Возделывание кукурузы на зерно в кулисах парового поля на черноземных почвах северного казахстана
На правах рукописи
РАФАЛЬСКИЙ Павел Брониславович
ВОЗДЕЛЫВАНИЕ КУКУРУЗЫ НА ЗЕРНО
В КУЛИСАХ ПАРОВОГО ПОЛЯ НА ЧЕРНОЗЕМНЫХ
ПОЧВАХ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА
Специальность 06.01.01 – общее земледелие
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Тюмень – 2009
Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия» и ТОО «Научно-производственный центр зернового хозяйства им. А.И. Бараева»
Научный руководитель: доктор биологических наук
Хусаинов Абильжан Токанович
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,
профессор Скипин Леонид Николаевич
кандидат сельскохозяйственных наук,
доцент Калошин Анатолий Андреевич
Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Уральская государственная
сельскохозяйственная академия»
Защита состоится «24» декабря 2009 г. в 13-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.064.01 при Тюменской государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7, тел./факс (3452) 46-87-77
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.
Автореферат разослан «12» ноября 2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета В.В. Рзаева
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. Основа любой системы земледелия – освоение севооборотов, включающих рентабельные рыночные культуры и культуры, улучшающие плодородие почвы, которая связана с совершенствованием систем обработки почвы, их минимализацией и углубленной дифференциацией в разнообразных почвенно-климатических условиях.
Основным направлением развития земледелия Северного Казахстана по-прежнему остается производство зерна. Вопрос стабильного производства зерна в Республике Казахстан особенно остро встал при вступлении ее в рыночные отношения. Производство зерна из кукурузы явилось бы значительным резервом стабилизации экономики. Чистый пар, являющийся в степной зоне лучшим предшественником зерновых культур, в значительной степени подвергается ветровой эрозии (Давлятшин И.В., 2000; Двуреченский В.И., 2005).
Современная технология подготовки пара в степных районах Северного Казахстана, наряду с положительными сторонами, (высокая эффективность борьбы с сорняками, повышение устойчивости производства зерна и др.) имеет ряд отрицательных. Например, во многих районах потенциальное плодородие почвы быстро снижается за счёт интенсивной минерализации органического вещества, проявления водной и ветровой эрозии. Вегетационные осадки в год парования теряются на испарение, а осадки второго зимнего и весеннего периодов плохо усваиваются почвой. На процесс парования затрачивают огромные средства, которые окупаются в течение 2-3 лет. Технология подготовки паров постоянно совершенствуется. В этом плане заслуживают внимания кулисные пары из высокостебельных растений (подсолнечник, горчица и кукуруза).
Использование кукурузы как кулисного растения в паровом поле является одним из перспективных направлений в степном земледелии. При этом поднимается его противоэрозионная устойчивость, задерживается снег на полях, а разбрасывание растительных остатков улучшает баланс органического вещества и долю гумусообразования, в целом повышается эффективность пара до 25-30%. Правильно подготовленный пар играет роль страхового поля, на котором в любой год получают стабильный урожай. Однако, применительно к условиям региона, многие вопросы в отношении кукурузы, то есть её использования в качестве кулис парового поля, недостаточно изучены, что и определяет актуальность работы.
Цель исследований. Разработать технологию возделывания раннеспелых сортов и гибридов кукурузы в кулисном пару, позволяющей повысить продуктивность зернопарового севооборота.
Задачи исследований.
1. Установить оптимальный уровень парозамещения при использовании кукурузы в качестве кулис.
2. Изучить влияние различных приемов на развитие и продуктивность растений кукурузы в кулисах.
3. Подобрать адаптированные гибриды кукурузы для кулис парового поля степной зоны Северного Казахстана.
4. Дать биоэнергетическую оценку и экономическое обоснование использования кукурузы в качестве кулис в зернопаровом севообороте.
Научная новизна. Изучены условия произрастания кукурузы в кулисах в степной зоне Северного Казахстана и определена ее продуктивность при различном уровне парозамещения. Подобраны гибриды кукурузы для кулис парового поля и разработаны оптимальные приемы возделывания раннеспелых гибридов кукурузы. Дана биоэнергетическая и экономическая оценка зернопарового звена: пар – яровая пшеница – ячмень при возделывании кукурузы в кулисах парового поля.
Положения, выносимые на защиту. Установленные оптимальные элементы технологии (уровень парозамещения, адаптированные гибриды, приемы ухода за посевами) возделывания кукурузы на зерно в кулисах парового поля обеспечивают повышение продуктивности зернопарового севооборота, противоэрозионной устойчивости почвы и окупаемости затрат по уходу за паром.
Практическая значимость. Оптимизация структуры кулисного пара с применением кукурузы позволяет повысить продуктивность зернопарового севооборота на 33-47%. При возделывании по разработанной технологии выращивания кукурузы в кулисах в 2-4 раза увеличивается использование осадков второго холодного периода парования, предотвращается водная и ветровая эрозия.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на международных научно-практических конференциях «Роль особо охраняемых территорий в сохранении лесов, экосистем и биоразнообразия Северного Казахстана», «Сейтеновские чтения», «Конкурентоспособный Казахстан: проблемы и решения» (Кокшетау, 2007), на региональной научно-практической конференции (Кокшетау, 2007) и на заседаниях ученого совета ТОО «Научно-производственный центр зернового хозяйства им. А.И. Бараева» (2005-2008 гг.).
Личный вклад. Соискателем проведен анализ литературных данных, разработаны программа и методика исследований, самостоятельно проведены полевые опыты и наблюдения, лабораторные анализы, систематизация и статистическая обработка полученных материалов.
Публикации. По теме диссертации опубликовано шесть печатных работ, в том числе одна работа в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 155 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендации производству. Содержит 38 таблиц, 5 рисунков и 35 приложений. Библиографический список включает 133 источника, из них 2 на иностранных языках.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1 Состояние изученности вопроса
Приведен обзор истории разработки и внедрения почвозащитной системы земледелия и системы обработки паров в степной зоне Северного Казахстана и Западной Сибири.
2 Условия, объекты и методика проведения исследований
Объект исследований – зернопаровые севообороты с использованием кулисных паров из гибридов кукурузы (Zea mays L.).
ТОО «Степноишимская опытная станция», где проводились полевые исследования расположена в умерено засушливой степной зоне Северного Казахстана, за 100 дней вегетации величина ФАР составляет 23,5 ккал/см2. Годовая сумма температур выше 10С составляет 2000-2100С, безморозный период длится 120-125 суток. Годовая сумма осадков 250-300 мм, с суммой зимних осадков 80-90 мм. Почва опытного участка типична для данной зоны – чернозем обыкновенный карбонатный тяжелосуглинистый. Мощность гумусового горизонта до 31 см. Глубина залегания грунтовых вод – более 6 м. В пахотном горизонте содержится 5,08% гумуса, рН – 6,78.
Климат зоны сухой и континентальный, в целом характеризуется суровыми условиями: малым количеством тепла и атмосферных осадков, сильными ветрами. Летом температура достигает +30-40С, а зимой может упасть до -48-52С. Среднегодовая температура воздуха около 0С. Для степной зоны свойственна высокая ветровая активность. Среднегодовая скорость ветра составляет 4-5 м/сек, в весенний период достигает 15 м/с, вызывая пыльные бури.
Главным природным своеобразием степного региона Северного Казахстана является недостаточность атмосферных осадков при высокой испаряемости, которая более чем в 1,5 раза превышает осадки. Особенно это характерно для весенне-летнего периода. Отсутствие дождей и высокие температуры воздуха усугубляются сильными ветрами. Анализ погодных условий в годы исследований показал, что наиболее благоприятными для вегетации кукурузы они были в 2005 и 2006 гг., погодные условия 2003-2004 гг. были более засушливые. Однако в целом они были достаточно типичными для климата региона.
В исследованиях использовали гибриды кукурузы и сорта, рекомендованные государственным реестром по Северному Казахстану: Коллективный 101, Днепровский 141, Днепровский 179, Нордика, ХРТС 202, Алатау 107, Славутич 135, Коллективный 135, Коллективный 147, Коллективный 160, Молдавский 215, SWS – 5042, ДС – 180, ДС – 246, № 405, Коллективный 244, Днепровский 199, Днепровский 247, № 410, Нарт 170, Нарт 150, горчица – Неосыпающаяся 2, пшеница яровая – Омская 9, ячмень яровой – Омский 80. Посев осуществляли кондиционными семенами. Учетная площадь делянок в опытах 25 м2, повторность 4-кратная, расположение делянок систематическое.
Для решения вопросов, поставленных на изучение, закладывали следующие полевые опыты:
Опыт 1. Определить оптимальный уровень парозамещения и эффективность агротехники возделывания кукурузы в кулисах парового поля.
Опыт 2. Изучить особенности роста и развития кукурузы в кулисах парового поля и подобрать наиболее холодостойкие и раннеспелые гибриды.
Опыт 3. Определить последействие агротехники возделывания кукурузы в кулисах парового поля на урожайность первой культуры (яровой пшеницы).
Опыт 4. Изучить последействие кулисного пара из кукурузы на урожайность второй культуры (ячмень).
Исследования проводили по апробированным и утверждённым методикам государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (Методика.., 1980; 1981 и рекомендациям по вопросам земледелия, 1975).
Результаты исследований обрабатывали методом дисперсионного и корреляционного анализа (Доспехов Б.А., 1985). Экономическую оценку технологических приемов возделывания кукурузы проводили по методике отдела экономики СибНИИСХоза (Кошелев Б.С. и др., 1987), биоэнергетическую – по методике ВНИИ кукурузы (1984).
3 Технология возделывания и условия произрастания
кукурузы в кулисах парового поля
Водный режим кулисных паров. В кулисных парах в тёплый период парования происходил расход почвенной влаги в зависимости от вида кулисных растений и уровня парозамещения. Наибольший расход влаги отмечался на посевах кукурузы и в кулисном пару из кукурузы с междурядьями – 140 см (50% парозамещения) – 83-90 мм. Степень открытости поверхности почвы оказывала существенное влияние на ее водный режим. Установлено, что чем шире межкулисное пространство в кукурузных кулисах, тем выше коэффициент водопотребления у кукурузы. В среднем за 3 года коэффициент водопотребления в обычном посеве кукурузы (уровень парозамещения 100%) составил 2,5 мм, в варианте с однострочной кулисой с межкулисным пространством 140 см – 3,8 мм, в однострочной кулисе с межкулисным пространством 210 см – 4,6 мм, двухстрочной кулисе с межкулисным пространством 350 см – 6,3 мм
Микроклимат в кулисных парах. Наблюдения показали, что в дневные часы в кукурузных кулисах парового поля наиболее высокая температура почвы отмечалась в вариантах опыта с уровнем парозамещения 35-50%. На вариантах горчичных кулис и обычного посева кукурузы температура почвы в слое 5-20 см была ниже на 0,8-0,9С.
Температура воздуха в кукурузных кулисах была выше на 0,2-0,9С по сравнению с обычным посевом кукурузы и составляла в дневные часы 23,2-24,7С (рис. 1).
Рисунок 1 – Температура воздуха в кулисах парового поля, 2004-2006 гг., С.
Наиболее высокая дневная температура воздуха наблюдалась в варианте опыта, где возделывались кукурузные кулисы с уровнем парозамещения 35%. Так средняя температура на высотах от поверхности почвы: 30 см, 50 см, 100 см, 150 см составила 23,7-24,1С – это выше на 0,3-0,7С по сравнению с вариантом опыта, где возделывались кулисы с уровнем парозамещения 50%.
Температурный режим воздуха в двухстрочных кулисах из кукурузы с уровнем парозамещения 35% складывался неодинаково между межкулисным пространством и внутри строчки кулисы. Так, дневная температура воздуха внутри строчки кулисы находилась в пределах 22,2-23,2С, а в межкулисном пространстве – 23,3-25,6С, что выше на 1,1-2,4С.
В кукурузных кулисах парового поля формировалась повышенная относительная влажность воздуха. По отношению к окружающей среде относительная влажность воздуха в кулисах была выше на 7,0-15,0% (табл. 1).
Таблица 1 – Относительная влажность воздуха в кулисах парового поля,
2004-2006 гг., %
| Пар кулисный из горчицы (контроль) | Кукуруза, 70 см (обычный посев) | Пар кулисный из кукурузы: | ||
| однострочные 140 см | однострочные 210 см | двухстрочные 70х450 см | ||
| 61,2 | 77,2 | 76,2 | 74,7 | 68,2 |
| ± к контролю, % | + 16,0 | +15,0 | +13,5 | + 7,0 |
По отношению к обычному посеву кукурузы (с уровнем парозамещения 100%) кукурузные кулисы имели пониженный уровень относительной влажности воздуха. Поэтому они быстрее охлаждались, и в кулисах появлялся эффект «скрытого заморозка». Относительная влажность воздуха на парах из горчицы составляла 61,2%, а в межкулисном пространстве из кукурузы – 68,2-74,7%, в занятом пару из кукурузы – 77,2%.
Посевы кукурузы в паровом поле в период активной вегетации значительно снижали скорость ветра. Наиболее сильное снижение скорости ветра происходило в обычном посеве кукурузы. Здесь на высоте 50 см от поверхности почвы скорость ветра снижалась в 28 раз, а на высоте 100-150-200 см в 1,8-5,7 раза. Кукурузные кулисы с уровнем парозамещения 35-50% по отношению к горчичным кулисам снижали скорость ветра в 1,6-2,5 раза (рис. 2).
Рисунок 2 – Скорость ветра в кулисах парового поля, 2002-2006 гг.
На кулисных парах из кукурузы, высота снежного покрова в среднем составляла 33 см, запасы воды в снеге – 80-90 мм. На однострочных кулисах снежный покров залегал более равномерно и несколько больше, чем в двухстрочных кулисах 70 х 350 см. Наблюдения показали, что на стерневых кулисах из кукурузы запасы воды в снеге формируются на уровне участков нулевого переноса, что свидетельствует о том, что стерневые кулисы из кукурузы высотой 40-45 см при межкулисном пространстве 2-4 метра позволяют задерживать все зимние осадки.
Почва на вариантах с кулисами быстро оттаивала, она меньше промерзала и хорошо впитывала влагу весной.
Наши исследования показали, что оструктуренность её верхнего слоя значительно изменялась под воздействием погоды. Технологические особенности подготовки паров проявлялись через сохранность растительных остатков на поверхности поля после посева яровой пшеницы.
Показатели эродируемости почвы на вариантах кулис из кукурузы по отношению к чистым и занятым парам снижались в 2-3 раза, на вариантах кулисного пара из кукурузы происходило наращивание условной стерни за счёт листостебельной массы и корневищ кукурузы в 3-4 раза, а их массы в 5-6 раз.
Влияние агротехнических приемов на засоренность поля. Применение гербицидов оказывало существенное влияние на засоренность посевов (табл. 2) и сохранение влаги в почве на посевах кукурузы. На более засорённом (контрольном) варианте за период всходы - вымётывание кукурузы расход влаги из метрового слоя почвы составил – 23,5 мм, а на посевах чистых от сорняков без междурядных обработок – 4,8 мм, проведение междурядных обработок на фоне гербицидов увеличивало расход влаги до 13,4 мм.
Таблица 2 – Засорённость посевов кукурузы в зависимости от приёмов ухода, 2004-2006 гг.
| Приёмы ухода за посевами | Масса сорняков, г/м2 | Доля сорняков в агрофитоценозе, % | ||
| контроль – без химизации | NРК+ гербициды | контроль – без химизации | NРК+ гербициды | |
| 1. Довсходовое боронование БИГ-3+БЗСС-1 (2 следа) – фон | 481 | 243 | 31,7 | 8,9 |
| 2. Фон + культивация междурядий в фазу 3-4 листа | 458 | 121 | 19,4 | 5,0 |
| 3. Фон + культивация междурядий в фазу 3-4 и 7-8 листьев | 362 | 66 | 15,1 | 2,7 |
| 4. Фон + культивация в фазу 3-4 листа и окучивание в фазу 7-8 листьев | 137 | 121 | 5,5 | 4,7 |
Однако наиболее существенные изменения произошли во второй период вегетации растений. На засорённых делянках контрольного варианта расход влаги за период всходы - уборка кукурузы составил 98,7 мм, а на вариантах с гербицидами и таком же количестве междурядных обработок – 70,3 мм; то есть за счёт уничтожения сорняков в почве сохранилось 23,4 мм влаги.
В опытах 2002-2006 гг. при возделывании раннеспелой кукурузы в качестве парозанимающей культуры за счёт окучивания растений удалось снизить засорённость посевов кукурузы в 2 раза. Доля сорняков в общей массе агрофитоценоза парового поля составляла всего лишь 2-3%. Среди сорняков преобладали однолетние поздние виды: щирица, щетинник зелёный, куриное просо. Всходы этих видов обычно появлялись в конце лета. Сорняки накапливали незначительную массу 20-30 г на 1 м2 кулис.
В год парования и последующие годы засоренность посевов зерновых культур определялась приемами технологического ухода за посевами кулис. Меньший уровень засоренности кукурузного поля и большой запас влаги в нем способствует получению более высокого урожая кукурузы в кулисах и последующих культур севооборота. Наименьшая засоренность яровой пшеницы и ячменя отмечалась на вариантах кулисного пара из горчицы и двухстрочных кулис из кукурузы. В однострочных кулисах засоренность была в 1,5 раза больше, чем на контроле. Однако доля сорняков в опытах составляла всего лишь 1,0-3,9%. На посевах второй культуры она возрастала до 4,0-8,1%.
Питательный режим в кулисном пару. На вариантах кулисного и занятого пара из кукурузы за период парования нитратного азота накапливалось в 2 раза меньше, чем на контроле (140 кг/га), что связано с активным потреблением азота кукурузой (табл. 3).
Таблица 3 – Влияние технологии возделывания кулис на содержание
основных элементов питания в почве парового поля,
ТОО «Степноишимская опытная станция», 2004-2006 гг.
| Вариант | NО3, кг/га | Р2О5, кг/га | К2О5, кг/га | |||
| слой почвы, 0-100 см | накоплено за период парования | слой почвы, 0-20 см | изменение за период парования, +,- | слой почвы, 0-20 см | изменение за период парования, +,- | |
| Пар кулисный из горчицы (контроль) | 218,5 | 140,3 | 98,1 | - 13,4 | 139,5 | - 12,0 |
| Кукуруза | 148,3 | 70,1 | 57,5 | - 54,0 | 156,1 | + 4,6 |
| Кулисы из кукурузы: однострочные, 140 см | 138,1 | 59,9 | 60,4 | - 51,1 | 152,0 | + 0,5 |
| Однострочные, 210 см | 145,9 | 67,7 | 99,1 | - 12,4 | 130,4 | - 21,1 |
| Двухстрочные, 70 х 350 см | 147,9 | 69,7 | 98,0 | - 13,5 | 146,1 | - 5,4 |
| Начало парования | 78,2 | - | 11,5 | - | 151,5 | - |
В межкулисном пространстве больше всего азота накапливалось на кулисных парах из горчицы и двухстрочных кулисах из кукурузы. Содержание Р2О5, в пахотном слое почве (0-20 см) на контроле и кулисных парах с уровнем парозамещения 30-35% изменялось незначительно. К концу парования на этих вариантах расход подвижного фосфора составлял 12,4-13,5 кг/га (11,1-12,1%). Однако на вариантах занятого пара с уровнем парозамещения 50-100% потребление фосфора растениями кукурузы увеличивалось значительно, что способствовало снижению содержания подвижного фосфора в почве на 51,1-54,0 кг/га (45,8-48,4%).
Таким образом, при использовании кулисных паров кукурузы, в системе земледелия возрастает потребность в азотных удобрениях. Их высокая эффективность проявляется на второй культуре после пара.
Урожайность кукурузы в кулисном пару. Урожайность кукурузы в год парования закономерно снижалась по мере уменьшения доли посева на поле при равной доле парозамещения 35%. Наиболее высокая урожайность получена на однострочных кулисах с междурядьями 210 см (табл. 4).
Таблица 4 – Урожайность кукурузы в кулисах парового поля,
ТОО «Степноишимская опытная станция», 2002-2004 гг.
| Вариант | Урожайность, ц/га | |||
| зелёная масса | початки | сухая масса | зерно, 14% влажности | |
| Кукуруза | 228,0 | 76,3 | 86,2 | 30,0 |
| Кулисный пар: однострочные 140 см | 167,9 | 69,1 | 61,9 | 25,9 |
| однострочные 210 см | 90,7 | 37,7 | 35,0 | 16,0 |
| двухстрочные 70 х 350 см | 62,8 | 26,9 | 23,3 | 10,7 |
| НСР05 сухого вещества | - | - | 10,9 | - |
При уровне парозамещения 50-100% в среднем за три года (2002-2004) получено 25,9-30,0 ц/га зерна кукурузы. В однострочных кулисах с междурядьями 210 см получено 16,0 ц/га, или 53,3% от контроля. Однако зерно кукурузы имело высокую влажность. Содержание влаги в початках перед уборкой составляло 40-45%.
4 Биологические особенности кукурузы и характеристика гибридов для кулис парового поля
Оценка холодостойкости кукурузы. Исследования показали, что все гибриды в более прохладных условиях замедляют рост и развитие, которые приводят к увеличению вегетационного периода. Однако степень реакции гибридов различна и определяется генотипом. В холодный и влажный год (2006) более холодостойкие генотипы гибридов ХРТС 202 и Нордика в обычных посевах кукурузы с междурядьями 70 см имели период всходы-цветение початков 53-55 суток, а в посевах кулис – 57-59 суток, тогда как у менее холодостойких гибридов (К101, Д 141) этот период в кулисах увеличивался до 64 суток. В тёплый и засушливый период всходы-цветение початков у гибридов К101, Д141, Нордика в обычных посевах и кулисах парового поля сокращался, а у более холодостойкого гибрида ХРТС 202 этот показатель оказался стабильным, особенно в условиях кулис. Влагообеспеченность растений кукурузы была достаточной для формирования высокого урожая.
Подбор гибридов кукурузы для кулис парового поля. Оценка гибридов за 2002-2006 гг. по показателю уровня стабильности в сравнении с гибридом Коллективный 101 позволила выделить две группы генотипов по степени реакции их на условия внешней среды. Первая группа представлена гибридами Нордика, Днепровский 141, ХРТС 202, которая характеризуется как раннеспелая с высоким уровнем стабильности урожая. Вторая группа включает гибриды № 405, № 410, Днепровский 247 уровень стабильности которых ниже, чем у Коллективного 101, эта группа представлена среднеранними и среднеспелыми гибридами.
Отдельные гибриды кукурузы за период вегетации формировали 25-30 ц/га сухого вещества початков и 20-25 ц/га листостебельной массы. Например, гибриды Днепровский 141Т и Днепровский 179 в среднем за 3 года (2002-2004) по продуктивности сухого вещества початков в кулисах превосходили Нордику, ХРТС 202, СВС 5042, Алатау 107 на 19-30% и формировали 25,2-26,6 ц/га. В более благоприятных условиях (2002-2003 гг.) гибриды Коллективный 147 и Коллективный 160 формировали 30,1-32,2 ц/га сухого вещества початков и 25,8-26,5 ц/га листостебельной массы. Наиболее продуктивные гибриды в однострочных кулисах формировали 24-29 ц/га зерна (табл. 5).
Из гибридов селекции ВНИИ кукурузы выделены как наиболее продуктивные Днепровский 141, Днепровский 179, Славутич 135, которые в однострочных кулисах сформировали 5-47 ц/га початков и обеспечивали 20-23 ц/га зерна 14% влажности. Из гибридов объединения «Север» преимущество имели гибриды Коллективный 147 и Коллективный 160. В среднем за 2 года (2002-2003) они обеспечили соответственно 26,1 и 26,9 ц/га зерна, что выше на 36,6-40,8% стандарта Коллективный 101. Гибриды кукурузы Днепровский 141, Коллективный 147, Коллективный 160 кроме высокого урожая зерна формировали 2,0-2,4 т/га сухой листостебельной массы, которая использовалась для восстановления потерь органического вещества парового поля.
Таблица 5 – Урожайность гибридов кукурузы в кулисах парового поля, 2002-2006 гг., ц/га
| Гибрид | Зелёная масса | Сухая масса | Зерно, 14% влаж. | |||
| общая | початков | общая | початков | всего | % к станд. | |
| Коллективный 101 (стандарт) | 84,3 | 36,5 | 34,7 | 19,1 | 15,6 | 100 |
| Коллективный 135 | 87,8 | 41,1 | 41,0 | 24,5 | 22,0 | 128,3 |
| Коллективный 147 | 94,2 | 44,7 | 50,8 | 27,0 | 23,4 | 136,6 |
| Коллективный 160 | 100,8 | 46,9 | 52,1 | 28,9 | 24,1 | 140,9 |
| Днепровский 141 | 89,8 | 42,2 | 40,9 | 23,9 | 20,9 | 133,9 |
| Днепровский 179 | 87,3 | 42,0 | 36,9 | 22,6 | 19,8 | 127,0 |
| Нордика | 70,8 | 28,7 | 31,2 | 17,5 | 16,7 | 106,9 |
| ХРТС 202 | 76,6 | 34,0 | 32,3 | 16,9 | 13,9 | 89,1 |
| Алатау 107 | 69,7 | 34,1 | 31,3 | 19,3 | 17,8 | 113,8 |
| Славутич 135 | 81,8 | 40,2 | 32,9 | 20,3 | 17,7 | 113,2 |
| № 5042 | 77,6 | 34,1 | 35,9 | 19,4 | 15,7 | 100,6 |
| Молдавский 215 | 86,0 | 30,9 | 39,1 | 22,5 | 20,0 | 116,8 |
| ДС 180 (Венгрия) | 85,3 | 38,4 | 37,6 | 20,8 | 18,6 | 108,4 |
| ДС 246 (Венгрия) | 112,0 | 50,4 | 42,1 | 24,0 | 17,2 | 100,5 |
| № 405 (Венгрия) | 107,7 | 38,2 | 36,4 | 20,6 | 20,3 | 118,3 |
НСР05 сухое вещество – 6,4 ц/га, початков – 3,35 ц/га
5 Эффективность кулисного пара из кукурузы в степной зоне
Последействие кулисных паров из кукурузы на урожайность зерновых культур. За счёт сбора початков повышалась продуктивность 1 га пашни зернопарового звена севооборота (пар-пшеница-ячмень) на 4,3-6,1 ц или 33-47% (табл. 6).
В звеньях зернопарового севооборота с уровнем парозамещения 50-100% урожайность яровой пшеницы по отношению к контролю снижалась на 2,6-4,6 ц/га (16,7-29,5%). Однако общая продуктивность 1 га пашни за счёт высокой урожайности зерна кукурузы (28,8-33,4 ц/га) возрастала до 20,9-21,8 ц/га (на 61-68%). При этом уровень производства товарного зерна снижался на 1,7-2,3 ц (13,1-17,7%). При возделывании кулис с уровнем парозамещения 30-35% продуктивность пашни снижалась до 17,3-19,1 ц, но уровень товарного производства зерновых колосовых (пшеница-ячмень) сохранялся на уровне кулисных паров из горчицы 13,2-13,3 ц/га.
Таблица 6 – Продуктивность звеньев севооборота в зависимости
от технологий возделывания кукурузы в паровом поле
| Вариант | Уровень пароза-мещения, % | Урожайность зерна, ц/га | Выход зерна на 1 га пашни | |||
| кукуруза 2002-2004 гг. | пшеница 2002-2005 гг. | ячмень 2003-2006 гг. | всего | товар-ного | ||
| Пар кулисный из горчицы (контроль) | - | - | 14,0 | 21,1 | 11,7 | 11,7 |
| Кукуруза | 100 | 30,0 | 9,9 | 18,9 | 19,6 | 9,6 |
| Пар кулисный из кукурузы Однострочные, 140 см | 50 | 25,9 | 11,7 | 0,9 | 18,8 | 10,1 |
| Однострочные, 210 см | 33 | 16,0 | 13,6 | 21,9 | 17,1 | 11,8 |
| Двухстрочные, 70 х 450 см | 33 | 10,7 | 14,0 | 21,9 | 15,5 | 11,9 |
| НСР0,95 | 0,8 | 1,8 | 1,4 | |||
Биоэнергетическая оценка технологии выращивания кукурузы в паровом поле. Энергетическая эффективность наиболее адаптированных гибридов для кулис парового поля повышалась на 49,3-53,3%. За счёт кукурузы приращение валовой энергии в зернопаровых звеньях севооборота возрастала от 36 до 77,9%. При этом энергетический коэффициент увеличивался с 3,55 до 4,58.
Экономическая эффективность выращивания кукурузы в кулисах парового поля. В звеньях севооборотов с уровнем парозамещения 35% товарное производство колосовых культур не снижалось и составляло на уровне контроля 1,30-1,33 т/га пашни. Однако, за счёт початков кукурузы, прибыль с 1 га пашни возрастала в 2-3 раза, а рентабельность производства увеличивалась с 14,9 до 34,8% (табл. 7).
Затраты на парование окупаются за один год. Рентабельность производства кормов определяется продуктивностью адаптированных гибридов и составляет в кулисных парах 30-70%. Наибольшая экономическая эффективность получена при возделывании однострочных кулис с уровнем парозамещения 35-50%. В зернопаровых звеньях с уровнем парозамещения 35% выход зерна колосовых культур (пшеницы и ячменя) составлял на уровне контроля 1,3-1,33 т/га. Однако за счёт початков прибыль с 1 га пашни возрастала в 2-3 раза, а рентабельность производства увеличивалась с 14,9 до 34,8 %.
Таблица 7 – Экономическая оценка звеньев севооборота
в зависимости от технологии возделывания кукурузы в паровом поле
| Звено севооборота | Выход, т/га | Затраты, руб./га | Прибыль, руб./га | Рента- бельность, % | |
| зерна | к.ед. | ||||
| Пар кулисный (горчица) яровая пшеница-ячмень | 1,30 | 1,57 | 574 | 85,6 | 14,9 |
| Кукуруза-яровая пшеница-ячмень | 2,18 | 5,10 | 865 | 1277,4 | 147,7 |
| Кулисы из кукурузы однострочные-140 см - яровая пшеница-ячмень | 2,09 | 2,67 | 762 | 359,8 | 47,2 |
| Однострочные-210 см - яровая пшеница-ячмень | 1,91 | 2,39 | 745 | 254,0 | 34,8 |
| Двухстрочные 70х350 см Яровая пшеница-ячмень | 1,73 | 2,16 | 739 | 168,0 | 22,7 |
ВЫВОДЫ
1. В районах степной зоны Северного Казахстана с уровнем выпадения осадков зимой 80-90 и летом – 140-150 мм целесообразно возделывать однострочные кулисы из кукурузы с уровнем парозамещения 30-35%.
2. За счёт листостебельной массы кукурузы на поверхность почвы поступает 2,0-2,5 т/га мульчирующего сухого вещества органики. Кулиса высотой 40-45 см при размещении с междурядьями 210 см способна задерживать все зимние осадки. Коэффициент использования осадков в кулисных парах из кукурузы увеличивается за весь период парования до 25-30%.
3. Использование раннеспелых гибридов кукурузы в кулисах парового поля повышает экологическое и экономическое значение кулисных паров. При оптимальных параметрах технологии выращивания кулис в 2-4 раза увеличивается использование осадков второго холодного периода парования, предотвращается водная и ветровая эрозия. Показатели эродируемости почвы снижаются в 2-3 раза по сравнению с кулисным паром из горчицы.
4. В кулисах парового поля из кукурузы в тёплый период года формируется наиболее прохладный микроклимат, возрастает относительная влажность воздуха на 7-15%, проявляется эффект «скрытого заморозка». На паровых полях в кулисах кукурузы наиболее продуктивны раннеспелые и холодостойкие гибриды. Подобран набор перспективных гибридов для кулис.
5. Кулисы из кукурузы обеспечивают продуктивность зерновых колосовых на уровне кулисных паров из горчицы. За счёт сбора початков повышается продуктивность звена севооборота (пар-пшеница-ячмень) на 33-47%. В среднем за 3 года продуктивность 1 га пашни на контроле (кулисы из горчицы) составила 13 ц зерна, на вариантах с кулисами кукурузы – 17,3-19,1 ц.
6. Возделывание раннеспелых холодостойких гибридов кукурузы в однострочных кулисах парового поля позволяет окупить затраты в год парования. Рентабельность производства составляет 30-70%.
7. В связи с интенсификацией производства в почвозащитном земледелии возрастает потребность в азотных удобрениях и гербицидах. Для внедрения технологии возделывания кулис в производство может быть использована серийная техника. Однако часть машин и орудий для посева, ухода за кулисами и уборки урожая требует конструктивного решения.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В условиях степной зоны Северного Казахстана на чернозёмных почвах в трёх, четырехпольных зернопаровых севооборотах целесообразно использовать кулисы из кукурузы с уровнем парозамещения 30-35%. Однострочные кулисы размещать с междурядьями 210 см.
2. По холодостойкости, устойчивости растений к полеганию, высоте прикрепления початков, скороспелости и продуктивности лучше использовать раннеспелые гибриды Днепровский 141, Коллективный 147, Коллективный 160. Если нет указанных гибридов кукурузы, то можно использовать Алатау 107, Днепровский 179, Молдавский 215, Нарт 150. Из зарубежных гибридов рекомендуется Нордика (Скандия), ХРТС 178, ДС 180, ХРТС 202, № 405 (Венгрия).
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
- Рафальский П.Б. Влияние кулис из кукурузы на микроклимат в паровом поле на черноземных почвах Северного Казахстана / П.Б. Рафальский, А.Т. Хусаинов // Аграрный вестник Урала. – 2009. – № 11. – С. 77-79.
- Хусаинов А.Т. Опыт использования фотосинтетического потенциала кукурузы в условиях степного Приишимья / А.Т. Хусаинов, П.Б. Рафальский // Роль особо охраняемых природных территорий в сохранении лесов, экосистем и биоразнообразия Северного Казахстана: Мат. Междунар. науч.-практ. конф., посвященной международной акции «Марш парков-2007». – Кокшетау, 2007. – С. 117-121.
- Хусаинов А.Т. Эколого-экономические аспекты возделывания кукурузы в кулисах парового поля Северного Казахстана / А.Т. Хусаинов, П.Б. Рафальский // Сейтеновские чтения: Мат. Междунар. науч.-практ. конф. – Кокшетау, 2007. – С. 220-221.
- Хусаинов А.Т. Инновационная технология возделывания кукурузы в кулисах парового поля на черноземных почвах Северного Казахстана / А.Т. Хусаинов, П.Б. Рафальский // Казахстан 2030: процветание, безопасность и улучшение благосостояния всех казахстанцев: Мат. Междунар. науч.-практ. конф. – Кокшетау, 2007. – С. 39-42.
- Хусаинов А.Т. Урожайность кукурузы в кулисах парового поля при различных уровнях парозамещения на черноземных почвах Северного Казахстана / А.Т. Хусаинов, П.Б. Рафальский // Конкурентоспособный Казахстан: проблемы и решения: Мат. Междунар. науч.-практ. конф., посвященный 15-летию Кокшетауского университета. – Кокшетау, 2008. – С. 91-94.
- Хусаинов А.Т. Микроклимат в кукурузных кулисных парах на черноземных почвах Северного Казахстана / А.Т. Хусаинов, П.Б. Рафальский // Вестник науки Казахского агротехнического университета им. С. Сейфулина. – 2008. – № 1. – С. 164-168.
