авореферат - Российский государственный аграрный

На правах рукописи
Васильев Александр Сергеевич
ОПТИМИЗАЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ
ОВСА ПОСЕВНОГО В УСЛОВИЯХ ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ
Специальность 06.01.01 – общее земледелие, растениеводство
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Москва – 2013
1
Работа выполнена на кафедре общего земледелия и растениеводства
ФГБОУ ВПО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»
Научный руководитель:
Усанова Зоя Ивановна
заслуженный деятель науки РФ,
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор
Официальные оппоненты:
Долгодворов Владимир Егорович
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор,
РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева,
профессор кафедры растениеводства
и луговых экосистем
Сорокин Алексей Николаевич
кандидат сельскохозяйственных наук,
доцент,
Костромская ГСХА, доцент кафедры
растениеводства, селекции, семеноводства и луговодства, заведующий
опытным полем
Ведущая организация:
ФГБОУ ДПО «Тверской институт переподготовки и повышения квалификации
кадров АПК»
Защита диссертации состоится 16 апреля 2013 г. в 14 30 час. на заседании
диссертационного совета Д 220.043.05 при ФГБОУ ВПО «РГАУ – МСХА
имени К.А. Тимирязева» по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д.15,
тел./факс: 8 (499) 976-24-92.
С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ФГБОУ ВПО «РГАУ – МСХА
имени К.А. Тимирязева»
Автореферат разослан «____» марта 2013 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Шитикова А.В.
2
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Увеличение производства зерна, по прежнему,
остается важнейшей задачей АПК большинства регионов страны, в том числе
Верхневолжья (Алтухов, 2006; Горпинченко, 2007). Главный путь решения этой
задачи в современном земледелии – это повышение урожайности за счет оптимизации в посевах основных жизненно важных факторов, среди которых решающее значение имеют обеспеченность водой и минеральной пищей (Усанова, Рыбальченко, 2007; Пасынкова и др., 2008; Мангатаев и др., 2009; Переверзев и др., 2009).
Овес является основной зерновой фуражной культурой Верхневолжья
(Усанова, Рыбальченко, 2007). На его долю приходится 75% посевных площадей яровых зерновых культур (Росстат, 2010). Благодаря своим биологическим
особенностям и более высокой, чем у других яровых хлебов, адаптированности
к агроклиматическим условиям региона новые сорта овса могут формировать
действительно возможные урожаи на уровне 4,5 – 5,0 т/га (Баталова и др.,
2010). В настоящее время, в большинстве хозяйств они в 2,5 – 3,0 раза ниже,
что объясняется несоблюдением агротехнологий, в том числе низкой обеспеченностью растений минеральной пищей. За последние 5 лет под зерновые
культуры, например, в Тверской области, вносилось 17 – 21 кг д.в. минеральных удобрений, преимущественно под озимые хлеба (Росстат, 2010).
На окультуренных дерново-подзолистых почвах региона решающая роль
в повышении урожайности принадлежит улучшению азотного питания растений как за счет увеличения доз азотных удобрений, так и выбора более оптимальных сроков и способов их применения. Необходим также поиск новых высокотехнологичных препаратов, которые могут участвовать в улучшении продукционного процесса и повысить эффективность использования минеральных
удобрений.
Однако исследований по оптимизации формирования урожайности овса
посевного применительно к новым высокопродуктивным сортам в условиях
Верхневолжья проводилось недостаточно, что явилось основанием для проведения данной работы.
Цель и задачи исследований. Цель исследований – изучить особенности
формирования урожайности овса нового сорта Кречет на двух фонах минерального питания при внесении возрастающих доз азота по вегетирующим растениям, в том числе с использованием наноматериала (АgБион-2) и гуминового
(МАКС Супер-Гумат) удобрения; выявить оптимальные варианты технологии
возделывания, обеспечивающие получение наибольших урожаев зерна лучшего
качества с высокой экономической эффективностью производства.
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
1. Изучить особенности роста и развития растений овса при разных сроках и дозах внесения азота по вегетирующим растениям и некорневых подкормок.
2. Выявить особенности формирования густоты стояния, определить полевую всхожесть семян, сохранность и общую выживаемость растений овса в
1
зависимости от изучаемых факторов.
3. Определить влияние изучаемых факторов на изменение агрофизических и биологических свойств почвы.
4. Исследовать особенности фотосинтетической деятельности растений
в разных посевах овса, определить фитометрические параметры посевов, выявить факторы, в большей мере влияющие на ход продукционного процесса.
5. Изучить особенности влагообеспеченности и водопотребления растений овса в зависимости от изучаемых факторов.
6. Выявить фитоценотические свойства овса в разных агроценозах и
влияние изучаемых факторов на засоренность посевов и пораженность растений болезнями.
7. Изучить изменение структуры урожая и урожайность овса в зависимости от изучаемых факторов.
8. Определить корреляционную зависимость урожайности овса от показателей фотосинтетической деятельности растений в посевах и элементов
структуры урожая.
9. Рассчитать экономическую эффективность производства зерна в разных вариантах технологии возделывания.
Научная новизна. Впервые в условиях Верхневолжья в многофакторном
полевом опыте проведены комплексные исследования вопросов оптимизации
формирования урожайности и качества урожая овса нового сорта Кречет при
выращивании его на двух фонах минерального питания с внесением разных доз
азота по вегетирующим растениям в фазы всходов и кущения, применением некорневых подкормок наноматериалом (АgБион-2) и гуминовым удобрением
(МАКС Супер-Гумат); изучены особенности фотосинтетической деятельности
и хода продукционного процесса, водопотребления, влияние азота, наноматериала и гуминового удобрения на фитоценотические свойства посева, устойчивость овса к болезням, биологическую активность почвы.
В результате выявлена высокая роль азота, внесенного по вегетирующим
растениям, наносеребра и гуминового удобрения в формировании наиболее
продуктивных посевов овса, а также установлены варианты технологии, обеспечивающие получение стабильной урожайности на уровне 4,05 – 4,51 т/га,
включая экстремальные годы, с высоким экономическим эффектом.
Практическая значимость. Производству рекомендованы наиболее экономически выгодные технологии возделывания овса сорта Кречет: 1 – экологически безопасная (нормальная) технология, которая предусматривает на хорошо окультуренных дерново-подзолистых супесчаных почвах с очень высоким
содержанием Р2О5 и высоким К2О посев овса по фону Р0К0, внесение азота по
вегетирующим растениям в фазу кущения в дозе N90 и строгое соблюдение агротехнических приемов и защитных мероприятий, обеспечивает получение
урожайности на уровне 4,0 т/га, прибавки урожая 1,74 т/га (78,7%), наибольшего условно чистого дохода – 11,60 тыс. руб./га, повышение уровня рентабельности производства зерна на 20,2%, снижение себестоимости – на 12,1%, улучшение технологических качеств зерна; 2 – экологически чистая (экстенсивная)
технология, которая предусматривает посев овса по неудобренному фону и
2
применение некорневой подкормки в фазу кущения препаратом МАКС СуперГумат (1%-ный раствор), обеспечивает получение урожайности на уровне 3,0
т/га с хорошими качествами зерна, прибавки урожая – 0,68 т/га (30,8%), условно чистого дохода – 8,59 тыс. руб./га с уровнем рентабельности производства
зерна 68,7%, снижение себестоимости – на 12,8%; 3 – применение некорневой
подкормки МСГ или АgБион-2 на фоне внесения N45 в фазу кущения обеспечивает получение дополнительно к N45 0,37 – 0,43 т зерна с 1 га (16,8 – 19,5%),
0,87 – 1,85 тыс. руб./га УЧД с уровнем рентабельности 62,4 – 70,9%.
Реализация результатов исследований. Результаты работы внедрены в
СПК «Кой» и ООО «Лесная гать» Сонковского района Тверской области на
площади 70 га с суммарным экономическим эффектом 104,54 тыс. руб.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на ХVII, ХVIII,
ХIХ региональных Каргинских чтениях, г. Тверь, ТвГУ (2010, 2011, 2012 гг.);
на Международных научно-практических конференциях «Инновационные технологии как основа развития аграрного образования и АПК региона», г. Тверь,
ТГСХА, 2010 г. и «Инновационные процессы – основа модели стратегического
развития АПК в ХХI веке», г. Тверь, ТГСХА, 2011 г.; на научно-практической
конференции «Организация инновационной деятельности в региональном агропромышленном комплексе», г. Тверь, ТГСХА, 2011 г.; на третьей Всероссийской научно-практической конференции «Инновационное развитие животноводства и кормопроизводства в Российской Федерации», г. Тверь, ТГСХА, 2012
г.; на молодежной научно-технической конференции «Молодежь и инновации в
Тверской области», проходившей в рамках программы «У.М.Н.И.К» (г. Тверь,
ТвГУ, 2012 г.), где работа была признана победителем конкурса; на Всероссийской научно-практической конференции «Стратегическое развитие инновационного потенциала АПК регионов», г. Тверь, ТГСХА, 2012 г.; на 10-й, 11-й и
12-й специализированных выставках «Природные ресурсы и экология», г.
Тверь, 2010, 2011, 2012 гг.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 печатных работ, в том числе 5 в журналах, рекомендованных ВАК РФ, получен 1 патент.
Представленная работа является составной частью плана научноисследовательских работ Тверской ГСХА на 2010-2015 гг., тема №5, № гос.
рег. 01201155563.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 173 страницах, содержит 50 таблиц, 42 рисунка, состоит из введения, 7 глав, выводов,
предложений производству, библиографического списка использованной литературы, который включает 271 источник, в том числе 24 зарубежной литературы, 43 приложений.
Основные положения, выносимые на защиту:
- положительное влияние азота и ростостимулирующих веществ на формирование густоты стояния овса;
- повышение устойчивости растений овса к болезням при использовании
современных ростостимуляторов, особенно наносеребра АgБион-2;
- наибольшее положительное влияние N90 и некорневой подкормки МСГ
и Аgбион-2 на фоне N45 на формирование площади листьев и ФПП, накопление
3
урожая сухой фитомассы, КПД ФАР;
- улучшение показателей структуры урожая и повышение урожайности
под влиянием азотного удобрения и ростостимулирующих веществ с преимуществом применения их в фазу кущения в дозе N90.
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю, заслуженному деятелю науки Российской Федерации, почетному работнику
высшего профессионального образования РФ, доктору сельскохозяйственных
наук, профессору Усановой Зое Ивановне за методическую помощь и поддержку при работе над диссертацией, а также всем сотрудникам кафедры общего земледелия и растениеводства за содействие в проведении исследований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
2. Условия и методика проведения исследований
Комплексные исследования проводили в трехфакторном полевом опыте в
2010-2012 гг. в севообороте на опытном поле Тверской ГСХА на осушенной
дерново-среднеподзолистой остаточно карбонатной глееватой почве на морене,
супесчаной по гранулометрическому составу, хорошо окультуренной. До закладки опыта в почве содержалось: 53,5 – 64,4 мг/кг легкогидролизуемого азота
(по Корнфилду), 213 – 413 мг/кг Р2О5 и 120 – 130 мг/кг К2О (по Кирсанову),
гумуса 1,65 – 2,13% (по Тюрину), pHсол. – 6,95 – 7,27.
Схема опыта включала факторы: А – фон минерального питания: 1 – без
удобрений, 2 – Р45К90; В – сроки подкормки: 1 – по всходам (12-я микрофаза по
ВВСН), 2 – в фазу кущения (21 – 23 микрофазы по ВВСН); С – дозы и виды
подкормки: 1. Без удобрения – контроль (К); 2 – 5. Поверхностное внесение
азота в дозах: N30; N45; N60; N90; 6. Некорневая, гуминовым удобрением – МАКС
Супер-Гумат (МСГ) (1%-ный раствор); 7. N45 + некорневая, гуминовым удобрением – МАКС Супер-Гумат (МСГ) (1%-ный раствор); 8. N45+ некорневая,
наноматериалом – АgБион-2 (НМ), (0,1%-ный раствор).
Объекты исследований: сорт овса посевного Кречет (ГНУ Зональный
НИИСХ Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого и ГНУ Фаленская селекционная
станция); гуминовое удобрение МАКС Супер-Гумат; коллоидный раствор наночастиц серебра «AgБион-2». Учетная площадь делянки 3 порядка – 35,64 м2,
повторность – трехкратная, расположение вариантов – расщепленными делянками в рендомизированных блоках.
Дозы NРК на 2 фоне по азоту и калию соответствуют расчетному уровню
на 4,0 т/га, по фосфору на 4,5 т/га. Эффективное плодородие почвы позволяет
получить урожайность (по азоту и калию) 1,8 – 2,0 т/га.
Исследования проводили по общепринятым методикам. Дозы удобрений
рассчитывали балансовым методом (М.К. Каюмов, 1989). Фенологические
наблюдения; густоту стояния, полевую всхожесть семян, сохранность и общую
выживаемость растений определяли по методике В.В. Гриценко, З.М. Калошиной,1984, З.И. Усановой, 2002; влагообеспеченность, активность целлюлолитиков, засоренность посевов – по методикам Б.А. Доспехова и др., 1987, И.П. Васильева и др., 2004; анализ численности и массы дождевых червей – по методи4
ке О.В. Чекановской, 1960; распространенность и развитие болезней – по методике В.И. Танского и др., 1998; показатели фотосинтетической деятельности
растений – по методике И.С. Шатилова, М.К. Каюмова, 1978, площадь листьев
– весовым методом (В.В. Коломейченко, 1972); ФПП – методом графического
интегрирования; чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) – по формуле
Кидда, Веста и Бриггса (А.А. Ничипорович, 1956, 1978); анализ структуры
урожая (З.И. Усанова, 2002); дисперсионный анализ урожайных данных и промежуточных определений – по методике Р.А. Фишера (Б.А. Доспехов, 1985;
Б.Д. Кирюшин и др., 2009); корреляционный и регрессионный анализы – по методике Б.А. Доспехова (1985), программами Straz, Ландшафт; натуру зерна по
ГОСТ 28673-90, пленчатость по ГОСТ 10843-76.
Уборку урожая проводили с помощью комбайна «Сампо -130» при прямом комбайнировании. Урожайность пересчитывали на 100% чистоту и 14%
влажность, которые определяли при учете каждого варианта всех повторений.
В опыте строго соблюдали запрограммированную технологию возделывания овса. Предшественник – яровая пшеница. Фосфорные и калийные удобрения вносили до посева под 2-ю культивацию. Посев проводили сеялкой СЗ-3,6,
с нормой высева 6 млн.шт. всхожих семян на гектар. Уход состоял из опрыскивания посевов гербицидом Гранстар (15 г/га + 300 мл ПАВ «Тренд-90») и подкормок
согласно схеме опыта.
Агрометеорологические условия в годы исследований отличались от
среднемноголетней нормы. Сумма температур за период посев-уборка в 2010,
2011 и 2012 гг. была соответственно на 390; 240 и 99°С больше нормы, осадков
за этот же период выпало 125; 250 и 328 мм (57,6; 107,7 и 133,3% нормы). 2010
г. характеризовался как резко засушливый, 2011 – близкий к нормальному, 2012
– повышенно влажный. ГТК (по Селянинову) соответственно равнялся 0,70;
1,46; 1,94 при среднемноголетней норме 1,56.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3. Особенности роста, развития и формирования густоты стоянии овса
3.1. Особенности роста и развития растений
Наибольшее влияние на продолжительность межфазных периодов оказали агрометеорологические условия. Повышение среднесуточной температуры
воздуха на 2,1 – 4,9 °С ускоряло появление всходов и вступление в фазу выхода
в трубку на 7 – 8 дней. Недостаток или избыток влаги в сочетании с высокими
температурами воздуха ускорял созревание овса на 9 – 12 дней. Внесение азота
по вегетирующим растениям способствовало более дружному развитию растений и не удлиняло вегетационный период овса.
3.2. Формирование густоты стояния овса
Внесение азота по вегетирующим растениям и некорневые подкормки
повышали сохранность, общую выживаемость овса, в большей мере – в вариантах N90 и N45 + МСГ, N45 + НМ (таблица 1). Так, в среднем за 3 года сохранность возросла от внесения азота в дозе N90 на 6,1 – 6,8% (фон Р0К0) и 2,4 –
11,0% (Р45К90). Некорневые подкормки увеличили ее, в сравнении с вариантом
5
Таблица 1 – Общая выживаемость и густота стояния овса перед уборкой,
в среднем за 3 года
N0Р0К0
Общая
Вариант
СохранРастений, Сохранвыживаеность, %
шт./м2
ность, %
мость, %
К
70,4
59,1
355
75,2
N30
71,4
61,8
371
80,0
N45
70,7
60,8
365
75,6
N60
73,2
64,6
387
75,6
N90
Всходы
76,5
66,1
396
77,6
МСГ
71,0
60,4
362
73,5
N45 + МСГ
78,0
71,6
430
79,7
N45 + НМ
76,5
69,7
418
76,9
Среднее
73,5
64,3
385
76,8
К
67,7
56,5
339
71,9
N30
69,3
58,8
353
71,2
N45
76,6
67,2
403
78,0
N60
74,8
68,6
411
78,8
КущеN90
77,2
67,9
407
83,2
ние
МСГ
73,5
65,0
390
77,3
N45 + МСГ
77,3
71,6
430
84,0
N45 + НМ
84,1
76,9
461
83,1
Среднее
75,1
66,6
399
78,4
В среднем
74,3
65,4
392
77,6
НСР05 для фактора А
4,3
для фактора В
0,7
для фактора С
2,1
для взаимодействия АВ
3,3
для взаимодействия АС
5,8
для взаимодействия ВС
0,7
для взаимодействия АВС
4,4
Срок
подкормки
N0Р45К90
Общая
Растений,
выживаешт./м2
мость, %
65,7
394
73,6
442
66,0
396
67,7
406
70,9
426
64,9
390
72,9
437
70,0
420
69,0
414
63,4
381
63,1
379
73,1
439
73,5
441
78,3
470
71,1
427
78,7
472
76,1
457
72,2
433
70,6
423
4,6
23
2,6
20
1,8
24
1,8
32
4,2
45
2,8
6
3,8
33
N45, МСГ – на 0,7 – 7,3% (Р0К0) и 4,1 – 6,0% (Р45К90), НМ – соответственно на
5,8 – 7,5% и 1,3 – 5,1%.
Применение фосфорных и калийных удобрений повышало жизнедеятельность растений и тем самым сохранность овса, в среднем по вариантам, в
2010 г. на 4,2; в 2011 г. на 5,8; в 2012 г. на 0,1%. Срок подкормки оказал слабое
влияние на этот показатель.
Наибольшее влияние на густоту стояния перед уборкой оказало внесение
азота по вегетирующим растениям в дозе N45 совместно с некорневыми подкормками МСГ и НМ как за счет улучшения минерального питания, так и ростостимулирующего действия. Так, в сравнении с контролем густота стояния
увеличилась при подкормке в фазу всходов на 75 и 43 шт./м 2 (21,1 и 10,9%), в
фазу кущения – на 122 и 92 шт./м2 (36,0 и 24,2%), а от внесения азота в дозе N90,
в среднем, на 58 шт./м2 (15,7%). Некорневая подкормка наносеребром увеличила сохранность и густоту стояния также за счет снижения пораженности расте6
ний болезнями.
3.3. Влагообеспеченность и водопотребление овса
Влагообеспеченность посевов в годы исследований сильно зависела от
агрометеорологических условий вегетационного периода. Так, в экстремально
засушливом 2010 г. влажность почвы снижалась с 86,1 – 86,9% от ППВ в фазу
всходов до 42,3 – 49,2% в фазу выметывания и до 25,0 – 26,9% к восковой спелости. Оптимизация минерального питания за счет внесения азота в дозе N 90,
фосфорно-калийного фона, некорневых подкормок МСГ и НМ улучшала влагообеспеченность посевов за счет лучшего развития растений и тем самым
снижения непроизводительной потери влаги с поверхности почвы.
Водопотребление овса в большей мере зависело от погодных условий и
обеспеченности растений азотом, в меньшей – от фосфорно-калийного фона и
срока подкормки (таблица 2).
Таблица 2 – Биологические коэффициенты водопотребления (Кв биол.) в
разных посевах овса в годы исследований, мм×га/ц сухой фитомассы
Вариант
Срок подкормки
N0Р0К0
2010
2011
2012
К
436
N30
380
N45
349
N60
278
N90
Всходы
255
МСГ
367
N45 + МСГ
211
N45 + НМ
226
Средний
313
К
448
N30
436
N45
284
N60
279
N90
Кущение
241
МСГ
327
N45 + МСГ
193
N45 + НМ
181
Средний
299
В среднем
306
НСР05 для фактора А
для фактора В
для фактора С
для взаимодействия АВ
для взаимодействия АС
для взаимодействия ВС
для взаимодействия АВС
517
450
415
392
363
450
375
384
418
537
471
403
375
347
422
373
358
411
415
582
524
497
467
438
523
479
476
498
576
552
515
480
453
540
473
473
508
503
7
N0Р45К90
средний
512
451
420
379
352
447
355
362
410
520
487
401
378
347
430
346
337
406
408
2010
2011
2012
354
254
307
250
223
346
207
224
271
374
388
235
226
182
227
184
193
251
261
20
8
19
23
25
8
21
410
350
325
324
291
399
321
322
343
431
418
350
300
281
381
285
306
344
343
22
6
21
15
17
7
24
475
453
437
407
375
443
409
417
427
477
460
406
389
375
443
390
397
417
422
18
9
11
18
22
4
19
средний
413
353
356
327
296
396
312
321
347
427
422
331
305
279
350
286
299
337
342
46
13
23
41
51
5
32
Так, разница Кв биол. по годам достигла на разных сроках подкормки и
фонах 151 – 209 мм×га/ц; по вариантам подкормок, в среднем за 3 года, 117 –
183 мм; по фонам – 63 – 69 мм; по срокам подкормки 3 – 10 мм×га/ц. Наименьшим расходом влаги на создание единицы сухой фитомассы отличались посевы
овса в 2010 г., в том числе в вариантах N45 + МСГ и N45 + НМ, в которых по
сравнению с вариантом N45 Кв биол. снизились на 21,7 – 39,5%.
Расход воды на 1 ц зерна (Кв тов.) в большей мере зависел от обеспеченности растений азотным питанием. Самый низкий Кв тов. отмечен в варианте
N90, в среднем он составил 797 мм×га/ц и был меньше, чем в контроле, на 42,6%.
4. Фитоценотическая и фитопатологическая устойчивость посевов овса
4.1. Засоренность посевов
Известно, что удобрения улучшают рост и развитие не только культурных растений, но и сорняков (Лебедев, Стрижков, 2008; Цыпышев, 2010; Семенов, Васильев, 2010). В наших опытах улучшение минерального питания растений овса повышало численность и сырую массу сорняков. Наибольшее увеличение этих показателей отмечалось при подкормках в фазу кущения от внесения N90: числа сорняков на 37,1 (1 фон) – 41,3% (2 фон), сырой массы соответственно на 37,9 и 51,8%. Внесение фосфорно-калийных удобрений увеличивало
сырую массу сорняков на 13,3 (всходы) – 23,1% (кущение).
Применение МСГ без внесения азота снижало численность сорняков на
13% только при подкормке овса в фазу всходов на фоне Р0К0.
Исследование видового состава выявило преимущество 11 видов сорной
растительности, представленных различными агробиологическими группами.
Наибольшим разнообразием видов были представлены многолетние сорняки (7
видов), в том числе: биогруппа корневищных - 3 вида - Equisetum arvense (L.),
Agropyrum repens (L.), Mentha arvensis (L.), корнеотпрысковых - 2 вида Sonchus arvensis (L.), Cirsium arvense (L.), мочковатокорневых 1 вид - Plantago
major (L.) и стержнекорневых - 1 вид - Artemisia absinthium (L.).
4.2. Пораженность овса болезнями
Исследования воздействия изучаемых в опыте факторов на устойчивость
растений к болезням позволяли составить картину развития фитопатогенов в
посевах овса (таблица 3), основными видами из которых были: красно-бурая
пятнистость (Drechslera avenae Ito), бактериальный листовой ожог
(Pseudomonas syringae pv. Coronafaciens Young. Et al.), стеблевая ржавчина
(Puccinia graminis Pers. F. Sp. Avenae Eriks. Et Henn). Внесение удобрений
улучшало рост и развитие культурных растений. Вместе с тем ухудшился микроклимат в посевах, что создает лучшие условия для развития патогенов. В
наших опытах фосфорно-калийные удобрения повышали распространенность
болезней на 0,9 – 1,8, увеличение доз азота – на 1,8 – 6,9%. При подкормке азотом в дозе N30 наращивание вегетативной массы овса и сорняков проходило
менее интенсивно, поэтому в этих вариантах отмечалось снижение распространенности на 1,0 – 1,4%. По этой же причине некорневые подкормки МСГ в чи-
8
стом виде снижали распространенность патогенов на 1,8 – 4,9, а при сочетании с
Таблица 3 – Пораженность овса болезнями (Ʃ красно-бурая пятнистость,
бактериальный ожог, стеблевая ржавчина), в среднем за 3 года
Распространенность, %
Развитие, %
±к
±к
N0Р0К0
N0Р45К90
N0Р0К0
N0Р45К90
конконсрок подкормки
срок подкормки
Вариант
СредСредтротрокуку- няя
кукунее
всховсховсховсхолю,
лю,
щещещещеды
ды
ды
ды
%
%
ние
ние
ние
ние
К
14,7 14,9 17,5 17,3 16,1
10,0 9,9 12,0 11,5 10,9
N30
16,5 13,5 16,5 16,0 15,6 -3,1 10,4 7,7 11,0 11,3 10,1 -7,3
N45
16,5 16,2 19,8 19,2 17,9 11,2 11,5 11,0 13,8 13,4 12,4 13,8
N60
17,6 18,8 19,6 21,0 19,3 19,9 12,7 13,1 14,2 16,0 14,0 28,4
N90
20,2 21,8 23,6 22,7 22,1 37,3 14,8 15,6 18,2 17,5 16,5 51,4
МСГ
12,9 15,3 13,1 12,4 13,4 -16,8 7,8 9,3 7,6 6,8
7,9 -27,5
N45 + МСГ 14,8 16,5 15,7 16,7 15,9 -1,2 10,6 11,5 10,3 11,4 11,0
0,9
N45 + НМ
3,4
4,4
5,6
5,3
4,7 -70,8 1,7 2,2 2,8 2,6
2,3 -78,9
14,6 15,2 16,4 16,3 15,6
9,9 10,0 11,2 11,3 10,6
В среднем
14,9
16,4
10,0
11,3
НСР05 для А
1,1
0,9
для В
0,5
0,4
для С
1,6
1,2
для АВ
1,2
1,0
для АС
4,4
3,9
для ВС
0,5
0,4
для АВС
2,5
2,1
азотной подкормкой – на 0,6 – 1,8%.
Применение наноматериала за счет ярко выраженных бактерицидных
свойств серебра существенно уменьшало уровень распространения болезней в
посевах овса: на 1 фоне на 10,5 – 11,3, на 2 фоне на 11,9 – 12,0%.
Аналогичные колебания выявлены и по развитию болезней. Обработка
посевов наносеребром снижала распространенность болезней в 3 – 5 раз, а развитие в 6 – 7 раз.
5. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах овса
Оптимизация минерального питания овса за счет внесения азота по вегетирующим растениям и некорневых подкормок улучшала фотосинтетическую
деятельность растений (таблица 4). Все показатели ее наибольших значений достигали при внесении азота в дозе 90 кг д.в. на гектар, а также при совместном
применении азота и некорневых подкормок МАКС Супер-Гуматом и наносеребром.
9
Площадь листьев на обоих фонах наибольших размеров как максимальная (39,0 – 43,6), так и средняя (26,5 – 30,6 тыс.м2/га) достигла в варианте N90.
Таблица 4 – Показатели фотосинтетической деятельности овса,
среднее за 3 года
Вариант
Срок
подкормки
ФПП,
Lмакс,
Lср,
ЧПФ,
2
тыс.м
×сутки/ Ус.ф., т/га
Кхоз, ед.
2
2
тыс.м /га тыс.м /га
г/м2×сутки
га
1
2
К
23,6 26,6
N30
28,2 33,4
N45
30,8 34,5
N60
34,6 38,7
ВсхоN90
39,0 43,3
ды
МСГ
27,8 31,6
N45 + МСГ
37,3 39,4
N45 + НМ
37,4 38,4
Среднее
32,3 35,7
К
25,2 25,9
N30
29,3 33,7
N45
34,8 39,7
N60
36,7 40,5
КущеN90
40,1 43,6
ние
МСГ
30,8 35,7
N45 + МСГ
38,0 40,7
N45 + НМ
40,2 40,7
Среднее
34,4 37,6
В среднем
33,4 36,7
НСР05 для А
1,3
для В
2,3
для С
2,5
для АВ
4,1
для АС
4,8
для ВС
1,9
для АВС
3,5
1
2
17,9 20,4
20,9 24,5
22,4 24,1
24,4 26,7
26,6 28,9
20,7 23,0
26,6 27,0
26,8 27,7
23,3 25,3
18,2 20,4
20,5 24,4
23,4 27,1
25,3 29,0
26,5 30,6
21,4 24,8
26,2 29,7
26,7 28,5
23,5 26,8
23,4 26,0
2,3
2,1
1,5
3,3
3,7
0,4
2,1
фон минерального питания
1
2
1
2
1
2
1120 1274 6,55 8,06 5,39 5,89
1288 1521 7,53 10,07 5,47 6,12
1381 1482 8,12 9,63 5,76 6,06
1501 1631 9,21 10,61 5,88 6,15
1618 1775 10,12 11,79 5,87 6,24
1271 1420 7,64 8,43 5,95 5,69
1638 1672 10,66 11,37 5,85 5,99
1639 1697 10,09 10,98 5,55 5,90
1432 1559 8,74 10,12 5,72 6,01
1133 1278 6,41 7,66 5,46 5,78
1264 1514 7,11 8,16 5,40 5,36
1445 1694 8,82 10,53 5,67 6,04
1561 1773 9,33 11,15 5,69 6,12
1623 1881 10,44 12,71 6,06 6,33
1322 1535 8,16 10,11 5,90 6,27
1598 1849 10,95 12,32 6,17 6,24
1651 1768 11,42 11,80 6,18 6,29
1450 1662 9,08 10,55 5,82 6,05
1441 1610 8,91 10,33 5,76 6,03
128
0,95
0,92
86
0,77
0,30
48
1,02
0,26
178
1,25
0,85
206
2,38
0,89
25
0,24
0,07
139
1,44
0,37
1
2
0,30 0,31
0,33 0,33
0,36 0,37
0,33 0,37
0,35 0,35
0,32 0,32
0,38 0,34
0,39 0,34
0,35 0,34
0,29 0,29
0,35 0,33
0,33 0,34
0,35 0,34
0,38 0,35
0,36 0,32
0,35 0,33
0,35 0,33
0,35 0,33
0,35 0,34
0,04
0,03
0,02
0,05
0,06
0,01
0,03
Опрыскивание посевов МАКС Супер-Гуматом также существенно увеличивало значения средней и максимальной площади листьев посева: на 1 фоне
Lср. на 2,8 – 2,9, на 2 фоне на 3,2 – 4,4 тыс.м2/га, соответственно Lмакс.: на 4,2
– 5,6 и 5,0 – 9,8 тыс.м2/га. Сочетание некорневых и азотных подкормок (N45 +
МСГ и N45 + НМ) способствовало формированию площади листьев близкой к
варианту с дозой азота N90. Влияние срока подкормки было незначительным.
Нами изучены графики роста площади листьев. Лучшая обеспеченность
растений теплом, влагой и минеральной пищей (в варианте N90) в первой половине вегетации 2010 г. способствовала быстрому формированию площади ли10
стьев посева и накоплению более высокого урожая зерна, несмотря на засуху
второй половины лета. Этот график согласно определению А.А. Ничипоровича
(1972, 1976) можно считать оптимальным. При этом на 8-ой день от всходов
она достигает 20 тыс.м2/га, на 14-ый – 30, на 20-ый – 40, на 40-ой – максимума в
50 тыс.м2/га. На уровне 40 тыс.м2/га она сохраняется в течение 35 дней, 30-ти –
55 дней. Подъем кривой продолжается 40, падение – 30 дней. При таком графике в условиях жесткой засухи во второй половине лета 2010 г. овес накопил
урожай сухой фитомассы – 15,93 т/га, зерна 4,51 т/га (рисунок).
Рисунок – Графики формирования площади листьев посева овса
в разных вариантах на фоне Р45К90 при подкормках в фазу кущения, 2010 г.
В результате исследований выявлено, что ФПП овса в большей мере зависел от обеспеченности растений минеральным питанием и в меньшей – от
срока подкормки и погодных условий года. Наибольший ФПП был сформирован в 2010 г. в вариантах N45 + МСГ (1753 – 2271) и N45 + НМ (1890 – 2101
тыс.м2×сутки/га). В другие годы он был на 278 – 603 тыс.м2×сутки/га (15,8 –
30,0%) меньше. В среднем за 3 года более мощный ФПП (1881 тыс.м 2×сутки/га)
отмечен на фоне Р45К90 в варианте с внесением N90 в фазу кущения.
Отмечалось два максимума формирования ФПП: кущение – выход в
трубку и выметывание – молочная спелость, когда создается 26 и 33% от суммарного ФПП.
11
Оптимизация минерального питания способствовала росту производительности ФПП на 0,39 – 0,53 кг на 1 тыс. ед. или на 20,8 – 27,0%.
Урожай сухой фитомассы (Ус.ф.), как известно, является произведением
ФПП и ЧПФ (Гатаулина, 2007). Выявлено, что посевы овса отличались формированием высоких и стабильных урожаев сухой фитомассы, которые колебались по годам, в среднем по опыту, от 8,09 до 10,30 т/га на фоне Р0К0 и от 9,25
до 11,90 т/га на фоне Р45К90.
Внесение азота по вегетирующим растениям в дозе N90 на обоих фонах
повышало урожай сухой фитомассы на 3,57 – 5,05 т/га или 46,3 – 65,9% и позволяло получать наибольший сбор ее с гектара, в среднем за 3 года, 10,12 –
10,44 (фон 1) и 11,79 – 12,71 (фон 2) т/га.
Ростостимулирующий эффект МАКС Супер-Гумата способствовал
накоплению урожая сухой фитомассы близкого с урожаем в вариантах с внесением азота в дозах N30 – N45.
Внесение фосфорных и калийных удобрений повышало сбор сухой фитомассы с гектара на 15,8 – 15,9%.
Наилучшим использованием фотосинтетически активной радиации (КПД
ФАР – 1,96%), в среднем за 3 года, отличались посевы овса, удобренные азотом
в дозе N90 в фазу кущения по фону Р45К90, с максимумом в этом варианте в 2010
г. – 2,41%.
Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) является более консервативным показателем, чем ФПП, в меньшей мере изменялась по вариантам. Отмечена тенденция увеличения ЧПФ от внесения азота по вегетирующим растениям, в большей мере от дозы N90 (на 0,35 – 0,60 г/м2×сутки).
В условиях 2010 г. сильнее проявился ростостимулирующий эффект некорневых подкормок МСГ и НМ, что способствовало усилению продукционного процесса и повышению ЧПФ на 0,46 – 0,72 г/м2×сутки.
Коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза (Кхоз) показывает какая часть накопленных при фотосинтезе ассимилянтов направляется в
хозяйственно более ценную часть урожая (Ничипорович, 1972). Улучшению
направленности продукционного процесса способствовало применение ростостимулятора МСГ и наносеребра на неудобренном РК – фоне и азотная подкормка в дозе N90 на удобренном РК – фоне, где Кхоз равнялся 0,38 – 0,39 ед.
6. Структура урожая, урожайность и качество урожая овса
6.1. Структура урожая
Оптимизация минерального питания за счет внесения азота по вегетирующим растениям, фосфорно-калийного фона и некорневых подкормок оказала
существенное влияние на формирование структуры урожая овса (таблица 5).
Густота продуктивного стеблестоя овса в меньшей мере изменялась от
тепло- и влагообеспеченности посевов в годы исследований, чем от обеспеченности минеральным питанием. Так, применение фосфорных и калийных удобрения повышало число продуктивных побегов на 24 – 59 шт./м2 (на 5,1 –
13,5%). Усиление азотного питания увеличило его в варианте N90 на 107 – 136
12
шт./м2 (на 25,2 – 32,9%), а некорневая подкормка МСГ – на 1 фоне на 17 – 79,
на 2-ом на 5 – 54 шт./м2, в большей мере при подкормке в фазу кущения (на
21,6 и 13,1%).
Внесение МСГ и НМ в сочетании с азотной подкормкой в дозе N45 значительно повышало густоту продуктивного стеблестоя, в сравнении с вариантом
N45, при применении удобрений в фазу всходов.
Таблица 5 – Показатели структуры урожая в разных посевах овса,
среднее за 3 года
Число проПродуктив- Число зерен
дуктивных
Масса зерна с
ная кусти- в метелке,
Срок
побегов,
метелки, г
стость
шт.
Вариант подкормшт./м2
ки
фон минерального питания
1
2
1
2
1
2
1
2
К
396 425 1,11 1,08
18
19
0,594 0,589
N30
435 507 1,18 1,15
21
21
0,694 0,665
N45
416 492 1,14 1,24
24
22
0,808 0,725
N60
428 514 1,11 1,27
25
23
0,833 0,746
N90
Всходы 451 532 1,14 1,25
24
24
0,833 0,840
МСГ
413 430 1,14 1,10
22
24
0,731 0,776
N45 + МСГ
505 540 1,17 1,23
21
21
0,706 0,701
N45 + НМ
462 535 1,11 1,27
22
22
0,754 0,731
Среднее
438 497 1,14 1,20
22
22
0,744 0,722
К
366 413 1,08 1,08
20
19
0,631 0,599
N30
414 445 1,18 1,18
22
23
0,742 0,763
N45
445 490 1,10 1,12
22
23
0,734 0,768
N60
499 494 1,21 1,12
21
24
0,684 0,797
N90
Кущение 538 549 1,32 1,16
22
23
0,747 0,802
МСГ
445 467 1,14 1,10
20
21
0,661 0,711
N45 + МСГ
488 534 1,14 1,13
22
21
0,749 0,751
N45 + НМ
520 514 1,13 1,12
20
22
0,693 0,764
Среднее
464 488 1,16 1,13
21
22
0,705 0,744
В среднем
451 493 1,15 1,16
22
22
0,725 0,733
НСР05 для А
35
0,03
3
0,063
для В
25
0,07
1
0,050
для С
31
0,06
1
0,049
для АВ
43
0,09
3
0,083
для АС
74
0,13
4
0,112
для ВС
7
0,01
1
0,012
для АВС
44
0,08
2
0,069
Масса 1000
зерен, г
1
2
32,90 32,52
33,69 33,85
34,29 34,59
34,15 34,81
35,03 36,04
33,39 34,04
34,62 35,09
34,31 34,64
34,05 34,45
32,01 32,14
33,85 34,35
33,44 34,37
33,73 34,24
34,99 35,64
33,37 34,37
35,06 35,70
35,10 35,89
33,94 34,59
34,00 34,52
0,46
0,58
0,95
0,83
2,13
0,22
1,34
Озерненность соцветия, в среднем за 3 года, мало различалась по вариантам опыта. В среднем число зерен в метелке составляло 22 шт. Наибольшее
влияние на этот показатель оказывало внесение азота в дозах N60 – N90, а также
обеспеченность теплом и влагой на ранних этапах органогенеза (от всходов до
13
конца выхода в трубку). Так, в 2010 г. сформировалось 23 – 25 зерен, а в вариантах N90 и МСГ при подкормке в фазу всходов – 27 – 28 шт.
На продуктивность метелки наибольшее влияние оказывала оптимизация азотного питания, затем водного и теплового режимов в посевах в разные
годы и в меньшей мере – фосфорно-калийный фон и срок подкормки.
Наибольшее увеличение массы зерна с метелки обеспечивало внесение N90: в
фазу всходов на 40,2 (фон 1) – 42,6 (фон 2)%, в фазу кущения на 18,4 – 33,9%.
Колебания этого показателя по годам составляли, в зависимости от фона и срока подкормки, 3,4 – 19,4%.
Масса 1000 зерен в большей мере зависела от обеспеченности растений
азотом, а также теплом, влагой и светом во второй половине вегетации. Так,
дефицит влаги в 2010 г. в сочетании с высокими температурами воздуха снизил
этот показатель, в среднем, на 2,5 – 3,2 г. Во все годы наибольшая масса 1000
зерен сформировалась в варианте с подкормкой азотом в дозе N90 (34,99 – 36,04
г), а в 2010 г. также – N45 + МСГ и N45 + НМ (34,31 – 35,89 г).
Внесение Р45К90 увеличило массу 1000 зерен на 0,40 – 0,65 г. Срок подкормки оказал слабое влияние на этот показатель.
6.2. Урожайность
Урожайность зерновых культур является интегрированным показателем
структуры урожая и результатом фотосинтетической деятельности растений в
посевах (Усанова, 1999). Выявлено, что у овса наибольшей величины она достигла в вариантах с оптимальным сочетанием элементов структуры урожая.
Овес характеризовался сравнительной устойчивостью урожайности по годам и
наибольшей зависимостью ее от улучшения азотного питания.
Более высокий урожай зерна, в среднем за 3 года, накоплен при подкормке N90 и составил на 1 фоне 3,77 (всходы) – 3,95 (кущение) т/га, на 2-ом – соответственно 4,33 и 4,25 т/га при прибавках к контролю на 1 фоне 63,9 и 78,7%,
на 2-ом – 77,5 и 77,8% (таблица 6).
От внесения фосфорных и калийных удобрений получены прибавки на
уровне 9,4 и 8,7%, которые значительно меньше, чем от самой низкой дозы азота – N30 (28,3 и 40,2%). Срок подкормки не оказывал существенного влияния на
урожайность.
Выявлена существенная роль некорневых подкормок в формировании более высокой урожайности. Так, опрыскивание посевов МСГ без азотной подкормки по эффективности находилось на уровне действия азота в дозе N 30.
Средняя по вариантам прибавка урожая зерна от МСГ составила 0,77 т/га
(32,8%), от N30 – 0,78 т/га (34,9%). Совместное его применение с N45 увеличивало прибавку урожая до 1,35 т/га (57,7%), что на 0,25 т/га (10,6%) больше, чем
прибавка от N45. Некорневая подкормка наносеребром по эффективности находилась на уровне действия N45 + МСГ, средняя прибавка урожая 1,36 т/га
(58,0%).
Достоверность полученных в ходе полевых опытов данных оценивали по
сравнению полученных прибавок с наименьшей существенной разницей. В
наших опытах наибольшей существенностью отличались прибавки от факторов
А, С, взаимодействий факторов АС и ВС.
14
Внесение азота высоко окупается прибавкой урожая. На 1 фоне, в среднем, получено 21,0 кг, на 2-ом – 25,1 кг зерна на 1 кг азота, в среднем по фонам,
Таблица 6 – Урожайность овса на разных фонах минерального питания, сроках
и вариантах подкормок в годы исследований
Вариант
Срок под- Вид подкормки
кормки
Урожайность, т/га
2010 г.
1
2
К
2,49 2,65
N30
3,28 3,61
N45
3,68 3,87
N60
3,85 4,04
Всходы
N90
4,18 4,82
МСГ
3,15 3,77
N45+МСГ 3,78 4,33
N45 + НМ 3,78 4,33
Среднее 3,52 3,93
К
2,44 2,51
N30
3,37 3,60
N45
3,48 4,17
N60
3,63 4,23
Кущение
N90
4,12 4,51
МСГ
3,23 3,43
N45 +
3,95 4,23
МСГ
N45 + НМ 3,84 4,29
Среднее 3,51 3,87
Среднее по фону
3,52 3,90
Среднее по опыту
3,71
НСР05 для А
0,08
для В
0,06
для С
0,10
для АВ
0,10
для АС
0,22
для ВС
0,02
для АВС
0,14
2011 г.
1
2
2,16 2,26
2,74 3,06
3,12 3,23
3,32 3,44
3,50 4,02
2,69 3,17
3,21 3,39
3,22 3,49
3,00 3,26
2,03 2,23
2,79 3,19
2,98 3,49
3,14 3,57
3,79 4,04
2,67 3,22
3,39 3,70
3,39 3,70
3,02 3,39
3,01 3,33
3,17
0,31
0,13
0,15
0,30
0,41
0,04
0,21
2012 г.
± к контролю
Средняя
т/га
фон минерального питания
1
1
2
1
2
2,26 2,42 2,30 2,44
2,84 3,16 2,95 3,28 0,65
3,21 3,32 3,34 3,47 1,04
3,34 3,64 3,50 3,71 1,20
3,64 4,15 3,77 4,33 1,47
2,75 3,15 2,86 3,36 0,56
3,31 3,56 3,43 3,76 1,13
3,33 3,60 3,44 3,81 1,14
3,09 3,38
2,16 2,44
2,91 3,26
3,12 3,57
3,26 3,84
3,94 4,21
2,77 3,28
3,51 3,81
3,46 3,87
3,14 3,54
3,11 3,46
3,28
0,24
0,14
0,15
0,27
0,38
0,04
0,21
3,20 3,52
2,21 2,39
3,02 3,35
3,19 3,74
3,34 3,88
3,95 4,25
2,89 3,31
3,62 3,91
3,56 3,95
3,22 3,60
3,21 3,56
3,38
0,08
0,10
0,07
0,14
0,16
0,02
0,10
1,03
0,81
0,98
1,13
1,74
0,68
1,41
1,35
2
0,84
1,03
1,27
1,89
0,92
1,32
1,37
1,23
0,96
1,35
1,49
1,86
0,92
1,52
1,56
1,16 1,38
1,09 1,31
1,20
-
%
1
-
2
-
28,3
45,2
52,2
63,9
24,3
49,1
49,6
44,7
-
34,4
42,2
52,0
77,5
37,7
54,1
56,1
50,6
-
36,7 40,2
44,3 56,5
51,1 62,3
78,7 77,8
30,8 38,5
63,8 63,6
61,1 65,3
52,4 57,7
48,5 54,2
51,3
-
от N30 – 27,2, от N90 – 19,3 кг.
6.3. Технологические качества зерна овса определяли по показателям
натуры и пленчатости. Оптимизация минерального питания улучшала качество
зерна. Так, внесение фосфорных и калийных удобрений повысило натуру зерна,
в среднем, на 15 – 16 г/л, снизило пленчатость на 0,9 – 1,0%.Наибольшей нату15
рой зерна отличались варианты с внесением азота в дозе N90: 490 г/л на 1 фоне
и 509 – 510 г/л на 2 фоне.
Некорневая подкормка МСГ усиливала продукционный процесс и
улучшала его направленность, тем самым повышала натуру зерна на 7 – 11 г/л.
Применение наносеребра в сочетании с N45 повышало этот показатель (к варианту N45) на 3 – 7 г/л за счет улучшения фотосинтетической деятельности растений и повышения устойчивости их к болезням.
Пленчатость зерна во все годы наименьшей была в варианте N90 на фоне
Р45К90 – 21,5 – 21,7%, что на 8,1 – 9,2% меньше контроля.
Обработка посевов МСГ и НМ снижала пленчатость зерна, в сравнении с
контролем и N45, на 3,2 – 3,7 и 2 – 3%.
6.4. Корреляционно-регрессионный анализ выявил наиболее сильную
зависимость урожая зерна от ФПП, густоты продуктивного стеблестоя и массы
зерна с метелки (частные коэффициенты корреляции r = 0,931; 0,739 и 0,668
при tфакт. = 11,285; 38,634 и 33,735, t05 = 1,98), а урожая сухой фитомассы от
ФПП (r = 0,875 при tфакт. = 19,987). Получены надежные уравнения множественной регрессии, зависимости урожая зерна от показателей фотосинтетической деятельности и структуры урожая.
Они имеют вид: (1) У1 = 0,0022Х1 + 0,0295Х2 – 0,5637, при R = 0,937, D =
87,75%, Fфакт. = 103,91, F05 = 1,97; (2) У1 = 0,0070Х3 + 4,5781Х4 – 3,2587, при R =
0,996, D = 99,27%, Fфакт. = 1972,59, F05 = 1,97, где У1 – урожай зерна, т/га; Х1 –
ФПП, тыс. м2 × сутки/га; Х2 – ЧПФ, г/м2 × сутки; Х3 – густота продуктивного
стеблестоя, шт./м2; Х4 – масса зерна с метелки, г.
7. Экономическая эффективность производства зерна овса
в разных вариантах технологии возделывания
Выявлена существенная зависимость условно чистого дохода (УЧД) от
РК – фона и доз азотных удобрений (таблица 7). Так, применение фосфорных и
калийных удобрений повышает производственные затраты, связанные с их покупкой и внесением, и снижает условно чистый доход на 4,469 тыс. руб./га
(49,1%). От подкормок в фазу кущения ДУЧД составил 0,146 – 0,553 тыс.
руб./га, что объясняется более высокой урожайностью овса.
Самый высокий УЧД получен в варианте внесения азота в дозе N90. В
среднем по фонам и срокам он превышал контроль в 3,2 раза.
Опрыскивание посевов МСГ увеличивает УЧД в сравнении с контролем в
2,3 раза. Совместное применение МСГ с N45 повышает УЧД, в сравнении с вариантом N45 , на 0,51 тыс. руб./га или на 6,9%.
Максимальный УЧД обеспечивает возделывание овса без внесения РКудобрений с подкормкой азотом в фазу кущения в дозе N90 (11,604 тыс. руб./га)
и N45+МСГ (10,967 тыс. руб./га).
Рост затрат на фосфорно-калийном фоне привел к снижению рентабельности с 63,2 до 21,1% (в 3 раза). Наибольшим уровнем рентабельности отличаются варианты неудобренного фона: N90, МСГ и N45 + МСГ при подкормке в
фазу кущения, повышение в сравнении с контролем составило 20,2; 21,6 и
16
23,8%. В этих вариантах получена наименьшая себестоимость зерна: 3,926;
3,894; 3,843 тыс. руб./т.
Таблица 7 – Экономическая оценка возделывания овса в разных вариантах,
в среднем за 3 года
Условно чистый доход, тыс. руб./га
Уровень рентабельности, %
N0Р0К0
N0Р45К90
N0Р0К0
N0Р45К90
±к
±к
Вариант
конконсрок подкормки
срок подкормки
СредСредтрокуку- ний
куку- ний тровсховсховсховсхо
лю,
лю,
щещещещеды
ды
ды
ды
%
%
ние
ние
ние
ние
5,72 5,16 0,14 0,45 2,87
51,6 47,1 0,8 2,5 25,5
К
N30
8,29 8,72 3,70 4,13 6,21 116,4 62,6 65,4 18,3 20,3 41,7 63,5
N45
10,04 9,12 4,27 5,93 7,34 155,7 70,0 64,3 20,3 27,8 45,6 78,8
N60
10,26 9,28 5,04 6,09 7,67 167,2 67,1 61,4 22,9 27,4 44,7 75,3
N90
10,50 11,60 7,54 7,04 9,17 219,5 61,7 67,3 31,3 29,4 47,4 85,9
МСГ
8,41 8,59 4,78 4,47 6,56 128,6 67,4 68,7 24,2 22,7 45,8 79,6
N45 + МСГ 9,80 10,97 4,86 5,78 7,85 173,5 64,3 70,9 21,5 25,4 45,5 78,4
N45 + НМ 9,25 9,99 4,55 5,41 7,30 154,4 58,3 62,4 19,6 23,1 40,9 60,4
9,03 9,18 4,36 4,91 6,87 159,3 62,9 63,4 19,9 22,3 42,1 74,6
В среднем
9,12
4,64
63,2
21,1
-
Основные выводы
1. Возделывание современных сортов овса (типа Кречет) по наиболее совершенным технологиям при оптимизации минерального, в первую очередь,
азотного питания, за счет внесения азота по вегетирующим растениям и некорневых подкормок высокотехнологичными препаратами – МАКС Супер-Гумат
или наносеребро АgБион-2 позволяет получать на хорошо окультуренных дерново-подзолистых супесчаных почвах Верхневолжья высокие урожаи, включая
экстремальные годы, на уровне 4,0 – 4,8 т/га с хорошей экономической эффективностью.
2. Наибольшее влияние на развитие растений оказали агрометеорологические условия. Повышение среднесуточной температуры воздуха ускоряет появление всходов и вступление в фазу выхода в трубку на 7 – 8 дней. Недостаток
или избыток влаги в сочетании с высокими температурами ускоряет созревание
овса на 9 – 12 дней.
Внесение азота по вегетирующим растениям в фазы всходов или кущения, в том числе в высокой дозе – N90, способствует более дружному прохождению фаз развития и не удлиняет вегетационный период овса.
Оптимизация минерального питания растений за счет внесения азота по
вегетирующим растениям и некорневых подкормок МАКС Супер-Гуматом и
АgБион-2 способствовала увеличению густоты стояния в результате повышения их мощности развития, устойчивости к болезням и на этой основе сохранности и общей выживаемости (на 11,3 – 14,9%). Оптимальные условия для это17
го создавались в посевах овса в вариантах N45 + МСГ и N45 + НМ, где формируется наибольшая густота стояния (418 – 472 шт./м2).
3. При более высоком уровне агротехнологий овес (сорт Кречет) в условиях засухи расходует воды на создание единицы сухой фитомассы на 61,5%,
на 1 ц зерна на 25,4% меньше, чем в годы с оптимальной влагообеспеченностью. Наименьшим расходом воды на формирование 1 ц сухой фитомассы (280
мм×га/ц) и 1 ц зерна (760) отличались посевы овса на фоне Р45К90 при внесении
азота в дозе N90 в фазу кущения. Эти коэффициенты водопотребления можно
использовать при программировании высокопродуктивных посевов овса.
4. Гуминовое удобрение МСГ оказывает положительное влияние на активность целлюлолитиков: увеличивает разложение льняного полотна на 4,1 –
6,4%, а численность люмбрицид на 3 – 4 шт./м2. Применение его может служить альтернативой минеральным тукам при возделывании овса по экологически безопасным технологиям. Наносеребро АgБион-2 в силу своих бактерицидных свойств, практически, не влияет на почвенную биоту.
5. Численность и сырая масса сорняков в посевах овса значительно возрастает с улучшением минерального питания растений. Наибольшее увеличение этих показателей отмечается при подкормках в фазу кущения и от внесения
азота в дозе N90: численности на 37 – 41%, сырой массы на 38 – 52%.
Внесение азота по вегетирующим растения повышает распространение и
развитие болезней овса, в большей мере (на 6,1 и 6,2%) при внесении N90 на
фоне Р45К90. Некорневые подкормки МАКС Супер-Гуматом на неудобренных
азотом фонах снижают распространенность болезней на 1,8 – 4,4%, а развитие –
в 1,3 – 1,6 раза. Обработка посевов наносеребром снижала распространенность
болезней в 3 – 5 раз, а развитие в 6 – 7 раз за счет высоких бактерицидных
свойств.
6. Оптимизация минерального питания улучшает фотосинтетическую деятельность растений в посевах овса, а именно: способствует формированию
наибольшей площади листьев, ФПП, усиливает продукционный процесс, улучшает его направленность и использование солнечной энергии. Наибольшие показатели площади листьев в период максимума (43,6 тыс.м2/га), ФПП (1881
тыс.м2×сутки/га), урожай сухой фитомассы (12,71 т/га), КПД ФАР (1,96%) достигнуты при внесении N90 в фазу кущения на фоне Р45К90 при наибольшей
ЧПФ (6,33 г/м2×сутки) с Кхоз – 0,35.
Применение для некорневых подкормок МСГ и АgБион-2 улучшает фотосинтетическую деятельность растений в посевах овса за счет ростостимулирующего эффекта и повышения устойчивости растений к болезням. Наибольший эффект достигается в засушливые годы (2010), когда ФПП и урожай сухой
фитомассы повышаются на 21 – 30%.
7. На хорошо окультуренных почвах в условиях Верхневолжья наибольшая роль в формировании густоты продуктивного стеблестоя, озерненности
метелки, массы 1000 зерен овса принадлежит оптимизации азотного питания
растений как на неудобренном, так и удобренном фосфорно-калийном фоне.
Более высокая урожайность, в среднем по фонам, формируется в варианте – N90 при следующих параметрах структуры урожая: число продуктивных
18
побегов – 490-550 шт./м2, количество зерен в метелке 23 – 24 шт., масса 1000
зерен – 35,3 – 35,5 г, масса зерна с метелки – 0,77 – 0,84 г.
8. Овес, сорт Кречет, в разные годы, включая резко засушливые, формирует близкую к расчетному уровню урожайность, в среднем по срокам подкормки, без удобрения – 2,26 т/га (план 2,0 т/га), при внесении N90Р0К0 – 3,86
т/га, N90Р45К90 – 4,29 т/га (план 4,0 т/га).
Некорневая подкормка 1%-ным раствором МАКС Супер-Гумата по эффективности близка к действию на формирование урожая азота в дозе N30 (прибавка к контролю 0,77 т/га или 32,8%). Опрыскивание посевов МАКС СуперГуматом (1%-ный раствор) и наносеребром АgБион-2 (0,1%-ный раствор) в
комплексе с внесением азота (N45) обеспечивает прибавки урожая к варианту
N45 – 10 – 11%.
9. Наилучшие технологические качества зерна овса (натура, пленчатость, масса 1000 зерен) на обоих РК – фонах формируются при внесении азота
по вегетирующим растениям в дозе N90. Применение МАКС Супер-Гумата и
наносеребра улучшает эти показатели качества: натуру на 23 – 27 г/л, пленчатость на 7,2 – 7,5%.
Наибольшей пленчатостью зерна характеризуется овес в повышенно
влажные годы, а наименьшей натурой – в годы с дефицитом влаги во время
налива зерна.
10. У овса в условиях Верхневолжья урожай зерна наиболее тесно коррелирует с ФПП (r = 0,931), густотой продуктивного стеблестоя (r =0,739) и массой зерна с метелки (r = 0,668), урожай сухой фитомассы – с ФПП (r =0,875).
11. Наиболее экономически выгодно на окультуренных почвах Верхневолжья возделывать овес в вариантах технологии, которые предусматривают
посев по неудобренному фосфором и калием фону, внесение азота по вегетирующим растениям в фазу кущения в дозе N90 или в дозе N45 + некорневая подкормка 1%-ным раствором МАКС Супер-Гумата, что обеспечивает получение
наибольшего условно чистого дохода (10,97 – 11,60 тыс. руб./га), уровня рентабельности производства (67,3 – 70,9%) и наименьшей себестоимости зерна
(3,84 – 3,93 тыс.руб./т).
Предложения производству
На хорошо окультуренных дерново-подзолистых супесчаных почвах с
высоким, и очень высоким содержанием подвижного фосфора (Р2О5) и высоким
обменного калия (К2О) рекомендуется возделывание овса (сорта Кречет) проводить по следующим технологиям:
1. По экологически безопасной технологии, которая предусматривает
внесение азота по вегетирующим растениям в фазу кущения в дозе N90 по
неудобренному РК – фону со строгим соблюдением других приемов. Она обеспечивает получение урожайности на уровне 4 т/га, прибавки урожая 1,74 т/га
(78,7%), зерна на 1 кг д.в. азота 19,3 кг, наибольшего условно чистого дохода –
11,60 тыс.руб./га, повышение рентабельности производства зерна на 20,2%.
19
2. По экологически чистой технологии, которая предусматривает возделывание овса без применения минеральных удобрений с проведением некорневой подкормки в фазу кущения гуминовым удобрением МАКС Супер-Гумат
(1%-ный раствор). Она обеспечивает получение урожайности на уровне 3 т/га с
хорошими технологическими качествами зерна, прибавки урожая – 0,68 т/га
(30,8%), условно чистого дохода – 8,59 тыс. руб./га с уровнем рентабельности
производства – 68,7%.
3. По экологически безопасной технологии с применением некорневой
подкормки гуминовым удобрением МАКС Супер-Гумат (1%-ный раствор) или
наносеребром АgБион-2 (0,1%-ный раствор) на фоне внесения азота N45 в фазу
кущения. Она обеспечивает получение урожайности на уровне 3,6 т/га, условно
чистого дохода 9,99 – 10,97 тыс.руб./га с уровнем рентабельности 62,4 – 70,9%.
Список работ, опубликованных по теме диссертации:
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ
1. Васильев, А.С. Влияние условий минерального питания на фитосанитарное состояние посевов овса / А.С. Васильев // Защита и карантин растений. –
2012. – № 1. – С. 45 – 46.
2. Васильев, А.С. Особенности формирования видового состава сегетальной растительности в посевах овса под влиянием минеральных и гуминовых удобрений / А.С. Васильев // Вестник защиты растений. – 2012. – №1. – С.
64 – 66.
3. Усанова, З.И. Технологии возделывания сельскохозяйственных культур
с применением наночастиц серебра / З.И. Усанова, Н.Н. Иванютина, А.С. Васильев, И.В. Шальнов // Нанотехника. – 2012. – №2. – С. 86 – 88.
4. Усанова, З.И. Создание высокопродуктивных посевов овса в Верхневолжье при внесении азота по вегетирующим растениям / З.И. Усанова, А.С.
Васильев // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. –
2012. - №7. – С. 46 – 50.
5. Усанова, З.И. Эффективность применения новых видов удобрений и
наноматериала в технологии возделывания овса / З.И. Усанова, А.С. Васильев
// Достижения науки и техники АПК. – 2012. – №8. – С. 19 – 22.
Авторские свидетельства и патенты
6. Пат. 2459403 Российская Федерация. Способ обработки сельскохозяйственных растений, в частности овса / Авторы З.И. Усанова, А.С. Васильев; заявитель и патентообладатель Тверская ГСХА. – № 2011109628/13; заяв.
14.03.2011; опубл. 27.08.2012. – Бюл. №24.
Статьи в сборниках научных трудов и материалах конференций
7. Васильев, А.С. Изменение потенциала хозяйственной продуктивности
яровых хлебов I группы под влиянием агроклиматических условий в период
глобального потепления климата / А.С. Васильев // XVII региональные Каргинские чтения: Тезисы докладов. – Тверь: Твер. гос. ун-т, 2010. – С. 16.
20
8.Усанова, З.И. Изменение урожайности яровых зерновых культур под
влиянием агроклиматических условий в период глобального потепления климата/ З.И. Усанова, А.С. Васильев/ Инновационные технологии как основа развития аграрного образования и АПК региона/ Сб. науч. тр. по матер. Межд. науч.практ. конф. 1 – 3 июля 2010 г. – Тверь: ТГСХА, 2010. – Ч. 1. – С. 45 – 48.
9. Васильев, А.С. Оптимизация минерального питания – резерв сохранения высокой продуктивности овса в условиях засухи / А.С. Васильев // XVIII
региональные Каргинские чтения: Тезисы докладов.– Тверь: ТвГУ, 2011.– С.16.
10. Васильев, А.С. Применение наноматериала и новых видов удобрений
в технологии возделывания зерновых культур / А.С. Васильев // XVIII региональные Каргинские чтения: Тезисы докладов. – Тверь: ТвГУ, 2011. – С. 17.
11. Васильев, А.С. Влияние фонов минерального питания, сроков и доз
азотной подкормки на продуктивность овса/ А.С. Васильев // Инновационные
процессы – основа модели стратегического развития АПК в ХХ1 веке / Сб.
науч. тр. по матер. Межд. науч.-практ. конф. 30 мая -2 июня 2011 г. –Тверь:
Тверская ГСХА, 2011 – Ч. 1. – С. 70 – 72.
12. Усанова, З.И. Использование новых видов удобрений и наноматериала в технологии возделывания овса / З.И. Усанова, А.С. Васильев // Организация инновационной деятельности в региональном агропромышленном комплексе / Сб. науч. тр. по матер. науч.-практ. конф. 8-11 ноября 2011 г. – Тверь:
СФК-офис, 2011. – С. 141 – 145.
13. Усанова, З.И. Удобрение овса при создании высокопродуктивных посевов / З.И. Усанова, А.С. Васильев // Организация инновационной деятельности в региональном агропромышленном комплексе / Сб. науч. тр. по матер.
науч.-практ. конф. 8-11 ноября 2011 г. – Тверь: СФК-офис, 2011. – С. 146 – 149.
14. Усанова, З.И. Продуктивность и качество зернофуража овса в условиях Верхневолжья под влиянием минеральных удобрений / З.И. Усанова, А.С.
Васильев // Инновационное развитие животноводства и кормопроизводства в
Российской Федерации / Сб. науч. тр. по матер. третьей Всероссийской науч.практ. конф. 14-15 февраля 2012 г. – Тверь: ТГСХА, 2012. – С. 115 – 118.
15. Васильев, А.С. Использование наноматериала и современных видов
удобрений в технологии возделывания овса / А.С. Васильев // XIХ региональные Каргинские чтения: Тезисы докладов. – Тверь: ТвГУ, 2012. – С. 14.
16. Васильев, А.С. Роль минеральных удобрений в создании высокопродуктивных посевов овса / А.С. Васильев // XIХ региональные Каргинские чтения: Тезисы докладов. – Тверь: ТвГУ, 2012. – С. 15.
17. Васильев, А.С. Использование наноматериала и современных видов
удобрений в технологии возделывания овса / А.С. Васильев /Итоговая научнотехническая конференция по программе «У.М.Н.И.К.» «Молодежь и инновации
Тверской области»: Тезисы докладов. – Тверь: ТвГУ, 2012. – С. 65 – 66.
18. Усанова, З.И. Оценка эффективности современных видов удобрений и
наноматериала в технологии получения зернофуража / З.И. Усанова, А.С. Васильев // Стратегическое развитие инновационного потенциала АПК регионов /
Сб. науч. тр. по матер. Всероссийской науч.-практ. конф. 29-30 октября 2012 г.
– Тверь: ТГСХА, 2012. – С. 232 – 235.
21
19. Усанова, З.И. Регуляция минерального питания, как основа высокоэффективного производства зерна в условиях современного земледелия / З.И.
Усанова, А.С. Васильев // Стратегическое развитие инновационного потенциала АПК регионов / Сб. науч. тр. по матер. Всероссийской науч.-практ. конф. 2930 октября 2012 г. – Тверь: ТГСХА, 2012. – С. 238 – 241.
Список сокращений
МСГ – гуминовое удобрение МАКС Супер-Гумат;
НМ – наноматериал «АgБион-2»;
ППВ – предельная полевая влагоемкость, %;
Кв биол. – биологический коэффициент водопотребления, мм×га/ц сухой фитомассы;
Кв тов. – товарный коэффициент водопотребления, мм×га/ц зерна;
Lмакс. – максимальная площадь листьев посева, тыс.м2/га;
Lср. – средняя площадь листьев посева, тыс.м2/га;
ФПП – фотосинтетический потенциал посева, тыс.м2×сутки/га;
ЧПФ – чистая продуктивность фотосинтеза, г×м2/сутки;
Кхоз – коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза, ед.;
УЧД – условно чистый доход, тыс. руб.;
ДУЧД – дополнительный условно чистый доход, тыс.руб.
22