Биологизациирастениеводства на юго-западе центрального региона россии
На правах рукописи
МЕЛЬНИКОВА ОльгаВладимировна
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЕОБОСНОВАНИЕ
БИОЛОГИЗАЦИИРАСТЕНИЕВОДСТВА НА
ЮГО-ЗАПАДЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО
РЕГИОНА РОССИИ
Специальность: 06.01.09–растениеводство
03.00.16 - экология
Автореферат
диссертации насоискание ученой степени
докторасельскохозяйственных наук
Брянск - 2009
Работа выполнена в 1995-2008 гг. на кафедрерастениеводства и общего земледелия ФГОУВПО «Брянская государственнаясельскохозяйственная академия».
Научныеконсультанты:
докторсельскохозяйственных наук, профессор
докторсельскохозяйственных наук, профессор
Белоус Николай Максимович
Официальные оппоненты:
докторсельскохозяйственных наук, профессор
Кононов АнатолийСтепанович
докторсельскохозяйственных наук, профессор
Романова ИраидаНиколаевна
докторсельскохозяйственных наук, профессор
Степанова ЛидияПавловна
Ведущаяорганизация – Государственное научное учреждение«Научно-исследовательский институтсельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны»
Защита состоится «25»сентября 2009 г. в ___ часов на заседаниидиссертационного совета Д 220.005.01 приФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу:243365, с. Кокино, Выгоничского района, Брянскойобласти.
С диссертацией можноознакомиться в библиотеке Брянской государственнойсельскохозяйственной академии и на сайте ВАК vak.ed.gov.ru
Автореферат разослан«25» августа 2009 г.
Просим принять участиев работе совета или прислать свой отзыв вдвух экземплярах, заверенныхпечатью.
Ученый секретарь
диссертационногосовета,
докторсельскохозяйственныхнаукА.В. Дронов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальностьпроблемы определяетсявозросшими противоречиями междусложившейся интенсивной системойземледелия, связанной с ростомчисленностинаселения, ифакторамиэкологического риска. В результате интенсификациипроизводства продукции растениеводствачеловечество достигло больших успехов в решениипродовольственнойпроблемы. Достижения в аграрной отрасли выражаются в значительном и скачкообразномувеличении производства сельскохозяйственной продукции.Однако, наряду сдостижениями, интенсивное земледелиепородило много проблем, прежде всегоэкологического характера. Решая проблемуобеспечения человека продуктами питания,интенсивное земледелие сталкивается с вопросами их качества.Многие регионы мира в результате высокогоуровня интенсификации растениеводства стали зонамиэкологического бедствия. Масштабы ихвлияния уже таковы, что возникает угрозаэкологического кризиса на глобальном уровне (Парахин,Лобков, Кружков, 2000).
Возникшие противоречиямежду сельским хозяйством и окружающейприроднойсредой привели к необходимости переводапроизводства на качественно новый уровень,связанный с адаптацией к экологическимусловиям территории. Устойчивое развитиесельскохозяйственного производства наоснове экологизации обеспечивается устойчивостьюагроэкосистемы за счет расширенноговоспроизводства почвенногоплодородия, поддержания естественных процессовв природе и их активизации (Никитина,2008).
В поиске решения этихпроблем сформировалось новоеальтернативное направление - биологизацияземледелия, базирующаяся на активизациибиологических процессов воспроизводстваагроэкологических ресурсов (Саранин, 1994, 1996, Мальцев и др., 2002).
Для формированияблагоприятной экологической обстановки вагроэкосистемах требуютсяглубокиезнанияпроцессов и факторов, определяющихповедениесредств химизации в системе«почва-растение», необходим агроэкологический мониторингвоздействия ксенобиотиков на отдельныекомпоненты агроэкосистемы. В этой связи научное обоснованиесистемы биологизациирастениеводства, внедряемой в юго-западной части Центрального региона России, является актуальным.
Целью исследованийявлялосьагроэкологическое обоснование биологических технологий возделывания сельскохозяйственныхкультур всравнении с интенсивными, переходными и альтернативнымитехнологиями в условияхсерых лесных почв юго-запада Центрального регионаРоссии.
В задачу исследованийвходило:
- установить потенциально возможныйуровень продуктивности сельскохозяйственныхкультур с учетомбиоклиматическихособенностей региона;
- оценить сортазерновых культур по параметрам адаптивного потенциала, экологической пластичности, стабильностии качества урожая;
- датьагроэкологическоеобоснование применяемыхнорм минеральных удобрений под программируемый уровень урожайностиполевых культур;
- установить эффективность вносимых органических удобрений в биологических технологиях;
- определить продуктивность пашни плодосменныхсевооборотов в зависимости от уровняинтенсивности технологийвозделывания культур;
- датьфитосанитарную оценкуагрофитоценозов в условиях интенсивного ибиологического земледелия;
- обосновать комплементарность ибиологическую ценность однолетних бобово-злаковых посевов, возделываемых назерносмесь изеленую массу в плодосменных севооборотах;
- датьэкологическую оценку средств химизации,применяемых в технологиях возделываниякультур, понакоплению тяжелых металлов в системе «почва-растение»и изменению биологических свойствпочвы;
- провести экономическую и энергетическую оценку эффективности возделываниясельскохозяйственных культур в условияхбиологического растениеводства.
Научная новизнарезультатов исследований.Впервые дано научноеобоснованиесистемы биологизации растениеводства, применяемойв условиях юго-западной части Центральногорегиона России на серых лесных почвах.Дана оценкабиоклиматического потенциала региона иопределены теоретически уровнипотенциального возможного урожая культурагрофитоценоза. Определен уровеньпродуктивности пашни в плодосменныхсевооборотах при разных технологияхвозделывания полевых культур. Изучена рольсорта в условиях биологизации земледелия.Показана эффективность природныхрегуляторов роста при возделываниизерновых культур в условиях биологизациирастениеводства. Изучено видовоеразнообразие и изменение численности,накопленной биомассы сегетальной флоры в агроценозах.Рассчитаны уравнения линейной регрессиизависимости биомассы и численностисорняков. Определены непродуктивные потериэлементов питания в почве, обусловленныевыносом сорной растительностью. Данакомплексная агроэкологическая оценкавозделывания бобово-злаковых однолетнихтрав в системе плодосменного севооборота.Дана экологическая оценка средств химизации,применяемых в технологиях возделывания культур, понакоплению тяжелых металлов в системе«почва-растение» и изменениюбиологических свойств почвы.
Основные положения,выносимые на защиту:
1. Биоклиматический потенциалтерритории, программированиепотенциальновозможнойурожайностикультур агроценоза по приходуфотосинтетически активной радиации.
2. Роль сорта в условияхбиологизации, оценка адаптивного ипродуктивного потенциала сортов озимой ияровой пшеницы, ярового ячменя, наиболее пригодных длявозделывания в условиях биологическогорастениеводства.
3. Продуктивность плодосменныхсевооборотов, в зависимости отприменяемыхтехнологий возделывания полевых культур.
4. Агроэкологическоеобоснование применяемых норм и видов минеральныхудобрений,эффективность природных регуляторов ростапри возделывании зерновых культур в условияхбиологизации растениеводства.
5.Видовая и сортовая устойчивость полевыхкультур к накоплению тяжелых металлов вхозяйственно ценной части урожая.
6.Засоренность агрофитоценозов в условияхинтенсивного и биологическогоземледелия.
7.Агроэкологическая роль однолетнихбобово-злаковых фитоценозов в системе биологизации.
8. Биологическая активность почвы приразных уровнях применения средствхимизации.
9. Экономическая иэнергетическая эффективностьвозделывания культур в условияхинтенсивных и биологических технологий.
Организацияисследований и личный вклад автора. Автору принадлежит: постановка и организация проведения полевых и лабораторныхопытов, выполнение основной частиэкспериментального материала (90 %),анализ и интерпретация эмпирических результатов, проведение статистической иэкономической оценки результатов исследований,формулирование новыхзакономерностей, выводов и рекомендацийпроизводству.
Апробацияработы. Основные положениядиссертации доложены,обсуждены иодобрены на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии на рубежетысячелетия и пути их решения» (Брянск, 1999), а такжеМеждународных научно-практическихконференциях(Брянск, 2000; 2001; 2004,2006). Международном симпозиуме «Проблемыфосфора и комплексное использование нетрадиционногоминерального сырья в земледелии» (Москва, 2000),Международнойнаучно-практической конференции «Производствоэкологически безопасной продукциирастениеводства и животноводства» (Брянск, 2004),Международной 40-й научнойконференции ВНИИА им.Д.Н.Прянишникова «Агрохимические приемы повышения плодородияпочв и продуктивностисельскохозяйственных культур вадаптивно-ландшафтных системах земледелия(Москва, 2006), Международнойнаучной конференции ВНИИА им.Д.Н.Прянишникова «Агрохимические приемырационального применения средствхимизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур»(Москва, 2007),Всероссийской научно-практическойконференции «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (Курск,2009), Международнойнаучно-практической конференции(Горки,2009).
Диссертационнаяработа обсуждена и одобренана расширенном заседании кафедрырастениеводства и общего земледелия.
Публикациирезультатов исследований.Основные результатыисследованийопубликованыв 43 печатных работах (из них 16 -в изданиях, рекомендованных ВАК), 3-х монографиях, 1-ом учебномпособии).
Структура и объемработы. Диссертацияизложена на 467 страницах компьютерного текста,включает 172 таблицы, 59 рисунков. Состоит извведения, 11глав, выводов и рекомендаций производствуи 132 приложений (в отдельном томе). Списокиспользованной литературы состоит из684 источников, в том числе 100- на иностранных языках.
Благодарности. Автор выражает глубокуюблагодарность научнымконсультантам докторам сельскохозяйственных наук, профессорам 
и Белоусу Н.М.,признательность за консультативную помощь докторам сельскохозяйственных наук, профессорамЛихачеву Б.С.,Васильеву М.Е.,доцентам Попову В.А.,
СОДЕРЖАНИЕРАБОТЫ
ОБЗОР НАУЧНОЙЛИТЕРАТУРЫ
На основе литературныхисточников показаны основные направления биологизации земледелияза рубежом и в России, исторические этапы вразвитии альтернативного земледелия, его цели и задачи. Представлена рольбобовых, промежуточных исидеральных культур в биологическом растениеводстве.Обобщеннаучный опыт по решению проблемызасоренности и обработкипочвы, обсужден вопрос о значенииплодосменного севооборотав условиях биологизации земледелия.
ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ИМЕТОДИКА
ПРОВЕДЕНИЯИССЛЕДОВАНИЙ
Климатические условияюго-запада Центрального региона России
Исследования по темедиссертации выполняли с 1995 по 2008 гг. вусловиях Брянской области,расположенной на юго-западе Центрального региона России. Климат областиумеренно-континентальный, с умереннохолодной зимой, теплым летом и достаточноустойчивым увлажнением. В юго-западной частитерритории в отдельные периоды вегетации наблюдались засухи. Продолжительностьпериода со среднесуточной температуройвыше +10 oC составила142-150 дней. Суммасреднесуточных температур за этот период находилась в диапазоне 2200-2400 °С,приход ФАР - 127-149 кДж/см2. Распределение осадков по территорииЦентрального региона неравномерно, набольшей его части годовая сумма осадковсоставляла580-650 мм. Погодные условияпо годам исследований характеризовались значительнымразнообразием, чтопозволило всесторонне оценить экологическую пластичность истабильность продуктивного потенциала сортов озимых и яровых зерновых культур.
Почвенно-экологическиеусловия региона
Научные исследованиявыполненына серыхлесных среднесуглинистыхпочвах, сформированныхна лессовидных карбонатныхсуглинках, вусловиях плодосменныхсевооборотов многолетнего стационарногоопыта Брянской ГСХА (табл.2). Высокаястепень окультуренности почвы опытногостационара обусловлена многолетним внесениемминеральных иорганических удобрений в севообороте 1(более 25 лет) и севообороте 2 (более 6 лет).
2. Агрохимическиепоказатели серой лесной среднесуглинистойпочвы
многолетнего стационара БрянскойГСХА
| Варианты технологий | Гумус, % | Нг | S | Т | V % | Р2О5 | К2О |
| мг-экв./100 г почвы | мг/100почвы | ||||||
| севооборот 1 | |||||||
| 1. | 3,52 | 2,70 | 12,6 | 18,1 | 82,0 | 24,8 | 15,6 |
| 2. | 3,52 | 2,72 | 12,8 | 18,4 | 81,0 | 25,3 | 15,0 |
| 3. | 3,57 | 2,74 | 11,5 | 17,8 | 80,0 | 29,5 | 15,8 |
| 4. | 3,55 | 2,83 | 11,2 | 16,9 | 79,0 | 30,3 | 15,5 |
| севооборот 2 | |||||||
| 1. | 3,25 | 3,81 | 11,2 | 14,5 | 77,7 | 22,5 | 14,7 |
| 2. | 3,23 | 4,05 | 11,5 | 14,2 | 78,0 | 21,8 | 12,4 |
| 3. | 3,25 | 4,21 | 11,0 | 13,3 | 77,6 | 22,5 | 11,8 |
| 4. | 3,21 | 3,78 | 10,2 | 13,2 | 76,7 | 21,1 | 11,6 |
Примечание. 1 – интенсивнаятехнология (NPK полная расчетнаянорма),
2 – переходнаятехнология (NPK норма снижена на 25 %),
3 - альтернативнаятехнология (NPK норма снижена на 50 %),
4 – биологическая технология(N0P0K0)
Местопроведения и названия опытов
Исследования по темедиссертации выполнены в длительномстационарном опыте Брянскойгосударственной сельскохозяйственнойакадемии (номер государственнойрегистрации 046369). Стационарный полевойопыт организован в 1983 году в соответствии спланом научно-исследовательских работ попроблеме «Разработка и усовершенствованиеэлементов системы земледелия в условияхцентрального района Нечерноземной зоныРСФСР» и государственным заданием 03.01.03проблемы 0.51.03 (регистрационная карточка №24.1). Многолетний стационарный опытБрянской ГСХА включен в реестрГосударственной сети опытов с удобрениямии другими агрохимическими средствами(аттестат длительного опыта № 030 от 17.12. 2004г). В 1995 году на прилегающем к опытномустационару земельном участке организованВыгоничский ГСУ
В период 1995 - 2008 гг. былипроведены исследования по оценкеадаптивности, пластичности и стабильностииспытываемых сортов яровой, озимой пшеницыи ярового ячменя в условиях Выгоничского, атакже Брянского, Стародубского иДубровского ГСУ.
В период 2001 - 2008 гг.исследования выполняли вплодосменных севооборотах многолетнегостационара Брянской ГСХА. Севооборот 1:однолетние бобово-злаковые травы(зерносмесь), 2. озимая пшеница, 3. картофель,3. яровая пшеница. Севооборот 2: однолетниебобово-злаковые травы (зеленая масса), 2.озимая пшеница, 3. картофель, 3. яровойячмень.
На всех культурахсевооборотов развернуто четыре технологиивозделывания, различающихся между собойуровнем применения средствхимизации:
1. Интенсивнаятехнология (внесение расчетной нормы NPK(под программируемую урожайность),последействие навоза, зеленого удобрения,соломы, применение пестицидов врекомендуемых дозах).
2. Переходная кальтернативной (расчетная норма NPK сниженана 25 %, последействие навоза, зеленогоудобрения, соломы; пестициды врекомендуемых дозах).
3. Альтернативнаятехнология (норма NPK снижена на 50 %,последействие навоза, зеленого удобрения,соломы; пестициды в сниженных на 1/2 дозах).
4. Биологическаятехнология – контрольный вариант(последействие навоза, зеленого удобрения,соломы, без применения средствхимизации).
Под пропашные культурысевооборотов ежегодно вносили 40 т/гаподстилочного навоза КРС, 7,5 т/гаизмельченной соломы озимой пшеницы, 10 т/газеленой массы (сидерата) яровогорапса.
В рамках научныхисследований проведено 18 опытов, из них 2многолетних стационарных, 8 полевыхкраткосрочных опытов, 8лабораторно-полевых. Научные разработкивнедрены в учхозе «Кокино» Выгоничского,СПК «Агрофирма «Культура» Брянского и ОПХ«Первомайское» Почепского района Брянскойобласти.
Стационарные полевыеопыты
(схемы опытовпредставлены в диссертации в таблицахрезультатов исследований)
Опыт 1.«Оценка продуктивного и адаптивногопотенциала сортов яровой, озимой пшеницы иярового ячменя в условиях Выгоничского,Брянского, Стародубского и ДубровскогоГСУ».
Опыт 2.«Урожайность полевых культур,возделываемых в плодосменном севообороте1, оценка его продуктивности в зависимостиот уровня интенсификации технологийвозделывания».
Опыт 3.«Урожайность полевых культур,возделываемых в плодосменном севообороте2, оценка его продуктивности в зависимостиот уровня интенсификации технологийвозделывания».
Опыт 4. «Динамика засоренности посевовполевых культур, в зависимости оттехнологий возделывания в плодосменныхсевооборотах».
Опыт 5. «Эффективность баковых смесейгербицидов на посевах зерновыхкультур».
Опыт 6. «Влияние удобрений и технологийвозделывания на урожайность и качествозерна озимой пшеницы».
Опыт 7. «Урожайность и качество зернаярового ячменя в зависимости от нормудобрений и технологий возделывания».
Опыт 8.«Эффективность возделываниябобово-злаковых смесей на зернофураж изеленую массу в зависимости от уровняминерального питания».
Опыт 9.«Изменение биологической активности почвыпод влиянием средств химизации,применяемых в технологиях возделыванияполевых культур».
Опыт 10.«Динамика численности почвенной мезофауныпри разных технологиях возделываниякультур».
Лабораторно-полевыеопыты
Опыт 1.«Изучение сортовых особенностейводопоглотительной и водоудерживающейспособности семян яровой пшеницы наначальном этапе онтогенеза».
Опыт 2.«Изучение сортовой вариабельностиактивности гидролитических ферментовзерна мягкой озимой и яровойпшеницы».
Опыт 3.«Влияние микроэлементов и регуляторовроста на энергию прорастания семян яровойи озимой пшеницы».
Опыт 4. «Изменение концентрациихлорофилла в листьях зерновых культур в зависимостиот технологий возделыванияи применения регуляторов роста».
Опыт 5. «Интенсивность транспирациилистьев зерновых культур в зависимости оттехнологий возделывания и применениярегуляторов роста».
Опыт 6.«Аминокислотный состав зерна сортовозимой пшеницы в зависимости отприменяемых норм минеральных удобрений втехнологиях возделывания».
Опыт 7.«Изучение видовой и сортовойвариабельности накопления тяжелых металлов имикроэлементов в урожае зерновых изернобобовых культур».
Опыт 8.«Интенсивность дыхания почвы, составпочвенных микроорганизмов в зависимостиот технологий возделывания полевых культур».
Методика проведенияисследований и наблюдений в опытах
При проведенииисследований пользовалисьобщепринятой методикой полевого опыта по Б.А.Доспехову(1985). Объектомисследований являлись культурные и сегетальные виды агрофитоценозов, почвенно-экологические условия среды.
Основныеагрохимические анализы почвы,определениесодержания тяжелых металловв почве и зерне выполнены вБрянском центре «Агрохимрадиология». Подвижныеформы тяжелых металлов определеныатомно-адсорбционным методом согласно«Методическим указаниям по определениютяжелых металлов в кормах и растениях и ихподвижных соединений в почвах» (Москва,1993). ОпределениерНKClпроведеноионометрическим методом (ГОСТ 24483-85), гумус -по Тюрину (ГОСТ 26213-74), гидролитическуюкислотность - по Каппену (ГОСТ 26212-84),сумму поглощенных оснований поКаппену-Гильковицу, степень насыщенностиоснованиями - расчетным методом, подвижныйфосфор и обменный калий определяли из однойвытяжки по Кирсанову в модификации ЦИНАО(ГОСТ 26207-84). Нормы минеральных удобрений,применяемые в технологиях возделывания культур,рассчитаны балансовым методом поВ.Г. Минееву (2001).
Фитосанитарную оценкусостояния посевов проводили пообщепринятым методикам ВсероссийскогоНИИ защитырастений. Засоренность посевов в агрофитоценозах определяликоличественно-весовым методом. Вынос элементов питания ссорняками определяли по методикеЦИНАО (1999).
Испытания сортовпроводили по методике ГСУ, показателиурожайности, адаптивности, пластичностисравнивали со стандартами: для озимой пшеницы –сорт ПамятиФедина, яровой пшеницы – Дарья, яровогоячменя –Гонар. Оценку сортовыхразличий по качеству зерна озимой и яровойпшеницы по суммарной активностигидролитических ферментов проводили помодифицированному методу Н.С. Беркутовой (1991).Изучение водного режима прорастающих семян яровойпшеницы методом диффузного (пассивного) поглощения воды семенами.Водоудерживающую способность набухшихсемян определяли методом воздействияводоотнимающего фактора (воздуха) по потерям гидратационной воды, входящей в составгидрофильных коллоидов (Третьяков, 1990).
Для оценкипродуктивного и адаптивного потенциаласортов зерновых культур по показателю «урожайность»использовали методику Л.А. Животкова(Мироновский НИИ пшениц), З.А. Морозовой, Л.И.Секутаевой (МГУ) (1994). Оценку параметров экологическойпластичности и стабильности сортовпроводили пометодике С.А.Эберхарта и У.А. Рассела визложении В.З. Пакудина (1973).
Товарная оценкакачества зерна, физические свойства тестаи хлебопекарная оценка сортов озимой и яровойпшеницы, ярового ячменя выполнены воВсероссийском центре по оценке качествасортов. При определении товарных качествзерна учитывали следующие показатели:натура зерна – ГОСТ 10840-6,4, стекловидность – ГОСТ 10987-76,содержаниебелка (азот х5,7) – ГОСТ10846-74, сырая клейковина – ГОСТ 13586.1-68,группа качества клейковины – ГОСТ 13586.1-68,отношение упругости и растяжимости наальвеографе, показатель разжижения теста нафаринографе Брабендера, удельнаядеформация теста, объемный выход хлеба, число падения– поХагбергу-Пертену.
Концентрациюаминокислот в зерне озимой пшеницыопределяли в агрохимической испытательнойлаборатории Брянской ГСХА методомкапиллярного электрофореза на приборе«Капель 105» с программным обеспечением«Мультихром1,5». Макро- имикроэлементарный химический анализрастительных образцов надземной массысорных растений, выращенного зерна полевыхкультурпроведен во Всероссийскомнаучно-исследовательском институтеминерального сырья имени Н.М. Федоровского(ВИМС) масс-спектральным с индуктивно-связаннойплазмой (МS) и атомно-эмиссионным синдуктивно-связанной плазмой (AES)методами на спектрометре Elan-6100. Содержание в листьях зерновых культурхлорофилла определяли спектрофотометрическимметодом на приборе Genesys 10uv с последующим расчетом концентрациипигментов по уравнениям Вернона (Третьякови др., 1990). Интенсивность транспирациилистьевопределяли по методу Иванова с помощьюторзионных весов (Третьяков и др., 1990).
Изменение состава почвенноймикрофлоры при загрязнении почвы оценивали методом инициированногомикробного сообщества (Гузев и др., 1980). Приопределении количества бактерий в почвепахотного слоя для посева почвенной суспензиина МПА использовали разведение 10-3 – 10-4; на сусло-агаре иМПА + сусло-агар – 10-2– 10-3, затем проводили посев на плотных ижидких средах. Бактерии учитывали на 5-6 деньинкубации, а микроскопические грибы на 6-7день.
Целлюлозолитическуюактивность почвы определяли по методуМишустина,Вострова и Петровой. Интенсивность«дыхания» почвы определяли по выделению углекислогогаза почвенными микроорганизмами (Теппер идр., 1987). Численность дождевых червейучитывали методом почвенных раскопок споследующейручной разборкой проб (Гиляров, 1965), почвенных насекомых методомпочвенных ловушек (Barber, 1931).
Математическуюобработку данных осуществляли методамидисперсионного, корреляционно-регрессионногоанализов по Б.А. Доспехову (1985),обработку биометрическихпоказателей по Н.А. Плохинскому (1970).Экономическуюэффективность рассчитывали по методикеВсесоюзного НИИ экономики сельского хозяйства наоснове типовых технологических карт.Энергетическую оценку изучаемыхагроприемов выполняли по методическимразработкамВИМ.
Агротехника в полевыхопытах
Агротехника опытов созимой пшеницей включала обработку почвыпосле уборки предшественника (однолетнихтрав) - дискование на глубину 8-10 см ЛДГ-1,0. Помере появления сорняков осуществляливспашку с боронованием на глубину пахотного слоя(23-25см),культивациюна 10-12 см, предпосевную обработку РВК-3,6. Посев проводили трактором МТЗ– 82 изерновойсеялкой СН-16, с нормой высева 5 млн. шт.всхожих семян на 1 га в период 5-7сентября.
Изучали действиеазофоски (N:P2O5:К2О=16:16:16) и борофоски (9 % P2O5, 17 %, К2О, 16,2 % CaO, 1 % MgO, 0,35 % В),минеральный азот выравнивали внесениемаммиачной селитры (34,4 % д.в.). Внесениеминеральных удобрений с осени проводилиподеляночно сеялкой СЗ-3,6 в соответствии сосхемой опыта. По схеме опыта применялигербицид эстерон (1 л/га) при наступленииэкономического порога вредоносности,опрыскивание посевов проводили ОН–400 из расчета 400л/га рабочего раствора, в фазу кущениязерновых. На вариантах с биологическойтехнологией минеральные удобрения ипестициды не применяли. Размеры делянок вопыте 10,8 х 22,0 м, повторность 3-х кратная,размещение систематическое. Учетнаяплощадь делянок составляет 200 м2. Уборку урожаяпроводили поделяночно зерноуборочнымкомбайном «Сампо-500» прямымкомбайнированием.
Агротехника в опытах сяровым ячменем соответствовалаобщепринятой для зоны. Предшественникомявлялся картофель, убираемый во второйдекаде сентября, под картофель вносили подстилочный навозКРС 40 т/га,соломуозимой пшеницы 7,5 т/га, рапсовый сидерат 10т/га. Системаосновной обработки почвы проводилась по типуполупаровой:дискование на глубину 8-10 см ЛДГ-1,0 зяблевая вспашка МТЗ-80 с ПЛН 4-35 наглубину пахотного слоя (23-25 см), боронование зябиБЗСС-1,0 на 5-6 см, культивация КПС-4,0 на 10-12 см.Предпосевную обработку почвы осуществляликомбинированным агрегатом РВК-3,6 на 5-6см. Посев ярового ячменяпроводили трактором МТЗ– 82 изерновой сеялкой СН-16, снормой высева 5,5 млн. шт. всхожих семян на 1га 3-7 мая. Минеральныеудобрения (азофоску) вносили веснойподеляночно, локально сеялкой СЗ-3,6 всоответствии со схемой опыта. Весеннее боронование осуществлялисреднимизубовыми боронами. Опрыскивание посевовпроводили в соответствии со схемой опыта.Уборку урожая осуществлялиподеляночно.Размеры делянок, повторность, размещение - как вопыте с озимой пшеницей.
Изучали эффективность возделываниядвукомпонентных люпино-злаковых, вико-злаковых ипелюшко-злаковых смесей на зерно и зеленуюмассу. В состав смесей входили: люпинузколистный Кристалл, вика яровая Людмила,пелюшка Малиновка,яровая пшеница Лада, овес Козырь и яровойячмень Эльф. В севообороте однолетние травыразмещали после яровых зерновых (пшеницы иячменя). Вкачестве минерального удобрения вносилидиаммофоску (N: P2O5:K2O – 10:26:26).Биологическая технология – без внесенияминерального удобрения являлась контрольнымвариантом. Опытные делянки размещалисистематически в трехкратной повторности.Учетная площадь опытной делянки - 75 м2.Нормы высева семян (млн.всхожих семян на 1 га) в смешанных посевах:яровая пшеница –3,0; овес – 3,0;ячмень яровой – 2,5; вика яровая – 1,2; пелюшка – 0,6; люпинузколистный – 0,6. Водновидовых посевах высевали: яровой пшеницы– 6,0; овса– 6,0; ячменяярового – 5,0;вики яровой– 2,4; пелюшки – 1,2 и люпина узколистного – 1,2 млн. всхожихсемян на 1 га.
После уборкипредшественника проводили дискованиепочвы на глубину 8-10 см дисками БДТ-3 иотвальную вспашку. Весенняя обработкапочвы, при наступлении ее физическойспелости, состояла из культивации сборонованием и предпосевной обработкикомбинированным агрегатом РВК-3,6.Минеральное удобрение диаммофоску вносилилокально сеялкой СЗ-3,6. Посев опытныхделянок проводили в первой декаде маясеялкой СН-1,6. Мероприятия по химическойзащите смешанных посевов от сорняков,вредителей и болезней не проводили. Уборкузерносмесей проводили комбайном«Сампо-500», зеленой массы – укосным методомвручную. Учетная площадь убираемых делянокна зерно составила 75 м2, на зеленую массу -10 м2. Учетурожая зерна осуществляли методомвзвешивания, с последующим пересчетом на 14% стандартную влажность. Урожайностьзеленой массы учитывали в сыром виде и впересчете на абсолютно сухоевещество.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯЧАСТЬ
Оценкабиоклиматического потенциала территории,
программирование уровняпотенциально возможного урожая культур
агроценоза по приходуфотосинтетически активнойрадиации (ФАР)
Программированиеурожайности культур показало, что суммаприходящей ФАР в юго-западной части Центральногорегиона может обеспечить достаточно высокую урожайность яровых зерновых 53,4 - 66,2 ц/га, озимойпшеницы –72,2 ц/га зерна, картофеля – 563,2 ц/гаклубней. Большинствоабиотических факторов, определяющих рост и развитие растений в полевыхусловиях, неподлежат регулированию и являются лимитирующими. Поэтому наиболее целесообразнымпоказателем для расчета продуктивности растенийявляется биоклиматический потенциал(БКП) региона возделывания, в комплексеучитывающий приход ФАР, сумму эффективныхтемператур и запасы продуктивной влаги запериод вегетации культуры (табл. 4).
4.Биоклиматический потенциал урожайностисельскохозяйственных культур
на юго-западеЦентрального региона России, ц/га (КПДФАР зерновых-2%, картофеля-3,5%)
| Культура | Тv, дни | t>10 oC | QФАР, кДж/см2 | УФАР, ц/га зерна (клубней) | БКП,балл | , ц зерна (клубней) на 1 балл | УБКП, ц/га зерна (клубней) |
| Оз. пшеница | 150 | 1650 | 114,93 | 72,2 | 1,98 | 32,7 | 64,7 |
| Яр. пшеница | 100 | 1530 | 100,9 | 56,0 | 1,44 | 34,4 | 49,5 |
| Яр. ячмень | 90 | 1490 | 98,9 | 53,4 | 1,36 | 37,4 | 50,1 |
| Овес | 110 | 1600 | 109,2 | 66,2 | 1,65 | 34,7 | 57,3 |
| Картофель | 125 | 1750 | 122,74 | 563,2 | 284 | 1,51 | 429 |
Теоретическивозможный уровень урожайности с учетом биоклиматического потенциала(УБКП) нижеуровня потенциального урожая по приходуФАР (УФАР).
Установлено, что наибольшая разница в показателяхотмечена для самой влаголюбивойкультуры –картофеля, УБКП на 23,8% ниже УФАР. Для культур сосредней отзывчивостью на условияувлажнения снижение урожайности с учетом БКПсоставило:для озимой пшеницы - на 10,4 %, яровой пшеницы – 11,6 %, овса – на 13 %. Наименьшаяразница в урожаях – 6 %отмечена для наиболее засухоустойчивой культуры ярового ячменя.
Рассчитаны теоретически возможныеурожайностикультур по приходу ФАР при разныхкоэффициентах ее использования посевами (табл. 5).
5.Теоретически возможные урожайностикультур по приходу ФАР за период
вегетации культур приразных коэффициентах ее использования,ц/га
| Культура | Приход ФАР, МДж/см2 | Коэффициенты использования ФАРпосевами, % | |||||||
| 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | ||
| Оз.пшеница | 114,93 | 54,1 | 72,2 | 90,2 | 108,3 | 126,3 | 144,3 | 162,4 | 180,4 |
| Яр.пшеница | 100,9 | 42,0 | 56,0 | 70,1 | 84,1 | 98,1 | 112,0 | 126,1 | 140,1 |
| Яр.ячмень | 98,9 | 40,1 | 53,4 | 66,8 | 80,2 | 93,6 | 107,0 | 120,4 | 133,8 |
| Овес | 109,2 | 49,6 | 66,2 | 82,7 | 99,3 | 115,8 | 132,3 | 148,8 | 165,3 |
| Картофель | 122,74 | 241,3 | 322,2 | 402,8 | 483,3 | 564,0 | 644,4 | 725,0 | 805,5 |
Примечание: Приведеныурожайности основной продукции при стандартнойвлажности.
Повышение коэффициентаиспользования ФАР посевами на 0,5 %способствует увеличению урожайности зернаозимой пшеницы на 18 ц/га, яровой пшеницы – 14 ц/га, яровогоячменя – 13,3ц/га, овса –16,5 ц/га и картофеля –80,5 ц/га.
Роль сорта в условияхбиологизации земледелия
Успешное прохождениеначальных этапов онтогенеза зерновымикультурамизависит от водного режима прорастающихсемян, который позволяет оценить засухоустойчивостьрастений на этапе прорастания.
Оценка показателей водопоглотительной иводоудерживающей способности прорастающихсемян сортов мягкой яровой пшеницы позволила выделить сорта: с высокой водопоглотительной иводоудерживающей способностьюсемян (Красноуфимская 100,Ирень); свысокой водопоглотительной и низкой водоудерживающейспособностью (Иволга); снизкой водопоглотительной и низкойводоудерживающейспособностью (Солнышко); сосреднейводопоглотительной иводоудерживающей способностью (Амир,Воронежская6).
Оценка сортов яровойпшеницы по показателю автолитическойактивности гидролитических ферментовзерна выявила сортовую вариабельность.Наибольшиепоказатели автолитической активностизерна 1,0 и 0,98 единиц отмечены для сортовВоронежская 6 и Иволга. Меньшей величинойавтолитической активности зерна (0,85; 0,81;0,80 единиц) характеризовались сорта Ирень,Красноуфимская 100 и Амир,самая низкая величинаавтолитической активности зерна (0,73единиц) усорта Солнышко. Добавление5% проросших семян яровойпшеницы кнепроросшему зерну способствовалоувеличению автолитической активностиферментов, однако достоверное увеличениеферментативной активности отмечено длясортов Иволга, Воронежская 6 и Солнышкосоответственно на 40 %, 34 % и 13 %. Остальные сорта непоказали достоверного увеличенияактивностигидролитических ферментов.
Изучение сортов озимойпшеницы показало, что Сузорье и Гамма отличались наибольшейавтолитической активностью, а Московскаянизкостебельная и Памяти Федина -наиболее устойчивы к действиюгидролитических ферментов. При содержаниив пробе 5 % проросших семян показательавтолитической активности у сортов Гамма и Сузорьедостоверно возрастал на 15 % и 17%, посравнению контролем (непроросшие зерна). При возделывании водинаковых условиях с другими сортамиГамма и Сузорье формировали зерно свысокимсодержанием клейковины (более 30 %), нонизкого качества (показатели ИДК-1 более100-107 единиц). Низким качеством хлебной выпечки характеризовались сорта Гамма и Сузорье (объемный выходхлеба 730-810 см3, оценка хлеба -3 балла). Качествоклейковины, отвечающее требованиям ГОСТдля ценных пшениц, имели сорта Инна, Московскаянизкостебельная, Памяти Федина,Московская70.
В условияхбиологизации растениеводства необходимовозделывать сорта с наибольшей экологической пластичностью ивысокой стабильностью продуктивногопотенциала.
Оценка продуктивногопотенциала сортов яровой пшеницы, возделываемых в условиях Брянского,Выгоничского и Стародубского ГСУ (2002-2008 гг.)показала, что наибольшую урожайность -35,0 и 34,5 ц/га обеспечили сорта Иволга и Биора. Средняяурожайность зерна (32 ц/га) быласформирована сортами Воронежская 6, Курская2038, Лада, Ирень и Норис, низкая (27,1 ц/га) - сортами Икар иСолнышко. В условиях разныхГСУ при одинаковойагротехнике возделывания Иволга, Ирень иДарья отличались более высокойэкологической пластичностью, по сравнениюс другими сортами. Наиболее подходящиесорта для хлебопекарных целей - Воронежская 6 иИрень. Сорт Ирень по рассматриваемымпоказателямболее пригоден для хлебопечения.
Наибольшиекоэффициенты адаптивности к условиям возделывания показали сорта озимой пшеницы Лавина - 1,13; Инна -1,11; Галина - 1,08; Немчиновская 24 – 1,07; Московская 39 иСпектр – 1,05;Памяти Федина – 1,03; Льговская 4 – 1,01. Самым низкимадаптивным потенциалом характеризовалисьсорта Сатурнус - 0,88 и Фантазия - 0,89.Коэффициенты адаптивности, близкие кединице были у сортов Завет – 0,99; Московская 70– 0,96 иТруженица– 0,92 (Выгоничский ГСУ, 2004-2006 гг.).
Оценка продуктивногои адаптивного потенциала сортов яровогоячменя, возделываемых в условияхВыгоничского и Дубровского ГСУ (2004-2006 гг.), показала, чтоРаушан, Эльф, Данута иЗазерский 85 имели наибольший показатель адаптивности,высокуюпластичность – Гонар, Данута,Зазерский 85, Московский 2, Московский 3, Раушан,Эльф, наибольшую стабильность -Зазерский 85 и Раушан. Среди всех сортовГонар, Зазерский 85 иМосковский 3 сочетали в себенаибольшуюадаптивность (1,0-1,05), с высокимипоказателями экологической пластичности(1,09-1,32) и стабильности (0,67-1,65). Самые высокие параметры оцениваемых признаков:адаптивности, пластичности и стабильностипоказал сортЗазерский 85, он является наиболеепригодным для условий биологическогорастениеводства.
Севооборот - основабиологизации земледелия.
Оценка продуктивностиплодосменных севооборотов, в зависимости
отприменяемых технологийвозделывания полевых культур
В плодосменном севообороте заложенавозможность эффективного использованияпочвенного плодородия, биологическогопотенциала сельскохозяйственныхкультур иагроклиматических ресурсов приодновременном сохранении плодородияпочвы и охране окружающей среды. Определено, что продуктивность пашни плодосменного севооборота, включающего однолетниебобово-злаковые травы (25 %), озимые зерновые(25 %), пропашные (25 %), яровые зерновые (25 %), в условиях серых лесных среднесуглинистых почвюго-западной частиЦентрального региона России составляет всреднем67,5 - 74,7 ц к.ед./га (табл. 6).
6.Продуктивность плодосменныхсевооборотов при различныхтехнологиях
возделывания полевых культур(2001-2008 гг.), цк. ед./га
| Севообороты, годы ротаций | Технологиивозделывания культур | Продуктивность пашни севооборота, ц к.ед./га | |||||||
| интенсивная | переходная | альтернативная | биологическая | ||||||
| ц/га | % | ц/га | % | ц/га | % | ц/га | % | ||
| Севооборот 1 (2001-2004 гг.) | 79,0 | 163 | 73,3 | 151 | 69,3 | 143 | 48,4 | 100% | 67,5 |
| Севооборот 1 (2005-2008 гг.) | 89,2 | 177 | 83,1 | 165 | 76,3 | 152 | 50,3 | 100 % | 74,7 |
| Севооборот 2 (2005-2008 гг.) | 90,3 | 170 | 83,0 | 157 | 72,5 | 137 | 53,0 | 100 % | 74,7 |
В севообороте 1 запериод 2001-2008 гг. урожайность зерна озимойпшеницысоставила при интенсивной технологиивозделывания - 51,1 ц/га, переходнойтехнологии - 48,4 ц/га, альтернативной - 44,7 ц/га ибиологической - 32,4 ц/га. В севообороте 2 за период2004-2008 гг. сформирована средняя урожайность зерна озимойпшеницы соответственно: 46,9 – 45,4 – 39,9 – 30,6 ц/га.
Возделывание культур побиологическим технологиям приводило кснижениюурожайности в среднем на30-40 %, но гарантировало получениеэкологически безопасной продукции. Сбор кормовыхединиц в среднем составил48,4 – 53,0ц/га.Наибольший выход кормовых единиц всевооборотах был обеспечен привысокозатратных интенсивных технологиях возделывания культур – от 79,0до 90,3 ц к.ед./га, что в1,63-1,77 раза больше, чем прибиологических.
Многолетнее внесениеэлементов питания в севообороте 1 способствовало увеличениюгодовой продуктивности пашни за дваротационных периода в среднем на 7,2 ц к.ед./га, что говорит овысокой отзывчивости полевых культур на вносимыеэлементы питания. Приинтенсивной технологии возделываниякультур всего по севообороту 1 собрано в среднем27,71 ц/га сырого протеина, в севообороте 2 - 33,32 ц/га за счетвозделывания ярового ячменя иоднолетнихтрав на зеленый корм. Набиологических технологиях соответственно– 16,53 и 20,64ц/га сырого протеина.
В зерне озимой пшеницы сорта Галина содержание аминокислот навариантахс интенсивнойтехнологией в среднемсоставило 17,61 г, сбиологической технологией– 14,51 г/100 г сухого вещества(рис. 1,2). Аналогичная тенденция поизменениюаминокислотного состава отмечалась в зерне сорта Московская39. Отмечено, что зерно сорта Галина имело болеевысокое содержание аминокислот (на 1,53-1,87г/100 г сухого вещества), посравнению с Московской 39.
Рис.1. Содержание аминокислот в зерне озимой пшеницысорта Галина приинтенсивной и биологическойтехнологии возделывания, г/100г сухого вещества.
Агроэкологическоеобоснование применяемых норм минеральных
удобрений
Расчет норм удобренийпод программируемыйуровень урожайности культур, баланс элементов питания в почвепри биологизации земледелия
На основании программируемого уровняурожайности культур по биоклиматическому потенциалу территории,учитывая запасы доступных элементовпитания впочве и потребности в нихрастений озимой пшеницы, картофеля, яровойпшеницы и ярового ячменя, нами балансовымметодомбыла установлена полнаярасчетная норма внесения минеральныхудобрений - N120P120K120,ее применяли на вариантах синтенсивной технологией возделываниякультур.
Согласно схемыполевого опыта, на вариантах с переходнойтехнологиейнорма NPKснижена на 25 % от расчетной и составила -N90P90K90.На вариантахс альтернативной технологией - нормаNPK снижена на50 % и составила - N60P60K60, на биологическойтехнологии сказывалось толькопоследействие органических удобрений (навоза, соломы и сидерата).
Система минеральногопитания, применяемая под однолетнююбобово-злаковую смесь, принципиальноотличалась от минерального питаниязерновых ипропашных культур севооборота, поскольку бобовая культура(вика) способна в процессеазотфиксации связывать ииспользовать до 40кг/га азота. В опытах соднолетними травами, на вариантах синтенсивной технологией возделываниярасчетная норма минеральногопитания составила - N40P104K104, впереходнойтехнологии - N30P78K78,альтернативной технологии- N20P52K52.На биологической технологиисказывалось только последействиеорганических удобрений (навоза,соломы и сидерата).
Внесение под пропашнуюкультуру севооборота органических удобрений (навоза КРС 40 т/га, соломы озимойпшеницы 7,5 т/га, сидерата рапса 10 т/га)на вариантах синтенсивными технологиями (внесение полных расчетных норм NPK) создавало положительный баланс элементовпитания в почве. Учитывая выносэлементов питания с программируемымиурожаями культур, в почве оставалось неиспользуемых из органическихудобрений: азота - 75,1 кг/га, фосфора - 17,8, калия - 9,1кг/га, идущихна воспроизводство почвенногоплодородия.
7. Баланс элементовпитания в почве при биологическойтехнологии возделывания культур
| Показатели | Культуры севооборота | ||||||||||||||
| картофель | яровые зерновые | однолетние травы | озимая пшеница | ||||||||||||
| пшеница | ячмень | ||||||||||||||
| N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | |
| Средняя урожайность при биологической технологии, ц/га | 236,0 | 28,0 | 25,6 | 26,1 (зерносмесь с 50% вики) | 32,4 | ||||||||||
| ВыносNPK с урожаем,кг/га | 146 | 71 | 260 | 120 | 35 | 67 | 77 | 31 | 61 | 120 | 34 | 54 | 105 | 37 | 65 |
| СпособныусвоитьNPK: почвы навоза соломы сидерата | 105 80 8,9 8,6 | 45 50 1,8 1,2 | 149 180 36 19,2 | 75 24 8,9 8,7 | 25,4 9,0 0,84 0,56 | 19,8 24 9,6 5,1 | 45,0 24,0 5,3 5,2 | 25,4 9,0 0,8 0,56 | 19,8 24,0 9,6 5,1 | 122 34 10,6 10,4 | 70 19 1,5 1,1 | 43 25 12 6,6 | 90,0 12,5 3,2 3,1 | 25,4 6,8 0,6 0,3 | 26,4 4,3 0,8 0,4 |
| Азотфиксация вики, кг/га | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 40 | - | - | - | - | - |
| Итого доступно для усвоениярастениям | 203 | 98 | 384 | 117 | 36 | 59 | 80 | 36 | 59 | 217 | 92 | 87 | 109 | 33 | 32 |
| Дефицит элементов питания, кг/га | 0 | 0 | 0 | -3 | 0 | -8 | 0 | 0 | -2 | 0 | 0 | 0 | 0 | -4 | -33 |
При интенсивных технологиях возделывания культур складывалсяположительный баланс элементов питанияв почве засчет внесения полных расчетныхнорм минеральных удобрений (на фоне последействияорганических) под программируемуюурожайность культур севооборота.
Расчет балансаэлементов питания в почвепри биологическойтехнологии возделыванияпоказал, что культуры севооборотапрактически полностью былиобеспечены необходимымиэлементами питания, за счетпоступлениях их с органическимиудобрениями (табл. 7), однакоотмечен незначительный дефицит калия (33кг/га) для растений озимой пшеницы.
При биологическойтехнологии возделывания уровеньурожайности всех культур севооборота былниже на 30-40 %,по сравнению с интенсивной технологией.Среднемноголетняя урожайность (за 2001-2008гг.) при биологической технологиивозделывания составила по картофелю– 236,0 ц/га,яровому ячменю – 25,6, яровой пшенице – 28,0, викоовсянойсмеси на зернофураж – 26,1 и озимойпшенице– 32,4 ц/га.
Влияние удобрений наурожайность и качество зерна
озимой пшеницы ияровогоячменя
Удобрение, являетсявысокоэффективным средством повышенияпродуктивности сельскохозяйственныхкультур и плодородияпочвы. Поддействиемминеральных удобрений в пахотном слоепочвы увеличивается содержание подвижных формазота, фосфора и калия, что обеспечиваетвозможность увеличить естественнуюпродуктивность почв и урожайностькультур.
Регулярное внесение органическихудобрений под пропашную культуруплодосменного севооборотаспособствовало сохранению почвенногоплодородия истабильно обеспечивало на среднемуровнеурожайность культур во всегоды. Возделывание в2004-2006 гг.озимой пшеницы Московская 39на серых лесных среднесуглинистых почвах вусловиях биологической технологииобеспечило урожайность зерна на уровне 28,5ц/га. Использование в технологиях минеральныхудобрений показало высокую отзывчивостькультуры.Так, при интенсивнойтехнологии возделыванияозимой пшеницы применениеазофоски с аммиачной селитрой в норме(NPK)90+N30 достоверно увеличивалоурожайностьзерна на 16,9 ц/га, а внесение борофоски саммиачной селитрой – на 18,4 ц/га, посравнению с контролем (биологическойтехнологией).
Отмеченоположительное влияние внесенной борофоски саммиачной селитрой в нормах (NPK)90+N30 и (NPK)60+N30 на показателикачества зерна озимой пшеницы и физические свойстваполученной муки.
Содержание белка взерне при внесении борофоски составило 12,2-12,4 %, сырой клейковины– 25,7-26,2 %,масса 1000 зерен – 34,6-35,9 г; внесенииазофоски –соответственно 11,8-12,0; 24,5-25,4 %; 33,0-34,6 г. Силамуки, водопоглотительная способность муки, времяобразования и устойчивость теста такжебыли выше при внесении борофоски саммиачной селитрой.
Объемный выход хлебаиз 100 г муки - 1140 мл и 1020 мл,его хлебопекарнуюоценку - 4,3 и3,9 балла обеспечило зерно при внесенииборофоски и аммиачной селитры (NPK)90+N30 и (NPK)60+N30. Эти показателибыли несколько ниже при использовании вкачестве основного удобрения - азофоски.
В среднем за 2004-2007 гг.приинтенсивной технологии возделыванияозимойпшеницы (NPK)90+N30наибольшую урожайность зерна обеспечили сорта Памяти Федина– 51,0 ц/га иГалина – 48,8ц/га. При биологической технологиивозделывания они обеспечили урожайность зерна на уровне19,2-21,5 ц/га. Масса 1000 зерен на интенсивнойтехнологиибыла достоверно выше по всем сортам на 3,1-7,8 г,по сравнению сбиологической, наиболее крупное зерно сформировал сорт Галина.
Зерно сортаМосковская 39, выращенное нафоне (NPK)90+N30 и (NPK)60+N30, по показателямстекловидности, содержанию белка и сыройклейковины, отвечало требованиям длясильной пшеницы. Сорта Памяти Федина, Московская 70,Немчиновская 24, Инна и Галина при внесении(NPK)90+N30 формировализерно, качество которого установлено дляпшениц –филлеров. На альтернативныхтехнологиях, где вносилиудобрения в пониженных нормах - (NPK)60 качество зернавсех сортов соответствовало требованиям для слабых пшениц.
Изучение в 2005-2007 гг. отзывчивости сортов яровогоячменя на минеральное удобрение показало, чтовсе возделываемые сорта обеспечивалидостоверную прибавку урожайности зерна приувеличении вносимых норм NPK. Наибольшуюурожайность – 47,4; 46,3 и 45,3 ц/га обеспечили сортаЭльф, Виват иАтаман при внесении высоких норм минерального удобрения N120P120K120, тогда как наконтроле (N0P0K0)получено 22,2;22,0 и 21,2 ц/га.
Сорта ПримаБелоруссии, Зазерский 85 и Московский 2формировали значительно меньшую урожайность зерна навысоком фоне N120P120K120– 39,1; 39,9 и 40,2,обеспечили меньшую прибавку урожайности,их можно отнести к группе менее интенсивныхсортов. Сорта Гонар, Маргрет, Визит иМосковский 3 характеризовались среднейотзывчивостью на минеральныеудобрения. Наибольшую массу 1000 зерен (49,9-50,9 г)формировали сорта Эльф, Виват и Атаман,крупное зерно (47,7-48,9 г) - сорта Гонар, Визит иПрима Белоруссии, более мелкое (44,1-44,5 г)– сортаЗазерский 85, Московский 3, Московский 2 иМаргрет. Достаточно высокая натура зерна(625-631 г/л) у сортов Эльф, Виват и Атаман,выращенныхна высоком фоне N120P120K120.
Зерносортов ячменя Зазерский 85,Визит, Московский 3 и Маргрет, выращенное на фоне минерального удобренияN90P90K90,обладало хорошими крупяными качествами.Дляпивоваренных целей было пригоднымтолько зерно, выращенное по биологическойтехнологии. При возделывании поинтенсивной технологии с высокими нормамиN120P120K120 в зерне сортовярового ячменя накапливалось белка до 14,9-15,1 %, при внесении N90P90K90– 14,2-14,8 %,N60P60K60 – 13,7-14,0, на биологическойтехнологии - 11,9-11,9 %.
Зерно сорта Зазерский 85 при биологической технологиивозделывания отвечало требованиям дляпивоваренного ячменя по содержанию белка иэкстрактивности.При внесении N90P90K90зерно сортовЗазерский 85, Визит, Маргрет обеспечивало высокоекачество крупы.
Экологическая оценкаприменяемых минеральных удобрений
по накоплению тяжелыхметаллов (ТМ) в системе «почва-растение»
Экологическая оценкаприменяемых минеральных удобрений, проведенная в 1996-1999 гг. и 2004-2007 гг. показала, что внесение расчетныхнорм минеральных удобрений в технологияхвозделывания зерновых и зернобобовыхкультур не приводило к загрязнению почвыТМ.Концентрации анализируемых металлов в почве на всехвариантах были в 5–10 раз ниже установленных ПДК. Самыенизкие концентрации подвижных форм ТМ в почвеотмечались на биологических технологиях, где не применяли средства химизации.
Исследования 1996-1999 гг. показали,что в образцах зерна озимой пшеницы, гречихи илюпина узколистного не отмечалось превышенийПДК тяжелых металлов навсех технологиях. Однако, наибольшиеконцентрации ртути, меди, свинца, кадмия ицинка отмечались в зерне, выращенномпоинтенсивной и переходной технологиямвозделывания. Последействие навоза, соломы исидератапри ограниченном применении средств химизации (альтернативнаятехнология)и без применения химизации (биологическаятехнология) способствовало снижению содержания ТМ впочвенном растворе в среднем в 1,5 раза.Зерно с этих технологийсодержало наименьшееколичество ТМ.
В системебиологизации земледелия в качествеисточника фосфора рекомендуется вноситьфосфоритную муку. Нами установлено, чтовнесение ее в оптимальных дозах – 150 и 300 кг Р2О5на гектар, не приводило к загрязнениюТМ почвы, атакже зернаозимой пшеницы, гречихи и люпинаузколистного.
8. Содержание макро- имикроэлементов в зерне разных видовкультур (мг/кг) на
минеральном фоне N60P60K60в условиях Выгоничского ГСУ, 2004-2007 гг.
| Химический элемент | Символ | Яровой ячмень | Овес посевной | Люпин желтый | Озимая пшеница | Яровая пшеница | |
| Биогенные макроэлементы | |||||||
| Калий | К | 3100 | 2900 | 10775 | 2525 | 2475 | |
| Кальций | Са | 184 | 325 | 1073 | 270 | 178 | |
| Фосфор | Р | 2120 | 2050 | 4350 | 2125 | 2275 | |
| Сера | S | 634 | 733 | 1975 | 828 | 885 | |
| Магний | Mg | 434 | 510 | 1325 | 578 | 658 | |
| Кремний | Si | 234 | 248 | 65 | 69 | 83 | |
| Натрий | Na | 20 | 40 | 79 | 10 | 8 | |
| Микроэлементы (в т.ч.токсичные*) | |||||||
| Алюминий | Al | 62,6 | 34,5 | 61,30 | 7,6 | 61,95 | |
| Железо | Fe | 28,6 | 27,0 | 51,80 | 26,5 | 49,25 | |
| Бром | Br | 3,7 | 5,08 | 6,80 | 3,53 | 4,75 | |
| Титан | Ti | 1,4 | 1,05 | 1,90 | <0,80 | 2,825 | |
| Кадмий* | Cd | 0,011 | 0,0083 | 0,21 | 0,047 | 0,03 | |
| Ртуть* | Hg | <0,006 | 0,006 | <0,006 | <0,006 | <0,0065 | |
| Мышьяк* | As | <0,3 | <0,30 | <0,30 | <0,27 | <0,27 | |
| Свинец* | Pb | 0,06 | 0,05 | 0,09 | 0,05 | 0,055 | |
| Медь* | Cu | 3,64 | 2,93 | 8,6 | 2,78 | 3,525 | |
| Цинк* | Zn | 19,4 | 18,5 | 32,8 | 20,0 | 19,25 | |
| Селен | Se | <0,2 | 0,2 | <0,2 | <0,2 | <0,15 | |
| Бор | B | <1,0 | <1,0 | 11,8 | 2,05 | 2,25 | |
| Кобальт | Co | 0,0196 | 0,024 | 0,19 | 0,019 | 0,0425 | |
| Молибден | Mo | 0,66 | 0,55 | 0,96 | 0,32 | 0,28 | |
| Никель | Ni | 0,12 | 1,68 | 2,83 | 0,28 | 0,31 | |
| Сурьма | Sb | <0,02 | 0,02 | <0,02 | <0,02 | <0,015 | |
| Хром | Cr | <1,0 | <1,0 | <1,0 | <1,0 | <1,5 | |
| Барий | Ba | 2,08 | 2,13 | 1,58 | 5,13 | 3,625 | |
| Ванадий | V | <2,0 | <2,0 | <2,0 | <2,0 | <1,5 | |
| Марганец | Mn | 6,1 | 17,5 | 27,8 | 21,5 | 22,75 | |
Примечание: СанПин-2001установлены ПДК: Cu=10,0; Hg=0,03; Pb=0,5; Cd=0,1; Zn=50,0мг/кг.
Исследования в 2004-2007гг. показали, что возделывание озимой ияровой пшеницы по альтернативной (N60P60K60 +пестицидыограниченно) и биологической технологиямспособствовало большему накоплению взерне ценных биогенных макроэлементов: серы (в1,01-1,05 раза), магния (в 1,03-1,58 раза), кремния (в 1,91-2,3 раза),по сравнению с интенсивной технологией.
Преимуществобиологической и альтернативной технологийзаключалось том, что в зерне озимой ияровой пшеницы накапливалось минимальноеколичествотоксичных металлов: концентрация кадмиябыла ниже в 2,15 раза, по сравнению синтенсивной технологией, ртути – в 1,16; мышьяка– 2,0; свинца– 2,33;меди – 1,08; цинка – в 1,4 раза. Семеналюпина желтого были наиболее богатыбиогенными макроэлементами (калием,кальцием, фосфором, серой, магнием,кремнием), в тоже время в них накапливалосьнаибольшее количество кадмия – в среднем 0,21 мг/кг, свинца –0,09; меди – 8,6 и цинка – 32,8 мг/кг, посравнению со злаковыми культурами (табл.8).
Культуры семействамятликовых характеризовались большейустойчивостью к накоплению токсичных ТМ взерне, по сравнению с люпином желтым.Оценка устойчивости сортовярового ячменя (Гонар, Эльф,Московский 3, Прима Белоруссии, Зазерский85), сортов овса (Буг, Улов,Скакун, Козырь) и люпина желтого (Надежный,Ипутьский, Престиж, Демидовский) показала,что наибольшей устойчивостью кнакоплению в зерне ТМ отличались:яровойячмень Зазерский 85,овес – Скакун, люпинжелтый -Демидовский.
Эффективностьприродных регуляторов роста привозделывании
зерновых культур вусловиях биологизациирастениеводства
В условияхбиологизации земледелия важнымтехнологическим приемом является применениеприродных регуляторов роста дляпредпосевной обработки семян и посевов зерновыхкультур в период их вегетации.
Лабораторныеисследования показали, что регуляторыроста силк, агат, иммуноцитофит, гумистим имикроэлемент бор в составе борной кислотыспособствовали повышению энергии прорастания семяняровой пшеницы на 0,4-5,6 %, по сравнению сконтролем.
Регуляторы ростагумистим и агат обеспечивалинаибольший начальныйрост центрального зародышевогокорешка - 13,0см и ростков пшеницы -12,8 см. Отмеченоположительное влияние силка, гумистима,эпина, янтарной кислоты и агата на увеличение длиныростков яровой пшеницы в среднем на 0,3-1,1см (рис. 2).
Предпосевнаяобработка семян водным растворомгумистима в соотношении 1:5 в условиях лабораторногоопыта повышала всхожесть семян озимойпшеницы на 2,4%, а энергию прорастания – на 10 %. При этомотмечена наибольшая длина ростков озимойпшеницы 16,2±1,1 см и масса 100 ростков - 37,1г, тогдакак в контрольном варианте - 10,8±0,8 см и 22,3г.
В полевых опытах (2003-2005гг.) предпосевная обработка семян озимойпшеницы гумистимом 10 л/т показалацелесообразность его использования.Прибавкаурожайности зерна от применения гумистимасоставила: при интенсивной технологии - 2,5 ц/га;переходной - 4,0; альтернативной - 2,2 ибиологической - 1,6 ц/га. На вариантах спредпосевной обработкой семян озимойпшеницы повышался коэффициент продуктивногокущения и масса зерна вколосе, что способствовало увеличению урожайности зерна.
| Обозначения вариантов: | |
| 1 -вода | 6 -борная кислота |
| 2 -эпин | 7 -гумистим |
| 3 -силк | 8 -цинк сернокислый |
| 4 -агат | 9 -хелат железа |
| 5 -иммуноцитофит | 10 -янтарная кислота |
Рис. 2. Влияниерегуляторов роста и микроэлементов наинтенсивность прорастания
семян яровойпшеницы
Обработка посевов озимойпшеницы регуляторамигумистим (12 л/га) и полиазофос (5 л/га) в фазу кущенияспособствовала достоверному повышениюурожайности зерна озимой пшеницы, посравнению с вариантами без обработки.
Наибольшую эффективность показалкомплексный защитный препарат полиазофос-2, по сравнению сгумистимом, он обладал более выраженнымфунгициднымдействием. Урожайность зерна от егоприменения увеличиласьна 2,3 – 2,8 - 3,2 – 3,9 ц/га, по сравнению сгумистимом.Наибольшиеприбавки урожая от применения регуляторовроста отмечены на варианте сальтернативной технологией привнесенииN60P60K60.
Прибиологической технологии возделыванияозимой пшеницы, обработка посевовгумистимом способствовала увеличению содержаниябелка в зерне на 0,5 % и сырой клейковины на 1,1%, а обработка полиазофосом – на 1,0 и 2,1 %, посравнению с контролем. Сырая клейковина взерне сорта Московская 39, отвечалатребованиям для I группы качества, что являетсяценным генетическим признаком этого сорта(рис. 3).
Применениерегуляторов роста изменяло содержаниехлорофилла в листьях растений. В полевыхопытах 2005-2007 гг. обработка посевов озимойпшеницыальбитом в дозе 60 мл/га способствовалаувеличению концентрации хлорофилла в листьях на0,03-0,07 мг/100 г сырого вещества, по сравнениюс вариантом без обработки.
Наибольшее содержаниехлорофилла влистьях озимой пшеницы, яровой пшеницы иярового ячменя было приинтенсивной (NPK)120+N30+пестициды ипереходной технологиями (NPK)90+N30+пестициды. Урастений озимой пшеницы, выращенныхпо биологической технологии (без NPK ипестицидов), содержание хлорофилла в листьях былониже на 0,01 - 0,08 мг/100 г, по сравнению с другими технологиями.
Рис. 3. Содержание белкаи сырой клейковины в зерне озимой пшеницысорта
Московская 39 взависимости от применяемых регуляторовроста, %
Эффективностьобработок посевов регулятором ростазависела от времени суток в моментопрыскивания, что отразилось наконцентрации хлорофилла в листьяхрастений. Наилучший эффектпоказали вечерние (в 18 часов) обработки регулятором, посравнению с утренними (в 11 часов). Привечернем опрыскивании посевов альбитом (50мл/га)содержание хлорофилла в листьях ячменяувеличивалось на 0,02-0,04 мг/100 г, апшеницы– на 0,01-0,05мг/100 г (табл. 9).
Применение альбита(50мл/га) способствовалоснижениюинтенсивности транспирации листьев яровогоячменя на 15,9 - 33,2 %, яровой пшеницы — на 2,2 - 31,2 %, посравнению с вариантами без регулятора.Внесение альбита 100 мл/га снижалоинтенсивность транспирации листьевярового ячменя на 22,3 - 39,1 %, а листьевяровойпшеницы — на21,9 - 39,2 %.
На вариантах безприменения препарата наибольшими потерямиводы листовым аппаратом яровой пшеницы иячменя - 564,0 и 531,6 мг/гчасхарактеризовались интенсивные технологии.Снижение норм минеральных удобрений на 20-25 % впереходной, на 40-50 % - в альтернативнойтехнологиях способствовало уменьшениюинтенсивности транспирации в среднем на 38,8и 61,1 % в посевах ячменя, на 33,5 и 56,6 % - в посевахпшеницы, по сравнению с интенсивнойтехнологией (рис. 4).
Наименьшейинтенсивностью транспирациихарактеризовались варианты сбиологическими технологиями, где в посевахярового ячменя потери воды составили в среднем 216,5мг/гчас,яровой пшеницы - 144,6 мг/гчас.
9.Влияние времени суток вмомент опрыскивания посевов альбитом идоз его
внесения на содержание хлорофилла влистьях ярового ячменя (числитель) и
яровой пшеницы(знаменатель)
| Доза регулятора | Время суток в моментопрыскивания регулятором | Содержание хлорофилла (а+b) в листьях, мг/100 г сыроговещества | |||
| технологии | |||||
| интенсивная | переходная | альтернативная | биологическая | ||
| 50 мл/га | утром (11 часов) | 0,25 0,21 | 0,25 0,22 | 0,23 0,16 | 0,17 0,14 |
| вечером (18 часов) | 0,29 0,24 | 0,27 0,23 | 0,26 0,18 | 0,19 0,18 | |
| 100 мл/га | утром (11 часов) | 0,30 0,31 | 0,28 0,25 | 0,27 0,19 | 0,19 0,21 |
| вечером (18 часов) | 0,36 0,36 | 0,32 0,30 | 0,29 0,22 | 0,23 0,22 | |
| Без регулятора | - | 0,23 0,20 | 0,21 0,18 | 0,22 0,15 | 0,15 0,12 |
 |  |
Рис. 4. Изменениеинтенсивности транспирации (мг/гчас)растений ярового ячменя
и яровой пшеницы взависимости от технологий возделывания иприменения альбита
Действие альбита напосевах озимой пшеницы при использовании втехнологияхазофоски и борофоски показало, что за счетобработкипосевов альбитом (60 мл/га) прибавкаурожайности зерна составила на вариантах с азофоской– 1,6-2,5 ц/га, сборофоской– 1,5-2,3 ц/га.
На вариантах сбиологической технологией возделыванияприменение альбита 60 мл/га обеспечило увеличение урожайностизерна озимой пшеницы Московская 39 всреднем на 1,5ц/га.
Засоренностьагрофитоценозов в условияхинтенсивного
и биологическогоземледелия
Фитосанитарноеобследование (в 2005-2007 гг.) посевов яровой пшеницы в фазукущения до обработки их гербицидомпоказало,что наибольшее видовое разнообразие сегетальныхвидов отмечалась на биологической технологии N0P0K0, однако ихчисленность (82 шт/м2) была невысокой, по сравнению синтенсивной, где внесение минеральныхудобрений стимулировало рост и развитие сорнойрастительности. После обработки посевовгербицидом эстерон (1 л/га) все виды сорных растенийбыли значительно угнетены и началиотставать в росте. Численность сорняков снизиласьдо 34 шт/м2,действие гербицида привело к существенной убылисырой биомассы сорняков на 72,9 – 77,7 %.
Проведенный учетзасоренности посевов ярового ячменя взависимости от уровня минеральногопитания показал, что наибольшее количествосорняков иих сырая,воздушно-сухая масса были при интенсивнойтехнологии возделывания (N120P120K120), где до обработки посевовгербицидом отмечалась самая высокая численность(445,7 шт/м2) исырая масса (206,9 г/м2) сорных растений. Действие гербицида натехнологиях1, 2, 3 в течение 30 дней привело к снижениючисленности сорняков в 4 раза. По мереснижения норм вносимого минеральногоудобрения, сырая и воздушно-сухая массасорняков уменьшалась. Гербицид эстерон (к.э.),внесенный в дозе 1 л/га, подавлял точкуроста сорняков, способствовал их гибели на70-74%, достоверно снижая сыруюбиомассу (табл. 10).
10.Изменение численностии сырой биомассы сорняков впосевах ярового
ячменяв зависимости от технологийвозделывания
| Технологии | Дообработки гербицидом | Послеобработки |
| 1.Интенсивная N120P120K120+гербицид | 445,7 206,9 | 116,7 52,2 |
| 2.Переходная N90P90K90+гербицид | 383,3 112,4 | 90,7 36,4 |
| 3.Альтернативная N60P60K60+гербицид | 204,0 90,4 | 58,3 31,5 |
| 4.Биологическая N0P0K0 | 218,3 75,1 | 100,3 33,1 |
| НСР05 | 204,3 79,1 | 47,8 16,9 |
Примечание. Числитель – количество (шт/м2),знаменатель – сыраябиомасса(г/м2).
При биологическойтехнологии возделывания N0P0K0засоренность посевов в фазу кущения была на уровне218,3 шт/м2,биомасса сорняков 75,1 г/м2 была наименьшей,по сравнению с другими вариантамитехнологий. Через месяц за счет конкуренцииярового ячменя численность сорняковснизилась до100,3 шт/м2,сорняки былислаборазвитыми, сырая биомасса не превышала 33,1г/м2.
До применениягербицида общаязасоренность и масса сорняков в севообороте была выше приинтенсивных технологиях возделывания сприменениемN120P120K120,которые давали старт росту и развитию нетолько культурным, но и сорным растениям. В посевах озимойпшеницы и картофеля численностьсорняков набиологическойтехнологии была выше, чем наинтенсивной.Однакопри болеевысокой численности сорнякам не удавалоськонкурировать за факторы жизни скультурными растениямив силу того, что эти сорнякибыли ослабленными, их надземнаябиомасса былазначительно меньше, чем на вариантах синтенсивнойтехнологией.
Наибольшиенепродуктивные потери элементов питания свыносом их сорняками в плодосменныхсевооборотах в среднем составили наинтенсивных технологиях: азота – 60,6 кг/га, фосфора– 8,5, калия– 90,9кг/га (табл. 11). Вусловияхбиологических технологий, где сказывалосьтолько последействие органических удобрений,вынос сорняками составил в среднем: азота– 37,5 кг/га,фосфора– 5,25, калия– 55,9кг/га.
11. Вынос элементов питания сорнымирастениями в плодосменных севооборотах,кг/га
| Культуры севооборотов | Интенсивная технология (применениеминеральных удобрений и гербицидов + последействиеорганики) | Биологическая технология (последействиеорганики, без минеральныхудобрений и гербицидов) | ||||
| N | P2O5 | К2О | N | P2O5 | К2О | |
| Севооборот 1: 1.однолетниетравы* 2.озимая пшеница 3.картофель 4.яровая пшеница | 24,8 1,00 15,5 25,5 | 3,39 0,17 2,14 3,28 | 36,5 1,66 21,97 36,29 | 15,3 0,76 13,02 13,43 | 2,19 0,11 1,91 1,74 | 22,8 1,26 19,6 19,1 |
| Итогопо севообороту 1: | 66,8 | 8,98 | 96,4 | 42,5 | 5,95 | 62,8 |
| Севооборот 2: 1.однолетниетравы* 2.озимая пшеница 3.картофель 4.яровой ячмень | 13,9 2,36 23,9 14,3 | 2,07 0,41 3,68 1,84 | 22,3 3,98 38,7 20,5 | 10,1 2,16 9,13 11,1 | 1,39 0,30 1,39 1,46 | 15,2 3,19 14,7 15,9 |
| Итогопо севообороту 2: | 54,5 | 8,00 | 85,5 | 32,5 | 4,54 | 49,0 |
| Всреднем: | 60,6 | 8,49 | 90,9 | 37,5 | 5,25 | 55,9 |
Примечание: * - на однолетних травахгербициды не применяли.
Внесение гербицидов всоставе баковых смесей с регуляторамироста дало значительный эффектснижениязасоренности. Наибольшую прибавкуурожая зернаячменя 9,5 ц/га обеспечил вариант сприменением баковой смеси гербицида гранстар (20 мл/га)и гумистима (15 л/га). В целом применениегербицидов и регуляторовроста в баковых смесях напосевах ярового ячменя способствовало повышениюурожайности зерна ячменя на4,2-9,5 ц/га, по сравнению свариантомбез обработки. Испытания на посевах овсатакже показали, что лучшей биологическойэффективностью характеризовалась баковаясмесь гербицида гранстар (20 мл/га) и регулятора ростагумистим (15л/га). Применение баковых смесей способствовало повышениюурожайности зерна овса на 2,0-6,6 ц/га, посравнению сконтролем (без обработки).
Исследования влиянияприемов обработки почвы на засоренностьпосевов культур севооборотов показали, чтонаиболее оптимальным приемом основнойобработки почвы под все культурысевооборота являлась отвальная вспашка (23– 24 см), посравнению с безотвальным рыхлением (на 23– 24) идискованием (10-12 см). Так, отвальная вспашкаспособствовала достоверному снижениюзасоренности посевов овса и гречихи в 1,96-2,27раза, по сравнению с безотвальнымрыхлением, в 1,50-1,76 раза – по сравнению сдискованием. При биологической технологиивозделывания засоренность посевов овса куборке по отвальной вспашке составила 95шт/м2, побезотвальной и поверхностной обработке– 186 и 143шт/м2.Аналогичная тенденция по динамикезасоренности проявлялась и в посевахгречихи, где наибольшая засоренностьотмечалась при безотвальном рыхлении иповерхностном дисковании (281 и 218 шт/м2), по сравнению совспашкой (124 шт/м2).
Агроэкологическаяроль однолетних бобово-злаковых
фитоценозов в системебиологизации
Биологическоерастениеводство должно быть основано навозделывании зернобобовыхкультур в плодосменномсевообороте как водновидовых посевах, так и вполикультуре. Поликультура обеспечивает в агроценозе видовоеразнообразие, позволяет увеличить выход продукции с 1 га пашни,обеспечить более устойчивый урожай по годам приразличных метеорологических условиях.
Исследования 2003-2005 гг.показали, что наиболеекомплементарными являлись люпино-злаковые посевы, которыеобеспечивали урожайность семян – 44,3-46,3 ц/га привнесенииминеральных удобрений в норме N40P104K104 и 35,9-39,3 ц/га – набиологической технологии (N0P0K0).
Наиболеепродуктивным по сбору сырого протеина(9,8ц/га) исухого вещества (117 ц/га) характеризовался люпино-овсяный посев. Одновидовые посевы люпинаузколистного, вики яровой и пелюшкиобеспечили, соответственно, общий сбор белка6,7; 6,6 и 5,8ц/га, тогдакак зерновые культуры - в 1,9-2,2 раза меньше(рис. 5).
Определено, чтоприменение минеральногоудобрения в норме N40P104K104способствовало накоплениюбобово-злаковыми посевами в среднем 4,08-4,72т/га послеуборочных растительных остатков.На вариантах без внесения туков ихнакапливалось на 23,5-26,7 % меньше и составило3,12-3,46 т/га (рис. 6). Снижение урожаев бобово-злаковыхпосевов на биологическихтехнологиях (без примененияминерального удобрения) компенсировалосьувеличением массы корне-пожнивныхостатков по отношению к зерносмесям на 32-47 %в люпиново-злаковых посевах, 35-61 % -вико-злаковых и 36-64 % - впелюшко-злаковых.
В условияхбиологизации необходимо возделывать вплодосменном севообороте бобовые излаковыевиды в поликультуре дляполучения более высокого урожая кормовыхзерносмесей и накопления в почведостаточного количества корне-пожнивных остатков- как дополнительного источникаорганического вещества. Наибольшее количествокорне-пожнивных остатков формировалилюпино-злаковые посевы (3,46-4,72 т/га), посравнению с вико-злаковыми (3,16-4,46 т/га) ипелюшко-злаковыми (3,12-4,08 т/га).
Рис. 5. Сбор белка (ц/га) водновидовых и смешанныхбобово-злаковых
посевах на фоне N40P104K104
Рис. 6. Накоплениекорне-пожнивных остатков бобово-злаковымипосевами,т/га
Изменениебиологической активности почвы подвлиянием средств
химизации, применяемых втехнологиях возделывания полевых культур
Исследование в 1997-2004 гг. биологических свойств серойлесной среднесуглинистой почвыпо респирации углекислого газа показало,что обогащение ее органическим субстратомсущественно активизировало деятельностьпочвенногомикронаселения, показатель интенсивностидыхания почвы (ИДП) увеличивался более, чем в 2 раза.Заметная активизация почвенной биотыотмечалась при внесении элементов минеральногопитания в инкубационную среду, хотяпоследние вменьшей степени увеличивали величинуопределяемого показателя, в сравнении с органическимсубстратом. Наиболее значимым былосовместное действие соломы и элементовминерального питания. Активность дыханияпочвы приэтом увеличивалась более чем в 5 раз.
Приинтенсивной технологиивозделывания озимойпшеницы с внесением (NPK)60+N60почвенное дыхание было выше на 1,04-7,06 мгСО2/100 г почвыв сутки, по сравнению с биологическойтехнологией без внесения NPK. Статистическая обработкаданных показала, что увеличение ИДП почвы на 75 % былообусловлено внесением элементовминерального питания.
Возделывание озимойпшеницы в севообороте после однолетнихтрав по интенсивной технологии с внесениемминерального удобрения в норме (NPK)60+N60 способствовало на75-76 % активизации деятельности почвенной микрофлоры,выраженной в показателе дыхания почвы.Размещение озимой пшеницы послеоднолетнихтрав имело существенное преимуществоперед чернымпаром с точки зрения активизациибиологической активности почвы.
Рис. 7. Сезонноеизменение интенсивности дыханияпочвы вопытах с озимой
пшеницей (мг СО2/100 г почвы в сутки)
Показатель дыханияпочвы подвержен сезонной динамике (ксередине вегетации дыхание почвы возрастало в 2раза и более) и зависит от стимуляциипочвенноймикрофлоры внесенными в почву элементамипитания. На вариантах с интенсивной и переходнойтехнологиями (с высокими нормами NPK)дыхание почвы было наибольшим как всередине, так и в конце вегетации озимойпшеницы (рис. 7).
Интенсивность дыхания почвы – комплексныйпоказатель, который характеризует активность различныхфункциональных групп почвенных микроорганизмов, в том числе фитотоксичных.В опытах(1996-1998 гг.) с озимой пшеницей,люпином узколистным и гречихойфитотоксичность по отношению кпроросткамкресс-салата проявили почвенные образцы,отобранные на вариантах с интенсивнойтехнологией, где показатели дыхания почвыбыли наибольшие. Угнетение семян кресс-салата припроращивании их на почве, отобранной вопыте с озимой пшеницей составило – 23,8 %; люпиномузколистным – 26,6 %; гречихой – 30,8 %. Увеличениефитотоксичности почвы было обусловленоактивным развитием фитопатогенной микрофлоры навариантах с интенсивной технологиейвозделывания культур.
Внесение высоких дозфосфоритной муки - 600 и 900 кг д.в./га под люпин узколистный такжеобусловило проявление фитотоксичныхсвойств серой лесной почвы. Отмечено снижениеплотности почвенных бактерий на 5 % иувеличениючисленности фитопатогенных грибов родаTrichoderma, Penicillium и актиномицетов, посравнению с контролем – безудобрения (табл. 12).
При внесениифосфоритной муки 600 и 900 кг д.в./гавозрастала плотность фитотоксичныхпопуляций актиномицетов рода Nocardia от 0 до 20%, отмеченопоявление почвенного гриба Trichoderma сплотностью 5-10 % от общей численностимикроорганизмов, количество видовбактерийуменьшалось.
12. Плотность популяцийинициированного амилолитическогомикробного сообщества почвы при внесенииразных доз фосфоритной муки, %
| Микроорганизмы | Р0 | Р90 | Р150 | Р300 | Р600 | Р900 |
| Грибы | ||||||
| Chaetomium | 25 | 15 | 15 | 10 | - | - |
| Trichoderma | 53 | 60 | 60 | 60 | 65 | 65 |
| Penicillium | 4 | 10 | 10 | 10 | 15 | 15 |
| Mucor | 5 | - | - | - | - | - |
| Бактерии | ||||||
| Bacillus | 10 | 10 | 10 | 10 | 5 | 5 |
| Актиномицеты | ||||||
| Streptomicetes | 3 | 5 | 5 | 10 | 15 | 15 |
| Всего | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Микробиологическийанализ показал, что внесение фосфоритноймуки в дозах90, 150 и 300 кг д.в./га не приводило к развитиюфитотоксичной микрофлоры в серой леснойсреднесуглинистой почве. Дозы фосфора 150 и300 кг д.в./га увеличивали видовое разнообразиебактерий и стимулировали развитие почвенныхбактерий: Pseudomonas, Flavobacterium, Bacillus vulgaris, Bacillus mycoides,Bacillus megaterium (рис. 8.).
Применение средствхимизации в условиях многолетнегостационара снижало численность дождевых червей впочве. В опытах 2002-2006 гг. с озимой пшеницей отмечено,что в слое почвы 0-60 см максимальнаячисленность дождевых червей 71 и 74 шт/м2 характерна длябиологической технологии (без средствхимизации) иальтернативной (вносили50 % от расчетной нормыминеральные удобрения и пестициды), биомасса червейсоставила 46,4 и 48,9 г/м2. На вариантах с переходной и интенсивнойтехнологиями численность дождевыхчервей быламеньше на 7,1 - 15,5 %, а биомасса - на 31,5 - 34,7 %, посравнению с биологическим вариантом.
Рис. 8. Изменениевидового состава бактерий (% от общегоколичества
микроорганизмов) при внесении дозфосфоритной муки под люпинузколистный
В опытах 2002-2004 гг. сяровой и озимой пшеницей внесение минеральных удобрений внорме (NPK)60 +N60способствовало увеличению видовогоразнообразия и численности почвенных насекомых (Trechus,Bembidion, Acupaltus сем. жужелицы Carabus), однако обработка посевовгербицидами из класса сульфонилмочевинныхпрепаратов приводила к снижениюдинамической (в среднем на 25,3-38,7 %) иабсолютной (в среднем на 15,1-19,3 экз./м2) плотности рядаполезныхвидов почвенной мезофауны.
Экономическая иэнергетическая эффективность возделываниякультур
в условияхинтенсивных и биологических технологий
Экономическая иэнергетическая оценка элементовтехнологий
возделывания озимойпшеницы
Экономический анализвозделывания озимой пшеницы в 2004-2006 гг. в зависимости оттехнологий возделывания, отличающихсянормами минеральных удобрений показал, что вструктуре производственных затрат,наибольшийудельный вес занимают удобрения,горюче-смазочные материалы и семена.Затраты наудобрения при интенсивной технологиивозделывания с применением N120P120K120составили 58,7 %. При биологической технологиивозделывания озимой пшеницы в структурепроизводственных затрат наибольшейудельный вес занимали семена (45,9 %) игорюче-смазочные материалы (29,7 %).
Возделывание озимойпшеницы по интенсивной технологии свнесением N120P120K120 иобработкойпосевов препаратом полиазофос-2 (5 л/га) обеспечилонаибольшую урожайность зерна – 47,7 ц/га,рентабельность производства которого составила 72,3%. Экономически рентабельным являетсяприменение комплексного защитного препаратаполиазофос-2, по сравнению с гумистимом.
Оценкасортов показала, что высоко рентабельнымявляется сорт Памяти Федина, при интенсивнойтехнологии возделывания (N120P120K120) обеспечилурожайностьзерна 49,5 ц/га, с рентабельностьюпроизводства - 109,9 %.
При возделываниисортов озимой пшеницы побиологическим технологиям, рентабельность производствазерна сортовПамяти Федина и Московская 70 находилась на уровне179,4 %. Наибольшую рентабельность производства при этойтехнологии обеспечил сорт Инна – 180,4 %, для сортовНемчиновская 24, Галина и Московская 39рентабельность составила 151, 148, 165 %.
Энергетическаяоценка эффективности технологийвозделывания озимой пшеницы показала, чтонаибольшие затраты энергии на 1 га - 34,5ГДж/га составили на варианте с интенсивнойтехнологией с применением N120P120K120 и защитного комплексаполиазофоса-2, в то время как применение гумистима наэтом варианте снизило энергозатраты до 28,7ГДж/га.
Несмотря на болеевысокое накопление энергии урожаем навариантах с интенсивной технологией, наименьшаяэнергетическая себестоимость 0,2-0,3 ГДж/ц инаибольшие коэффициенты энергетическойэффективности 2,9 - 3,5 были обеспечены прибиологической технологии возделыванияозимой пшеницы (табл. 13).
На биологическойтехнологии возделывания озимой пшеницыпри урожайности зерна 26,2 - 31,0 ц/га, за счетснижения производственных затрат наудобрения ипестициды, рентабельность производства зернабыла наибольшей – 241 %, по сравнению с другими технологиями.
Экономическаяэффективность возделывания сортов яровогоячменя
в условияхинтенсивной и биологическойтехнологии
Экономический анализвозделывания сортов ярового ячменя (2005-2007гг.) показал, что в структурепроизводственных затрат технологий (кромебиологической) наибольший вес занимаютминеральные удобрения 48,8-53,3 %. Приинтенсивной технологии возделыванияячменя с внесением N120P120K120прямыезатраты были наибольшими: для сорта Гонар– 6,83 тыс.руб./га, Зазерский 85 – 6,81 тыс. руб./га, Эльф – 6,75 тыс. руб./га. Наэтих получен наибольший чистый доход 9,4-15,2тыс. руб./га. По мере снижения вносимых нормминерального удобрения в переходной иальтернативной технологияхпроизводственные затраты были меньше,урожайность зерна на этих технологиях быламеньше, уменьшался чистый доход с 1 гектара.
Возделывание яровогоячменя по биологической технологииопределило общую сумму производственных затратв размере 2,32 – 2,51 тыс. руб./га. Производственныезатраты снижались, по сравнению синтенсивной технологией, а рентабельностьпроизводства увеличивалась и составиладля сортов Гонар и Эльф соответственно 252,9и 303,6 %. Наиболее выгодным являетсявозделывание пивоваренного сорта яровогоячменя Зазерский 85 без внесенияминеральныхудобрений (биологическая технология) и сумеренным применением минеральных удобренийв норме N60P60K60(альтернативная технология),рентабельность такого производства составляет 200,3 - 472,8 %(табл. 14).
13. Энергетическаяэффективность технологий возделыванияозимой пшеницы сорта Московская 39 (2004-2006гг.)
| Технологии возделывания | Регуляторы роста | Урожайность, ц/га | Затрачено энергии, ГДж/га | Получено энергии, ГДж/га | Чистый энергетический доход, ГДж/га | Коэффициент энергетической эффективности | Биоэнергетический коэффициент посева | Энергетическая себестоимость, ГДж/ц |
| Интенсивная N120P120K120 | гумистим | 43,8 | 28,7 | 67,9 | 39,2 | 1,4 | 2,4 | 0,7 |
| N120P120K120 | полиазофос – 2 | 47,7 | 34,5 | 73,9 | 39,4 | 1,2 | 2,1 | 0,5 |
| N120P120K120 | безобработки | 41,8 | 24,9 | 64,8 | 39,9 | 1,6 | 2,6 | 0,4 |
| Переходная N90P90K90 | гумистим | 40,5 | 21,8 | 62,8 | 41,0 | 1,9 | 2,9 | 0,3 |
| N90P90K90 | полиазофос – 2 | 43,7 | 26,5 | 67,7 | 41,2 | 1,6 | 2,6 | 0,4 |
| N90P90K90 | безобработки | 38,3 | 19,2 | 59,4 | 40,2 | 2,1 | 3,1 | 0,3 |
| Альтернативная N60P60K60 | гумистим | 36,9 | 16,8 | 57,2 | 40,4 | 2,4 | 3,4 | 0,3 |
| N60P60K60 | полиазофос – 2 | 39,7 | 20,4 | 61,5 | 41,1 | 2,0 | 3,0 | 0,3 |
| N60P60K60 | безобработки | 33,6 | 14,8 | 52,1 | 37,3 | 2,5 | 3,5 | 0,2 |
| Биологическая N0P0K0 | гумистим | 28,7 | 9,8 | 44,5 | 34,7 | 3,5 | 4,5 | 0,2 |
| N0P0K0 | полиазофос – 2 | 31,0 | 12,3 | 48,1 | 35,8 | 2,9 | 3,9 | 0,3 |
| N0P0K0 | безобработки | 26,2 | 8,2 | 40,6 | 32,4 | 3,9 | 4,9 | 0,2 |
14. Экономическаяэффективность возделывания сортов яровогоячменя поразным технологиям (2005-2007 гг.)
| Технологии | Сорт | Урожайность, ц/га | Цена реализации, руб/ц | Стоимость валовой продукции с 1 га,руб. | Производственные затраты на 1 га,руб. | Производственная себестоимость 1 ц, руб. | Чистый доход руб/га | Рентабельность, % |
| Интенсивная N120P120K120 | Гонар | 46,5 | 350 | 16275 | 6825,89 | 146,79 | 9449,11 | 138,4 |
| Зазерский 85 | 44,0 | 500 | 22000 | 6806,44 | 154,69 | 15193,56 | 223,22 | |
| Эльф | 45,2 | 350 | 15820 | 6751,18 | 149,36 | 9068,82 | 134,32 | |
| Переходная N90P90K90 | Гонар | 42,2 | 350 | 14770 | 5719,02 | 135,52 | 9050,98 | 158,26 |
| Зазерский 85 | 39,8 | 500 | 19900 | 6178,73 | 155,24 | 13721,27 | 222,07 | |
| Эльф | 41,0 | 350 | 14350 | 6228,80 | 151,92 | 8121,20 | 130,38 | |
| Альтернативная N60P60K60 | Гонар | 35,6 | 350 | 12460 | 5693,85 | 159,93 | 6766,15 | 118,83 |
| Зазерский 85 | 34,1 | 500 | 17050 | 5677,33 | 166,49 | 11372,67 | 200,31 | |
| Эльф | 36,4 | 350 | 12740 | 5415,86 | 148,78 | 7324,14 | 135,23 | |
| Биологическая N0P0K0 | Гонар | 25,3 | 350 | 8855 | 2508,55 | 99,15 | 6346,45 | 252,99 |
| Зазерский 85 | 26,4 | 500 | 13200 | 2304,29 | 87,28 | 10895,71 | 472,84 | |
| Эльф | 26,7 | 350 | 9345 | 2315,53 | 86,72 | 7029,47 | 303,57 |
Энергетическая иэкономическая эффективность возделывания
бобово – злаковых смесейоднолетних трав
Энергетическаяценность урожая бобово-злаковыхзерносмесей была в 1,2 - 1,6 выше, по сравнениюс урожаем одновидовых посевов бобовых излаковыхкультур. Наибольшую энергетическуюценность показали двукомпонентныелюпино-овсяные, люпино-ячменные илюпино-пшеничные смеси, по сравнению с другимипосевами.
Экономическая оценкаэффективности технологий возделываниябобово-овсяных смесей показала, чтонаиболее эффективным является ихвозделывание по биологической технологии(без применения минерального удобрения),рентабельность производства составила320-411 % за счет снижения производственных затрат наудобрения (рис. 9).
Рис. 9. Рентабельностьвозделывания бобово-овсяных зерносмесейпри разных
технологиях возделывания,%
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИПРОИЗВОДСТВУ
1. Вусловиях биологического земледелияпрограммирование урожайности культуросуществлять с учетом биоклиматическогопотенциала региона, включающего в себякомплекс абиотических факторов среды(приход ФАР, сумму эффективных температур иатмосферных осадков), которые в полевыхусловиях являются лимитирующими.
Показано, чтоклиматический потенциал юго-западаЦентрального региона России способенобеспечить урожайность зерна озимой пшеницы науровне 64,7 ц/га, яровойпшеницы - 49,5, ярового ячменя - 50,1, овса - 57,3,картофеля– 429 ц/га.
2. Установлено, чтодля биологического растениеводства наиболеепригоднысорта яровой пшеницы- Дарья, Ирень, Иволга,Воронежская 6, имеющие высокую экологическуюпластичность. Сорта Воронежская 6и Ирень - пригодны дляхлебопечения. Высокуюадаптивность и стабильность к условиямвыращивания показали сорта ярового ячменяЗазерский 85 и Раушан.Наиболее пригодным кпромышленной переработке (на крупу, пиво) является Зазерский85. Сортаозимойпшеницы Памяти Федина, Московская 39, Инна,Галина обеспечили высокие коэффициентыадаптивности к условиям возделывания,формировализерно, отвечающее требованиям для ценныхпшениц.
3.Исследования показали, чтов условиях биологического растениеводства полевые культурынеобходимо размещать в плодосменномсевообороте с чередованием: однолетниезернобобовые травы – озимыезерновые – пропашные – яровые зерновые,с удельным весом зерновых - 50 %, зернобобовых– 25 %,пропашных– 25 %. Продуктивностьпашни в таком севообороте вусловиях серых лесных почв составила 48,4-53,0 ц к.ед./га.
4. Отмечено, что возделывание полевых культур на хорошоокультуренных серых лесных почвах по биологическим технологиям вплодосменном севооборотеобеспечило урожайность зерна озимой пшеницы всреднем 32,4ц/га, ярового ячменя – 25,6, яровойпшеницы– 28,0,викоовсяной зерносмеси – 26,1 ц/га, клубнейкартофеля – 236,0 ц/га.
5. Наиболее оптимальным приемомосновной обработки почвы под культурысевооборота являлась отвальная вспашка (23– 24 см), посравнению с безотвальным рыхлением (на 23– 24) идискованием (10-12 см). Отвальная вспашкаспособствовала достоверному снижениюзасоренности посевов зерновых в 1,96-2,27 раза,по сравнению с безотвальным рыхлением и в1,50-1,76 раза –по сравнению с дискованием.
6. Установлено, чтонаибольшее видовоеразнообразие сегетальных видов в севооборотехарактерно для биологических технологий. Сырая и сухая биомасса сорняков приэтом была меньше, посравнению с интенсивными технологиями, гдеминеральные удобрения стимулировали рости развитие сорной растительности. Наибольшиенепродуктивные потери элементов питанияпри выносеих сорняками в среднем составили наинтенсивных технологиях N –60,6 кг/га, P2O5 – 8,5, K2O – 90,9 кг/га, в то время как набиологических технологиях N – 37,5 кг/га, P2O5– 5,25, K2O – 55,9 кг/га (в 1,6 раза меньше).
7.Доказано, что систематическое внесение органических удобрений(измельченной соломы озимойпшеницы - 7,5 т/га, зеленой массы рапсаярового (пожнивнаякультура) -10 т/га, навоза КРС - 40 т/га) под пропашнуюкультуру севооборота способствовало сохранениюпочвенного плодородияи стабильно обеспечивалоурожайность зерна на биологических технологиях 27,9 –28,5 ц/га. При этом складывался положительный балансэлементов питания в почвепод всеми культурами севооборота, незначительный дефицит калия (33кг/га) испытывала озимая пшеница.
8.Выявленаэффективность применения природныхрегуляторов роста в биологическомрастениеводстве. Регуляторы силк, агат,иммуноцитофит, гумистим способствовали повышениюэнергии прорастания семян озимой пшеницы на 5,6 %; гумистим и агат- обеспечилинаибольший начальныйрост центрального зародышевогокорешка (12,8-13,0 см) прорастающихсемян. Прибавкаурожайностизерна озимой пшеницы от предпосевнойобработки семян гумистимом 10 л/т при биологической (N0P0K0)технологии возделываниясоставила 1,6 ц/га, альтернативной (N60P60K60)технологии -2,2 ц/га.
Привозделывании озимойпшеницы по биологической иальтернативной технологиям, эффективнымприемом является опрыскивание посевов вфазу кущениягумистимом (12 л/га) и стимулирующимзащитным комплексом полиазофосом-2 (5 л/га), который обладаетвыраженным фунгицидным действием. Отмечено достоверное увеличение урожайности зернана 2,5-4,8ц/га, белка на 0,5-1,0 %и сырой клейковины в зерне – на 1,1-2,1 % по сравнению сконтролем (безобработки).Обработка посевов озимойпшеницы в фазу выхода в трубку природнымрегулятором роста альбитом (60 мл/га)способствовала увеличению урожайности зерна прибиологической технологии возделывания на1,6 ц/га, альтернативной – на2,5 ц/га.
9.Показанодействие регуляторов роста нафизиологическом уровне растительных клеток.Обработкапосевов озимой пшеницы альбитом (60мл/га)способствовала увеличениюконцентрации хлорофилла в листьях на11-26 %, посравнению стехнологиями без применения препарата. Аналогичная тенденция поизменению концентрации хлорофилла отмечена в листьяхяровой пшеницы иячменя. Содержание хлорофилла в листьяхизменялось от времени суток обработки посевов регулятором. Наилучший эффект показаливечерние (в 18 часов) обработки, по сравнению сутренними (в 11 часов).При вечернемопрыскивании посевов альбитом (50-100 мл/га)содержание хлорофилла в листьях ячменя ипшеницы увеличивалось на16-20 %, посравнению с утреннейобработкой.
Установлено, чтонаибольшее испарение водыпосевами яровой пшеницы и ярового ячменя(564,0 и 531,6мг/гчас)характерно дляинтенсивныхтехнологий (N120P120K120). Уменьшение вносимых норм минеральных удобрений на 25 % - впереходной кальтернативной технологиии на 50 % - в альтернативнойспособствовало снижению интенсивности транспирации всреднем на 38,8 и 61,1 % в посевах ячменя, 33,5 и 56,6% - яровой пшеницы. Наименьшейинтенсивностью транспирациихарактеризовались варианты сбиологическими технологиями. Опрыскивание посевов альбитом (50-100мл/га)снижало потери воды влистьях ярового ячменя на 22,3 - 39,1 %, яровойпшеницы — на21,9 - 39,2 %, по сравнению с вариантами без обработки.
10.Использование в интенсивных, переходных иальтернативных технологиях минеральныхудобрений показало высокую отзывчивостькультур,способствовало достоверному увеличениюурожайности. Отмечено положительновлияниеборофоски и аммиачной селитры, внесенных в нормах(NPK)90+N30 и (NPK)60+N30 на показателикачества зерна озимой пшеницы и физическиесвойствамуки. СортаПамяти Федина, Московская 70, Немчиновская24, Инна и Галина при внесении (NPK)90+N30 формировалиценное покачеству зерно.
Наибольшую урожайность зернаярового ячменя - 47,4; 46,3 и 45,3 ц/га обеспечили сорта Эльф,Виват и Атаман на интенсивной технологии(N120P120K120),на биологической технологии - 22,2; 22,0 и 21,2 ц/га.Менее отзывчивыми на вносимые удобрения были Прима Белоруссии, Зазерский 85и Московский 2. При возделывании побиологической технологии,зерно ярового ячменя сорта Зазерский 85 былопригодным на пивоваренные цели, посколькусодержало белка менее 9-11 %. Возделываниесортов Зазерский 85, Визит,Московский 3 и Маргрет на фоне минерального удобренияN90P90K90 обеспечилохорошие крупяныекачества зерна.
11.Экологическая оценкавыращенной продукции (зерна) выявилапреимущество биологических иальтернативных технологий,поскольку в зерне озимой и яровой пшеницы больше накапливалось зольных макроэлементов(серы, магния икремния)и снижалось содержание токсичных тяжелых металлов: кадмия - в 2,15 раза, ртути – в 1,16; мышьяка – 2,0; свинца – 2,33; меди – 1,08; цинка – в 1,4 раза, посравнению с интенсивной технологией.Наибольшей устойчивостью к накоплению взерне токсичных тяжелых металловотличались культуры семейства мятликовых,по сравнению с бобовыми(люпином). Высокуюсортовую адаптацию к накоплению в зернетяжелых металлов показалияровой ячмень Зазерский 85 и овесСкакун.
12. Установлено, чтовнесение расчетных нормминеральных удобрений в интенсивных технологиях не приводило к превышению ПДК тяжелыхметаллов в почве и продукции. Однако, наибольшие концентрации ртути,меди, свинца, кадмия и цинка отмечались в зернеозимой пшеницы, гречихии люпинаузколистного, выращенных по интенсивной(N120P120K120) и переходной (N90P90K90) технологиям. Наименьшеесодержание тяжелыхметаллов в почве ипродукции характернодля биологическихтехнологий. Последействие навоза, соломы исидерата вальтернативных технологияхспособствовало снижению концентраций подвижных форм тяжелых металлов в почве в 1,5раза.
13. Вусловиях биологического земледелиявключение в состав плодосменного севооборотанаиболее комплементарных люпино-злаковыходнолетних трав обеспечило урожайность зерносмесей 35,9-39,3ц/га и накопление корне-пожнивныхостатков до 34,6ц/га.Отмечено, что снижение урожайности зерна однолетних бобово-злаковых посевов на биологических технологиях (безпримененияминерального удобрения) компенсировалосьувеличением массы корне-пожнивныхостатков по отношению к зерносмесям на 32-47 %- влюпиново-злаковых посевах, 35-61 % -вико-злаковых и 36-64 % - впелюшко-злаковых. Наибольшее количество пожнивных икорневых остатков формировали люпино-злаковыепосевы (3,46-4,72 т/га).
14.Доказано, что обогащение почвы органическимсубстратом существенно активизировалодеятельность почвенного микронаселения,показатель интенсивности дыхания почвыувеличивался более, чем в 2раза. Заметная активизация почвенной биотыотмечена при внесении элементовминерального питания судобрениями.При интенсивной технологиивозделывания озимой пшеницы внесение (NPK)60+N60 увеличивало почвенноедыхание на 1,04-7,06 мг СО2/100 г в сутки, посравнению с биологической технологией.
Размещение озимойпшеницы в севообороте после однолетнихтрав имело существенное преимуществоперед черным паром, с точки зрения активизациибиологической активности почвы (влияние предшественникана дыханиепочвысоставило 76%). Почвенное дыхание подвержено сезонной динамике (к середине вегетациивозрастало в2 раза и более) и зависелоот стимуляции микрофлоры внесеннымиэлементами питания. Интенсивность дыхания(респирацияСО2) характеризует общуюмикробиологическую активность почвы, включая деятельность фитопатогенной микрофлоры.
15. Экологическаяоценка фитотоксичности почвы показала,что при интенсивной технологиивозделывания озимой пшеницы, люпинаузколистного и гречихи почва проявляла наибольшую токсичность поотношению к тест-объекту,угнетение проростков кресс-салата составило 23,8-30,8 %.Внесение высоких доз фосфоритной муки - 600 и 900 кгд.в./га также обусловило проявлениефитотоксичных свойств серой лесной почвы.Отмечено снижение плотности почвенных бактерий на 5 %и увеличение численности фитопатогенных грибов родаTrichoderma, Penicillium и актиномицетов, по сравнениюс контролем – без удобрения. Возрастала плотностьфитотоксичных популяций актиномицетов рода Nocardiaот 0 до 20 %, отмечено появление почвенногогриба Trichodermaс плотностью 5-10 % от общей численностимикроорганизмов, количество видов бактерийуменьшалось.Внесение фосфоритной муки в дозах 90, 150 и 300кг д.в./га не приводило к развитиюфитотоксичной почвенноймикрофлоры. Дозы Р2О5 150 и 300 кг д.в./гаувеличиваливидовоеразнообразие бактерий, стимулировали развитиеPseudomonas, Flavobacterium, Bacillus vulgaris, Bacillus mycoides, Bacillus megaterium.
16. Установлено, что многолетнее применение в интенсивных технологиях средств химизации снижалочисленность дождевых червей в почве.Максимальная численность дождевых червей(71-74шт/м2) и их биомасса (46,4 и 48,9 г/м2) в почве (0-60 см) подпосевами озимой пшеницы характерна длябиологической и альтернативной технологии.В интенсивных технологиях численностьдождевыхчервей снижалась на 7,1 - 15,5 %, а биомасса - на 31,5 -34,7 %, по сравнению с биологическими. Отмечено, что внесение минеральных удобрений (NPK)60 + N60 под яровую и озимую пшеницу способствовалоувеличению видового разнообразия ичисленности почвенных насекомых (Trechus,Bembidion, Acupaltus сем. жужелицы Carabus), однакопоследующая обработка посевов гербицидами из классасульфонилмочевинных препаратов приводилак снижению динамической (в среднем на 25,3-38,7 %) иабсолютной (в среднем на 15,1-19,3 экз./м2) плотности видовпочвенной мезофауны.
17. Исследованиями доказано, чтобиологическоерастениеводство,основанноена принципе плодосмена и примененииорганических удобрений в севообороте, позволяет наиболее полноиспользовать биологический потенциалсельскохозяйственных культур иагроклиматические ресурсы региона при одновременном сохраненииплодородия почвы и охране окружающейсреды. Обеспечиваетустойчивуюсреднюю урожайность полевых культур погодам вразличных метеорологических условиях, гарантирует получениеэкологически безопасной продукции.
18. Экономическийанализ показал высокуюрентабельность биологических технологийвозделывания полевыхкультур. При биологическойтехнологии возделывания озимой пшеницы снижениепроизводственных затрат увеличилорентабельность производства зерна до241 % при урожайности 26,2 - 31,0 ц/га. Меньшаяэнергетическая себестоимость 0,2-0,3 ГДж/ц инаибольшие коэффициенты энергетической эффективности2,9 - 3,5 были обеспечены при биологической технологиивозделывания озимой пшеницы.
Возделывание сортовярового ячменя по биологическимтехнологиям определило общую суммупроизводственных затрат в размере 2,32 – 2,51 тыс. руб./га.Производственные затраты снижались, посравнению с интенсивной технологией, арентабельность производстваувеличивалась и составила для сортов Гонари Эльф соответственно 252,9 и 303,6 %.Экономически выгодным являлось возделываниепивоваренного сорта ярового ячменяЗазерский 85 по биологической иальтернативной технологии, рентабельностьпроизводства составила 472,8 и 200,3 %.
Наибольшийэкономический эффект показало возделывание зернобобовыхсмесей однолетних травпо биологическим технологиям, рентабельностьпроизводства при этомсоставила 320-411 %.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
1.Биологическое растениеводствоорганизовывать в плодосменномсевообороте: однолетниезернобобовые травы – озимые зерновые – пропашные – яровые зерновые,с удельным весом зерновых - 50 %, зернобобовых– 25 %,пропашных– 25 %. Послеуборки озимых зерновых измельченнуюсолому заделывать в почву на удобрение ивыращивать пожнивно яровой рапс на сидерат.
2.С целью снижениязасоренности посевов в 1,5-2,0раза при биологическом земледелии всистеме основной обработкепочвы отдавать предпочтение отвальной вспашке (23-24 см).
3. Длясохранения эффективного ипотенциального плодородия почвы, активизации деятельности полезной почвенноймикрофлоры ежегодно вносить органические удобрения: не менее 40 т/ганавоза КРС, 7,5 т/га соломы зерновых, 10 т/гарапсового сидерата под пропашнуюкультуру вплодосменномсевообороте.
4.В качествеисточника фосфора в биологическомземледелии рекомендуется внесениефосфоритноймуки воптимальныхдозах Р2О5150-300 кг/га, которые не приводят к загрязнениювыращенной продукции тяжелыми металлами иоптимизируют состав почвенноймикрофлоры.
5.Возделывать однолетние зернобобовые травы ввиде люпино-злаковых смесей,обеспечивающих на биологическойтехнологии получение урожая зернофуража до 27,8 ц/га,зеленой массы 465 ц/га идостаточного накоплениякорне-пожнивныхостатков в почве - 47,2 ц/га.
6.Для сельскохозяйственныхпредприятий всех форм собственности вусловияхбиологизации земледелия рекомендуетсявозделыватьсорта: яровой пшеницы - Дарья, Ирень, Иволга, Воронежская 6,ярового ячменя - Зазерский 85, Гонар,Раушан, озимой пшеницы - Памяти Федина,Московская 39, Инна, Галина, обладающие высоким адаптивнымпотенциалом и экологическойстабильностью, способныеобеспечить высокое качество урожая.
7. Применять природные регуляторы ростагумистим (12 л/га), альбит (50-100 мл/га) изащитно-стимулирующий комплексполиазофос-2 (5 л/га) для обработки посевовяровых зерновых (в фазу кущения) и озимых зерновых(в фазу выхода в трубку) сцелью повышения урожайности зерна и егокачества.
СПИСОК ОСНОВНЫХРАБОТ,ОПУБЛИКОВАННЫХ ПОТЕМЕ
ДИССЕРТАЦИИ
1. В изданиях,рекомендованных ВАК:
- Ториков, В.Е. Урожайность пшеницы икачество зерна на Брянщине / Ториков В.Е., Мирошин В.М., Мельникова(Торикова) О.В. // Зерновыекультуры.– 1995. - №3.– С. 17-18.
- Ториков, В.Е. Динамика засоренностипосевов зерновых культур на Брянщине / Ториков В.Е.,Зверев В.А., Мельникова(Торикова) О.В. // Зерновыекультуры.– 1996. - №4.– С.19-20.
- Попов, В.А. Автолитическаяактивность зерна и хлебопекарныекачествасортов озимой пшеницы Нечерноземья / ПоповВ.А., Мельникова (Торикова) О.В. // Аграрнаянаука. – 1998. – № 5. – С. 35-36.
- Мальцев, В.Ф. Особенностинакопления тяжелых металловсельскохозяйственными культурами / МальцевВ.Ф., Мельникова О.В. и др. // Агро XXI.– 1999. - №11. -С. 21-22.
- Ториков, В.Е. Содержание тяжелыхметаллов в растениеводческой продукции в зависимостиот технологий возделывания / Ториков В.Е.,Мальцев В.Ф., МельниковаО.В. // Достижения науки и техники в АПК.– 2000. - №1. - С.11-13.
- Мальцев, В.Ф. Химизация ичисленность дождевых червей в почве /Мальцев В.Ф.,Мельникова(Торикова) О.В. // Достижениенауки и техники в АПК. – 2000. - №3. - С. 20-22.
- Ториков, В.Е. Продуктивность икачество сортов озимой пшеницы наБрянщине /Ториков В.Е., Прудников А.П., Мельникова О.В. //Зерновое хозяйство. –2001. - №2(5). –С. 23-24.
- Ториков, В.Е. Адаптивный ипродуктивный потенциал сортов мягкойяровой пшеницы / Ториков В.Е., Мельникова О.В.,Прудников А.П. // Зерновое хозяйство. –2001. - №4(7). –С. 20-21.
- Ториков, В.Е. Показатели водногостатуса прорастающих семян сортовмягкойяровой пшеницы / Ториков В.Е., Попов В.А.,Мельникова О.В. // Достижения науки итехники в АПК. – 2003. - № 2. – С. 19-20.
- Мельникова, О.В.Оценка адаптивности, пластичности истабильности сортов ярового ячменя, возделываемыхв условиях Брянской области / Мельникова О.В.,Клименков Ф.И. // Зерновоехозяйство. – 2007. - №3. – С. 13-15.
- Ториков, В.Е. Изучение минеральногопитания бобово-злаковых смесей / ТориковВ.Е., Мельникова О.В., Шемяков О.К. // Агрохимический вестник. – 2007. - №1. - С. 13-15.
- Мельникова, О.В.Действие минеральных удобрений и альбитана урожайность и качество зерна озимойпшеницы / Мельникова О.В., Симонов Д.А. //Агрохимический вестник.– 2007. - №1. – С. 16-17.
- Геращенков, А.М. Влияниеминеральных удобрений исульфонилмочевинных препаратов на состояниепочвенной мезофауны / Геращенков А.М.,ВасильеваР.М., Мельникова О.В. // Агро ХХI. –2008. - № 10-12. - С. 26-27.
- Мельникова, О.В.Засоренность посевов яровой пшеницы приразном уровне минерального питания /Мельникова О.В. // Земледелие. – 2008. - №7. – С. 40.
- Мельникова, О.В.Вынос элементов питания сорнымирастениями / Мельникова О.В. // Земледелие. – 2008. - №8. - С.44.
- Мельникова, О.В.Технологии возделывания культур ибиологическая активность почвы / Мельникова О.В. //Земледелие. -2009. – №1. - С. 22-24.
2. Вмонографиях иучебных пособиях:
- Мальцев, В.Ф. Экологические аспектысистем альтернативного земледелия(учебное пособие) / Мальцев В.Ф., Ториков В.Е., АртюховА.И.,…Мельникова (Торикова) О.В. и др. – Брянск. – 1998. – 85с.
- Мальцев, В.Ф. Система биологизацииземледелия Нечерноземной зоны России. Часть 2 (монография) /Мальцев В.Ф., Каюмов М.К., … Мельникова (Торикова) О.В. идр. – Москва: ФГНУ «Росинформагротех».– 2002. – 573с.
- Мельникова, О.В.Сорная флора агрофитоценозов Центральногорегиона России (монография) / МельниковаО.В. – Брянск.– 2008. - 278 с.
- Семыкин, В.А. Биологизацияземледелия в основных земледельческихрегионах России (монография) / Семыкин В.А.,Картамышев Н.И., Мальцев В.Ф., … Мельникова О.В. и др.– Москва:Изд-во «КолосС».–2009.–550 с.
3.В сборникахнаучных трудов:
- Мельникова, (Торикова) О.В. Изменениеамилолитического микробного сообществапочвы при внесении различных дозфосфоритной муки /Мельникова(Торикова) О.В // Материалымеждународной конференции «Кризиспочвенныхресурсов». - Санкт-Петербург. – 1997. – С. 128-129.
- Мельникова, (Торикова) О.В. Влияние внесенияразличных фосфорных удобрений и дозфосфоритной муки на биологическуюактивность почвы / Мельникова(Торикова) О.В, Попов В.А. // Материалынаучно-методической конференции. – Брянск. – 1997. – С. 7-9.
- Мельникова (Торикова), О.В.Целлюлозолитическая активность почвы прииспользовании различных удобрений / Мельникова (Торикова О.В.) // Материалы XIмеждународной научно - производственнойконференции – Брянск. – 1998. - С. 25-26.
- Попов, В.А. Индикацияэкологического статуса почвы попоказателю интенсивности почвенного дыхания /Попов В.А., Мельникова (Торикова) О.В. // Актуальныепроблемы экологии на рубеже тысячелетия и пути ихрешения // Материалы международной научно -практической конференции – Брянск. – 1999. - С. 44-45.
- Черников, В.А. Агроэкологическаяэффективность фосфоритной муки Полпинскогоместорождения / Черников А.А., Мельникова (Торикова) О.В. и др. // Проблемыфосфора и комплексное использованиенетрадиционного минерального сырья в земледелии /Материалы международного симпозиума. – М. - 2000. - С.155-160.
- Мельникова, О.В.Влияние минеральных удобрений набиологическую активность почвы /Мельникова О.В., Попов В.А. // В монографии:Биологизация земледелия юго-запада России. -Брянск: Издательство БГСХА. - 2000. - С. 129-140.
- Ториков, В.Е. Адаптивность, продуктивность икачество зерна современных сортов озимойпшеницы / Ториков В.Е.,Прудников А.П., Мельникова О.В. //Материалы международнойнаучно-практической конференции. – Брянск. – 2000. – С. 26-28.
- Ториков, В.Е. Пути экологизации растениеводства /Ториков В.Е., Мельникова О.В. // Материалы третьей региональнойнаучно-практической конференции. –Брянск. – 2001.С. 103-104.
- Мальцев, В.Ф. Биологизациярастениеводства – важное направление развития земледелияБрянщины / Мальцев В.Ф., Шмаль В.В., ТориковВ.Е., Мельникова О.В. // Агроконсультант ИКС АПКБрянской области. - №3 (11). – 2004. -С. 33-34.
- Мешков, И.И..Применение гумистима при возделыванииозимой пшеницы / Мешков И.И., Мельникова О.В. //Производство экологически безопаснойпродукции растениеводстваи животноводства // Материалымеждународной научно-практической конференции.– Брянск.– 2004. – С. 88-91.
- Мельникова, О.В.Изменение дыхания почвы в зависимости отудобрения ипредшественника озимой пшеницы /Мельникова О.В., Геращенков А.М., Давыдкина О.Е. //Производство экологическибезопасной продукции растениеводства иживотноводства // Материалымеждународной научно-практической конференции. – Брянск. – 2004. – С. 231-233.
- Ториков, В.Е. Совершенствованиеадаптивной технологии возделывания хлебопекарныхсортов озимой пшеницы / Ториков В.Е., Мельникова О.В.,Симонов Д.А. //Ресурсосберегающие технологии ипроизводство экологически безопаснойпродукции // Материалы региональнойнаучно-практической конференции. – Брянск: БИПККА.– 2004. – С. 20-23.
- Ториков, В.Е. Экологическая оценкасовременных сортов пшеницы по параметрам:адаптивность, пластичность,стабильность, урожайность икачество зерна / Ториков В.Е., Мельникова О.В. // Всб.: Биологизацияземледелия в Нечерноземной зоне России. Выпуск 1. – Брянск. – 2005. – С.55-65.
- Мельникова, О.В.Фитосанитарное состояние посевов яровогоячменя в зависимости от уровняминерального питания // Мельникова О.В.,КлименковФ.И. // Материалы международнойнаучно-практической конференции молодых ученых. – Брянск. – 2006. – С. 192-195.
- Мельникова, О.В. Оценка сортовозимой пшеницы по показателям адаптивность,пластичность, стабильность / МельниковаО.В., Симонов Д.А. // Материалымеждународной научно-практическойконференции молодых ученых. – Брянск. – 2006. – С. 195-199.
- Мельникова, О.В Смешанные бобово-злаковыезернофуражные посевы как фактор повышенияпочвенного плодородия и продуктивностипашни / Мельникова О.В., Шемяков О.К. // В сб.: Регион-2006.Конкурентоспособность бизнеса и технологийкак фактор реализации национальныхпроектов // Материалы международнойнаучно-практической конференции – Брянск.- 2006. - С. 417 -419.
- Камков, С.П. Фитосанитарное состояние озимыхзерновых культур на Брянщине // Камков С.П.,Ториков В.Е., МельниковаО.В. // Материалы международнойнаучно-практической конференции молодыхученых.– Брянск.– 2006. – С. 199-204.
- Мальцев, В.Ф. Возделываниеоднолетних бобовых трав – важнейший факторбиологизации земледелия Нечерноземья /Мальцев В.Ф., Белоус Н.М., Мельникова О.В. //Биологизация земледелия в Нечерноземнойзоне России // Научные труды, вып. 2 – Брянск. – 2006. С. 82-107.
- Мельникова, О.В.Урожайность зерна смешанныхбобово-злаковых и одновидовых посевов взависимости от уровня минеральногопитания / Мельникова О.В. // Агрохимические приемыповышения плодородия почв ипродуктивности сельскохозяйственных культурв адаптивно-ландшафтных системахземледелия //Материалы40-й международной научной конференции -М.: ВНИИА. - 2006. – С. 171-173.
- Белоус, Н.М. Особенностипроизводства экологически безопаснойпродукциирастениеводства в Брянской области /Белоус Н.М., Ториков В.Е., Мальцев В.Ф., Мельникова О.В.// В сб.: Регион-2006.Конкурентоспособность бизнеса итехнологий как фактор реализациинациональных проектов // Материалымеждународной научно-практическойконференции– Брянск. -2006. - С. 413 - 416.
- Мельникова, О.В.Содержание хлорофилла в листьях озимойпшеницы и урожайность зерна при разныхтехнологиях возделывания / Мельникова О.В., Симонов Д.А. //Агрохимические приемы рациональногоприменения средствхимизации как основа повышения плодородияпочв и продуктивности сельскохозяйственныхкультур // Материалы международнойнаучной конференции - М.: ВНИИА. -2007. – С. 270 - 272.
- Мельникова, О.В.Природные регуляторы ростав биологическом земледелии / МельниковаО.В., Ториков В.Е., Клименков Ф.И., Симонов Д.А.// Аграрная наука сельскому хозяйству.Часть 3. // Материалы всероссийскойнаучно-практической конференции. – Курск. – 2009. – С. 286-293.
- Мельникова, О.В.Продуктивностьсевооборотов в условиях биологизацииземледелия / Мельникова О.В. //Международная научно-практическаяконференция. – Горки. – 2009.
