Введение к работе
Актуальность темы. Увеличение объема производства зерна всегда было стратегией развития агропромышленного комплекса и обеспечения продовольственной безопасности страны. В перспективе производство зерна остается одним из основных показателей Доктрины в сфере растениеводства Российской Федерации. Поставлена задача повышение конкурентоспособности отечественной продукции растениеводства на внутреннем и внешнем рынках, доведения валового сбора зерна к 2020 г. до 115 млн. тонн, его интервенционного фонда – до 8,5 млн. тонн, экспортного потенциала зерна – до 30 млн. тонн (Постановление Правительства Российской Федерации…, 2012). Реализация данной задачи возможно в основном за счет повышения урожайности зерновых культур и снижения производственных затрат. Необходимость снижения себестоимости зерна усилилась особенно с вступлением Российской Федерации во Всемирную торговую организацию.
Благодаря универсальности использования и скороспелости ячмень является одной из ведущих зерновых культур в Российской Федерации и в том числе в Нечерноземной зоне. В тоже время потенциал продуктивности ячменя в условиях Нечерноземной зоны реализуется неполностью и урожайность его составляет в зависимости от года всего 0,8-1,6 т/га. Повышение урожайности ячменя возможно использованием научно-обоснованных технологии его возделывания в соответствии с биологическими особенностями растений и природных условий. В целом исследованию биологии и разработке технологии возделывания ячменя было посвящено большое количество научных работ (Борисинок З.Б., 1957; Вареница Е.Т., 1966; Кодане И.М., 1974; Белоусов В.П., 1979; Неттевич Э.Д., 1980; Васильев Д.С.,1985; Пупонин А.И., 1984; Романов Н.В., 1986; Шкурпела В.П., 1990; Беляков И.И., 1990; Фатыхов И.Ш., 2002; Кадыров М.А., 2006; Валяйкина М.В., 2009). В тоже время региональные рекомендации по технологии возделывания ячменя ориентированны на большие вложения невосполнимой энергии, особенно на обработку почвы, и многие элементы их в настоящее время утратили свою актуальность. В связи с вышеизложенным оценка почвенно-климатических ресурсов и разработка энергосберегающих приемов производства зерна ячменя в условиях восточной части Нечерноземной зоны Российской Федерации направлено на решение актуальной проблемы экономики страны.
Цель и задачи исследований. Оценить почвенно-климатические ресурсы восточной части Нечерноземной зоны и разработать энергосберегающие приемы повышения продуктивности ячменя.
В соответствии с целью необходимо было решить следующие задачи:
1. Дать теоретическое обоснование возможной урожайности ярового ячменя по климатическим и почвенным ресурсам восточной части Нечерноземной зоны.
2. Провести сравнительную оценку продуктивности и качества зерна различных сортов ярового ячменя.
3. Изучить влияние пожнивных сидеральных культур на формирования урожая и качество зерна ярового ячменя.
4. Выявить роль предшественников в формировании урожайности и качества зерна ярового ячменя.
5. Установить характер и степень влияния различных систем обработки почвы на ее физические свойства, влагообеспеченность и продуктивность растений ярового ячменя.
6. Провести оценку возможности выращивания озимого ячменя в природных условиях восточной части Нечерноземной зоны.
7. Выявить оптимальные сроки и нормы высева семян озимого ячменя в условиях восточной части Нечерноземной зоны.
8. Провести энергетической и экономической эффективности разработанных приемов производства зерна ярового и озимого ячменя.
Научная новизна. Впервые в условиях восточной части Нечерноземной зоны проведено теоретическое обоснование возможной урожайности ярового ячменя по уровню почвенно-климатических ресурсов и разработаны энергосберегающие приемы формирования посева ярового и озимого ячменя с урожайностью 3,0-3,5 т высококачественного зерна с 1 га.
Выявлено особенности формирования урожая сортов ярового ячменя. Установлено закономерности влияния различных предшественников и пожнивных сидеральных культур на процесс формирования урожая ярового ячменя. Установлено характер и степень влияния энергосберегающих способов обработки почвы на ее физические свойства, влагообеспеченность и продуктивность растений ярового ячменя. Проведена оценка возможности возделывания озимого ячменя в природных условиях восточной части Нечерноземной зоны. Установлены оптимальные сроки посева и нормы высева семян озимого ячменя.
Основные положения, выносимые на защиту:
Агроклиматические ресурсы восточной части Нечерноземной зоны обеспечивают сравнительно высокую зерновую продуктивность ярового ячменя (3,8-5,3 т/га).
Лимитирующим фактором урожайности ярового ячменя в восточной части Нечерноземной зоны выступает низкое естественное плодородие дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой почвы.
Высокую урожайность зерна из изученных сортов ярового ячменя формирует сорт Локомбо (3,1 т/га), который характеризуется высокой устойчивостью к корневой гнили и пыльной головне, имеет достаточно высокое качество зерна. Возделывание данного сорта наиболее энергетически и экономически целесообразно.
На дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой почве эффективным предшественником для ярового ячменя является клевер луговой. Использование клевера лугового в качестве предшественника ярового ячменя повышает биологическую активность почвы, наиболее энергетически и экономически эффективно.
Использование редьки масличной в качестве пожнивной сидеральной культуры при осенней запашке обеспечивает повышение плодородие почвы, урожайности ярового ячменя по сравнению с вариантом без сидеральной культурой (озимая рожь). Наиболее экономически эффективно возделывание ячменя по пожнивной сидеральной культуре редька масличная.
Энергетически и экономически эффективно комбинированная система обработки почвы под яровой ячмень, которая включает осеннюю зяблевую обработку, лущение с последующей отвальной вспашкой и обработку почвы комбинированным агрегатом весной с одновременным посевом семян.
В условиях Волго-Вятской зоны возможно выращивание озимого ячменя и получение урожайности зерна в пределах 3,0 т/га. Озимый ячмень является менее зимостойким, чем другие озимые зерновые культуры. Благодаря усиленному весеннему кущению растений формируется посев с достаточно плотным продуктивным стеблестоем и урожайность на уровне озимой пшеницы и тритикале. По выходу кормопротеиновых единиц и обменной энергии с единицы площади озимый ячмень существенно не уступает озимой ржи и озимой пшенице. Возделывание озимого ячменя по сравнению с другими озимыми зерновыми культурами является более энергетически эффективно.
Оптимальным сроком посева озимого ячменя является конец августа – начало сентября и нормой высева семян – 3,5 млн. шт. на 1 га. Посев озимого ячменя в конце августа – начало сентября с нормой высева 3,5 млн. семян на 1 га обеспечивает наименьшею себестоимость зерна, максимальный баланс энергии и наибольший коэффициент энергетической эффективности.
Практическая значимость. Обоснована возможность формирования урожайности ярового ячменя (3,8-5,3 т/га) по климатическим ресурсам. Разработаны энергосберегающие приемы, обеспечивающие получения стабильно высокой урожайности зерна ячменя (3,0-3,5 т/га) в восточной части Нечерноземной зоны. Практические разработки по технологии возделывания ярового и озимого ячменя вошли в «Система земледелия Республики Марий Эл». Практические разработки в 2011-2013 годы внедрены в Республике Марий Эл на площади 20536 га и получен чистый доход 20 млн. рублей. Материалы исследований включены в рекомендации по технологии возделывания ярового и озимого ячменя и используются при переподготовке и повышении квалификации специалистов сельского хозяйства, в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет» при подготовке агрономов. За разработку и внедрение в производство ресурсосберегающей биологизированной системы земледелия автор удостоен Государственной премии Республики Марий Эл им. В.П. Мосолова.
Апробация работы. Результаты исследований доложены на межрегиональных научно-практических конференциях по проблеме совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства в Марийском государственном университете (Йошкар-Ола, 2004-2011), межрегиональных научно-практических конференциях – по биологизации земледелия (Киров, 2000, 2005, 2007), по вопросам семеноводства и селекции зерновых культур (Ульяновск, 2011), республиканских агрономических конференциях по вопросам выращивания зерновых культур (Йошкар-Ола, 1999, 2001, 2005, 2007, 2010, 2013).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 31 научной работе, в том числе в одной монографии и 12 статьях в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 305 страницах в компьютерном исполнении, состоит из введения, 4 глав, выводов и рекомендаций производству. Содержит 95 таблицы, 7 рисунков и 77 приложений. Библиографический список включает 529 наименований, из них 23 иностранных авторов.
