Почва опытного поля слабо обеспечена доступными формами молибдена (0,09 мг/кг), цинка (0,68 мг/кг) и кобальта (1,45 мг/кг). Обеспеченность другими микроэлементами высокая.

Климат Брянской области умеренно континентальный и влажный. Период с температурой выше 5 0С длится 176-193 дня, сумма температур за это время составляет 2450-2750 0С. Территория области по количеству осадков относится к зоне умеренного увлажнения. Сумма годовых осадков составляет в среднем 530-655 мм. В отдельные годы является фактором, лимитирующим урожайность озимой пшеницы вследствие неравномерного выпадения осадков.

Таблица 2

Содержание микроэлементов в серой лесной почве полевого

многолетнего стационарного опыта (среднее по 13 разрезам)

При рациональной обработке почвы и своевременной уборке предшественников влагообеспеченность посевов складывается вполне благоприятно.

В период сева озимых культур (последняя декада августа - начало сентября) средняя суточная температура 14-15 0С, что близко к норме. В отдельные годы озимые бывают не обеспечены почвенной влагой. Запасы продуктивной влаги пахотного слоя почвы до 20 см в третьей декаде августа составляют 26-40 мм, что составляет 40-68% от нормы. Массовые всходы озимых появляются через 10-11 дней после посева. При среднесуточной температурой воздуха 14 0С хорошем увлажнении озимые всходят через 5-6 дней, при недостаточном увлажнении - через 15-20 дней. В зависимости от сроков сева кущение озимых отмечается 17-24 сентября. Вегетация озимых культур прекращается 15-22 октября. Вегетация озимых культур прекращается 15-22 октября. При благоприятных условиях осеннего периода озимые хорошо кустятся (4-6 побегов).

Перезимовка озимых зависит от осенней закалки растений, успешной закалке благоприятствует ясная и сухая погода с постепенным понижением температуры. Раскустившиеся и закаленные растения переносят понижение температуры почвы на глубине узла кущения до -20…-22 0С. перезимовка озимых происходит в основном при благоприятных условиях. В отдельные зимы наблюдается гибель озимых из-за вымерзания, а также влияния ледяной корки. Повреждения от вымокания и выпревания наблюдаются значительно реже и охватывают небольшие площади.

Возобновление вегетации озимых культур наблюдается в середине апреля. При возобновлении вегетации для озимой пшеницы критическая температура составляет от -8 до -10 0С. Вредное действие на растения в этот период оказывают резкие колебания температуры от положительных к отрицательным. Именно в этот период наблюдается значительная гибель посевов озимой пшеницы.

Наибольшие запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы на начало весны наблюдается на суглинистых почвах (175-225 мм). В критический период от выхода в трубку до колошения наличие влаги в метровом слое близко к оптимальной норме (120-190 мм на суглинистых почвах, 60-100 мм на песчаных). Цветение пшеницы наступает через одну неделю после колошения. Средние многолетние запасы влаги в метровом слое почвы в этот период больше 80 мм, что в среднем создает хорошие условия для формирования зерна. В среднем многолетние запасы влаги в период от начала молочной до восковой спелости составляет до 130 мм, т.е. близки к оптимальным.

Метеорологические условия в годы проведения опытов были различны и отличались по количеству осадков, температурному режиму и по высоте снежного покрова (рис. 1.2., приложение 1).

В 1996/1997 году складывались наиболее благоприятные условия для формирования высокого урожая. Осенняя вегетация длилась до 20 октября. Благоприятные погодные условия способствовали хорошему укоренению озимых и прохождению фазы закаливания. Январь-февраль 1997 года характеризовались благоприятными условиями перезимовки озимых: высота снежного покрова увеличивалась до 50 см, температура почвы на глубине узла кущения составляла - 1-20.

Погодные условия в марте месяце были благоприятными для озимых культур. Месяц был теплее обычного на 20. Температура воздуха в апреле месяце была в пределах средней многолетней - +4,40. Возобновление весенней вегетации началось уже в конце марта. 21 мая началось колошение, а 30 мая - цветение. Период от молочной до восковой спелости проходил с 12 июня по 4 июля в благоприятных погодных условиях.

Метеорологические условия 1997-1998 года отличались пониженным температурным режимом в осенний период и обилием дождей ливневого характера в апреле. Осень 1997 года была теплой, с достаточной влагообеспеченностью. Сумма осадков за осенний период составила 223,9 мм. Озимые развивались при благоприятных условиях. Прекращение вегетации озимых осенью произошло 15 октября. В зимовку посевы ушли в хорошем состоянии. Зимний период характеризовался неустойчивой погодой с частыми оттепелями.

Вегетация возобновилась 12 апреля. Массовый выход в трубку отмечался в течение первой декады мая, колошение наступило 10 июня. Цветение озимых наступило 18 июля. Период фазы молочно-восковой спелости отличался высокой влагообеспеченностью. Температура воздуха в среднем за летние периоды составила 17,70.

Агроклиматические условия 1998-1999 годов характеризовались повышенным температурным режимом и недостатком влаги в отдельные фазы развития. В период посева озимых стояла теплая влажная погода. Возобновление вегетации озимых началось 12 апреля. В период со второй половины апреля и в мае отмечался недостаток влаги - в апреле выпало 18,7 мм. Фаза выхода в трубку отмечена 9 мая, колошение 5 июня. Недостаток влаги отмечался также в период цветения, формирования и налива зерна. Этот период отличался высоким температурным режимом. Полная спелость зерна наступила 14 июля. Рис. 1. Среднемесячная температура воздуха (1997-1999 гг.), єС

 Рис. 2. Среднемесячное количество осадков (1997-1999 гг.), мм2.3. Программа и методика проведения исследований с озимой пшеницей на стационарном полевом опыте

Полевой стационарный опыт заложен на основе системного подхода, так как при проведении исследований в растениеводстве мы имеем дело со сложными динамическими системами: почва - растения - окружающая среда. В опыте ведется совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе и озимой пшеницы, базирующееся на таких основных принципах:

1. Определение ведущих звеньев технологий. Для условий юго-западных районов центра Нечерноземной зоны России - это севооборот, густота посевов, система удобрений, система защиты растений и сорта. Другие необходимые агроприемы включаются в варианты технологии.

2. Выбор севооборота. Наиболее приемлемый для нашей зоны был выбран плодосменный севооборот.

3. Обеспечение бездифицитного баланса гумуса в почве. Такой баланс применительно к серым лесным почвам может быть достигнут путем внесения на 1 га 13-15 т органических удобрений. В нашем опыте он достигается путем внесения навоза (компоста), выращивания промежуточных культур на зеленое удобрение и внесением соломы зерновых и зернобобовых культур на удобрение.

4. Система применения минеральных туков в исследованиях базируются по расчетным методам определения норм и доз, а также на локальном внесении туков.

5. Защита растений в опыте несет интегрированный характер, основываясь на агротехнических и биологических мерах борьбы, а также включаются химические меры как дополнительные.

6. Густоте стояния растений уделено большое внимание как важному условию реализации продуктивности сельскохозяйственных культур. В опыте имеются три градации нормы высева: полная (рекомендуемая), уменьшенная на 25-50%. Это связано с фоном питания и с уровнем агротехники в разных вариантах.

7. В полевом многолетнем опыте имеются биологические технологии, позволяющие ответить на вопросы, связанные с качеством растениеводческой продукции, загрязнением почвы и окружающей среды.

8. Все другие агротехнические приемы включены в варианты изучаемых технологий в соответствии с основой. Следовательно, варианты технологий различаются не по одному, а по ряду приемов.

9. Технологии возделывания сельскохозяйственных культур сориентированы на получение климатически обеспеченных урожаев, уровень которых определен по влагообеспеченности и гидротермическим показателям.

10. Полевой стационарный опыт подобного типа может проводиться бесконечно долго, а технологии непрерывно совершенствоваться по мере появления новых эффективных приемов и средств агротехники.

Все перечисленные выше принципы реализованы и в схеме опыта с озимой пшеницей сорта Московская 70 (табл. 3).

Таблица 3

Схема полевого опыта с озимой пшеницей сорта Московская 70

Примечание: в вариантах 1, 2, 5, 6, 9 и 10 проводилась внекорневая подкормка микроэлементами с NH4NO3 (20%) в фазу тестообразной спелости зерна в формах молибденовокислого аммония, сернокислого цинка и медного купороса из расчета по 100 г/га.

Озимая пшеница использует последействие органических удобрений (навоз, зеленое удобрение), внесенных под предшественник и прямое действие соломы (5-6 т/га). Нормы внесения под кукурузу составляют: зеленое удобрение - 8-11 т/га, навоз (компост) - 50 т/га.

В вариантах технологий возделывания озимой пшеницы используются современные эффективные агрохимикаты для уменьшения полегания посевов этой культуры, снижения поражения грибными болезнями и вредителями.

Применяются пестициды: для уменьшения полегания посевов - тур (4 л/га); для уменьшения засоренности посевов - старане (1 л/га); для защиты от грибных болезней - тилт (1 л/га); для защиты от вредителей - метафос (0,5 л/га).

Агрохимический анализ почвы проводился по методикам, принятым в агрохимической службе. Величина рНKCI определялась ионометрическим методом ГОСТ 24483-84, содержание Р2О5 и К2О - по Кирсанову (ГОСТ 26207-84), содержание гумуса - по Тюрину (ГОСТ 26212), сумма поглощенных оснований - по Каппену-Гильковицу.

Фотосинтетическая деятельность посевов определялась путем наблюдения за ходом формирования фотосинтетической поверхности листьев и накопления растениями сухого вещества. Такие определения выполнялись в течение вегетации растений озимой пшеницы по следующим этапам шкалы Фикеса: 2 - начало кущения, 5 - начало выхода в трубку, 8 - появление последнего листа, 10.2 - начало колошения, 10.5.1. - начало цветения, 11.1 - молочная спелость зерна. На основании результатов рассчитывался фотосинтетический потенциал посевов, чистая продуктивность фотосинтеза и выход зерна на 1000 единиц фотосинтетического потенциала (Ничипорович, 1966; Шатилов, 1975, 1978).

Определение хлорофиллов a и b проводили спектрофотометрическим методом. Сущность метода заключается в измерении оптической плотности вытяжки (экстракта) пигментов на спектрофотометре при длинах волн, соответствующих максимумам поглощения хлорофиллов а (663 нм) и b (645 нм) с последующим расчетом концентрации пигментов по уравнениям Ветштейна и Хольма.

Сa = 9,784 D662 - 0,99 D644

Cb = 21,426 D644 - 4,650 D662

где Сa - концентрация хлорофилла а, мг/дм3;

Сb - концентрация хлорофилла b, мг/дм3.

Содержание пигментов (мг/100 г) находят по формуле:

х = С · V · V2 · 100/н · V1 ·1000

где С - концентрация пигмента, мг/дм3;

V - объем исходной вытяжки, см3;

V1 - объем исходной вытяжки, взятой для разбавления, см3;

V2 - объем разбавленной вытяжки, см3;

н - масса навески.

Технологические качества зерна озимой пшеницы определяли: массу 1000 зерен - по ГОСТу 12042-80, натуральную массу - по ГОСТу 10840-64, выравненность - по ГОСТу 13586.2-81, посевные качества - по ГОСТу 12038-66, количество и качество клейковины - по ГОСТу 13586.1.

Для оценки фитосанитарных условий в почвенной среде и экологической чистоты зерна озимой пшеницы определяли содержание в них тяжелых металлов и радионуклидов по методам, принятым в государственной агрохимической службе.

Полевые опыты проводились на делянках размером 237,6 м2 (учетная площадь делянки 200 м2). Повторность в опыте трехкратная, минеральные удобрения вносились в виде нитрофоски с соотношением N : P : K - 12 : 12 : 12. В опыте имела место основная и предпосевная обработка почвы. Посев проводили сеялкой СН-16, уборка урожая - путем прямого комбайнирования «Сампо».

Математическая обработка данных сделана методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1979) на ЭВМ.

глава 3. агроэкологические условия продуктивной фотосинтетической деятельности посевов озимой пшеницы в условиях биологизации растениеводства

В данном разделе рассматривается фотосинтетическая деятельность посевов в зависимости от разных норм посадки, от различных технологий возделывания, засоренность озимой пшеницы в зависимости от уровня биологизации технологий возделывания

3.1. Фотосинтетическая деятельность посевов озимой пшеницы при норме высева 5 млн. всхожих семян на 1 га

Ассимиляционная площадь листьев озимой пшеницы в вариантах полевого опыта определялась методом «высечек», а накопление сухого вещества - весовым методом с последующим высушиванием вегетативной массы растений до воздушно-сухого состояния.

Фотосинтетический потенциал является обобщающим показателем, определяющим степень благоприятности систем удобрений, норм высева, ухода за посевами, водного режима почвы и т.д. для роста и развития с.-х. культур. Определение его позволяет получить данные, характеризующие зависимость между фотосинтетическим потенциалом и уровнем урожайности. Для расчета фотосинтетического потенциала определялось нарастание площади листьев (Л) по периодам (Т). усредненная площадь листьев, умноженная на продолжительность их работы, определяет величину фотосинтетического потенциала посева в тыс. м2 /га х суток (Шатиков, 1975; Каюмов, 1991).

ФП = Lобщ.хТ,

где ФП -фотосинтетический потенциал посева, тыс. м2/га х дн.;

Lср - средняя за период площадь листьев, тыс. м2/га;

ТV - продолжительность периода вегетации, дни.

или

Интенсивность фотосинтетической работы листьев характеризовалась показателем чистой продуктивности фотосинтеза, который определялся по фазам развития делением привеса биомассы урожая за определенный промежуток времени на среднюю площадь листьев:

,

где ЧПФ - чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 х дн.;

В1, В2 - сухая масса растений с единицы в начале и конце периода (В2 - В1 - прирост сухой биомассы за период).

Количество сухой массы урожая выражается в ц/га, площадь листьев - в тыс. м2/га, а чистая продуктивность фотосинтеза - в г/м2хсуток. Кроме того, рассчитывался показатель выхода зерна на 1000 единиц фотосинтетического потенциала посевов озимой пшеницы. Для его определения урожайность зерна делилась на фотосинтетический потенциал и получался его выход в кг на 1000 единиц фотосинтетического потенциала.

Результаты определений показателей фотосинтетической продуктивности представлены в таблицах 4-6.

Анализируя результаты проведенных исследований, можно сказать, что средние за 2 года показатели фотосинтетической деятельности посевов были наиболее высокими на фоне с нормой высева 5,0 млн. всхожих семян на 1 га в вариантах с применением средств химизации. В частности, площадь листьев в начале колошения озимой пшеницы (10.2) имела значение 47,9-50,3, а размеры накопления сухого вещества в фазе молочной спелости озимой пшеницы (11.1) - 129,0-134,5 ц/га. В этих вариантах был самый высокий фотосинтетический потенциал - 1579,6-1638,9 тыс. м2/га х суток. При переходе к биологической технологии эти показатели соответственно снижаются до 35,8 тыс. м2/га, 115,1 ц/га и 1205,6 тыс. м2/га х суток. Однако при возделывании по биологической технологии была получена самая высокая чистая продуктивность фотосинтеза - 19,2 г/м2 х суток листовой поверхности. Выход зерна на 1000 единиц фотосинтетического потенциала во всех вариантах был близким к величине.

Таблица 4

Фотосинтетическая деятельность посевов озимой пшеницы в зависимости от различных технологий возделывания (1998-1999 гг.).

Норма высева 5,0 млн. всхожих семян на 1 га

Примечания: в числителе - ассимиляционная площадь листьев, тыс. м2/га, в знаменателе - накопление сухого вещества, ц/га; ФП - фотосинтетический потенциал; Фч - чистая продуктивность фотосинтеза; выход зерна - выход на 1000 единиц ФП; чистая продуктивность фотосинтеза представлена за межфазовый период 10.2-10.5.1.

3.2. Фотосинтетическая деятельность посевов озимой пшеницы при норме высева 3,75 млн. всхожих семян на 1 га

На фоне с нормой высева 3,75 млн. всхожих семян на 1 га фотосинтетическая деятельность посевов озимой пшеницы укладывается в очень четкие закономерности.

При уменьшении нормы высева на 25% во всех вариантах несколько снижались показатели ассимиляционной площади листьев (40,6-41,9 тыс. м2/га) и накопление сухого вещества (114,6-130,1 ц/га). В вариантах без использования средств химизации отмечается такая же закономерность. Однако это не следует считать отрицательным явлением. Напротив, все показатели фотосинтетической деятельности растений озимой пшеницы приближались к оптимальным значениям, тогда как на фоне с нормой высева 5,0 млн. всхожих семян на 1 га они превышали оптимум. В результате в этих вариантах происходило более сильное затенение растений (листьев нижних ярусов) и они работали менее продуктивно. Снижение урожайности зерна при понижении нормы высева не происходило, а на биологической технологии она даже несколько выросла.

Таблица 5

Изменение показателей фотосинтетической деятельности посевов в связи с различными технологиями возделывания озимой пшеницы (1998-1999 гг.). Норма высева 3,75 млн. всхожих семян на 1 га

3.3. Фотосинтетическая деятельность посевов озимой пшеницы при норме высева 2,5 млн. всхожих семян на 1 га

Снижение нормы высева до 2,5 млн. всхожих семян на 1 га привело к заметным изменениям показателей фотосинтетической деятельности посевов озимой пшеницы (табл. 6).

Наибольшее значение ассимиляционная площадь листьев в разреженных просевах достигала в варианте с внесением N45 (весной), навоза (последействие), зеленых удобрений (последействие), соломы (прямое действие) и умеренным использованием пестицидов и составила 35,3 тыс. м2/га. В варианте с биологической технологией возделывания она снижалась на 7,0 тыс. м2/га. Во все другие фазы по формированию площади листьев отмечаются аналогичные закономерности. Накопление сухого вещества также было наибольшим и интенсивным при внесении минеральных удобрений и использовании средств химической защиты растений.

Таблица 6

Влияние технологий возделывания на фотосинтетическую деятельность посевов озимой пшеницы (1998-1999 гг.).

Норма высева 2,5 млн. всхожих семян на 1 га

Фотосинтетический потенциал посевов по всем вариантам на фоне с пониженной нормой высева снижается на 28,7-40,3%, но благодаря поддержанию на высоком уровне чистой продуктивности фотосинтеза достаточно высокая урожайность озимой пшеницы формируется при выращивании его по всем сравниваемым в исследованиях технологиям.

Следует констатировать, что, как показали результаты наших исследований с озимой пшеницей сорта Московская 70, оптимальные параметры фотосинтетической деятельности его посевов должны быть на следующем уровне: в вариантах технологий с умеренным использованием средств химизации (3,7 и 11) площадь листьев должна находиться в пределах 35-45 тыс. м2/га, фотосинтетический потенциал посевов - 1000-1300 тыс. м2/га х суток и выход зерна на 1000 единиц фотосинтетического потенциала - 4,0-4,5, а в вариантах с биологической технологией соответственно 30-35 тыс. м2/га, 900-1200 тыс. м2/га х суток и 3,5-4,5 кг. Фотосинтетический потенциал посевов при этом соотносится не в целом с вегетационным периодом озимой пшеницы, а частью его - от начала кущения до молочной спелости зерна озимой пшеницы.

3.4. Влияние норм высева на показатели фотосинтетической деятельности посевов озимой пшеницы

В связи с уменьшением норм высева происходило изменение показателей фотосинтетической деятельности посевов озимой пшеницы. Рассмотрим это изменение на вариантах с применением средств химизации и без их применения. Таблица 7

Влияние норм высева на показатели фотосинтетической деятельности посевов озимой пшеницы

Страницы: 1, 2, 3