Содержание к диссертации
Введение
Возделывание яровой пшеницы в Российской Федерации 9
Производство яровой пшеницы в РФ 9
Роль сорта в формировании урожаев яровой пшеницы 14
Роль густоты посева в формировании урожаев яровой пшеницы 20
Особенности минерального питания яровой пшеницы 23
Водный режим почвы и урожайность яровой пшеницы 27
Программа, методика и условия проведения исследований . 35
Программа исследований и схема полевого эксперимента 35
Методика проведения исследований 37
Природно-хозяйственные условия региона исследований 41
Природно-хозяйственные ресурсы 41
Почвенные условия 45
Климатические ресурсы 49
Фотосинтетическая деятельность и продуктивность яровой пшеницы при возделывании в рисовых севооборотах ... 57
Особенности фотосинтеза яровой пшеницы при возделывании в рисовых севооборотах 57
Закономерности роста и развития пшеницы при разных сочетаниях регулируемых в эксперименте факторов 73
Закономерности формирования структуры и качества зерна яровой пшеницы при возделывании в рисовом севообороте.. 85
Сочетания управляемых факторов для формирования планируемой урожайности зерна яровой пшеницы 92
Водный режим почвы и использование остаточной влаги посевами яровой пшеницы в рисовых чеках 108
4.1 Особенности суммарного водопотребления яровой пшеницы в рисовом севообороте 108
4.2 Закономерности среднесуточного водопотребления пшеницы при использовании остаточной в почве влаги 123
4.3 Формирование водного режима почвы при возделывании яровой пшеницы в рисовых севооборотах 136
4.4 Оценка эффективности использования водных ресурсов при возделывании яровой пшеницы в рисовых чеках 145
Экономическое обоснование параметров технологии возделывания пшеницы в рисовых севооборотах 158
5.1 Изменение ресурсной емкости производства при регулировании плотности посева пшеницы и пищевого режима почвы... 158
5.2 Экономическое обоснование сочетания плотности посева и доз внесения минеральных удобрений для формирования планируемых уровней урожайности яровой пшеницы 165
Выводы 172
Рекомендации производству 176
Список литературы
- Производство яровой пшеницы в РФ
- Программа исследований и схема полевого эксперимента
- Особенности фотосинтеза яровой пшеницы при возделывании в рисовых севооборотах
- Особенности суммарного водопотребления яровой пшеницы в рисовом севообороте
Введение к работе
Актуальность исследований. В зерновом производстве Российской Федерации удельный вес яровой пшеницы очень велик. В валовом сборе зерна в 2003 году он составил более 28%. Одним из важных резервом увеличения производства высококачественного производственного зерна может стать расширение практики возделывания яровой пшеницы на мелиорированных землях, в том числе в повторных и промежуточных посевах. Актуальность этого вопроса возрастает в связи с постоянным снижением качества производимых мягких пшениц и существенным уменьшением площадей, занятых под яровой пшеницей. К настоящему моменту экстенсивные способы увеличения производства продовольственного зерна практически исчерпаны, поэтому возделывание яровой пшеницы в повторных посевах и в качестве страховой культуры является одним из основных возможных способов увеличения продуктивности орошаемых земель и получения полноценного зерна пшеницы.
В Российской Федерации яровая пшеница занимает 14,8 млн. га, в Республики Калмыкия яровая пшеница возделывается на площади 208 тыс. га, однако урожайность крайне низкая и по годам колеблется от 8,3 до 10,6 ц/га. Важным резервом увеличения урожайности этой культуры в условиях дефицита водных ресурсов является расширение площадей в рисовых севооборотах, весьма актуальны вопросы повышения эффективности использования остаточной влаги после возделывания риса с целью получения гарантированных урожаев зерна в годы с различной влагообеспеченностью, вопросы сохранения и улучшения плодородия почвы. В связи с этим проблема совершенствования технологии возделывания яровой пшеницы, в том числе при возделывании в рисовых севооборотах, весьма актуальны как в теоретическом, так и в практическом плане.
Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с научно-технической программой РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2001-2005 гг.).
Целью исследований является повышение эффективности производства зерна за счет разработки технологических элементов управления продукцией ным процессом яровой пшеницы при выращивании в рисовых севооборотах, обеспечивающих рациональное использование остаточной после риса влаги и формирование 1,5-2,5 т/га товарной продукции.
Программой исследований предусматривалось решение следующих основ-ных задач:
- проанализировать современный научный и производственный опыт возделывания яровой пшеницы, наметить перспективные пути совершенствования технологических процессов, обеспечивающих повышение продуктивности посева при рациональном использовании природных и хозяйственных ресурсов;
- обосновать целесообразные уровни зерновой продуктивности яровой пшеницы в почвенно-климатических условиях региона исследований при возделывании в рисовом севообороте;
- с учетом уровня продуктивности посева и метеорологических условий в период вегетации пшеницы установить и проанализировать закономерности формирования водного режима почвы;
- изучить закономерности продукционного процесса яровой пшеницы в зависимости от плотности посева и уровня минерального питания с учетом имеющихся запасов почвенной влаги и складывающихся погодных условий;
- провести экономическую оценку и экологическое обоснование возделывания яровой пшеницы в рисовых севооборотах Калмыкии.
Объект и методика исследований. Объектом исследований является технология возделывания районированного сорта яровой пшеницы Саратовская 46. в рисовых чеках. Полевой эксперимент закладывали методом расщепленных делянок. Обработка результатов исследований и наблюдений проводилась общепринятыми методами вариационной статистики.
Личный вклад автора состоит в обобщении результатов теоретических исследований, разработке концептуальных подходов и экспериментальном обосновании технологических элементов возделывания яровой пшеницы в рисовых ческах как сопутствующей культуры, обеспечивающих формирование стабильных урожаев зерна. Автор непосредственно участвовал в проведении исследо вательской работы, и внедрении ее результатов в трех хозяйствах Октябрьского района Республики Калмыкии.
Научная новизна. Для почвенно-климатических условий Калмыкии усовершенствована технология возделывания яровой пшеницы в рисовых севооборотах, обеспечивающая повышение эффективности использования остаточной после риса влаги. Установлены закономерности влияния норм высева яровой пшеницы и доз внесения минеральных удобрений на рост, развитие и формирование урожайности зерна и его качества. С учетом комплексного взаимодействия природных и регулируемых в опыте факторов установлены закономерности суммарного испарения воды посевами яровой пшеницы и формирования водного режима почвы, определены эффективные уровни затрат минеральных удобрений. Установлены закономерности изменения влажности активного слоя почвы при возделывании яровой пшеницы в рисовых севооборотах.
Новизна принятых решений и полученных результатов исследований подтверждена патентом РФ на изобретение № 2248690 от 14 марта 2003 г. и 3 положительными решениями о выдаче патента РФ на изобретение по заявкам №№ 2005127736/12 (025603), 2005122738/12 (025605), приоритет от 18.07. 2005 г; 2005121735/12 (024516), приоритет от 11.07. 2005 г.
Достоверность результатов исследований. Степень обоснованности результатов исследований подтверждается многолетним периодом исследований, корректностью принятых методик постановки опытов, большой базой полученного экспериментального материал, широким использованием методов вариационной статистики.
Основные положения, выносимые на защиту:
- закономерности водопотребления и формирования водного режима активного слоя почвы при возделывании яровой пшеницы в рисовых чеках;
- закономерности влияния норм высева и доз внесения минеральных удобрений на продукционный процесс и урожайность яровой пшеницы;
- усовершенствованная технология возделывания яровой пшеницы в рисовых севооборотах с использованием остаточной после уборки риса влаги.
Практическая значимость работы. В условиях дефицита водных ресурсов Республики Калмыкии доказана экономическая эффективность и экологическая безопасность возделывания яровой пшеницы в рисовых севооборотах с использованием остаточной, после уборки риса, влаги. Апробированная технология позволит увеличить площади под посевами яровой пшеницы и создать условия для стабильного формирования ресурсов продовольственного зерна.
Разработанные рекомендации по технологии возделывания яровой пшеницы на зерно в рисовых севооборотах с учетом биологических особенностей культуры и агроклиматических ресурсов региона могут быть использованы как проектными, так и производственными организациями.
Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований по возделыванию яровой пшеницы на зерно в рисовых чеках с использованием остаточной влаги после уборки риса, проведенная в ГУЛ «Восток» (383 га), ГУП «50 лет Октября»(157 га), ГУП ОПХ «Харада» (45 га) Октябрского района Республики Калмыкия, подтвердила возможность устойчивого получения зерна на уровне 1,9 - 2,5 т/га.
Апробация работы. Основные результаты исследований и положения диссертационной работы докладывались на научно-практических конференциях «Проблемы и перспективы развития мелиорации» (Новочеркасск, 2003), «Агро-экологическое состояние АПК: опыт, поиск, решения» (Институт повышения квалификации работников АПК, Саратов, 2005), «Адаптивно-ландшафтные системы земледелия для засушливых условий Нижнего Поволжья» (НВ НИ-ИСХ, 2005), международных научно-практических конференциях «Экологические проблемы мелиорации» (посвященная 115-летию со дня рождения А.Н. Костякова, Москва, 2002), «Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий» (Рязань, 2004 г.), «Наукоемкие технологии в мелиорации» (Костяковские чтения, Москва, ВНИИГиМ, 2005 г.), «Научно-производственное обеспечение развития сельского социума» (ПНИИАЗ, 2005), «Роль почв в сохранении устойчивости ландшафтов и ресурсосберегающее земледелие» (ПГСХА, 2005).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, получен 1 патент РФ на изобретение и 1 положительное решение о выдаче патента.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 193 стр. компьютерного текста, в том числе основного текста 132 страниц, 50.. таблиц, 21 рисунок. Список литературы включает 179 наименований, в т. ч. 6 иностранных источника.
Производство яровой пшеницы в РФ
Зерновое хозяйство - основа сельскохозяйственного производства. Зерно является источником получения важнейших продуктов питания, базой повышения жизненного уровня народа. От уровня развития зернового хозяйства зависит не только обеспечение населения хлебом, но и животноводства концентрированными кормами, промышленности сырьем, создание необходимых государственных резервов и ресурсов для экспорта. Зерновой рынок во многом формирует продовольственный рынок страны. Цены на зерно определяют цены на основные продукты питания для населения и на концентрированные корма в животноводстве.
В 1997 году в мире собран рекордный мировой урожай пшеницы - 606 млн. т, что на 16 млн. т больше показателя предыдущего года. Больше обычного был урожай и в странах СНГ. По данным Госкомстата, Россия в 1997 году собрала 86,4 млн. т зерна, в том числе 44,2 млн. т пшеницы, что на 24,6 % больше в сравнении с предыдущим годом и на 1,8 % меньше по сравнению со среднегодовыми показателями за 1991-1995 год. Это зерно пополнило значительно сократившиеся в предыдущем году государственные резервы (45,46).
В последние годы происходит заметное снижение качества урожая пшени цы, выражающееся в сокращении производства пшеницы сильных и ценных сортов. В частности, значительно повысилось содержание зерен, поврежденных клопом-черепашкой, что делает их непригодными для выпечки хлеба. Если раньше клоп-черепашка был распространен лишь на Северном Кавказе и юге Поволжья, то в настоящее время зона поражения распространилась на Цен трально-Черноземный район и подошла к южным границам Центрального и Волго-Вятского районов. По оперативным данным Госхлебинспекции, доля пшеницы непродовольственных кондиций в России оценивается в среднем в 40 %против 36 % в 1996 году. На Северном Кавказе доля непродовольственной пшеницы несколько снизилась из-за меньшей поврежденности клопом-черепашкой, прежде всего - на Кубани и в Ставрополье. В этих регионах доля пшеницы, поврежденной клопом-черепашкой, соответственно снизилась до 20 и 12 % против 80 и 50 % в 1996 г. (22, 38. 52,58).
В Ростовской области этот показатель остался крайне высоким - до 80 % против 70 % в 1996 г. В результате доля непроизводственной пшеницы в Ростовской области составляет около 81 %, в Краснодарском и Ставропольском крае -соответственно -35 и 43 % (127, 164).
В Центрально-Черноземном районе доля непроизводственной пшеницы увеличилась до 57 %, что связано со значительными масштабами поражения зерен клопом-черепашкой. Особенно это относится к Воронежской и Белгородской области, где удельный вес непродовольственной пшеницы составляет соответственно 77 и 71 %. В Волгоградской области лишь 22 % произведенных пшениц можно отнести к категории продовольственных (21,45,51).
Наряду с технологическими, экономическими и погодными факторами, производство продовольственной пшеницы в Российской Федерации тесно связано со структурой посевных площадей и долей, которую составляют в них яровые пшеницы. В таблице 1.1 приведены соотношения площадей, занятых под яровой и озимой пшеницей в прошлом 1997 году по основным регионам России, производящими зерно. Показана доля яровой пшеницы в валовом производстве пшеницы по регионам, которую можно соотнести с долей продовольственного зерна в нем.
Как видно из таблицы 1.1 уровень производства продовольственного зерна по регионам РФ во многом определяется долей яровой пшеницы в структуре посевных площадей. При этом несколько выделяется Северо-Кавказский регион. В силу своих природно-климатических условий, здесь можно получать урожаи мягких озимой пшеницы продовольственных кондиций. Однако последние данные указывают и на то, что, несмотря на предельное насыщение зернового клина озимой пшеницей, производство продовольственного зерна на юге России составляет около 50 % от общего. Основным резервом в повыше ний производства сильных и ценных сортов пшеницы является увеличение доли посевов яровой пшеницы, в т.ч. в качестве страховой культуры, а также в повторных и промежуточных посевах. земель и отличается благоприятными температурными и фотосинтетическими параметрами для выращивания нескольких урожаев сельскохозяйственных культур в год.
Яровая пшеница - основная продовольственная культура в Российской Федерации. По урожайности она зачастую уступает зерновым озимым культурам, по качеству зерна значительно превосходит их. Основное достоинство пшеничного зерна - это благоприятное соотношение в ней белков, углеводов, жиров и минеральных веществ. Самым важным компонентом зерна являются белковые вещества, содержание которых колеблется в пределах от 7 до 20% (1,3,13,40).
Мягкая яровая пшеница используется для выпечки хлеба и хлебных изделий, твердая - для производства макаронных изделий. Особую ценность имеют сорта твердых и сильных сортов пшеницы с высокими пищевыми и хлебопекарными качествами (33,44,51,54).
Пшеницы (род Triticum) относится к семейству злаковых и включает около 30 различных видов (20, 32).
Наиболее распространены два вида яровой пшеницы - мягкая и твердая. Мягкая пшеница обладает высокой пластичностью, поэтому ее возделывают в суровых климатических условиях РФ (крайне засушливые условия, низкие температуры). Она имеет наибольшее количество экологических типов и селекционных сортов ( 33, 36).
Программа исследований и схема полевого эксперимента
В основу рабочей гипотезы получения стабильных урожаев зерна яровой пшеницы положен учет биологических особенностей культуры, норм ее реакции на комплекс природных и регулируемых агротехническими приемами факторов. В соответствии с программой исследований полевой эксперимент преду сматривает изучение условий минерального питания растений (фактор А) и норм высева (фактор В) на динамику роста, развития и формирования урожая зерна пшеницы с. Саратовская 46. Схемой опыта по уровню минерального питания (фактор А) были предусмотрены четыре варианта (рис. 2.1): Вариант 1 - внесение N3oPoKo на планируемую урожайность 1,5 т/га зерна пшеницы; Вариант 2 - внесение N50P20K20 - для формирования планируемой урожайности 2,0 т/га зерна пшеницы; Вариант 3 - внесение N70P40K45 Для формирования планируемой урожайности 2,5 т/га зерна пшеницы; Вариант 4 - внесение N90P60K70 - для формирования планируемой урожайно сти 3,0 т/га зерна пшеницы. / Схема опытов по изучению норм высева семян г утй(фактор В) включала следующие варианты: Вариант 1 - норма высева семян 3,0 млн.шт/га. Вариант 2 - норма высева семян 3,5 млн.шт/га. Вариант 3 - норма высева семян 4,0 млн.шт/га. Вариант 4 - норма высева семян 4,5 млн.шт/га. Вариант 5 - норма высева семян 5,0 млн.шт/га. На всех вариантах опыта рельеф, почвенные и гидрологические условия были идентичными. Требования репрезентативности, однородности почвенного покрова и истории опытных участков были соблюдены в соответствии с методикой [45].
Общая площадь опытного участка 4 га, площадь одной повторности 1 га. По площади земельного участка опыт закладывался методом расщепленных делянок. Форма и направление делянок, а также размеры защитных полос принимались в соответствии с требованиями общепринятых методик [99].
В течение всего периода эксперимента на всех вариантах опыта проводились следующие наблюдения:
1. Метеорологические наблюдения проводились непосредственно на опытном участке, а также пользовались данными метеостанции «Малые Дербеты».
Осадки регистрировались полевым дождемером М-99, установленным на высоте 1,5 м от поверхности почвы. Влажность воздуха контролировалась суточным волосным гигрографом. Температуру воздуха измеряли максимальным ртутным термометром, позволяющим регистрировать максимальную температуру за период, а так же контролировали термографом. Температура почвы определялась термометрами Савинова.
Скорость и направление ветра регистрировали при помощи флюгера, средняя скорость ветра определялась ручным чашечным анемометром МС-13. 2. Образцы для агрохимического анализа почв опытного участка отбирались послойно через 0,1 м до глубины 1,0 и и далее через 0,2 м до глубины 1,6 м. Повторность десятикратная [8]. Анализ образцов проводился в лабораторных условиях: гумус по методу Тюрина И.В. в модификации Симакова В.И., фосфор и калий по Мачигину Б.П., содержание азота в почве определялось по методу Тюрина И.В. - Кононовой Н.М. Реакция почвенного раствора - колориметрическим способом, наличие карбонатов в почве определялось путем титрования водной вытяжки серной кислоты в присутствии фенолфталеина. Определение емкости поглощающего комплекса почвы проводилось по методу Захарчука П.В., содержание поглощенного натрия - по методу Антипова-Каратаева И.Н. и Мамаевой А.Я.
3. Расчет доз внесения минеральных удобрений проводился по общепринятой методике [100, 101]. При расчете учитывались нормативные выносы элементов питания с урожаем, обеспеченность почв подвижными формами азота, фосфора и калия и коэффициенты использования питательных веществ из почвы и удобрений.
4. Фенологические наблюдения проводили на всех вариантах опыта и повторениях на специально выделенных учетных растениях. За начало фазы принимался день, когда в данную фазу вступало не менее 10% растений, массовое наступление, когда она установлена у 75% растений на делянке [83].
5. Учет густоты стояния растений на посевах проводили по основным фазам вегетации яровой пшеницы. Определение числа растений на делянках проводили с использованием специально закрепленных площадок по 0,25 м в четырехкратной повторности [99].
6. Засоренность определяли в массе сорняков к биомассе культуры в четырехкратной повторности [99].
7. Фотосинтетическая деятельность пшеницы в посевах изучалась по общепринятой методике [110, 111, 112]:
Прирост сырой и сухой биомассы определяли по средней пробе с каждой делянки отдельно. Систематически отбирали и взвешивали растительную массу 100 модельных растений с разделением на листья и стебли. Площадь листьев определяли методом высечек, для чего использовали образцы обработанные при учете динамики нарастания сырой биомассы.
Особенности фотосинтеза яровой пшеницы при возделывании в рисовых севооборотах
Фотосинтез является уникальной способностью зеленых растений создавать органическое вещество из углекислого газа атмосферы и поглощенного из почвы раствора, ассимилируя для этого солнечную энергию. При этом около 48 % падающей на ассимилирующие органы растений солнечной энергии пропускается ими, 20 % отражается, 30 % превращается в тепло и расходуется на транс-пирацию, а в химическую энергию переходит лишь несколько процентов. Поэтому основной задачей современных теоретических и экспериментальных исследований является повышение процента использования полезной солнечной энергии.
Основными, легко управляемыми факторами воздействия на фотосинтетическую деятельность посевов сельскохозяйственных культур являются минеральное питание и водный режим. Особенности водного режима яровой пшеницы при возделывании в рисовых севооборотах с использованием остаточной в почве влаги, определяют необходимость проведения экспериментальных исследований, направленных на повышение фотосинтетической активности посева путем определения целесообразных доз внесения минеральных удобрений и норм высева.
Основным ассимиляционным органом яровой пшеницы являются листья. Площадь листьев определяли весовым методом. Особое внимание обращалось на взятие средних проб. Для этого каждый раз предварительно обследовали делянки, измеряли высоту растений, число листьев, и на основании данных признаков выявили по 100 растений, наиболее типичных для каждого варианта. Пробы брали с 50 растений, остальные 50 оставляли для очередного отбора проб. Очередные пробы брали с этих 50 растений, одновременно обследовали делянки, отмечая еще по 50 растений, сходных с теми, которые в тот момеит брались для определения.
Согласно опытном данным, густота посева и уровень минерального питания, при возделывании яровой пшеницы в чеках после риса, оказывают существенное влияние на величину площади листового аппарата (табл. 3.1).
С повышением плотности посева пшеницы площадь листьев на одно растение уменьшается, но в расчете на единицу площади посева изменяется неоднозначно.
При внесении наименьшей в эксперименте дозы минеральных удобрений, N30P0K0, максимальная за вегетационный период площадь листьев, 25,7 тыс. м /га, формировалась при посеве 3,0 млн.сем./га. С увеличением плотности посева пшеницы площадь листьев последовательно снижалась: при посеве 3,5 млн.сем./га - на 3,6 %, при посеве 4,0 млн.сем./га - на 1,9 тыс. м /га или 7,5 %, при посеве 4,5 млн.сем./га - на 10,2 %, 5,0 млн.сем./га - на 3,1 тыс. м /га или 12,0 %. Снижение площади листового аппарата пшеницы на 0,9 тыс.м /га на участках сочетания наименьшей дозы минеральных удобрений N3oPoKo с плотностью посева 3,5 млн.сем./га статистически несущественно (HCPos = 1Д тыс. м /га). Увеличение плотности посева пшеницы в большей степени снижает максимальную за вегетацию площадь листового аппарата статистически значимо, а между ближайшими по параметрам регулирования вариантами эксперимента — несущественно.
При внесении минеральных удобрений дозой N50P20K20 увеличение плотности посева пшеницы не обеспечивало значимого изменения максимальной площади листьев. При сочетании дозы минеральных удобрений N50P20K-20 с посевом 3,0 млн.семУга средняя за годы исследований площадь листьев составила 25,8 тыс. м2/га. Увеличение плотности посева изменяло площадь ассимили-рующего аппарата в пределах +0,5 - -0,2 тыс. м /га.
Повышение доз внесения минеральных удобрений смещало точку формирования максимальной площади листьев в сторону большей плотности посева пшеницы. Сочетание N70P40K45 с плотностью посева пшеницы 3,0 млн.сем./га обеспечивало формирование 26,4 тыс. м2/га площади ассимилирующего аппа-рата, а при увеличении плотности посева площадь листьев возрастала на 4,6-15,8 %. Увеличение площади листьев на всех вариантах статистически значимо, а в наибольшей степени, на 4,2 тыс.м /га, площадь листьев возрастала при посеве плотности посева 5,0 млн.сем./га. Наибольшая площадь листовой поверхности, 32,1 тыс. м2/га, формировалась при сочетании дозы внесения минеральных удобрений N90P60K70 с плотности посева пшеницы 4,0 млн.сем./га. Различия в численных значениях площади ли стьев пшеницы при посеве 4,0, 4,5, и 5,0 млн.сем./га статистически незначимы. Таким образом, при увеличении доз минеральных удобрений наибольшие значения площади листьев пшеницы формировались на участках с повышенными нормами посева. В свою очередь, повышение плотности посева пшеницы, увеличивало эффект внесения удобрений увеличивающимися дозами.
При посеве 3,0 млн.сем./га с увеличением доз внесения минеральных удобрений площадь листьев возрастала на 0,5-5,1 %. Статистически значимое по-вышение площади листьев (на 1,3 тыс. м /га) отмечено при внесении наибольшей дозы минеральных удобрений, N90P60K70, в сравнении с участками, где доза минеральных удобрений не превышала N3oPoKo щ
При посеве 3,5 и более млн.сем./га площадь листьев с увеличением доз внесения минеральных удобрений возрастала существенно на всех вариантах опыта. При посеве 3,5 млн.сем./га по фактору пищевого режима почвы площадь листьев пшеницы возрастала на 4,8-17,2 %, при посеве 4,0 млн.сем./га - на 10,6-35,3 %, 4,5 млн.сем./га - на 12,8-37,6 %, 5,0 млн.сем./га - на 3,0-8,5 тыс.м2/га.
Особенности суммарного водопотребления яровой пшеницы в рисовом севообороте
Вода в развитии растений играет исключительную роль. Она в решающей степени влияет на все жизненные процессы. Отток влаги вызывает снижение способности клетки к обмену веществ, вплоть до полной его остановки. Сильное обезвоживание плазмы, особенно в течение длительного времени, ведет к значительным повреждениям и может стать причиной гибели организма.
Листовой аппарат сельскохозяйственных растений окружен атмосферой, как правило, не насыщенной влагой, поэтому со всей поверхности листьев, через устьица, постоянно испаряется вода. Этот транспирационныи ток поддерживает приток воды, минеральных веществ и некоторых органических соединений, синтезируемых корнями. Продуктивность в значительной мере определяется уравновешенностью водного баланса, причем важно учитывать, что границы его генетически закреплены.
Суммарный расход воды на испарение с поверхности почвы и транспирацию называется суммарным водопотреблением или эвапотранспирацией. Этот термин применяется широко, потому что в практике земледелия чистая потеря водяного пара имеет важнейшее значение. Общая потеря водяного пара не может быть точно распределена между испарением и транспирацией, поскольку эти два процесса протекаю одновременно и взаимосвязано. Тем не менее, научный и производственный опыт [40, 107] свидетельствует, что оба процесса важны и их относительное значение зависит от комплекса условий.
Соотношения почвенной влаги и водного режима растений яровой пшеницы в рисовых севооборотах имеет специфические особенности. В связи с этим, изучение закономерностей водопотребления является необходимым условием планирования и формирования высоких урожаев зерна этой культуры.
В наших исследованиях суммарное водопотребление яровой пшеницы варьировало в широких пределах, от 2270 до 3250 м3/га (табл. 4.1). Существенное влияние на величину суммарного водопотребления оказывали метеорологические условия, реально складывающиеся в течение вегетационного периода лет исследований.
На участках, где минеральные удобрения вносили наименьшей в эксперименте дозой, N30P0K0, рассчитанной на формирование 1,5 т/га зерна пшеницы, величина суммарного водопотребления в 2002 году составила 2270-2350 м3/га. В 2003 году этот показатель увеличился до 2840-2940 м /га, и, примерно, на этом же уровне, варьировал в 2004 году, изменяясь при внесении наименьшей дозы удобрений от 2900 до 2970 м3/га. Наибольшая амплитуда изменения численных значений суммарного водопотребления при таком уровне минерального питания составила 630 м /га.
С увеличением доз внесения минеральных удобрений амплитуда варьирования суммарного водопотребления яровой пшеницы снижалась. Этот свидетельствует о существовании положительного эффекта от минеральных удобрений при возделывании пшеницы в условиях недостаточной влагообеспеченности. Так, если при внесении минеральных удобрений наименьшей в эксперименте дозой величина суммарного водопотребления в зависимости от погодных условий в годы проведения исследований изменялась с наибольшей амплитудой 630 м3/га, то при повышении уровня минерального питания до N50P20K20 этот показатель снизился на 20-40 м3/га, а при внесении N90P60K70 величина суммарного водопотребления изменялась от 2600-2720 до 3160-3250 или, максимум, на 520 м /га.
В целом, рассматривая данный показатель по всему опытному массиву, отмечено формирование суммарного водопотребления яровой пшеницы, возделываемой в промежуточных посевах после риса в 2002 году на уровне 2270-2720 м3/га, в 2003 году - на уровне 2840-3220 м3/га, в 2004 году - в пределах 2900-3250 м3/га.
Дисперсионный анализ численного материала, являющегося количественной характеристикой суммарного испарения воды почвой и растениями, показал, что доля влияния метеоусловий в варьируемости эвапотранспирации, рассчитанная по годам исследований составляет 44,3 % (рис. 4.1). Учитывая существенные различия поступления климатических ресурсов в годы проведения исследований, можно утверждать, что данный показатель адекватен достаточно широкому спектру сочетаний метеопараметров в период вегетации культуры в реальные годы.
Анализируя данные на рисунке 4.1, можно сделать вывод о наличии преимущественного влияния на величину суммарного водопотребления яровой пшеницы, возделываемой с использованием остаточных после риса влаги, таких факторов, как уровень минерального питания и густота (плотность) посева растений. Суммарная доля участия этих факторов в формировании дисперсии суммарного водопотребления яровой пшеницы составляет 55,4 %. Большее влияние, 36,2 %, на величину суммарного водопотребления в опыте оказывало изменение уровня минерального питания за счет направленного варьирования доз внесения удобрений.
На участках, где минеральные удобрения вносили наименьшей в эксперименте дозой, N30P0K0, средняя за годы исследований величина суммарного во-допотребления пшеницы находилась в пределах 2670-2753 м /га.
Повышение уровня минерального питания на участках, где минеральные удобрения вносили дозой N50P20K20, активизировало процессы роста, накопления биологической массы, и, как следствие, водопотребление. При разной густоте посева на участках с таким уровнем минерального питания в среднем за годы исследований расходовалось от 2810 до 2890 м /га воды на транспирацию растений и испарение с почвы. Это на 130-140 м /га больше в сравнении с величиной эвапотранспирации в посевах яровой пшеницы при внесении N3oPoKo или на 4,7-5,2 % в долевом выражении.
На участках, где минеральные удобрения вносили дозой N70P40K45, рассчитанной на получение 2,5 т/га зерна яровой пшеницы, численные значения суммарного водопотребления изменялись в среднем за годы исследований от 2897 до 2997 м3/га, что на 8,0-8,8 % больше, если сравнивать с величиной суммарного испарения влаги посевами при внесении наименьшей в эксперименте дозы минеральных удобрений. Отмечено, что амплитуда варьирования суммарного водопотребления в разные по обеспеченности климатическими ресурсами годы исследований при таком уровне минерального питания снизилась до 560-610 м /га, что обеспечило формирование эвапотранспирации на уровне 2510-3210 м3/га.
Похожие диссертации на Совершенствование технологии возделывания яровой пшеницы в рисовых севооборотах
