Geum.ru

Теоретическое обоснование и разработка технологий возделывания ярового и озимого ячменя в степной зоне черноземных почв на пивоваренные цели 06. 01. 01. общее земледелие

Вид материалаАвтореферат диссертации
Питательный режим в посевах и вынос NРК урожаем ячменя
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6

Питательный режим в посевах и вынос NРК урожаем ячменя изучались в 2002-2004 гг. Установлено, что внесение доз азота 30-45 кг д.в./га способствует закономерному увеличению содержания аммонийного и нитратного азота в пахотном слое почвы (на 3,9-5,8 мг/кг). Под влиянием изучаемых доз фосфорного удобрения Р20 и Р45 отмечено повышение концентрации подвижных фосфатов на 1,8-5,3 мг/кг. Обеспеченность южного чернозема обменным калием соответствует четвертому классу по плодородию и данный элемент не лимитировал урожайность ярового ячменя.

К фазе полной спелости ярового ячменя питательный режим южного чернозема претерпевает существенные изменения: в пахотном слое резко уменьшается содержание минерального азота (N-NO+N-NH) на всех вариантах доз удобрений и нормы высева (в 2-3 раза), отмечено также сравнительно небольшое, но закономерное уменьшение количества подвижных фосфатов и обменного калия.

В среднем за 2002-2004 гг. вынос азота ячменем Ергенинский 2 в расчете на 1 т зерна с соответствующим количеством побочной продукции при норме высева 2,5 млн./га составил 30,02-34,32 кг, Р2О5 – 9,41-10,43 кг, К2О – 21,99-26,55 кг; при норме высева 3,5 млн./га вынос всех элементов несколько снижался. Примерно такие е величины выноса NРК были и при норме высева 4,5 млн./га. Следует отметить, что наименьший вынос азота ячменем во все годы исследований получен на варианте N30Р45К45 при всех нормах высева (2,5 млн./га – 30,02 кг; 3,5 млн./га – 25,06; 4,5 млн./га – 27,45). Это очень важно при выращивании ячменя на пивоваренные цели.

Величина выноса элементов питания может довольно существенно варьировать под влиянием погодных условий во время роста и формирования урожая зерна ячменя, особенно это касается азота. Так, в засушливые годы вынос азота в расчете на 1 т зерна увеличивается по сравнению с влажным годом в зависимости от нормы высева и доз удобрений на 6-38%. Вынос фосфора и калия более стабилен и, как правило, увеличивается максимум на 10-12%. Минимальный вынос азота отмечается на N30P45K45 и N30P45K45 + Кристалон коричневый.


Структура урожая и зерновая продуктивность сортов

ярового и озимого ячменя в зависимости от изучаемых факторов


Для получения высоких урожаев необходимо создавать на поле посевы оптимальной структуры, способные наиболее полно поглощать и использовать на фотосинтез солнечную радиацию. Структура урожая является биологической моделью, любой сельскохозяйственной культуры показывающей из каких элементов он складывается, при какой доле их участия формируется урожай на конкретном поле.

Установлено, что общая и продуктивная кустистость растений ярового ячменя (2001-2008 гг.) зависит от нормы высева, доз удобрений, срока посева, предшественника, действия гербицидов, погодных условий и биологических особенностей сорта. По мере увеличения нормы высева и густоты стояния растений в посеве их кустистость уменьшается. Минеральные удобрения и Кристалон коричневый способствуют увеличению коэффициента продуктивного кущения растений ячменя и биологической урожайности общей надземной массы. Плотность продуктивного стеблестоя ячменя в годы исследований при норме сева 2,5 млн./га изменялась в пределах 186-344 шт./м2, при норме высева 3,5 млн./га – 294-463 шт./м2 и при 4,5 млн./га – 315-470 шт./м2.



Рис. 1. – Количество (шт.) и масса зерен в колосе (г) у сорта Ергенинский 2

в зависимости от условий минерального питания растений





Рис. 2. – Количество растений и густота продуктивного стеблестоя перед уборкой урожая ярового ячменя Ергенинский 2

в зависимости от доз минеральных удобрений и Кристалона коричневого, шт./м2





Оптимизация условий питания растений и благоприятные погодные условия положительно влияют на озерненность колоса и массу 1000 зерен, что обусловливает более высокие значения коэффициента хозяйственной эффективности урожая (Кхоз.). Выявлено, что самые лучшие показатели структуры урожая ячменя формируются в посевах с нормой высева 3,5 млн. всхожих семян/га при применении допосевного полного минерального удобрения – N30Р45К45 и двухкратной подкормке посевов Кристалоном коричневым (рис 1-2).

Результаты исследования (2002-2004 гг.), элементов структуры посевов ярового ячменя Ергенинский 2 в достаточной степени согласуются с данными по фактической урожайности в полевых опытах. В двухфакторном полевом опыте во все годы исследований проявляется статистически достоверное положительное действие на зерновую продуктивность сорта Ергенинский 2 увеличения нормы высева семян с 2,5 до 3,5 млн./га, более высокая норма – 4,5 млн./га – вела к снижению урожайности. Все изучаемые варианты применения минеральных удобрений в 2002 году по урожайности превышали производственный контроль (N45Р20), в 2003 году несколько ему уступали, а в 2004 году были на его уровне за исключением варианта N30Р45К45, на котором был получен самый высокий урожай зерна – 4,01 т/га.

В однофакторном опыте установлено, что двухкратная некорневая подкормка посевов ячменя Ергенинский 2 на всех агрофонах (без удобрений, Р15 и N30Р45К45) способствует существенному увеличению урожая зерна (на 0,37-1,23 т/га). В среднем за 3 года самый высокий урожай в опыте получен на варианте N30Р45К45 + Кристалон коричневый – 4,57 т/га, что на 36,8% выше, чем на контроле без удобрений (рис. 3).





Рис. 3 – Влияние минеральных удобрений и Кристалона коричневого

на урожайность ячменя Ергенинский 2 в подзоне южных черноземов

Таблица 11 – Основные элементы структуры урожая сортов ярового ячменя

в зависимости от срока посева, предшественника и удобрений ( средн. 2005-2008 гг.)


Предшественник
Срок посева
Сорт
Без удобрений
N30P45K45 + Кристалон корич. (2+5 кг/га)

Количество растений к уборке,

шт./м2
Продуктивный стеблестой
число зерен в колосе, шт.
масса

зерна

1 колоса, г
Количество растений к уборке,

шт./м2
Продуктивный стеблестой
число зерен в колосе, шт.
масса

зерна

1 колоса, г

шт./м2
Кпродукт.
шт./м2
Кпродукт.

Озимая пшеница
1
Ергенинский 2
282
394
1,40
20,6
1,01
301
469
1,56
22,7
1,16

Зерноградец 770
267
360
1,35
20,2
0,97
282
432
1,53
22,2
1,09

Зерноградский 584
278
387
1,39
20,0
0,98
297
462
1,55
21,9
1,11

Долли
259
525
2,08
21,7
0,76
272
608
2,24
24,3
0,89

2
Ергенинский 2
279
388
1,39
19,8
0,95
296
449
1,52
21,9
1,11

Зерноградец 770
265
359
1,35
19,2
0,92
280
395
1,41
21,3
1,09

Зерноградский 584
280
381
1,36
19,5
0,92
295
439
1,49
21,3
1,08

Долли
256
536
2,09
20,2
0,70
272
614
2,26
23,5
0,82

3
Ергенинский 2
261
346
1,33
19.3
0,88
279
400
1,43
21,1
1,01

Зерноградец 770
242
305
1,26
19,0
0,88
258
344
1,33
20,9
1,01

Зерноградский 584
255
333
1,30
18,6
0,86
270
396
1,47
20,5
0,99

Долли
231
462
2,00
20,2
0,63
250
562
2,25
22,1
0,74

Подсолнечник
1
Ергенинский 2
272
382
1,40
20,6
1,01
288
454
1,58
22,2
1,16

Зерноградец 770
252
341
1,35
20,7
1,00
270
408
1,51
22,2
1,10

Зерноградский 584
267
375
1,41
20,6
1,04
283
439
1,55
22,5
1,15

Долли
246
522
2,12
22,1
0,76
260
620
2,38
24,4
0,88

2
Ергенинский 2
271
390
1,44
20,1
0,94
289
448
1,55
21,4
1,04

Зерноградец 770
252
349
1,39
20,0
0,95
273
400
1,47
21,2
1,00

Зерноградский 584
266
369
1.39
20,1
0,95
286
436
1,53
21,7
1,04

Долли
242
462
1,91
21,2
0,72
260
642
2,47
23,6
0,78

3
Ергенинский 2
272
331
122
18,8
0,84
288
388
1,35
20,3
0,96

Зерноградец 770
252
284
1,13
18,7
0,82
270
326
1,21
20,2
0,93

Зерноградский 584
267
318
1,20
18,8
0,83
283
372
1,32
20,2
0,94

Долли
246
455
1,85
20,3
0,67
260
547
2,11
22,1
0,73




Выявлена, реакция изучаемых сортов ярового ячменя российской и иностранной селекций (2005-2008 гг.) на предшественники – озимая пшеница и подсолнечник при посеве на фонах без удобрения и с внесением полного минерального удобрения – N30P45K45 с некорневыми подкормками Кристалоном коричневым в фазах кущения – 2 кг/га и колошения – 5 кг/га (табл. 11).

Во все годы исследования максимальные значения продуктивной кустистости, Кхоз, элементов структуры урожая и урожайность зерна формировались при первом сроке посева на фоне – N30Р45К45 + Кристалон коричневый по предшественнику озимая пшеница в сравнении с посевом по подсолнечнику. Максимальные значения основных элементов структуры урожая имели сорта Ергенинский 2 и Зерноградский 584, а снижение отмечается на сорте Зерноградец 770. Сорт Долли по весу зерна с колоса и массе 1000 зерен был на последнем месте, по длине колоса и количеству зерен на первом месте.

Лучшим сроком посева является – первый, то есть при наступлении физический спелости почвы. При втором и третьем сроке посева в основном сохраняется динамика снижения или незначительного повышения отдельных показателей элементов структуры урожая по сравнению с первым сроком.

В период 2006-2008 годы опытным путем удалось большей мере установить негативное воздействие гербицидов Гренч, Пик и Диален супер в сравнении с гербицидом Гранстар, которое проявилось в снижении показателей, элементов структуры урожая ярового ячменя сорта Ергенинский 2 по предшественнику – подсолнечник. Данные снижения регистрируются на всех сроках посева и фонах минерального питания.


Таблица 12 – Элементы структуры урожая сортов озимого ячменя

в зависимости от срока посева и условий минерального питания

(средн. 2007-2009 гг.)

Срок посева
Сорта озимого

ячменя
Контроль (без удобрений)
N30P45K45 + Кристалон

коричневый (2+5 кг/га)

длина

колоса, см
количество

зерен

в колосе, шт.
масса зерна

с 1 колоса, г
масса 1000

зерен, г
длина

колоса, см
количество

зерен

в колосе, шт.
масса зерна

с 1 колоса, г
масса 1000

зерен, г

1
Зимур
4,3
31,0
0,96
30,77
4,8
33,8
1,06
31,13

Самсон
4,6
30,2
1,02
33,65
4,9
32,2
1,09
34,07

2
Зимур
4,6
32,3
1,02
31,47
4,9
34,2
1,08
31,63

Самсон
4,9
31,8
1,06
33,32
5,3
33,2
1,20
36,35


Рассматривая элементы структуры урожая озимого ячменя за период с 2007-2009 годы, пришли к выводу, что максимальные показатели формируются при втором сроке посева, то есть 10 сентября, когда отсутствует перерастание растений и повреждение снежной плесени находится на минимальном уровне. Дополнительно на формирование структуры урожая оказывали влияния погодные условия и минеральное питание, а также биологические особенности изучаемых сортов. Бесспорно, максимальные значения структуры урожая формировались на фоне – N30P45K45 + Кристалон коричневый. Лидирующими свойствами обладал сорт Самсон, который формировал элементы структуры урожая со значительным превышением в сравнении с сортом Зимур (табл. 12).

В годы исследования (2005-2008) сорт Долли при первом сроке посева формировал среднюю урожайность – 5,26 т/га; сорт Ергенинский 2 – 5,23 т/га; Зерноградский 584 – 4,92 т/га и Зерноградец 770 – 4,55 т/га соответственно по предшественнику озимая пшеница на фон – N30P45K45 + Кристалон коричневый. При посеве по подсолнечнику урожайность уступала в сравнении с озимой пшеницей и составляла по сортам: Ергенинский 2 – 5,08 т/га, Зерноградский 584 – 4,80 т/га и Зерноградец 770 – 4,35 т/га, а по сорту Долли регистрировалось превышение на 0,7%, соответственно на фоне N30P45K45 + Кристалон коричневый (табл. 13). При последующих сроках посева отмечалось снижение урожайности зерна и особенно, резкое снижение при третьем сроке, то есть через шесть дней после первого срока посева, так как условия для развития растений ячменя ухудшаются. Достоверность полученных урожаев зерна изучаемых сортов в зависимости от срока посева, предшественника и фона (без удобрений и N30P45K45 + Кристалон коричневый) и погодных условий математически подтверждается.

Установлено, что влияние срока посева на урожайность имеет отрицательную корреляционную зависимость: в 2005 году – r = - 0,58 и аппроксимируется уравнением регрессии – у = 4,73 – 0,53х; в 2006 году – r = - 0,64 и у = 5,16 – 0,65х; в 2007 году – r = - 0,55 и у= 4,57 – 0,53х; в 2008 году – r = - 0,49 и у= 5,55 – 0,56х соответственно. Корреляционная зависимость сроков посева и урожайности на общем фоне без удобрений также отрицательная: в 2005 году r = - 0,90 и аппроксимируется уравнением регрессии у = 4,01 – 0,35х; в 2006 году – r = - 0,95 и у = 4,85 – 0,70х; в 2007 году – r = - 0,92 и у = 3,60 – 0,34х соответственно. Корреляционная зависимость урожайности от срока посева на общем минеральном фоне – N30P45K45 + Кристалон коричневый отрицательная и соответствовала: в 2005 году – r = - 0,95 и у= 5,52 – 0,61х; в 2006 году – r = - 0,80 и у= 5,48 - 0,53х и в 2007 году r = - 0,97 и у= 5,54 – 0,65х.

Исследованиями в период 2006-2009 гг. установлено, что максимальные урожаи зерна озимого ячменя можно получать при более поздних сроках посева, то есть 10 сентября, что позволило в среднем получить на сорте Самсон – 6,21 т/га зерна, а на сорте Зимур – 4,33 т/га. Если полученные результаты при втором сроке сравнивать с первым, то наблюдается превышение урожайности зерна по сорту Самсон на 1,07 т/га или на 20,8% и по сорту Зимур на 0,58 т/га соответственно на фоне N30P45K45 + Кристалон коричневый, что также математически доказано.

Таблица 13 – Урожайность сортов ярового ячменя в зависимости от предшественника, срока сева и агрофона, т/га

(средн. 2005-2008 гг.)

Предшественник (фактор А)
Сорта

(фактор С)
Без удобрений
N30P45K45 + Кристалон коричневый

срок посева

(фактор В)
отклонения от 1 срока посева
срок посева

(фактор В)
отклонения от 1 срока посева

2 срок
3 срок
2 срок
3 срок

1
2
3
т/га
%
т/га
%
1
2
3
т/га
%
т/га
%

Озимая пшеница
Ергенинский 2
3,83
3,57
2,92
-0,26
-6,8
-0,91
-23,7
5,23
4,78
3,83
-0,45
-8,6
-1,40
-26,8

Зерноградец 770
3,38
3,20
2,56
-0,18
-5,3
-0,82
-24,3
4,55
4,09
3,29
-0,46
-10,1
-1,26
-27,7

Зерноградский 584
3,65
3,29
2,72
-0,36
-9,9
-0,93
-25,5
4,92
4,53
3,68
-0,39
-7,9
-1,24
-25,2

Долли
3,88
3,63
2,84
-0,25
-6,4
-1,04
-26,8
5,26
4,91
4,06
-0,35
-6,6
-1,20
-22,8

Подсолнечник
Ергенинский 2
3,71
3,50
2,67
-0,21
-5,7
-1,04
-28,0
5,08
4,45
3,59
-0,63
-12,4
-1,49
-29,3

Зерноградец 770
3,28
3,12
2,24
-0,16
-4,9
-1,04
-31,7
4,35
3,88
2,91
-0,47
-10,8
-1,44
-33,1

Зерноградский 584
3,59
3,43
2,51
-0,16
-4,5
-1,08
-30,1
4,84
4,39
3,33
-0,45
-9,3
-1,51
-31,2

Долли
3,86
3,61
2,96
-0,25
-6,5
-0,90
-23,3
5,30
4,90
3,90
-0,40
-8,2
-1,40
-26,4


НСР05 для оценки значений частных различий: без удобрений – 0,21-0,27 т; N30Р45К45 + Кристалон коричн. – 0,14-0,17 т

НСР05 для фона А: без удобрений – 0,06-0,08 т; N30Р45К45 + Кристалон коричн. – 0,04-0,06 т;

НСР05 для фона В: без удобрений – 0,07-0,10 т; N30Р45К45 + Кристалон коричн. – 0,05-0,07 т;

НСР05 для фона С: без удобрений – 0,08-0,11 т; N30Р45К45 + Кристалон коричн. – 0,06-0,07 т.




Причинами большого снижения урожая зерна при первом сроке посева являются, перерастание посевов в осенний период, повреждение снежной и мучнистой росой, что влияет на густоту стояния растений и выживаемость, на продуктивную кустистость и элементы структуры урожая (табл. 14). На контроле во все годы была получена низкая урожайность в сравнении с использованием минеральных удобрений в виде допосевного внесения P45K45, весенней подкормки – N30 и двух некорневых подкормок растений в фазы кущения 2 кг/га и колошения – 5 кг/га Кристалоном коричневым.


Таблица 14 – Урожайность сортов озимого ячменя

в зависимости от срока посева и применения удобрений, т/га

Год
Сорт

(С)
Фон (А)

Контроль
N30P45K45 + Кристалон коричневый

срок посева

(В)
отклонения

от 1 срока посева
срок посева

(В)
отклонения

от 1 срока посева

1
2
2 срок
1
2
2 срок

т/га
%
т/га
%

2007
Зимур
3,077
3,306
+0,229
+7,44
4,343
4,821
+0,478
+11,0

Самсон
3,203
3,501
+0,298
+9,3
4,610
5,393
+0,783
+17,0

НСР05 для сравнения частных различий – 0,14 т. НСР05 для факт. А, В, С = 0,07 т

2008
Зимур
2,824
3,961
+1,133
+40,1
4,184
4,935
+0,749
+17,9

Самсон
4,475
4,965
+0,490
+10,9
6,002
6,750
+0,748
+12,5

НСР05 для сравнения частных различий – 0,25 т. НСР05 для факт. А, В, С = 0,13 т

2009
Зимур
3,180
3,873
+0,693
+21,8
4,137
4,754
+0,616
+14,9

Самсон
3,850
4,507
+0,657
+17,1
4.811
6,486
+1,675
+34,8

НСР05 для сравнения частных различий – 0,24 т. НСР05 для факт. А, В, С = 0,12 т


Корреляционная зависимость урожайности озимого ячменя от срока посева была положительной и составила: в 2007 году – r = 0,28 и аппроксимировался уравнением регрессии у = 3,33 + 0,49х; в 2008 году – r = 0,34 и аппроксимировался уравнением регрессии у = 3,60 + 0,79х; в 2009 году - r = 0,44 и у = 3,27 + 0,74х соответственно; от сорта в 2007 году - r = 0,17 и у = 3,61 + 0,28х; в 2008 году – r = 0,69 и у = 2,42 + 1,57х; в 2009 году r = 0,16 и у = 3,61 + 0,38х соответственно; от удобрения в 2008 году – r = 0,62 и у = 2,66 + 1,41х; в 2009 году r = 0,26 и у = 3,87 + 0,64х соответственно.

Исследованиями в период 2001-2003 гг. и 2006-2009 гг. достоверно установлено, что гербицид Гранстар, СТС является самым пластичным по отношению к посевам ярового ячменя сорта Ергенинский 2, так как не вызывал стресс факторы. Это положительное влияние позволяло формировать на Гранстар максимальные урожаи зерна ячменя: в 2001 году – 4,74 т/га, в 2002 году – 2,82 т/га, в 2003 году – 4,93 т/га на фоне N45P20, а гербициды 2,4Д, ВР – 2,14-3,87 т/га (вызывал стрессовое состояние посевов) и Ларен, СП – 2,75-4,98 т/га (вызывает последействие на двудольные культурные растения). Выявлена положительная корреляционная зависимость урожайности от изучаемых факторов (дозы удобрений и действие гербицидов), которая составила: в 2001 году – r = 0,67 и аппроксимируется уравнение регрессии у = 3,52 + 0,74х; в 2002 году – r = 0,49 и у = 2,22 +0,54х и в 2003 году – r = 0,13 и у = 3,62 + 0,26х соответственно.

В 2006-2008 гг. гербицид Гранстар также был лучшим по сравнению с Гренч, Пик и Диален супер в посевах ярового ячменя Ергенинский 2 размещенных по предшественнику – подсолнечник. Урожайность зерна ячменя на контроле составляла 4,09-3,21 т/га, а на фоне N30P45K45 + Кристалон коричневый – 4,84-5,69 т/га при первом сроке, а при втором сроке отмечается снижение и особенно при третьем сроке до 40,9% на контроле и до 32,8% на удобренном фоне. Гербициды Гренч, Пик, Диален супер вызывали сильный стресс посевов ячменя, который проявлялся в изменении цвета до желто-зеленого, появление ожогов кончиков листьев до 1,5-2см, замедленное развитие растений в течение 5-7 дней, что повлияло на формирование низкого урожая зерна ячменя: Гренч 2,8-2,08 т/га, Пик – 2,16-3,4 т/га и Диален супер – 2,48-3,61 т/га на контроле и на удобренном фоне 3,09-3,72; 3,43-4,08 и 4,2-4,73 т/га соответственно при первом сроке на фоне N30P45K45 + Кристалон коричневый. При втором сроке и третьем сроке отмечается резкое снижение урожайности. На посевах с применением Гранстар отмечается к началу уборки наличие падалицы подсолнечника второй волны до 0,1 раст./м2, Диален супер до 0,2 раст./м2 и чистыми посевы отмечались при обработке посевов Гренч и Пик.

В результате математической обработки установлена положительная корреляционная зависимость урожайности от действия гербицидов и минеральных удобрений: в 2006 году r = 0,60 и аппроксимируется уравнение регрессии у = 3,12 +1,17х; в 2007 году r = 0,63 и у = 2,37 + 0,99х; в 2008 году r = 0,62 и у = 3,24 + 1,03х соответственно.