Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Яровая тритикале – происхождение, значение, биология, особенности технологии возделывания .9
1.1 Значение и происхождение тритикале .11
1.2 Урожайность и посевные площади тритикале в России 17
1.3 Влияние азотных удобрений на формирование урожая яровой тритикале 22
1.4 Применение регуляторов роста в посевах яровой тритикале 39
Глава 2. Условия, объекты и методы исследований 47
2.1 Место и условия проведения опыта .47
2.2 Агрометеорологические особенности в годы исследований .50
2.3 Схема опыта и методика проведения исследований .54
2.4 Описание выбранных сортов яровой тритикале 57
2.4.1 Яровая тритикале (Тriticosecale Wittmack), сорт Тимирязевская .57
2.4.2 Яровая тритикале (Тriticosecale Wittmack), сорт Кармен 57
2.4.3 Яровая тритикале (Тriticosecale Wittmack), сорт Укро 58
Глава 3. Особенности роста и развития сортов яровой тритикале в зависимости от применение азотных удобрений .60
3.1 Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений яровой Тритикале 60
3.2 Влажность почвы 62
3.3 Динамика линейного роста растений яровой тритикале 65
3.4 Полевая всхожесть .68
3.5 Фотосинтетическая деятельность посевов яровой тритикале 73
3.5.1 Динамика листовой поверхности яровой тритикале .73
3.5.2 Динамика накопления сухого вещества растениями яровой тритикале 78
3.5.3 Фотосинтетический потенциал посевов яровой тритикале 85
3.5.4 Чистая продуктивность посева яровой тритикале .90
3.6 Урожай и его структура 92
3.6.1 Урожайность яровой тритикале в зависимости от применения азотных удобрений 92
3.6.2 Анализ структуры урожая 99
3.7 Качество зерна яровой тритикале в зависимости от применения азотных удобрений 103
Глава 4. Особенности роста и развития яровой тритикале при применении регулятора роста Рэгги 107
4.1 Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений яровой тритикале .109
4.2 Динамика линейного роста растений яровой тритикале .110
4.3 Урожайность яровой тритикале при применении регулятора роста Рэгги 112
4.4 Качество зерна яровой тритикале в зависимости от применения регулятора роста Рэгги .115
Глава 5. Экономическая эффективность применения удобрений и регулятора роста Рэгги на яровой тритикале в условиях ЦРНЗ 120
Заключение 130
Список литературы 133
Приложения 162
- Урожайность и посевные площади тритикале в России
- Динамика линейного роста растений яровой тритикале
- Урожайность яровой тритикале в зависимости от применения азотных удобрений
- Экономическая эффективность применения удобрений и регулятора роста Рэгги на яровой тритикале в условиях ЦРНЗ
Урожайность и посевные площади тритикале в России
Несмотря на очень короткое историческое развитие тритикале, сорта, допущенные к использованию, имеют высокую адаптацию к различным климатическим условиям (Горянина Т. А., 2016), а также обладают большой продуктивностью с требуемым качеством, отвечающим пищевым требованиям как для человека, так и для животных.
Особое внимание следует уделить тритикале, поскольку ее урожайность и питательная ценность во всем мире превышает ее родителей, а также обладает высокой устойчивостью к болезням и неблагоприятным условиям больше, чем пшеница и рожь (Мартьянова А. И., 2000; Никифоров О. А., 2002; Касынкина О. М., 2003; Крючков А. Г., Сандакова Г. Н., 2003; Ахметов М. Г., Пономарев Н. А., Пономарева М. Л., и др., 2007;; Кутровский В. Н., 2011; Гриб С. И., Буштевич В. Н., Булавина Т. М. и др., 2010).
Повышенный интерес к использованию тритикале в кормопроизводстве проявляет большое количество исследователей (Шулындин А. Ф., 1981; Шевченко В. Е., Карпачев В. В Лобанова Е. А., 1982; Черкашин А., 1987; Леонтьев С. И., 1989; Тимофеев В. Б., 1990; Швыдкий В. В., 1992; Кайдалов А. Ф., Грабовец А. И., Солоненко В. А., 2000; Гриб С. И., Булавина Т. М., Беритевич В. Н., и др., 2002; Казарин В.Ф., 2003;) по причине ее высокого содержания белка с лучшим аминокислотным составом по сравнению с другими культурами, где тритикале превосходит пшеницу и рожь на 1,5-4% соответственно. Тритикале также имеет зеленую массу, которая является не только желательным кормом для скота, но и имеет большое значение для приготовления сенажа, травяной муки, травяных брикетов, гранул и весеннего силоса (Инновационные сорта и технологии возделывания ярового тритикале, 2017; Тысленко А. М., 2017).
Наравне с большой урожайностью и кормовой питательностью зерна ярового тритикале определенное внимание в современных условиях производства представляет также условная позднеспелость данной культуры. При оптимально преждевременных сроках сева яровая тритикале созревает на 5-15 суток позже других яровых зерновых. Это предоставляет возможность уменьшить напряжение уборочных работ и сократить потери урожая от осыпания, которые составляют за неделю при перестое хлебов в августе 1,2 ц/га, а в сентябре – 1,9 ц/га. Несмотря на это, площадь возделывания тритикале несопоставима с другими видами зерновых культур в Российской Федерации, однако, предпринимаются усилия повысить возделывание тритикале, так как климатические и экологические условия, а также характеристики тритикале благоприятны для возделывания в северных регионах государства (Горянина Т. А., 2017). Процесс развития и увеличения посевной площади тритикале в России идет довольно медленно из-за трудностей в уборке. Большие проблемы в технологии возделывания тритикале возникают в результате полегания растений, поэтому у многих фермеров нет особого желания заниматься выращиванием этой культуры (Гатаулина Г.Г., Долгодворов В.Е., Бугаев П.Д., 2016). Для устранения полегания В. И. Кочурко (2008) предлагает использовать ретардант хлоркатехин 460 BASF (в фазе кущения – 2 кг/га), позволяющий увеличить диаметр стебля и толщину стенки соломы.
Согласно многолетним исследованиям, яровая тритикале считается одной из наиболее устойчивых культур к неблагоприятным условиям и не требует плодородных почв для получения высоких урожаев (Гриб С. И., 2003; Скатова С. Е., Васильев В. В., 2011; Скатова С. Е., Беспалова Л. А., Ковтуненко В. Я. и др., 2016).
По данным Росстата в настоящее время тритикале в России занимает небольшие площади по сравнению с другими зерновыми культурами. Площадь посева ее составила в 2018 году 154 тыс.га или 0,19% от всей посевной площади, или 0,33% от площади посева зерновых и зернобобовых культур в 2015 году Белгородская область стала первой в России по посевным площадям тритикале, где на ее территории было выращено около 14,2% всей тритикале в стране – 35,6 тыс. га. На втором месте оказалась Волгоградская область с долей 8,9% выше, чем Республика Башкортостан, которая заняла третье место с долей 8,3% от всей посевной площади. В то же время Ростовская область, Воронежская область, Псковская область, Курская область, Республика Татарстан, Владимирская область и Брянская область соответственно были крупнейшими по посевным площадям тритикале (Тысленко А. М., 2017).
В мировом рейтинге по производству тритикале Россия отсутствует и не занимает достойного места в этом рейтинге. По данным FAOSTAT Польша занимает первое место в мире с производством более 5,2 млн тонн тритикале, что составляет 31% мирового производства. Кроме того, важно отметить, что Германия произвела 2,97 млн. тонн тритикале, Беларусь – 2,07 млн. тонн и Франция – 2,02 млн. тонн тритикале (Обзор рынка тритикале в России, 2017).
По данным Росстата в 2016 году в России было произведено 624 тыс. тонн тритикале, что выше на 10,5% по сравнению с производством 2015 года, но ниже на 4,8%, чем в 2014 году. Средняя урожайность тритикале в 2016 году в среднем составила 27,8 центнера с гектара, что выше на 4,7 ц/га по сравнению с урожайностью тритикале в 2015 году (Тесленко А. М., Лукин С. М., Русакова И. В. и др., 2017).
Отмечено, что урожайность тритикале в России в течение 2009-2016 гг. сильно колебалась в зависимости от многих факторов, основным из которых является глобальное изменение климата. В 2009 году средняя урожайность тритикале составила 27,2 центнера с гектара, но в 2010 году урожайность значительно снизилась до 9,6 центнера с гектара по сравнению с 2009 годом. В последующие годы колебания урожайности сохранялись вплоть до 2016 года, где была зафиксирована самая высокая средняя урожайность тритикале за последнее десятилетие и составила 27,8 ц/га. Средняя урожайность в среднем за 2010-2014 годы в России составила 22,5 ц/га, однако это меньше на 48,9 ц/га, чем в Бельгии. Урожайность тритикале в России расценивается как низкая, поскольку урожайность тритикале в ряде европейских стран в 2-3 раза превышает урожайность тритикале в Российской Федерации. Средняя урожайность в таких странах как Германия, Швейцария, Нидерланды и Люксембург колеблется от 54,7 до 61 ц/га (Тысленко А. М., 2017). По данным Росстата, посевные площади тритикале в России составили 153,8 тыс. га. Также данные Росстата 2018 года свидетельствуют о снижении посевных площадей тритикале по сравнению с 2017 годом на 12,0% (20,9 тыс. га). (https://ab-centre.ru/news/posevnye-ploschadi-valovye-sbory-i-urozhaynostritikale-v-rossii-itogi-2018-goda). Следует отметить, что Республика Башкортостан заняла первое место в рейтинге регионов по площади тритикале, где посевные площади составили 15,6 тыс. га, что означает рост на 0,4% по сравнению с 2017 годом. Белгородская область занимает второе место по посевным площадям тритикале – 14,3 тыс. га, что составляет 9,3% от общей площади.
Повышение устойчивости растений к стрессовым климатическим и агроэкологическим условиям, приводит к появлению возможности регулирования продуктивности растений на фоне водного дефицита, неблагоприятных температур, повышенной кислотности, засоления или загрязнения почвы (Зинковская Т. С., 2005; Блинков Е. А., 2010; Тихонович И. А., Завалин А. А., Благовещенская Г. Г. и др., 2011).
Известно, что увеличение урожайности на 30-70% зависит от использования различных сортов, адаптированных к климатическим и экологическим условиям (Жученко А. А., 2009). Именно с помощью сортов можно воспользоваться благоприятными условиями и противостоять неблагоприятным условиям для обеспечения наилучшего количества и качества урожая (Жученко А. А., 1980). В последние годы посевные площади тритикале в России увеличились, но урожайность все еще недостаточно высока из-за отсутствия способности тритикале проявлять свой генетический потенциал в результате нарушений агротехнических приемов ее возделывания в конкретных регионах (Тысленко А. М., Скатова С. Е. 2015).
По словам Плескачева Ю. Н., озимая тритикале имеет более высокую урожайность и меньше страдает от неблагоприятных условий в течение вегетационного периода. Он также отметил, что тритикале позволяет стабилизировать производство зерна в регионах рискованного земледелия по сравнению с другими культурами (Плескачев Ю. Н. Диканев Г. П., Балакшина В. И., 2004).
Таким образом, совершенствование элементов технологии возделывания этой культуры в России и способов увеличения посевных площадей являются важными факторами в развитии тритикале. Следует предпринять усилия по изучению воздействия различных агротехнических приемов, особенно азотных удобрений, на элементы продуктивности, величину урожая и его качество.
Динамика линейного роста растений яровой тритикале
Высота растений, в первую очередь, характеризуется повышением линейных размеров вегетативных и генеративных частей стебля. Высота растений включает: количество узлов и междоузлий на стебле, суммарный объем абсолютно всех междоузлий, в том числе и длину метелки. Высота растений является сортовым признаком и значительно зависит от погодных условий и агротехнических приемов, особенно от дозы азотных удобрений. Азот в значительной мере оказывает влияние на рост вегетативной массы растений, а значит и влияет на высоту растений.
В наших исследования была отмечена высокая отзывчивость всех сортов яровой тритикале на внесение азотных удобрений. При этом с увеличением дозы азота пропорционально увеличивалась и высота растений. Максимальная высота растений была зафиксирована у всех сортов при внесении 150 кг/га азота. У сортообразца Тимирязевская в среднем за три года в фазу молочной спелости высота растений на варианте без азотных удобрений составила 83,1 см и 101,5 см при внесении N150. При внесении азотных удобрений различия по высоте с контрольным вариантом достигали 11-22%, но высота растений не превышала 101,5 см, что является важным показателем устойчивости растений к полеганию.
Высота растений яровой тритикале сортов Кармен и Укро в меньшей степени зависела от дозы азотных удобрений, при этом сорт Кармен отличался более низкими показателями высоты стебля, чем сорт Укро. Высота стебля сорта Кармен изменялась в зависимости от доз азотных удобрений от 100,2 до 113,1 см, что выше чем на контроле на 1,7-12,9%. Высота растений сорта Укро в среднем за три года составила 101,5-115,5 см, что выше чем на контроле на 5,6-13,8%. Большая высота растений яровой тритикале сортов Кармен и Укро по сравнению с сортообразцом Тимирязевская говорит о меньшей устойчивости этих сортов к полеганию.
Важно отметить, что сортообразец яровой тритикале Тимирязевская отличается более интенсивным стартовым ростом, чем сорта Кармен и Укро. Так высота растений сортообразца яровой тритикале Тимирязевская в фазу выхода в трубку составила в среднем 35,8 см, а сорта Кармен – 30,8см и сорта Укро – 33,7 см.
Такая закономерность позволяет данному сортообразцу быстрее сформировать вегетативную массу и уйти от весенней засухи.
Однако более интенсивным ростом отличались сорта Кармен и Укро, к фазе колошения высота растений этих сортов достигала соответственно 93,0-101,3 см, что выше чем у сортообразца Тимирязевская на 5,1 и 13,4 см (табл. 6).
Следует отметить, что дробное применение азотных удобрений не приводило к увеличению длины стебля яровой тритикале всех сортов. Высота растений всех сортов при разовом внесении удобрений в дозах 120 и 150 кг/га была выше на 1,0-3,2 см, чем при дробном применении азота. Этот факт следует учитывать при возделывании тритикале на зеленый корм, так как увеличение затрат на дробное внесение азотных удобрений может не компенсироваться дополнительным урожаем.
Урожайность яровой тритикале в зависимости от применения азотных удобрений
В формировании урожая зерновых культур на дерново-подзолистых почвах важную роль играют минеральные макро- и микроудобрения, сорта, защита растений от сорняков, вредителей и болезней и др.
Как показывают данные, полученные нами за три года исследований, наиболее существенное влияние на урожайность ярового тритикале оказывали азотные удобрения, сорта и погодные условия вегетационного периода (табл. 14).
Так в условиях недостатка влаги в 2016 году у сортообразца яровой тритикале Тимирязевская и сорта Кармен был получен наименьший урожай зерна по сравнению с 2017 и 2018 годами и составил у сортообразца Тимирязевская в среднем по вариантам опыта 4,30 т/га, у сорта Кармен – 3,97 т/га, тогда как у сорта Укро, наоборот, был получен наибольший урожай зерна и составил в среднем 5,01 т/га. При достаточном влагообеспечении урожайность сортообразца Тимирязевская и сорта Кармен повышалась и составила в среднем в 2017 году соответственно 4,80 и 4,82 т/га, в 2018 году – 5,51 и 4,82 т/га. У сорта Укро урожайность в 2017 и 2018 годах была ниже, чем в 2016 году на 1,09 и 0,62 т/га и составила соответственно 3,92 и 4,39 т/га. В среднем за 3 года наиболее урожайным оказался сортообразец яровой тритикале Тимирязевская, где средняя урожайность его превышала урожайность сорта Кармен на 0,34 т/га и сорта Укро – на 0,62 т/га.
Азотные удобрения оказали более существенное влияние на урожайность яровой тритикале. Прибавка урожая от применения азотных удобрений у сортообразца Тимирязевская составила в среднем 39,5%, у сорта Кармен – 31,0 % и сорта Укро – 20,3%.
Наибольший урожай зерна яровой тритикале Тимирязевская получен в среднем за 3 года при внесении 120 кг/га азота (5,53 т/га), прибавка урожая при этом составила 58,5%. Увеличение дозы азота до 150 кг/га не приводило к увеличению урожая зерна яровой тритикале Тимирязевская, прибавка урожая составила 56,2%. Дробное применение азота в дозе N90+N30 и N90+N60 способствовало получению прибавки урожая 50,7 и 49,9%, однако эта прибавка была ниже, чем при разовом внесении 120 и 150 кг/га азота под предпосевную культивацию (рис. 23).
Урожайность сорта Кармен также значительно зависела от уровня азотного питания. Наибольший урожай зерна получен при внесении 150 кг/га азота и составил в среднем за 3 года 5,19 т/га. прибавка урожая достигла 50,0% (табл. 15, 16). Дробное применение азотных удобрений не оказало существенного влияния на величину урожая зерна тритикале Кармен. Пари внесении азота в дозе N90+N60 прибавка урожая составила 35,3%. Вместе с тем, при разовом внесении азота в дозе 120 кг/га прибавка урожая была ниже, при дробном применении азота в дозе N90+N30 кг/га на 15,0% (рис. 24) .
Наибольшая урожайность зерна у сорта Укро была получена при дробном применении азота в дозе N90+N30 кг/га и составила 5,05 т/га. Однако при внесении азота в дозе 150 кг/га получен практически такой же урожай – 5,03 т/га, что говорит о слабой реакции сорта Укро на дробное применение азотных удобрений (табл. 15).
Современная ситуация в сельском хозяйстве заставляет искать пути непроизводительных потерь минеральных удобрений, способствующих загрязнению окружающей среды.
Поэтому нами был проведен расчет по определению окупаемости азотных удобрений. Анализ результатов показал, что окупаемость азотных удобрений высокая лишь при внесении небольшой дозы азотных удобрений, 30-60 кг/га. Дальнейшее увеличение дозы азотных удобрений ведет к непроизводительным потерям азота, при котором снижается производство зерна на единицу внесенного азота.
Так у сортообразца яровой тритикале Тимирязевская наибольшая окупаемость зерна достигнута при внесении 60 кг/га азота и составила 24,3 кг зерна на 1 кг азота. При внесении 90 кг/га азота окупаемость снижалась до 16,7 кг зерна на 1 кг азота, а при внесении 120 и 150 кг/га она снижалась соответственно до 17,0 и 13,1 кг зерна на 1 кг азота. Однако общий уровень урожая при увеличении дозы азота возрастал и наибольший он отмечен при внесении N120 кг/га под культивацию, где составил 5,53 т/га. Прибавка урожая достигла 58,5%. При дробном внесении азота окупаемость его снижалась и при внесении N90+N30 и N90+N60 кг/га она составила соответственно у ярового тритикале Тимирязевская 14,8 и 11,6 кг зерна на 1 кг азота. У сортов Кармен и Укро наибольшая окупаемость азота отмечена при внесении 30 кг/га азота и составила соответственно 24,7 и 18,0 кг зерна на 1 кг азота. Увеличение дозы азота приводило к снижению окупаемости азотных удобрений. При этом наименьшая она отмечена при внесении N90+N60 кг/га и составила у сорта Кармен 8,1 кг, а у сорта Укро – 4,2 кг зерна на 1 кг азота.
Экономическая эффективность применения удобрений и регулятора роста Рэгги на яровой тритикале в условиях ЦРНЗ
В новых обстоятельствах хозяйствования и рыночных взаимоотношений весьма значимым считается установление экономической эффективности разных хозяйственных мероприятий, исполняемых в ходе интенсификации аграрного производства. В растениеводстве, к количеству подобных мероприятий причисляют результативность разных строений семенных площадей, новейших видов сельскохозяйственных культур, современных технологий, а также единичных агротехнических событий (методов обрабатывания, посева, уборки урожая и т. д.).
Экономическая эффективность аграрного производства - непростая финансовая категория, отражающая одну из основных сторон производства -продуктивность.
Исследование фактической окупаемости, оплаты и экономической эффективности использования удобрений и гербицидов дает возможность обнаружить запасы их увеличения в обстоятельствах аграрного изготовления на различных уровнях управления: хозяйство, область, регион.
Экономическая эффективность аграрного производства означает в самом общем виде эффективность производственного процесса, соответствие между достигнутыми итогами и расходами живого и овеществлённого труда, отражающими в свою очередь степень совершенства производственных ресурсов и результативность их применения.
Для экономической оценки разных агрономических методов допускается применять следующие характеристики:
- Урожайность сельскохозяйственных культур с 1 га в натуральном и стоимостном выражении. Стоимость урожая формируется согласно средне сложившимся расценкам реализации на продукцию урожая соответствующего года.
1 Производственные расходы в расчете на 1 га, которые формируются на основании научно-технологических карт возделывания сельскохозяйственных культур;
Себестоимость 1 ц продукта – это расходы на изготовление единицы продукции. Она рассчитывается как отношение производственных расходов (оплата труда с начислениями на общественное страхование; стоимость расходуемых горюче-смазочных материалов, зёрен, удобрений, средств защиты растений, электричества; сумма амортизации и расходов на восстановление, промышленное обслуживание и сохранение основных средств; расходы на обслуживание автомобильного транспорта и прочие накладные затраты) на количество произведенной продукции. При расчете себестоимости главной и второстепенной продукции по зерновым культурам производственные расходы разделяются на главную и второстепенную продукцию последующим способом: 90% – на зерно и 10% – на солому. Относительно чистая прибыль – это разница между ценой продукта и расходами на ее изготовление;
Уровень рентабельности – характеризуется отношением прибыли к палной себестоимости продукции и вырожается в працентах;
Окупаемость добавочных расходов. Этот коэффициент обусловливается как отношение вспомогательного относительно чистого заработка либо цены добавочной продукции к вспомогательным производственным расходам. Уровень финансовой производительности может дать представление о том, какой стоимостью тех или иных ресурсов (расходов) добьются финансового результата (итог).
Для определения главных экономических показателей была составлена научно- технологическая карта яровой тритикале. Расчет расходов выполняется с поддержкой научно- технологических карт, в соответствии с методическим предписанием кафедры организации и предпринимательства в АПК РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева.
Применение в производстве новейших технологий, удобрений, сортов, реализация других мероприятий, которые обеспечивают увеличение урожайности сельскохозяйственных культур и качества продукта, потребует, в основной массе случаев, дополнительных расходов труда, материально-валютных средств, использования новейших технологий, или наибольшего числа технических средств, усовершенствования профессионального состава экспертов, исполнителей и пр., что порождает потребность экономической оценки мероприятия и его организационного обоснования. При анализе использовались средние цены на 2016-2018 г.:
- аммиачная селитра - 14000 руб/т;
- яровая тритикале - 8000 руб/т;
Экономическая эффективность применения азотных удобрений при возделывании яровой тритикале определяется увеличением урожайности относительно контроля и снижением материально-денежных затрат на единицу продукции. Для сравнения экономической эффективности по вариантам была рассчитана окупаемость дополнительных вложений связанных с применением удобрений.
Данные таблицы 24-26 показывают, что что наибольший экономический эффект при производстве яровой тритикале сортообразца Тимирязевская получен при внесении азотных удобрений в дозе N120 кг/га д.в., где прибавка урожая составила 2,04 т/га, самая низкая себестоимость продукции – 4046 руб/т и рентабельность – 97,7 %. На варианте без азотных удобрений себестоимость продукции составила 4267 руб/т с уровнем рентабельности – 87,5%. У сорта яровой тритикале Кармен наиболее выгодной оказалась доза N150, где получена наибольшая прибыль - 17832,2 руб., а рентабельность составила 79,6%. При внесении N120 прибыль уменьшилась на 2995,8 руб./га и уровень рентабельности снизился на 7,3% по сравнению с вариантом N150. У сорта Укро наиболее экономически выгодным оказалось дробное применение азота, где при внесении N90 + N30 отмечена самая высокая прибыль - 17225,1 руб/га и высокий уровень рентабельности - 74,3 %.
Экономическая эффективность применения регулятора роста Рэгги при выращивании тритикале яровой определяется приростом урожая и снижением материально-денежных затрат на единицу продукции (таблица 27, 28, 29), при этом главными экономическими показателями оценки эффективности применения технологических приемов, оказывающих влияние на урожайность исследуемых сортов яровой тритикале, являются себестоимость продукции и уровень рентабельности.