Введение к работе
Актуальность проблемы. Главной задачей технологии возделывания сельскохозяйственных культур является реализация их потенциальной продуктивности в конкретной почвенно-климатической зоне. Основой решения данной проблемы остается эффективное использование имеющихся ресурсов и внедрение элементов технологии, направленных на повышение урожайности и стабилизацию производства растениеводческой продукции. За последние десять лет снизилась устойчивость зернового производства и возросла его зависимость от различных стихийных факторов. Повсеместно наблюдается тенденция к упрощению технологии возделывания полевых культур, в необходимых объемах не применяются удобрения и средства химизации, происходит деградация пахотных земель. В этой связи снижается не только урожайность, но и качество производимой продукции.
Формирование высокопродуктивных агроценозов яровой пшеницы, ячменя и кукурузы в различных по увлажнению зонах, за счет оптимизации технологических приемов – наиболее эффективный путь повышения их продуктивности.
В степных районах Оренбургской области, необходимо научное обоснование оптимальных норм высева, уровня минерального питания, применения регуляторов роста с учетом сортовых особенностей яровой пшеницы и ячменя, в связи со стремительно изменяющейся экономической ситуацией в аграрном секторе, а также усилением аридности климата.
Важное значение в степной зоне Оренбургского Предуралья имеет рост продуктивности и улучшение кормовых достоинств кукурузы за счет подбора гибридов, оптимизации густоты растений на различных фонах питания, совершенствования приемов ухода за посевами, применения гербицидов, использования регуляторов роста и биогумуса с микроэлементами при обработке семян. Недостаточно данных по эффективности расширенного диапазона доз, сочетаний и соотношения макроэлементов, степени их эффективности при дробном внесении, при использовании различных норм высева семян, а также о воздействии различных агроприемов на качество зерна яровой пшеницы и ячменя.
В связи с этим актуальной проблемой является разработка и оптимизация приемов технологии выращивания яровой пшеницы, ячменя и кукурузы, обеспечивающих рост урожайности, повышение качества продукции, эффективное использование ресурсов влаги и солнечной энергии при значительном сокращении затрат.
Работа выполнена в соответствии с темой научных исследований ФГОУ ВПО «Оренбургского государственного аграрного университета» № 01910006987 «Разработать зональные системы управления плодородием почвы и продуктивностью агроэкосистем в интенсивном экологически сбалансированном земледелии с доведением продуктивности пашни до 25-30 ц кормовых единиц с 1 гектара».
Цель и задачи исследований. Цель работы – разработать приемы технологии выращивания яровой пшеницы, ячменя и кукурузы, в наибольшей степени адаптированные к изменяющимся условиям и обосновать возможный уровень технологического процесса с целью повышения урожайности и качества производимой продукции.
Задачи исследований:
изучить влияние допосевного внесения азота и фосфора на урожайность и качество зерна яровой пшеницы при размещении ее по непаровым предшественникам;
определить зависимость урожайности зерна яровой пшеницы и ячменя от нормы высева, удобрений и регуляторов роста;
установить зависимость фотосинтетической деятельности растений, урожайности и качества продукции от метеорологических факторов и изучаемых приемов технологии возделывания;
изучить водопотребление в посевах изучаемых культур и установить экономически целеобразное сочетание технологических приемов, направленных на эффективное и рациональное использование ресурсов влаги, тепла и солнечной энергии;
определить отзывчивость разных по скороспелости гибридов кукурузы на различные дозы минерального питания, нормы высева, приемы предпосевной обработки почвы, гербициды, азотные подкормки, регуляторы роста и микроэлементы в составе биогумуса;
дать оценку технологическим, хлебопекарным и крупяным качествам зерна яровой пшеницы и ячменя, а также кормовому достоинству кукурузы;
дать энергетическую и экономическую оценки эффективности разработанных приемов технологии выращивания изучаемых культур.
Научная новизна. В результате многолетних исследований дано теоретическое обоснование ресурсосберегающим технологиям возделывания яровой пшеницы, ячменя и кукурузы в различных почвенно-климатических зонах.
Определены процессы роста и развития растений, фотосинтетической деятельности посевов, формирования урожайности и качественных показателей продукции в зависимости от особенностей сортов (гибридов), действия норм высева, уровня минерального питания, средств химизации и агротехнических приемов.
Установлены математические зависимости урожайности изучаемых культур от структурных элементов, доз азота, агротехнических приемов при формировании урожая и качества продукции. Выявлены параметры высокопродуктивных агроценозов яровой пшеницы, ячменя и кукурузы.
Основные положения, выносимые на защиту:
Агрохимическая и экологическая характеристика и оценка пахотного слоя чернозема южного и дерново-подзолистых почв. Содержание тяжелых металлов-экотоксикантов не превышает ПВДУ.
Фотосинтетическая деятельность посевов яровой пшеницы, ячменя и кукурузы в степной зоне Южного Урала ограничена дефицитом влаги и минеральных элементов. Азотные подкормки, припосевное внесение азота и допосевное внесение фосфора способствуют повышению фотосинтетических показателей посевов.
Фотосинтетическая деятельность кукурузы в зоне достаточного увлажнения лимитирована недостатком тепла и пониженным уровнем минерального питания. Интенсивность ассимиляции CO2 увеличивается от нижних листьев к верхним и сильно меняется в зависимости от приходящей ФАР и температуры воздуха. В условиях пониженных температур (<14оС) скорость ассимиляции CO2 невысокая и суммарный видимый фотосинтез всего на 5-7% выше ночного дыхания.
Эффективность использования влаги в засушливых зонах посевами яровой пшеницы, ячменя и кукурузы повышается при оптимизации технологических приемов, уровня минерального питания, с применением регуляторов роста и микроэлементов.
Критерии зависимости фотосинтетических показателей посевов, элементов структуры урожая, урожайности и качества продукции изучаемых культур от экологических факторов и элементов технологии возделывания.
Экономически обоснованные уровни допосевного, припосевного внесения удобрений, эффективность некорневых подкормок; химический состав растений и вынос элементов минерального питания урожаем и отдельными частями растений.
Одностороннее внесение суперфосфата под яровую пшеницу по непаровым предшественникам вызывает негативное воздействие удобрений и приводит к снижению полевой всхожести семян и белковости зерна.
Показатели энергетической и экономической оценки лучших приемов, обеспечивающих формирование высокопродуктивных агроценозов яровой пшеницы, ячменя и кукурузы.
Практическая значимость и реализация полученных результатов. Разработанные приемы позволяют на научной основе совершенствовать приемы выращивания яровой пшеницы, ячменя и кукурузы, способствуют повышению и стабильности урожайности и качества продукции.
Результаты исследований прошли производственную проверку и внедрены в хозяйствах Оренбургской области на площади 17,3 тыс. га. Экономический эффект от оптимизации норм высева яровой пшеницы и ячменя составил 358 руб. на 1 га; от азотных подкормок и припосевного внесения удобрений – 451 руб. на 1 га; внесение почвенных гербицидов и оптимизации нормы высева на кукурузе – 935 руб. на 1 га.
Полученные данные вошли в ряд научных изданий и учебных пособий: «Определение качества семян и программирование урожаев» (2000), «Практикум по растениеводству для степной зоны» (2000), «Сорта полевых культур Оренбургской области» (2003), «Практикум по технологии производства продукции растениеводства для степной зоны Южного Урала» (2007), включены в сборник научных трудов «Агробиологические особенности, технологии возделывания и параметры моделей высокопродуктивных агроценозов полевых культур в засушливых условиях Южного Урала» (2006).
Результаты исследований по оптимизации технологических приемов возделывания яровой пшеницы, ячменя и кукурузы используются в учебном процессе Оренбургского ГАУ при чтении лекций, проведении лабораторных и семинарских занятий по курсам: «Растениеводство» и «Технология производства продукции растениеводства».
Апробация работы и публикации. Основные положения работы докладывались и обсуждались на международной научно-практической конференции «Экономико-правовые и экономические проблемы земледелия в условиях рыночной экономики России и стран СНГ» (Оренбург, 2003); на межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых Приволжского федерального округа «Молодые ученые в решении региональных проблем АПК (Самара, 2005 г.); на международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Молодые ученые в решении актуальных проблем современной науки» (Чебоксары, 2006 г.); на международной научной конференции «Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур» (Москва, 2007 г.); на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников Оренбургского ГАУ (1989-2007 г.г.); на межвузовской научно-практической конференции «Оренбуржье – провинция: экономика, право-культура» (Оренбург, 2002 г.).
Основные положения диссертации опубликованы в 41 научной статье в журналах: «Известия ТСХА», «Зерновое хозяйство», «Плодородие», «Земледелие», «Вестник ОГУ», «Известия Оренбургского государственного аграрного университета», в межвузовских сборниках, научных трудах ОГАУ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 413 страницах компьютерного текста, содержит 196 таблиц в тексте и 57 в приложении, 5 рисунков. Список литературы включает 530 источников, из них 51 иностранных авторов.
