняков перед междурядной обработкой кукурузы в среднем за три года было в пределах 85,0- 116,8 шт./м2, а перед уборкой кукурузы 46,3-72,6 шт./м2, что в 1,3-1,4, 1,1-1,4 раза ниже по сравнению с биологической технологией.
Динамика линейного роста растений и нарастания сухого вещества.
Рост растений в высоту зависел от густоты растений и применения удобрений. Различия по вариантам технологий начали проявляться с фазы 8-9 листьев и наблюдались в фазы выметывания метелки и молочно-восковой спелости зерна кукурузы. Наибольшую высоту во все годы имели растения на вариантах технологий с густотой стояния 100 тыс./га на всех фонах применения удобрений. К уборке кукурузы на вариантах с густотой 100 тыс./га линейный рост растений составил 207,8-248,3 см и превышал варианты с густотой 70 тыс./га на 12,9 см, а 40 тыс./га на 17,8 см.
С ростом и развитием растений, появлением новых листьев усиливается интенсивность накопления урожая, возрастает среднесуточный прирост сухого вещества, максимум которого приходится на период полного формирования листовой поверхности, начиная с фазы выметывания и до конца молочно-восковой спелости зерна. На вариантах с применением минеральных и органических удобрений и пестицидов абсолютно сухое вещество одного растения в фазу выметывания и молочно-восковой спелости зерна было примерно одинаковым и различалось лишь по разной густоте растений. При плотности 100 тыс./га растений абсолютно сухое вещество в фазу выметывания метелки и молочно-восковой спелости зерна составило в среднем 84,3-94,9 и 173,2-218,7 г, при 70 тыс./га- 102,8-123,6 и 213,3-243,4 г, максимального значения абсолютно сухого вещества достигла на фоне 40 тыс./га и составила 145,0-187,8 и 306,2-361,5 г соответственно. Биологическая технология по накоплению сухого вещества значительно уступала вариантам технологий с применением минеральных и органических удобрений и пестицидов, что отрицательно сказывалось на накоплении сухого вещества на 1 га, а в дальнейшем и на формировании листовой поверхности и урожайности кукурузы.
Формирование листовой поверхности и фотосинтетическая деятельность растений. Наибольшая листовая поверхность отмечена в фазу молочно-восковой спелости зерна при густоте стояния 100 тыс./га растений и составила 36,2-49,3тыс. м2/га. При густоте 70 и 40 тыс./га этот показатель был ниже 27,2- 39,7 и 16,9- 24,3 тыс. м2/га. На всех фонах густоты стояния наибольшая листовая поверхность растений кукурузы формировалось на вариантах технологий с применением минеральных и органических удобрений в сочетании с пестицидами, достигая максимальных размеров в фазу молочно-восковой спелости зерна 49,3 тыс.м2/га. На биологической технологии (навоз 55 т/га, солома 4-6 т/га, сидерат 8-11 т/га) без применения минеральных удобрений и пестицидов этот показатель был самым низким- 36,2 тыс.м2.
Наибольшая листовая поверхность была на вариантах технологий при густоте стояния 100 тыс./га с внесением органических, минеральных удобрений и пестицидов и составляла 49,3 тыс. м2/га, что в 1,2 раза больше аналогичного варианта при густоте 70 тыс./га и в 2,0 раза при 40 тыс./га.
Максимальная величина фотосинтетического потенциала (ФП) растений кукурузы, отмеченная на вариантах технологий с густотой 100 тыс./га и внесением минеральных (N50-60 P40-50K0), органических (навоз, солома, сидерат) удобрений и пестицидов, составляла 2951,3 тыс.м2.суток/га, что больше в 1,2 раза больше, чем на соответствующем варианте при густоте 70 тыс./га и в 2,0 больше чем при 40 тыс./га растений. На биологической технологии с внесением навоза 55 т/га, соломы 4-6 т/га, сидерата 8-11 т/га без минеральных удобрений и пестицидов по всем фонам густоты стояния ФП был минимальным и составил при 100 тыс./га -2181,2 тыс.м2.суток/га, при 70 тыс./га - 1660,6 тыс.м2. суток/га, а при 40 тыс./га лишь 1012,6 тыс.м2. суток/га (табл. 2).
Таблица 2- Элементы фотосинтетической деятельности посева в
зависимости от технологий возделывания кукурузы на силос
(ср. 1995- 1998 гг.)
Вариант техно-логии | Ведущие звенья технологий | Максимальная площадь листьев, тыс.м2/га | ФП, тыс.м2суток/га | ЧПФ, г/м2. сутки |
1 | 100 тыс./га растений + NРК+ солома + сидерат + пестициды | 45,7 | 2497,7 | 6,7 |
2 | 100 тыс./га растений + NРК+ навоз + пестициды | 45,1 | 2730,0 | 6,7 |
3 | 100 тыс./га растений + NРК+ навоз + солома + сидерат + пестициды | 49,3 | 2951,3 | 7,2 |
4 | 100 тыс./га растений + навоз + солома + сидерат (контроль) | 36,2 | 2181,2 | 4,6 |
5 | 70 тыс./га растений + NРК+ солома + сидерат + пестициды | 33,9 | 2012,6 | 7,1 |
6 | 70 тыс./га растений +NРК + навоз + пестициды | 35,6 | 2081,6 | 7,0 |
7 | 70 тыс./га растений +NРК+ навоз + солома + сидерат + пестициды | 39,7 | 2248,8 | 7,4 |
8 | 70 тыс./га растений + навоз + солома +сидерат (контроль) | 27,2 | 1660,6 | 4,9 |
9 | 40 тыс./га растений + NРК + солома + сидерат + пестициды | 21,4 | 1230,3 | 8,2 |
10 | 40 тыс./га растений + NРК + навоз + пестициды | 22,5 | 1317,7 | 8,3 |
11 | 40 тыс./га растений + NРК + навоз + солома + сидерат + пестициды | 24,3 | 1441,3 | 8,9 |
12 | 40 тыс./га растений+ навоз + солома + сидерат (контроль) | 16,9 | 1012,6 | 5,2 |
Чистая продуктивность фотосинтеза у кукурузы в течение вегетации сильно зависела от погодных условий и агротехнологий возделывания кукурузы. Наибольшая активность фотосинтеза отмечена на вариантах с густотой стояния 40 тыс./га растений кукурузы и составила за вегетацию 5,2-8,9г/м2. сутки, что в 1,1-1,2 раза больше, чем при густоте 70 и 100 тыс./га растений. В вариантах технологий под влиянием органических и минеральных удобрений в сочетании с пестицидами по фонам густоты стояния происходило увеличение чистой продуктивности фотосинтеза.
Урожайность и элементы продуктивности кукурузы. Наибольшая урожайность сухого вещества получена в технологиях при густоте 100 тыс./га растений 18,1- 20,5 т/га, что на 8,5- 10,9 т/га выше, чем на контроле. При густоте 70 тыс./га и 40 тыс./га растений урожайность сухого вещества была существенно ниже 14,9- 17,1 т/га и 12,2- 14,5 т/га соответственно (табл. 3). Органические (навоз, солома, сидерат) удобрения в сочетании с минеральными и пестицидами существенно повышали сбор сухого вещества, на варианте 100 тыс./га растений он достигал 20,5 т/га, 70 тыс./га- 17,1 т/га, 40 тыс./га- 14,5 т/га. Традиционная и нетрадиционная интенсивные технологии обеспечивали урожайность сухого вещества кукурузы практически на одинаково высоком уровне. Биологическая технология с применением органических удобрений: навоза 55т/га, сидерата 8-11 т/га и соломы 4-6 т/га без средств химизации существенно уступала в урожайности сухого вещества по всем фонам густоты стояния, и составляла при 100 тыс./га растений- 9,6 т/га, 70 тыс./га- 7,9 т/га и 40 тыс./га- 5,7 т/га.
В структуре урожая в технологиях с внесением органических и минеральных удобрений и пестицидов на всех фонах густоты стояния початков содержалось при 100 тыс./га растений 35,6-36,0 %, при 70 тыс./га 36,0- 36,3 %, при 40 тыс./га 37,2- 37,4 %, из них на долю зерностержневой смеси приходится 21,0- 22,6 %, 21,6- 22,9 % и 22,4- 23,3 % соответственно. Тогда как в структуре урожая в технологиях с одними органическими удобрениями без средств химизации на долю початков приходится лишь 31,3- 32,3 %, зерностержневой смеси 16,4- 18,6 %.
Химический состав урожая кукурузы и кормовая ценность. В технологиях при густоте растений 100 и 70 тыс./га содержание сырого протеина и золы выше и составило- 6,41- 8,57 % и 5,41- 7,07 %, а при 40 тыс./га - лишь 5,73- 8,01 % и 4,97- 6,00 % соответственно. Отмечено увеличение содержания сырого жира и клетчатки с уменьшением густоты стояния растений. Больших различий в содержании БЭВ в зависимости от густоты растений не установлено.
Максимальный выход кормовых единиц 16,8 т/га получен на вариантах технологий с использованием органических (навоз, сидерат, солома) и минеральных удобрений при густоте 100тыс./га с содержанием переваримого протеина 0,71 т/га. На технологиях с внесением органических (сидерат, солома) и минеральных удобрений с внесением навоза и минеральных удобрений, кормовых единиц и переваримого протеина получено несколько ниже (табл. 3). Минимальный сбор кормовых единиц 10,7- 12,8 т/га и переваримого
Таблица 3- Урожайность и кормовая ценность сухого вещества кукурузы в зависимости от технологий возделывания
(ср. 1995-1998 гг.)
Вариант технологии | Ведущие звенья технологий | Урожайность сухого вещества | Сбор, т/га | Питательность 1 кг сухого вещества, к. ед. | Обменная энергия | |||
т/га | % | корм. ед. | перевар. протеина | МДж/кг | тыс. МДж/га | |||
1 | 100 тыс./га растений + NРК+ солома + сидерат + пестициды | 18,1 | 188,5 | 15,1 | 0,61 | 0,83 | 8,55 | 154,5 |
2 | 100 тыс./га растений + NРК+ навоз + пестициды | 18,5 | 192,7 | 15,4 | 0,71 | 0,83 | 8,54 | 157,9 |
3 | 100 тыс./га растений + NРК+ навоз + солома + сидерат + пестициды | 20,5 | 213,5 | 16,8 | 0,71 | 0,87 | 8,55 | 175,3 |
4 | 100 тыс./га растений + навоз + солома + сидерат (контроль) | 9,6 | 100,0 | 8,1 | 0,52 | 0,84 | 8,69 | 83,4 |
5 | 70 тыс./га растений + NРК+ солома + сидерат + пестициды | 14,9 | 186,6 | 13,0 | 0,64 | 0,87 | 8,41 | 125,3 |
6 | 70 тыс./га растений +NРК + навоз + пестициды | 15,4 | 194,9 | 13,2 | 0,69 | 0,87 | 8,53 | 131,4 |
7 | 70 тыс./га растений +NРК+ навоз + солома + сидерат + пестициды | 17,1 | 216,4 | 14,5 | 0,74 | 0,86 | 8,49 | 145,2 |
8 | 70 тыс./га растений + навоз + солома +сидерат (контроль) | 7,9 | 100,0 | 7,0 | 0,48 | 0,85 | 8,63 | 60,4 |
9 | 40 тыс./га растений + NРК + солома + сидерат + пестициды | 12,2 | 214,0 | 10,7 | 0,60 | 0,88 | 8,36 | 102,0 |
10 | 40 тыс./га растений + NРК + навоз + пестициды | 13,3 | 233,3 | 11,6 | 0,66 | 0,87 | 8,41 | 103,4 |
11 | 40 тыс./га растений + NРК + навоз + солома + сидерат + пестициды | 14,5 | 254,3 | 12,8 | 0,61 | 0,88 | 8,42 | 122,1 |
12 | 40 тыс./га растений + навоз + солома + сидерат (контроль) | 5,7 | 100,0 | 5,1 | 0,46 | 0,89 | 8,57 | 43,7 |
Примечание: НСР05 1995 г. - 1,11; 1996 г.- 0,69; 1997 г.- 0,77; 1998 г.- 0,93
протеина 0,60- 0,66 т/га получен при густоте стояния растений кукурузы 40 тыс./га на вариантах с внесением органических и минеральных удобрений. На вариантах без средств химизации сбор кормовых единиц снижался в 2,1- 2,5 раз, переваримого протеина в 1,4- 1,5 раза.
Наибольший выход обменной энергии получен на вариантах с совместным внесением органических и минеральных удобрений в сочетании с пестицидами и максимальной величины достигал при густоте стояния растений 100 тыс./га- 154,5- 175,3 тыс. МДж/га.
На вариантах технологий с применением органических и минеральных удобрений N120-130P110-120К10 N80P80K10 и N 50-60 P40-50K0 содержание нитратов в биомассе урожая варьировало в пределах 167,4- 203,2 мг/кг, что было ниже уровня предельно допустимой концентрации. На биологической технологии без внесения минеральных удобрений содержание нитратов в биомассе не превышало 113,2- 118,8 мг/кг, а в зерностержневой смеси было низким и составляло 53,5- 58,6 мг/кг и не зависело от густоты стояния растений, систем удобрений и средств защиты растений.
Химический состав и питательность силоса. По содержанию протеина, БЭВ, золы преимущество принадлежит силосу, приготовленному из растений кукурузы, возделываемых в технологиях с внесением органических удобрений и минеральных удобрений и пестицидов. Наибольшее содержание сырого протеина 15,0- 17,5 % получено на варианте с густотой стояния растений 70тыс./га, а безазотистых экстрактивных веществ 9,22-11,29 при густоте 40 тыс./га, при оптимальных показателях рН 3,7-3,8 и органических кислот в среднем 1,02-1,17%. В силосе полностью отсутствовала масляная кислота, а на долю молочной приходилось 75,9- 86,4 %.
Экономическая и энергетическая эффективность. Возделывание кукурузы на силос наиболее выгодно на технологиях с совместным использованием органических, минеральных удобрений и пестицидов при густоте растений 100 тыс./га. Прибыль на этих вариантах технологий с густотой растений 100 тыс./га составила 30,57- 33,36 тыс. руб./га, при 70 тыс./га 23,96-27,85 тыс. руб./га, а при 40 тыс./га лишь 20,55- 23,99 тыс. руб./га, что в 1,5- 1,6 раза меньше. Рентабельность с уменьшением густоты стояния растений кукурузы также уменьшалась и при 40 тыс./га растений она составила 183,8- 328,8%, что в 1,6-1,7 раза ниже, чем при густоте растений 100 тыс./га.
Наибольшее накопление энергии в урожае было на варианте с совместным внесением органических и минеральных удобрений с пестицидами при густоте посева 100 тыс./га и составило: - 183,2-218,3 тыс. МДж/га, при 70 тыс./га - 157,7-175,9 тыс. МДж/га, при 40 тыс./га -129,8-155,3 тыс. МДж/га, тогда как на вариантах с внесением органических удобрений без использования средств химизации оно снижалось до 61,9-98,3 тыс. МДж/га. Возделывание кукурузы в технологиях с применением органических и минеральных удобрений в сочетании с пестицидами обеспечивало получение высокого коэффициента энергетической эффективности при густоте растений 100 тыс./га- 5,0- 5,8, 70 тыс./га- 4,2- 4,8 и 40 тыс./га- 3,6- 4,0. На технологиях без средств химизации они были минимальными 1,9- 3,3.
5. Влияние гибридов кукурузы, удобрений и средств защиты
растений на агрономические свойства почвы, засоренность и
продуктивность посева
Эффективность гибридов кукурузы определяется применением удобрений и средств защиты растений, способностью к формированию высокопродуктивных посевов и положительным влиянием на агрономические свойства серой лесной почвы. Для наиболее полного выявления зависимости реализуемой эффективности гибридов кукурузы от метеорологических условий, комплексного влияния удобрений и средств защиты растений мы изучали агрофизические, биологические, агрохимические свойства почвы и засоренность при её возделывании на зерностержневую смесь.
Агрофизические, водные и биологические свойства почвы. По нашим наблюдениям гибриды БЕМО - 181СВ и РОСС - 191МВ практически одинаково влияли на плотность и скважность почвы. Системы удобрений органо- минеральная и органическая оказывали положительное влияние на плотность и общую скважность серой лесной почвы. На вариантах технологий с совместным внесением навоза (40 т/га), зеленого удобрения (11-13 т/га) и соломы (4-5 т/га) без минеральных удобрений отмечено снижение плотности почвы и увеличение общей скважности, что способствовало получению и на этой технологии довольно высокого урожая зерностержневой смеси кукурузы. Установлена высокая прямая корреляционная связь урожайности сухого вещества зерностержневой смеси кукурузы от плотности сложения в слое почвы 0-30 см. Эта зависимость прямолинейна и в фазу молочно- восковой спелости зерна выражается уравнением регрессии:
У= -254,9+213,12Х, при r= +0,74 (11)
Исследованиями установлено, что в начале вегетации растений запасы продуктивной влаги были довольно высокими у гибрида БЕМО- 181СВ в слое почвы 0- 30 см - 55,1- 58,8 мм, в слое 0- 100 см - 179,6-191,7 мм, РОСС- 191МВ - 60,4- 62,6 мм и 189,4- 194,2 мм соответственно, при этом они были несколько выше на биологической технологии с применением навоза (40 т/га), сидерата (11-13 т/га) и соломы (4-5 т/га). Эти различия являются, видимо, следствием наименее интенсивного физического испарения влаги менее мощными растениями кукурузы. Следует отметить, что к концу вегетации растений запасы продуктивной влаги уменьшились по профилю почвы 0- 30 см у гибрида БЕМО- 181СВ до 39,9- 42,5 мм, 0- 100 см - до 109,8- 113,2 мм, у гибрида РОСС- 191МВ до 41,2- 43,2 мм и 110,1- 112,6 мм. Особенно значительное снижение этого показателя в слоях почвы отмечено в засушливом 2000 г.
Биологическая активность почвы была практически одинаковой у изучаемых технологий. В первой половине вегетации интенсивность разложения клетчатки достаточно высокая и идентичная у гибрида БЕМО- 181СВ - 22,4- 24,9 %, РОСС- 191МВ - 22,1- 24,9 %. Во второй половине вегетации растений разложения клетчатки у гибридов практически одинаково снижалось до 20,7-23,8 и 20,8-23,4 %. Значительное влияние на биологическую активность почвы оказывали технологии с применением минеральных удобрений и пестицидов, на которых интенсивность разложения клетчатки была выше на протяжении всего периода вегетации гибридов кукурузы. Установлена высокая корреляционная связь урожайности сухого вещества зерностержневой смеси кукурузы от интенсивности разложения клетчатки в слое почвы 0-20 см. Эта зависимость прямолинейная и во второй половине вегетации выражается уравнением регрессии:
У= 37,5+2,35Х, при r= + 0,93 (12)
Агрохимические свойства почвы. Исследования показали, что содержание нитратного азота в начале вегетационного периода растений гибридов кукурузы было довольно высокое. К концу вегетации количество N- NO3 уменьшалось, что связано с интенсивным потреблением его растениями во второй половине вегетации растений. Разные гибриды кукурузы БЕМО- 181СВ и РОСС-191МВ существенного влияния на содержание нитратного азота в технологиях не оказывали. Применение минеральных удобрений способствовало увеличению количества нитратного азота в почве. Аналогичные закономерности на протяжении всего периода вегетации гибридов кукурузы отмечены и по содержанию аммонийного азота.
Содержание фосфора в слое почвы 0-30 см в фазе всходов растений гибридов кукурузы было высоким 231-269 мг/кг почвы у гибрида БЕМО-181СВ и практически одинаковым 239- 274 мг/кг у гибрида РОСС- 191МВ. К концу вегетации содержание подвижного фосфора несколько снижалось, но оставалось довольно высоким 207- 236 и 209- 231 мг/кг почвы, а больших различий у гибридов в его содержании по технологиям не установлено. Однако следует отметить, что на технологиях с совместным внесением органических и минеральных удобрений, содержание подвижного фосфора было выше по сравнению с биологической технологией, как в фазу всходов, так и перед уборкой урожая гибридов кукурузы. Аналогичные закономерности в технологиях отмечаются и по содержанию обменного калия, уровень которого у кукурузы оставался довольно высоким как в начале вегетации у гибрида БЕМО- 181СВ 177- 194 мг/кг, РОСС- 191МВ 181- 217 мг/кг, так и в конце вегетационного периода 143-181 мг/кг и 155-183 мг/кг почвы. Содержание К2О на вариантах технологий с совместным применением органических и минеральных удобрений на протяжении всей вегетации гибридов кукурузы было выше, чем на биологических без применения средств химизации.
Установлена высокая корреляционная связь урожайности сухого вещества кукурузы от содержания в слое почвы 0-30 см нитратного азота (N-NО3), подвижного фосфора (Р2О5) и обменного калия (К2О), Эта зависимость прямолинейна и в фазу молочно- восковой спелости зерна выражаются уравнениями регрессии:
У= -16,97+ 9,87Х, при r= +0,74 (N- NО3) (13)
У= -47,03+ 0,27Х, при r= +0,87 (Р2О5) (14)
У= -18,41+ 0,20Х, при r= +0,79 (К2О) (15)
Засоренность посевов. Урожайность кукурузы в значительной мере определялась уровнем засоренности посевов. В годы исследований в посевах гибридов кукурузы доминировали однолетние злаковые, поздние яровые сорняки, просо куриное, щетинник сизый и многолетние бодяк полевой и осот жёлтый. Учет засоренности посевов показал, что количество сорняков на технологиях с применением гербицидов снижалось в 1,5- 1,6 раза по сравнению с контролем .
Изучаемые гибриды БЕМО- 181 СВ и РОСС- 191 МВ оказывали практически одинаковое влияние на засоренность посева. Отрицательного влияние органических удобрений - навоза, сидерата, соломы на засоренность посевов кукурузы нами не выявлено.
Особенности роста и развития гибридов кукурузы. Фенологические наблюдения показали, что наступление основных фаз развития растений, а также продолжительность межфазных периодов и вегетационного в целом, изменялись в зависимости от складывающихся погодных условий и технологий возделывания. Если период посев-всходы у раннеспелых гибридов кукурузы БЕМО- 181СВ и РОСС- 191МВ различался по годам незначительно и составлял 11- 13 дней, продолжительность периода всходы- выметывание, вымётывание- восковая спелость зерна имела различия по годам. Самыми продолжительными были в 2000 году и составляли 67 и 54 дня, 2001 году- 65 и 52 дня, а в 1999 году самыми короткими- 62 и 52 дня по технологиям.
Высота растений гибридов кукурузы также заметно варьировала в зависимости от складывающихся погодных условий и технологий возделывания. Самыми высокорослыми 188,9-227,4 см растения были в благоприятных с достаточным и равномерным распределением осадков 1999 и 2001 годах. В менее благоприятном 2000 году линейный рост растений в изучаемых технологиях существенно ниже 172,4- 203,4см. Наибольшие различия по высоте растений проявлялись в фазу молочно-восковой спелости зерна и составляли от 10 до 20 %. Значительное влияние на линейный рост растений оказали системы удобрений в сочетании с пестицидами. В технологиях с совместным применением органических, минеральных удобрений и пестицидов линейный рост растений был выше, чем на вариантах без применения средств химизации, и к концу вегетации достигал максимума 23,5-29,9 см.
На накопление абсолютно сухого вещества значительное влияние оказывали удобрения и средства защиты растений. Масса сухого вещества одного растения кукурузы в фазе вымётывания на технологиях с их применением увеличивалась у гибрида БЕМО-181СВ до 91,4- 94,9 г и РОСС-191МВ до 93,5- 96,3 г, а к концу вегетации достигала максимальных значений 238,0-253,7г и 258,7- 265,3 г соответственно. Наибольшее положительное влияние на процессы накопления сухого вещества наблюдались на технологиях с использованием навоза, сидерата, соломы с умеренным применением минеральных удобрений и средств защиты растений, а наименьшее- в вариантах технологии без средств химизации.
В течение вегетации у гибридов кукурузы сохранялась высокая фотосинтетическая активность листьев. Однако растения формировали неодинаковую площадь листовой поверхности. При довольно высоком среднесуточным приросте совместное применение органических, минеральных удобрений и средств защиты растений способствовало увеличению площади листьев кукурузы в фазе 7- 9 листьев на 21,6- 28,3 % , а в фазу выметывания на 14,9- 18,3 и 13,9- 19,9 % соответственно, по сравнению с биологическими вариантами без применения минеральных удобрений и пестицидов. К концу вегетации происходило снижение фотосинтетической поверхности у гибридов кукурузы. Это обусловливалось естественным процессом старения и подсыхания листьев нижнего яруса, что в большей степени отмечалось на вариантах без средств химизации. При улучшении условий питания увеличилась продолжительность фотосинтетической деятельности листьев у гибридов БЕМО - 181 СВ и РОСС - 191 МВ. Так, при совместном внесении органических, минеральных удобрений и пестицидов, уменьшение площади листьев у гибридов кукурузы составило лишь 10,7 и 10,9 %, а без применения минеральных удобрений и средств защиты растений 11,6 и 13,5 %. При этом продолжительность фотосинтетической деятельности листьев обоих гибридов была выше на технологиях с внесением как традиционных удобрений - навоза, так и не традиционных- сидерата и соломы и их сочетаний с минеральными, по сравнению с использованием одних органических удобрений. Особенно выделилась технология с внесением полного набора органических удобрений и умеренным применением средств химизации. На величину фотосинтетического потенциала также оказывали значительное влияние удобрения и средства защиты растений. Более высокие показатели имели варианты опыта с применением навоза, сидерата, соломы и умеренных норм минеральных удобрений и пестицидов, которые способствовали формированию максимального показателя ФП у гибрида БЕМО- 181СВ - 1850,5 тыс. м2 дней/га и гибрида РОСС- 191МВ - 1902,2 тыс. м2 дней/га. На биологических технологиях эти показатели были минимальными 1536,8 тыс. м2дней/га и 1596,4 тыс. м2дней/га соответственно.
Максимальные значения чистой продуктивности фотосинтеза растений кукурузы отмечали в межфазный период 8 - 9 листьев - выметывание и составили у гибрида БЕМО - 181 СВ - 11,8-13,3 г/м2сутки и РОСС - 191МВ 11,7-13,3 г/м2сутки, а в период выметывание - восковая спелость зерна этот показатель снижался по технологиям до 6,4-9,6 г/м2сутки и 8,0-10,2 г/м2сутки соответственно. Значительное влияние на чистую продуктивность фотосинтеза оказывали минеральные удобрения и средства защиты растений, выше она была у гибридов БЕМО -181СВ на 17,7%, РОСС -191МВ на 17,3 % по сравнению с биологической технологией без внесения минеральных удобрений и пестицидов.
Содержание сухого вещества в урожае гибридов БЕМО-181СВ 9,7- 16,8т/га и РОСС-191МВ 10,9- 17,9 т/га, на долю зерностержневой смеси приходится 3,5-6,8 т/га и 3,9-6,9 т/га, что составляет 35,6-40,5% и 34,5-37,9% соответственно. Совместное внесение органических, минеральных удобрений и средств защиты растений способствовало увеличению выхода сухого вещества зерностержневой смеси гибридов кукурузы до 5,6- 6,8т/га и 5,9- 6,9т/га соответственно (табл. 4). Особенно благоприятные условия создавались на вариантах с использованием органических удобрений: навоза, сидерата, соломы
Таблица 4 - Урожайность сухого вещества кукурузы в зависимости от технологий возделывания
(ср. 1999-2001 гг.)
Вариант техно-логии | Ведущие звенья технологий | Всего, т/га | В том числе | |||
зерностержневая смесь | истостебельная масса | |||||
т/га | % | т/га | % | |||
1 | БЕМО- 181СВ + NРК+ солома + сидерат + пестициды | 15,7 | 5,6 | 35,6 | 10,1 | 64,4 |
2 | БЕМО- 181СВ + NРК+ навоз + пестициды | 15,9 | 6,1 | 38,4 | 9,8 | 61,6 |
3 | БЕМО- 181СВ + NРК+ навоз + солома + сидерат + пестициды | 16,8 | 6,8 | 40,5 | 10,0 | 59,5 |
4 | БЕМО- 181СВ + навоз + солома + сидерат (контроль) | 9,7 | 3,5 | 36,0 | 6,2 | 64,0 |
5 | РОСС- 191МВ + NРК+ солома + сидерат + пестициды | 17,1 | 5,9 | 34,5 | 11,2 | 65,5 |
6 | РОСС- 191МВ + NРК+ навоз + пестициды | 16,9 | 6,4 | 37,9 | 10,5 | 62,1 |
7 | РОСС- 191МВ + NРК+ навоз + солома + сидерат + пестициды | 17,9 | 6,9 | 38,5 | 11,0 | 61,5 |
8 | РОСС- 191МВ + навоз + солома + сидерат (контроль) | 10,9 | 3,9 | 35,8 | 7,0 | 64,2 |
Примечание: зерностержневая смесь НСР05 1999 г. - 0,72; 2000 г.- 0,81; 2001 г.- 0,62
при умеренном применении минеральных удобрений и средств защиты растений, где доля зерностержневой смеси сонставляла у гибридов БЕМО-181СВ 6,8 т/га и РОСС-191МВ 6,9 т/га или 40,5 и 38,5 % от общей биомассы растений.
Содержание питательных веществ в зерностержневой смеси гибридов кукурузы достаточно устойчиво и незначительно изменялось в зависимости от технологий, отмечено практически одинаковое содержание питательных веществ сырого протеина у гибрида БЕМО-181МВ на уровне 8,20-8,54%; сырого жира - 2,54-2,70%; сырой клетчатки - 10,02-10,28%; сырой золы - 1,53-1,60% и БЭВ - 77,14-77,54%, у РОСС-191МВ - 8,24-8,62%; 2,64-2,79%; 9,98-10,12%; 1,45-1,52% и 77,09-77,62% соответственно. Агротехнологии с применением органических и минеральных удобрений, средств защиты растений способствовали некоторому увеличеннию содержания сырого протеина в сухой массе и зерностержневой смеси кукурузы. Наиболее высокое содержание сырого протеина у гибридов кукурузы отмечено в варианте с внесением органических удобрений, навоза (40 т/га), сидерата (11-13 т/га), соломы (5т/га), минеральных удобрений и пестицидов. По изучаемым агротехнологиям содержание кормовых единиц в 1 кг сухого вещества гибридов кукурузы было высоким - 0,86- 0,90, а питательность зерностержневой смеси гибридов кукурузы была еще выше и составила 1,12 - 1,14 кормовых единиц.
Накопление обменной энергии урожаем гибридов кукурузы определялось сбором сухого вещества и сырой клетчатки в корме. При уборке в фазу восковой спелости зерна оно было высоким и варьировало у растений БЕМО-181СВ от 11,25 до 11,30 МДж/кг, РОСС-191MB от 11,28 до 11,30 МДж/кг, и от 39,4 до 76,5 тыс. МДж/га и от 44,1 до 77,8 тыс. МДж/га (табл. 5).
Наряду с повышением протеина в растениях кукурузы при сонвместном применении органических и минеральных удобрений, появляется вероятность накопления нитратов. Их содержание в растениях кукурузы на технологиях было практически одинаковым и составило у гибрида БЕМО-181СВ - 180,6-270,5 мг/ кг, у РОСС-191MB было - 176,1 -272,1 мг/кг, что в 2,5 раза ниже ПДК, более низкое содержание нитратов 51,2 - 68,6 мг/кг отмечено в зерностержневой смеси гибридов кукурузы. Такое содержание нитратов связано с их перераспределением и восстановлением нитратов в ходе формирования генеративных органов до аммонийной формы и включением в состав аминокислот.
Экономическая и энергетическая эффективность. Экономический анализ показывает, что возделывание гибридов кукурузы на зерностержневую смесь наиболее экономически выгодно по техннологиям с внесением навоза, сидерата и соломы в сочетании с использованием минеральных удобрений и пестицидов. Прибыль в этих вариантах технологий составила 23,32 - 27,87 тыс. руб./га, а уровень рентабельности 191,4 - 252,8%, тогда как с внесением одних органических удобрений навоза, сидерата и соломы, лишь 11,57 - 13,87 тыс. руб./га и 122,7 - 147,1% соответственно.
Использование сидерата и соломы в сочетании с минеральными удобрениями и пестицидами по нетрадиционной технологии обеспечили высокую
Таблица 5- Кормовая ценность зерностержневой смеси кукурузы в зависимости от гибридов, удобрений и
средств защиты растений (ср. 1999-2001 гг.)
Вариант технологии | Ведущие звенья технологий | Сбор, т/га | Питательность 1кг сухого вещества, корм.ед. | Обеспеченность 1 к.ед. переваримым протеином, г | Обменная энергия | ||
кормовых единиц | переваримого протеина | МДж/кг | тыс. МДж/га | ||||
1 | БЕМО- 181СВ + NРК+ солома + сидерат + пестициды | 6,3 | 0,30 | 1,13 | 47,6 | 11,28 | 63,2 |
2 | БЕМО- 181СВ + NРК+ навоз + пестициды | 6,9 | 0,37 | 1,14 | 53,6 | 11,30 | 68,9 |
3 | БЕМО- 181СВ + NРК+ навоз + солома + сидерат + пестициды | 7,7 | 0,38 | 1,13 | 49,4 | 11,25 | 76,5 |
4 | БЕМО- 181СВ + навоз + солома + сидерат (контроль) | 4,0 | 0,18 | 1,13 | 45,0 | 11,27 | 39,4 |
5 | РОСС- 191МВ + NРК+ солома + сидерат + пестициды | 6,7 | 0,33 | 1,13 | 49,3 | 11,30 | 66,7 |
6 | РОСС- 191МВ + NРК+ навоз + пестициды | 7,2 | 0,34 | 1,12 | 47,2 | 11,30 | 72,3 |
7 | РОСС- 191МВ + NРК+ навоз + солома + сидерат + пестициды | 7,8 | 0,37 | 1,12 | 47,4 | 11,28 | 77,8 |
8 | РОСС- 191МВ + навоз + солома + сидерат (контроль) | 4,4 | 0,20 | 1,12 | 45,5 | 11,30 | 44,1 |
прибыль 24,37 и 26,87 тыс. руб./га, у обоих гибридов кукурузы и самую высокую их рентабельность у БЕМО-181СВ-229,2%, РОСС-191МВ-252,8%, что существенно выше, чем по традиционной технологии с внесенинем навоза, минеральных удобрений и средств защиты растений.
Наиболее высокие энергозатраты при возделывании кукурузы на зерностержневую смесь отмечены в вариантах опыта с применением органических, минеральных удобрений и средств защиты растений у гибридов БЕМО-181СВ и РОСС-191МВ - 26,9 - 31,4 тыс.МДж/га, по биологиченской технологии они были минимальными и составляли лишь 20,3тыс. МДж/га. Наибольший выход энергии с урожаем получен на вариантах с совместным внесением органических, минеральных удобрений и средств защиты растений и составил у гибрида БЕМО-181СВ-189,5 тыс. МДж/га и РОСС-191МВ-202,0 тыс.МДж/га. Коэффициент энергетической эффективности достаточно высокий по вариантам технологий от4,8 до 6,0.
5.6. Результаты производственного опыта на базе ГУП Вельяминовская птицефабрика Карачевского района Брянской области показали, что наилучшие экономические показатели были получены при возделывании кукурузы гибрида РОСС - 191МВ на зерностержневую смесь по варианту N110-120P100-110K70-80, солома (5-6 т/га), сидерат (11-13 т/га), пестициды и по варианту N40-50P30-40K0 умеренный уровень, солома (5-6 т/га), сидерат (11-13 т/га), навоз (55 т/га), пестициды, урожайность сухого вещества составила 17,3 и 18,1 т/га, в том числе зерностержневой смеси 6,9 и 7,3 т/га, стоимость продукции урожая и прибыль 37,8 и 40,0 тыс. руб./га и 27,2 и 27,9 тыс. руб./га соответственно. По базовой технологии N60P60K60, N30 подкормка, навоз (30 т/га), пестициды, урожайность и экономические показатели были ниже 16,2 т/га и 5,9 т/га, 34,8 тыс.руб./га и 23,5 тыс. руб./га. Самый высокий уровень рентабельности 256,6 % получен по варианту N110-120P100-110K70-80 , солома (5-6 т/га), сидерат (11-13 т/га) и пестициды.
Аналогичные данные по вариантам опыта получены и по энергетической эффективности возделывания кукурузы на зерностержневую смесь.
ВЫВОДЫ
1. В результате многолетних комплексных исследований, проведенных на серой лесной почве, установлены основные закономерности взаимодействия биологических и агроэкологических факторов формирования высокопродуктивных агрофитоценозов кукурузы в юго-западной части Центрального региона России. Выявлены условия и разработаны агротехнические приемы и технологии, обеспечивающие получение стабильной высокой урожайности кукурузы, которая достигла сухого вещества 12,1- 20,5 т/га, зерностержневой смеси 5,6- 6,9 т/га, Уровень урожайности кукурузы лимитируется плодородием почвы, которые можно регулировать до благоприятных показателей предлагаемыми технологическими приемами и агротехнологиями, установленными экспериментальным путем, что дает возможность создания полноценных всходов, хорошо развитой корневой системы, надземной биомассы и початков кукурузы.
2. При выборе гибридов кукурузы в условиях региона определяющим фактором является уровень сбора сухого вещества с початками молочно-восковой и восковой спелости зерна и обменной энергии кормов. Выявлено преимущество раннеспелых гибридов БЕМО-181 СВ и РОСС-192 MB, которые хорошо приспособлены к климатинческим условиям региона и вполне отвечают современным требованиям сельскохозяйственного производства. Для них определена оптимальная гуснтота 100 и 70 тыс./га растений и рациональные нормы удобрений на запланированный урожай, обеспечивающие высокую продуктивность кукурузы на силос и зерностержневую смесь.
3. Изученные нами энергосберегающие способы основной обработки почвы, рациональные нормы минеральных удобрений и их сочетание с различными видами органических удобрений (навоз, солома, сидерат) непосредственно под кукурузу, а также приемы подавления сорняков и вредителей обеспечивают получение высокой урожайности с хорошим качеством продукции, снижение засоренности посевов, повышение плодородия почвы и сохранение окружающей среды.
Вместо традиционной вспашки на 23- 25 см в данном регионе на серых лесных почвах под кукурузу целесообразно применять менее энергоемкие рыхления почвы стойками СибИМЭ (ЛП- 035) на 28-30 см (с предплужниками) или параплау (ПРН- 31000) на 28-30 см. Стойки СибИМЭ обеспечивают лучшую заделку пожнивых остатков и органических удобрений на нужную глубину (14-15 см), а параплау (ПРН- 31000) обеспечивает хорошее рыхление нижнего подпахотного слоя почвы.
4.Комплексное применение органических, минеральных удобрений и пестицидов увеличивает сбор сухого вещества и зерностержневой массы кукурузы с початками молочно-восковой и восковой спелости зерна. На вариантах, удобренных органическими удобрениями в сочетании с минеральными, урожай сухого вещества кукурузы достигал 12,1- 20,5 т/га, сбор переваримого протеина - 0,57-0,93 т/га, выход кормовых единиц - 10,2 -16,1 т/га и накопление обменной энергии составило 102,0-171,5 тыс. МДж/га. На фонах, удобренных органическими удобрениями (навоз, солома, сидерат), сбор сухого вещества варьировал от 3,1 до 10,9 т/га, переваримого протеина 0,39- 0,52 т/га, кормовых единиц- 5,1- 9,3 т/га и накопление обменной энергии от 43,7 до 105,7тыс. МДж/га.
5. Изучаемые нами приемы агротехнологий возделывания кукурузы практически одинаково регулировали водно-физические свойства серой лесной почвы и не приводили к изменению плотности сложения и общей скважнонсти, которые были оптимальными для роста и развития растений и составляли в начале вегетации 1,17-1,23 г/см и 49,1-54,4%, в конце вегетации 1,25-1,32 г/см и 49,1-51,5% соответственно.
Запасы продуктивной влаги в начале вегетации у гибридов кукурузы с разной густотой посева были достаточно высокими, как с внесением навоза, сидерата и соломы в сочетании с минеральными удобрениями и пестициндами, так и без использования средств химизации в верхнем слое 0-30 см 55,1- 62,6мм, так и в слое 0- 100см - 179,6- 194,2мм. К концу вегетации гибридов кукурузы запасы продуктивной влаги в почве снижались особенно интенсивно на вариантах опыта с густотой посева 100 тыс./га растений, внесением органических и минеральных удобрений и пестицидов, что объясняется формированием более высокого урожая по этим агроприёмам.
6. Новые способы рыхления почвы стойками СибИМЭ и по типу параплау так же, как и традиционная вспашка с совместным применением навонза, соломы, сидерата и минеральных удобрений приводили к улучшению агнрохимических показателей почвы в слое 0-30см. Содержание нитратов, подвижных фосфора и калия в фазе всходов и на протяжении всей вегетации гибрида кукурузы было повышенным и составило 3,3- 7,3 мг/кг, 25,9- 28,5 мг/кг и 17,2-20 мг/кг почвы соответственно. С внесением минеральных удобрений обеспенченность нитратным азотом была в 1,5- 1,7 раза выше, чем на вариантах опыта без их применения.
7. У изучаемых гибридов кукурузы с густотой 100,70 и 40 тыс./га растений во все годы исследований способы основной обработки серой лесной почвы, применение органических и минеральных удобрений создавали хорошие условия для разложения клетчатки в слое 0-20 см, которая в первую половину вегетации составила 24,5- 29,2%, во вторую половину 19,3-29,8%. Применение минеральных удобрений усиливало деятельность целлюлоразрушающих микроорганизмов на 3,0- 11,6%.
8. Комплексное применение органических и минеральных удобрений в сочетании с пестицидами на фоне разных способов основной обработки почвы не оказывало существенного влияния на содержание подвижных форм молибдена, меди, кобальта, марганца, цинка, свинца и кадмия в пахотном слое серой лесной почвы. Содержание радионуклида цезия-137 в почве через 15 лет после аварии на Чернобыльской АЭС было незначительным (6,2- 10,4 Бк/кг) и дифференцировалось по слоям почвы в зависимости от способа основной обработки почвы, удобрений и средств защиты растений.
9. Засоренность посевов кукурузы сильно зависела от способов основной обработки почвы и густоты стояния растений. Посевы кукурузы были меньше засорены по вспашке на глубину 23-25см с густотой стояния 100 и 70 тыс./га растений, внесением органических и минеральных удобрений в сочетании с гербицидами. Число и воздушно-сухая масса однолетних и многолетних сорняков уменьшилось в 1,5- 2,5 раза по сравнению с контролем (без гербицидов). Применение гербицидов во влажные годы было менее эффективным в регулировании сорной растительности.
10. Наступление фенологических фаз и продолжительность межфазных периодов гибридов кукурузы определяется температурным и питательным режимами. В условиях полевых опытов при сумме активных температур за вегетацию 2265- 2527С, зерно к уборке достигало восковой спелости, и было оптимальным для заготовки зерностержневой смеси. Внесение органических удобрений (навоза, сидерата, соломы) и минеральных удобрений в сочетании с пестицидами способствуют сокращению межфазных периодов гибридов кукурузы: полные всходы - вымётывание на 1- 2 дня, вымётывание - восковая спелость зерна на 2-3 дня.
11. Изучаемые агротехнические приемы оказывают влияние на морфологические и фотометрические показатели растений гибридов кукурузы. Агротехнологии возделывания кукурузы с густотой посева 100 тыс./га растений, умеренным использованием средств химизации на фоне вспашки на глубину 23-25 см и обработки почв стойками СибИМЭ на глубину 28-30 см с заделкой органиченских удобрений предплужниками на глубину 14-15 см превышают биологические технологии (без применения минеральных удобнрений и пестицидов) по формированию абсолютно -сухого вещества в 2,0 раза, площади листьев в 1,3-1,4 раза, фотосинтетическому потенциалу в 1,2- 1,4 раза.
12. В технологиях с рыхлением почвы стойками СибИМЭ на глубину 28-30см с совместным использованием органических и минеральных удобрений и пестицидов отмечена повышенная активность фотосинтеза растений- 5,67-5,88 г/м2 сутки, на фоне рыхления почвы по типу параплау- 6,57 - 6,62 г/м2. сутки, на фоне вспашки на глубину 23-25 см 5,95 - 6,03 г/м2. сутки. Наименьшая чистая продуктивность фотосинтеза была в технологиях без внесения минеральных удобрений и пестицидов по всем фонам обработки и составила 3,92; 3,69; 3,95 соответственно. Самая высокая ЧПФ отмечена в посевах с густотой растений 40 тыс./га и составила за вегетацию 5,20- 8,90 г/м2.сутки, что в 1,1- 1,2 раза больше, чем при густоте 70 и 100 тыс./га растений.
13. Способы основной обработки почвы, системы удобрений и средства защиты растений влияют на формирование корневой системы растений кукурузы. При рыхлении почвы стойками СибИМЭ на глубину 28- 30 см и заделкой органических удобрений предплужниками на 14- 16 см у растений формируется более мощная надземная биомасса корневой системы в слое почвы 0-40см, чем при обычной вспашке на 23- 25 см и рыхлении по типу параплау на глубину 28-30 см и заделкой навоза, сидерата и соломы дисковой бороной на 10-12 см. Коэффициент продуктивности корней и степень насыщенности ими почвы были так же выше на этом варианте
14. Повышенный фон органических удобрений навоза (40-55 т/га), соломы (5-6 т/га), сидерата (5-19,5 т/га) в сочетании с умеренными дозами минеральных удобрений под кукурузу при всех способах основной обработки почвы повышает как урожайность, так и кормовую ценность сухого вещестнва и зерностержневой смеси, увеличивает содержание сырого протеина, сырого жира, БЭВ, сахара, аминокислот, фосфора и кальция.
Наиболее высокая урожайность сухого вещества гибридов кукурузы получена на вариантах с рыхлением почвы стойками СибИМЭ на глубину 28- 30 см, густотой 100 тыс./га растений с внесением навоза, сидерата, соломы и минеральных удобрений в сочетании с применением пестицидов.
Установлено, что зерностержневую смесь кукурузы можно использовать на зернофураж в фазе восковой спелости зерна. В этот период в одном килограмме зерностержневой смеси гибридов БЕМО-181 СВ и РОСС-192 MB содержится: сырого протеина- 8,20-8,62%, сырого жира - 2,54- 2,79%, БЭВ - 77,09 - 77,62%, питательность составляет 1,12- 1,14 корм. ед., выход обменной энергии 11,25- 11,30 тыс. МДж/кг.
15. Способы основной обработки почвы, применение органических и минеральных удобрений в сочетании с пестицидами не приводили к снижению качества продукции. Самое высокое содержание нитратов в целом растении гибридов БЕМО-181 СВ и РОСС-192 MB в фазе восковой спелости составляло 263,3-270,5,мг/кг и 264,5- 272,1 мг/кг соответственно, что в 2,5 раза ниже уровня ПДК. Еще меньше нитратов содержалось в зерностержневой смеси гибридов кукурузы (65,4- 68,6 мг/кг и 67,5- 68,4 мг/кг).
Содержание тяжелых металлов и радиоактивного изотопа цезия - 137 в растениях не зависело от способов основной обработки почвы, вносимых удобрений, пестицидов и было значительно ниже предельно допустимых концентраций. Экологическая опасность отмечается в отношении содержания кадмия в сухом веществе растений кукурузы от 0,40 до 0,62 мг/кг при уровне ПДК 0,3 мг/кг.
16. Экономические и энергетические показатели лучше складывались в технологиях, которые сочетали в себе возделывание раннеспелых гибридов с густотой 70 и 100 тыс./га растений в плодосменных севооборотах, рыхление почвы стойками СибИМЭ на 28- 30 см при совместном внесении органических и минеральных удобрений, которые обеспечивали максимальную прибыль и рентабельность производства кукурузы.
Энергетическая эффективность технологий возделывания кукурузы определяется уровнем использования ФАР и технологическими затратами. Применение органических и минеральных удобрений и средств защиты растений способствовало увеличению суммарных затрат энергии в 1,4-1,6 раза при одновременном повышении чистого энергетического дохода до 148,8 -170,6 тыс. МДж/га и коэффициента энергетической эффективности до 4,8- 6,0, которые были высокими у гибридов кукурузы.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Для снижения финансовых и ресурсо- энергетических затрат при возделывании кукурузы на зерностержневую смесь с уровнем урожайности 6,9 т/га в сельскохозяйственных предприятиях юго-западной части Центрального региона на серых лесных почвах в полевых плодосменных севооборотах после озимой пшеницы следует вместо традиционных агроприемов вспашки на 23-25 см, внесения навоза, компостов (40-55 т/га), использовать солому (5-6 т/га), пожнивной сидерат редьки масличной (5,0-19,5 т/га) и расчетные нормы минеральных удобрений на запланированный урожай, рыхление почвы стойками СибИМЭ (ЛП -035) на 28-30 см с предплужниками для заделки органических удобрений на 14-16 см. Посев проводят раннеспелыми гибридами (ФАО- 140) типа РОСС - 191 МВ с густотой 70 тыс. растений с применением пестицидов и других агроприемов ухода за посевами кукурузы в данном регионе.
2. Для снижения финансовых и ресурсо- энергетических затрат при возделывании кукурузы на силос с уровнем урожайности сухого вещества 18,1 - 20,5 т/га в сельскохозяйственных предприятиях региона на серых лесных почвах в кормовых плодосменных севооборотах, приближенных к животноводческим комплексам, после озимой пшеницы следует в дополнение к навозу (40-55 т/га) использовать солому (5-6т/га), пожнивный сидерат редьки масличной и озимой ржи (5,0-19,5 т/га) с заделкой навоза, соломы и зеленой массы редьки масличной осенью рыхлением почвы стойками СибИМЭ на 28-30 см, а зеленую массу озимой ржи весной дискованием на 10-12 см в сочетании с локальным внесением расчетных норм минеральных удобрений на запланированный урожай. Посевы следует проводить среднеранними гибридами (ФАО - 210) типа Одесский 80 МВ с густотой 100 тыс./га растений, при необходимости применять гербициды, как элементы интегрированной защиты полей от сорняков.
3. По мере укрепления экономики при высокой культуре возделывания кукурузы на силос и зерностержневую смесь в современных сельскохозяйственных предприятиях региона на серых лесных почвах загрязненных радионуклидами и тяжелыми металлами, а так же в заповедных зонах для охраны окружающей среды и экономии ресурсов, рекомендуется к применению биологическая технология получения полноценной, экологически безопасной продукции с урожайностью сухого вещества 7,7 т/га, в том числе зерностержневой смеси 3,9 т/га с высокой питательностью 1 кг корма 1,2 корм. ед. Она включает применение раннеспелых гибридов (ФАО - 140) типа РОСС 191 МВ с густотой 70 тыс./га растений, размещенных на серых лесных почвах хорошо окультуренных в биологизированном кормовом севообороте после озимой пшеницы с широким использованием навоза (40-55 т/га), соломы (4-6 т/га), пожнивного сидерата редьки масличной (5,0-19,5 т/га) или озимой ржи (8-13 т/га) без минеральных удобрений и химических средств защиты растений с заделкой навоза, соломы и редьки масличной рыхлением почвы стойками СибИМЭ на 28-30 см с заделкой их предплужниками на 14-16 см, а зеленые массы озимой ржи весной дискованием на 10-12 см, в сочетании с агротехническими приемами ухода - боронование до всходов через 5 дней после посева, боронование по всходам в фазу 3-4 листьев и 2 междурядные обработки в фазу 5-7 листьев и при смыкании рядков кукурузы.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. В изданиях, рекомендованных ВАК:
1. Способы обработки и урожайность /В.Н.Наумкин, А.М.Хлопяников, Л.А.Наумкина, Д.А. Погонышева//Кукуруза и сорго.- 1992.-№3.-С.11-13.
2. Наумкин В.Н. Технология возделывания кукурузы на Брянщине / В.Н. Наумкин, А.М. Хлопяников // Достижения науки и техники АПК.- 1993. -№3. С. -15-16.
3. Займемся прогнозированием /В.Н. Наумкин, Л.А. Мочалова, Д.А. Погонышева, А.М. Хлопяников //Кукуруза и сорго. 1993. -№3. -С. 19-21.
4. Наумкин В.Н. Какая технология лучше? / В.Н. Наумкин, А.М. Хлопяников, В. А. Зверев // Земледелие. -1993. -№8. -С. 23-24.
5. Мальцев В.Ф. Возделывание сельскохозяйственных культур с ограниченным применением средств химизации /В.Ф.Мальцев, В.Н.Наумкин, А.М.Хлопяников // Достижения науки и техники АПК.-1994. -№6.- С. 16-19.
6. Погонышева Д.А. К адаптации технологий выращивания / Д.А. Погонышева, А.М. Хлопяников, В.Н. Наумкин // Кукуруза и сорго. -1994. -№5.- С. 2-4.
7. Мальцев В.Ф. Возделывание сельскохозяйственных культур с ограниченным применнением средств химизации / В.Ф. Мальцев, В.Н. Наумкин, А.М. Хлопяников //Хозяин. -1995 . -№4. - С. 11-13.
8.Хлопяников А.М. Экологически безопасные технологии / А.М. Хлопяников, В.Н. Наумкин, Г.Г. Аристархова //Кукуруза и сорго. -1995. -№5.-С.4-5.
9. Хлопяников А.М. Какая обработка лучше? / А.М. Хлопяников // Земледелие. -1995. -№6. - С. 19.
10. Производство экологически безопасных кормов из кукурузы / А.М. Хлопяников, Л.А. Наумкина, В.Н. Наумкин, Г.Г. Аристахова // Кукуруза и сорго. -1996.- №4.- С. 8-10.
11. Связь агротехнических и экономических показателей при возделывании кукурузы на зеленую массу / В.Н. Наумкин, Н.А. Лопачев, Г.В. Хлопяникова, Д.А. Погонышева, А.М. Хлопяников // Кукуруза и сорго. -1998. -№4. - С. 2-5.
12. Прогнозирование урожайности кормовых культур / В.Н. Наумкин, Н.А. Лопачев, Г.В. Хлопяникова, Д.А. Погонышева, А.М. Хлопяников // Кормопроизводство. -1998. -№11.- С.2-4.
13. Зверев В.А. Засоренность посевов и урожайность силосной кукурузы в зависимости от технологий возделывания / В.А.Зверев, А.М. Хлопяников // Кукуруза и сорго. - 1999. -№2. - С. 6-9.
14. Хлопяников А.М. Продуктивность кукурузы в зависимости от плотности посева и удобрений / А.М. Хлопяников, А.Л. Кондрашов // Кукуруза и сорго. -1999. -№4. ЦС .2-5.
15. Наумкин В.Н. Урожай и качество зеленой массы кукурузы / В.Н. Наумкин, А.М. Хлопяников, А.Л. Кондрашов // Кормопроизводство. -1999. -№6.- С.20-21.
16. Зверев В.А. Влияние средств химизации на урожайность и качество силосной кукурузы. / В.А.Зверев, А.М. Хлопяников//Кукуруза и сорго.- 2000.- № 5.- С.19.
17.Зверев В.А. Применение средств химизации и биотехнологии при возделывании кукурузы на силос / В.А.Зверев, А.М. Хлопяников // Международный сельскохозяйственный журнал.- 2001.- №2.- С. 58- 60.
18. Экологические основы адаптивного растениеводства / В.Н. Наумкин, А.М. Хлопяников, Л.А.Наумкина, П.И. Кубарев и др. // Достижения науки и техники АПК. -2006. -№1. - С. 47-48.
19. Эффективность химизации на посевах кукурузы./ А.М. Хлопяников, Г.В. Хлопяникова, А.В. Наумкин, В.А. Зверев //Кукуруза и сорго.- 2006.- № 4.- С.18-20.
20. Хлопяников А.М. Формирование корневой системы кукурузы /А.М. Хлопяников//Кукуруза и сорго.-2007.-№1.- С. 5-8.
21. Хлопяников А.М. Формирование корневой системы и продуктивность кукурузы. / А.М. Хлопяников //Кормопроизводство. -2010.-№2.- С. 46.
22. Наумкин В.Н. Направления биологизации земледелия в Центральном регионе / В.Н. Наумкин, А.М. Хлопяников, А.В. Наумкин // Земледелие. -2010. -№4.- С. 5-7.
2. В монографиях и учебных пособиях:
1. Система биологизации земледелия Нечерноземной зоны России: монография / В.Ф. Мальцев, М.К. Каюмов, Е А.М. Хлопяников и др. - М.: ФГНУ Росинформагротех. - 2002. - Ч. 2.- 576 с.
2. Экологические и технологические основы растениеводства / В.А. Турьянский, В.Н. Наумкин, В.Н.Шевченко,Е А.М. Хлопяников и др. - Белгород: БеГСХА, 2005.- 294 с.
3. Хлопяников А.М. Эколого- технологические аспекты повышения эффективности возделывания кукурузы в юго- западной части Нечерноземной зоны России / А.М. Хлопяников.- Брянск: БИПКРО, 2006.- 132 с.
4. Эколого- экономические и технологические основы растениеводства / В.Н. Наумкин, В.Ф. Мальцев, В.А. Шевченко,Е А.М. Хлопяников и др. Белгород: БеГСХА, 2007.- 256 с.
5. Инновационные технологии в адаптивном земледелии/В.Н. Наумкин, А.М. Хлопяников, Л.С. Числова и др.- Белгород: БеГСХА, 2010.- 300 с.
3. В сборниках научных трудов и других изданиях:
1. Влияние технологий возделывания на урожайность и качество зерностержневой смеси кукурузы / Л.А. Наумкина, А.М. Хлопяников, Г.П. Малявко, Д.А. Погонышева //Разработка и внедрение экологических систем земледелия в юго-западной части Нечерноземной зоны РФ: сб. научн. тр. Белгородского СХИ. ЦБелгород, 1992. -С. 86-93.
2. Наумкина Л.А. Совершенствование технологий возделывания кункурузы на силос в севообороте / Л.А. Наумкина, А.М. Хлопяников, Д.А. Погонышева Д.А. // Ускорение научно- техн. прогресса в АПК Брянской обл. : материалы научно- практ. конф.- Брянск, 1992. -С. 117-119.
3. Технология возделывания кукурузы с использованием удобрений / В.Н. Наумкин, А.М. Хлопяников.- (Ил/ЦНТИ, № 120) - Брянск, 1992. - 4с.
4. Методические указания к лабораторным занятиям по проведению корреляционного и регрессионного анализа студентами агрономического и экономического факультетов / В.Н. Наумкин, Д.А. Погонышева, Л. Н. Белоножкина, Л.А. Наумкина, А.М. Хлопяников.- Брянск, 1992. - 27 с.
5. Хлопяников А.М. Влияние технологий возделывания на содержание тяжелых металлов, радионуклидов и пестицидов в -почве под кукурузой / А.М. Хлопяников, В.Н. Наумкин, В.А. Зверев // Экологические проблемы сельскохозяйственного производства: материалы научно- практ. конф.- Воронеж, 1994. -С. 76-78.
6. Наумкин В.Н. Производство экологически безопасных кормов из кукурузы в юго- западной части НЗ России / В.Н. Наумкин, А.М. Хлопяников, Л.А. Наумкина // Достижения науки и передовой опыт в производство и учебно- воспитательный процесс: материалы научно- практ. конф.- Брянск, 1995.- С. 75-77.
7. Хлопяников А.М. Эффективность возделывания кукурузы в условиях рынка / А.М. Хлопяников, В.Н. Наумкин, Г. В. Хлопяникова // Экономический механизм: теория и практика в современных условиях: мат. междунар. научно- практ. конф.- Орел, 1996. -С. 314.
8. Наумкин В.Н. Агроэкологические и энергетические основы техннологий возделывания кукурузы на силос / В.Н. Наумкин, Л.А. Наумкина, А.М. Хлопяников // Внедрение достижений науки и техники в с.-х. производство и учебн. процесс в условиях перехода к рыночной экономике: мат. научно- практ. конф. ЦОрел, 1996. -С. 9-10.
9. Хлопяников А.М. К оценке эффективности возделывания кормовых культур // А.М. Хлопяников, Г.В. Хлопяникова //Проблемы современной экономинки: мат. межвуз. областной конф. молодых ученых. -Орел., 1996. -С.38-40.
10. Методические указания для лабораторно- практических занятий по полевому кормопроизводству /Л.А.Наумкина, А.А. Осин, В.С. Кондрашин, Е А.М. Хлопяников. Орел, 1996.- 37 с.
11. Хлопяников А.М. Влияние технологий возделывания на урожайность зеленой массы кукурузы / А.М. Хлопяников, В.Н. Наумкин, А.Н. Кондрашов // Достижения науки- в производство и учебно- воспитательный процесс: мат. X межвузовской научно- практич. конф.- Брянск, 1997. -С.27- 28.
12. Хлопяников А.М. Энерго- экономическая оценка технологий возделывания кукурузы / А.М. Хлопяников, А.Л. Кондрашов, Г.П. Малявко // Достижения науки- в производство и учебно- воспитательный процесс: мат. X межвузовской научно- практич. конф.- Брянск, 1997. -С. 46-47.
13. Хлопяников А.М. Экологические и физиологические аспекты применнения микроудобрений на посевах кукурузы / А.М. Хлопяников, Л.А. Наумкина, Н.А. Лопачев //2-я открытая городская научная конференция молодых ученых: материалы научн. конф.- Пущино, 1997. -С. 252-253.
14. Лопачев Н.А. Агроэкологические основы элементов технологии возделывания кукурузы на силос и зерно в юго-западной части Центрального региона России / Н.А. Лопачев, Л.А. Наумкина, А.М. Хлопяников // Вопросы современного земледенлия: мат. науч. конф.- Курск, 1997. -С.11-12.
15. Эффективность производства кукурузы при разных уровнях химизации / Н.А. Лопачев, А.М. Хлопяников, Л.А. Наумкина, Г.В. Хлопяникова // Защита растений от вредных орнганизмов в условиях биологизации земледелия: межд. научно- практ. конф.- Орел, 1998. -С. 93-94.
16. Зверев В.А. Засоренность посевов и урожайность в условиях биологизированного севооборота / В.А. Зверев, А.М. Хлопяников, В.Н. Наумкин // Защита растений от вредных орнганизмов в условиях биологизации земледелия: межд. научно- практ. конф.- Орел, 1998. -С. 107-109.
17. Наумкин В.Н. Сравнительная эффективность технологий возденлывания кукурузы на силос / В.Н. Наумкин, Л.А. Наумкина, А.М. Хлопяников //Теорет. и прикл. основы устойчинвости агроэкосистем в многоукладном сельскохозяйственном производстве: межд. научно- практ. конф.- Москва, 1998. -С.290-292.
18. Хлопяников А.М. Влияние густоты стояния растений кукурузы на урожайность и кормовую ценность сухой массы / А.М. Хлопяников, А.Л. Кондрашов //Достижения аграрной науки- в реншение экологической проблемы Центральной России: мат. научно- практ. конф. ЦБрянск, 1998. -С.66-68.
19. Наумкин В.Н. Получение экологически безопасных кормов из кукурузы в зависимости от технологий возделывания/В.Н.Наумкин, А.М. Хлопяников //Достижения аграрной науки- в решение экологической проблемы Центральной России: мат. научно-практ. конф.- Брянск, 1998.-С. 57-58.
20. Хлопяников А.М. Нормирование высокопродуктивных посевов кукурузы в зависимости от густоты стояния растений и удобрений / А.М. Хлопяников, А.Л. Кондрашов // Физиология растений- основа ранционального земледелия: мат. межд. конф. ЦМосква, 1999. -С.82-83.
21. Хлопяников А.М. Влияние технологий возделывания на получение экологически чистой продукции из кукурузы / А.М. Хлопяников // Актуальные проблемы экологии на рубеже третьего тысячелетия и пути их решения: межд. науч.- практ. конф. ЦБрянск, 1999. -С.465-467.
22. Зверев В.А. Влияние биотехнологий на урожайность зеленой массы кукурузы /В.А. Зверев, А.М. Хлопяников //Сборник научных трудов БГСХА. - Брянск, 2001.- С. 12-15.
23. Наумкин В.Н. Ресурсосберегающие системы земледелия для современного аграрного производства / В.Н. Наумкин, А.М. Хлопяников // Новые идеи, технологии, проекты и инвестиции: мат. научн.- практ. конф.- Брянск, 2001.- С.56-58.
24. Эколого- экономические аспекты производства кормовых культур / А.М. Хлопяников, Г.В. Хлопяникова, А.В. Наумкин, Л.А. Наумкина //Развитие интеграционных процессов в экономике региона: сборник научных трудов БГУ- БГСХА.- Брянск, 2002.- С. 106- 108.
25. Адаптивные ресурсосберегающие технологии возделывания полевых культур / Л.А. Наумкина, А.М. Хлопяников, В.Н. Наумкин, Г.В. Хлопяникова // Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения: мат. науч.- произв. конф.- Белгород, 2003.- С. 17-20.
26. Хлопяников А.М. Повышение качества продукции как фактор эффективной ее реализации / А.М. Хлопяников, Г.В. Хлопяникова // Вестник Брянского государственного университета.- Брянск, 2004.- С. 138-139.
27. Агроэкологические и экономические факторы повышения эффективности аграрного производства / А.М. Хлопяников, Г.В. Хлопяникова, А.В. Наумкин, И.И. Драп // Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения: межд. научно- практ. конф.- Белгород, 2005.- С. 198-199.
28. Новые подходы биологизации интенсификационных процессов в земледелии /В.Н.Наумкин, Н.А.Наумкина, А.М.Хлопяников, Н.А.Лопачев // Проблемы борьбы с засухой: сб. науч. тр., Ставрополь, 2005. Т.1.- С. 207-213.
29. Зверев В.А. Влияние технологий выращивания на засоренность культур в полевом севообороте /В.А. Зверев, Л.А Наумкина, А.М. Хлопяников //Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне России: начные труды.- Брянск, 2005.- вып. 1- С. 118-128.
30. Методологический подход к оценке адаптивных, ресурсосберегающих, экологически безопасных технологий возделывания полевых культур / В.Н. Наумкин, А.М. Хлопяников, Г.И. Уваров, С.Д. Лицуков // Бюллетень научных работ.- Вып. 5.- Белгород, 2006.- С. 3- 8.
31. Хлопяников А.М. Эколого- экономические аспекты эффективного аграрного производства / А.М. Хлопяников, Г.В. Хлопяникова, А.В. Наумкин // Бюллетень научных работ.- Белгород, 2006. Вып. 5.- С. 183- 188.
32. Хлопяников А.М. Особенности развития современного рынка продукции / А.М. Хлопяников, Г.В. Хлопяникова, А.В. Наумкин // Бюллетень научных работ.- Белгород, 2006. Вып. 6.- С. 125- 131.
33. Хлопяников А.М. Формирование корневой системы кукурузы в зависимости от обработки почвы и удобрений // Бюллетень научных работ.- Белгород, 2006. Вып. 7.- С. 25- 31.
34. Хлопяников А.М. Эффективность возделывания кукурузы в зависимости от средств химизации / А.М. Хлопяников, Г.В. Хлопяникова, О.Г. Высоцкий // Проблемы с.- х. производства на современном этапе и пути их решения: межд. научно- практ. конф.- Белгород, 2007.- С. 57.
35. Влияние органо- минеральной и биологической систем удобрений на плодородие серой лесной почвы и урожайности кукурузы на силос./ В.А. Зверев, А.М. Хлопяников, В.Н. Наумкин, Л. А. Наумкина //Программирование урожаев и биологизация земледелия: сб. научных трудов.- Брянск, 2007.- Выпуск 3, Часть 2.- С. 294- 299.
36. Селиванов Е.Н. Гибриды кукурузы и их универсальное значение /Е.Н. Селиванов, А.М. Хлопяников //Материалы международной студенческой научной конференции.- Белгород, 2010.- С.4.
37. Основные направления развития биологизации земледелия Центрального региона России /В.Н. Наумкин, Л.А. Наумкина, А.М. Хлопяников, А.В. Наумкин // Бюллетень научных работ.- Белгород, 2010.- Вып. 20.- С. 69- 76.
38. Хлопяников А.М. Эффективность агротехнологий возделывания гибридов кукурузы / А.М. Хлопяников, Г.В. Хлопяникова, А.В. Наумкин //Материалы ХIV междунар. научно- произв. конф. Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения (17- 20 мая 2010 г.).- Белгород: Изд-во БеГСХА. 2010.- С. 47.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству