Новые элементы технологии возделывания кукурузы на зерно в условиях черноземных почв Волгоградской области

Вариант: Контроль (без применения биостимуляторов роста);

Вариант: Предпосевная обработка семян биостимулятором Крезацин из расчета 20 г на тонну семян;

Вариант: Предпосевная обработка семян биостимулятором Карвитол из расчета 25 мл на 10 л и на 1тонну семян.

Применение минеральных удобрений (Фактор В)

Вариант: Контроль (без применения удобрений);

Вариант: N180P90.

Использование гибридов первого поколения (F1) (Фактор Г)

Вариант: Поволжский 89 МВ;

Вариант: Поволжский 176

В богарном севообороте по предшественнику - озимой пшенице высевали районированные среднеспелые гибриды кукурузы Поволжский 89 МВ (F1) и Поволжский 176 (F1) в оптимальные для природной зоны сроки (03.05…10.05), при норме высева 50 тыс. всхожих семян на 1 га или 1,0 п.е. по европейским стандартам (25 кг в весовом отношении). Повторность в опыте четырехкратная, учетная площадь делянки составляла 118 м2.

Агротехнику в опытах осуществляли в соответствии с зональными рекомендациями по возделыванию кукурузы на зерно в условиях богарного (неорошаемого) земледелия.

Наблюдения, учеты, энергетическая, экономическая и статистическая оценка полученных данных производилась согласно методическим руководствам, принятым в научных учреждениях и приведенным в диссертации.

2. Результаты исследований

Продуктивность и структура урожая

Урожайность является интегральным выражением взаимодействия растений с факторами внешней среды. Агротехнические приемы (в частности обработка почвы), в свою очередь, могут в некоторой мере усиливать или ослаблять влияние погодно-климатических условий зоны на продуктивность культуры, изменяя в той или иной степени водный и пищевой режимы агрофитоценозов (табл.1).

Таблица 1 - Влияние агротехнических приемов на урожайность гибрида Поволжский 89 МВ, т/га (14 % влажность зерна кукурузы)

На фоне естественного плодородия почвы у растений кукурузы гибрида Поволжский 89 МВ наблюдалось снижение урожайности по годам исследований, вследствие ухудшения погодных условий. Средняя урожайность гибрида кукурузы Поволжский 89 МВ за 2008…2010гг на контрольном варианте была на уровне 3,71 т/га. Применение удобрений привело к увеличению урожайности, на 2,05 т/га по среднему показателю. Применение биостимуляторов роста дало положительный результат по всем годам исследований. Крезацин дал прибавку урожая 0,66 т/га, а Карвитол 0,65 т/га по средней урожайности. Разности по урожайности между изучаемыми биопрепаратами не было выявлено. Самая значительная прибавка урожая была в варианте совместного применения биостимуляторов и минеральных удобрений. Она составила 2,85 т/га на варианте Крезацин + N180P90 и 2,92 т/га на варианте Карвитол+ N180P90.

При оценке гибрида Поволжский 89 МВ, возделываемого по нулевой технологии, наблюдалась та же зависимость урожайности от применяемых агроприемов, что и при традиционной технологии. Внесение удобрений увеличивало урожайность гибрида кукурузы по сравнению с контролем весь период исследований в среднем на 1,99 т/га. Обработка биопрепаратами положительно влияла на урожайность, прибавка составила 0,63 т/га при обработке Крезацином и 0,61 т/га при обработке Карвитолом по сравнению с контрольным вариантом. Наибольшая урожайность была получена на варианте совместного применения биопрепарата и минеральных удобрений, она составила 6,59 т/га (Крезацин + N180P90) и 6,53 т/га (Карвитол+ N180P90). При анализе способов обработки почвы нужно отметить, что в 2008…2009 гг. исследований на варианте с нулевой обработкой почвы урожайность гибрида кукурузы была ниже, чем при обычной обработке. В 2010г урожайность была выше на 1,17 т/га на варианте Крезацин + N180P90 при нулевой обработке почвы, чем на том же варианте при обычной обработке почвы.

Таблица 2 - Влияние агротехнических приемов на урожайность гибрида Поволжский 176, т/га (14 % влажность зерна кукурузы)

При оценке двух гибридов (Поволжский 89 МВ и Поволжский 176) следует отметить, что Поволжский 176 сформировал урожайность на 0,83 т/га больше по среднему значению за 2008…2010гг, чем Поволжский 89 МВ на фоне естественного плодородия почвы (табл.2). Положительная динамика наблюдалась при внесении удобрений, урожайность повышалась на 2,11 т/га. Применение биостимуляторов роста также повысило величину урожайности (на 0,71 т/га при применении Карвитола и на 0,61 т/га при применении Крезацина). Совместный эффект биостимуляторов и минеральных удобрений Крезацин + N180P90 и Карвитол+ N180P90 дал значительную прибавку урожая 2,59 и 2,50 т/га соответственно.

При возделывании гибридов по нулевой технологии Поволжский 176 дал урожайность на 0,71 т/га больше по среднему значению за 2008…2010гг, чем Поволжский 89 МВ на фоне естественного плодородия почвы. Положительная динамика наблюдалась при внесении удобрений, урожайность повысилась на 2,00 т/га. Применение биостимуляторов роста также повысило величину урожая, но несколько меньше, чем применение минеральных удобрений (на 0,44 т/га при применении Карвитола и на 0,51 т/га при применении Крезацина). Совместный эффект биостимуляторов и минеральных удобрений Крезацин + N180P90 и Карвитол+ N180P90 дал значительную прибавку урожайности 2,74 и 2,70 т/га соответственно.

Засоренность посевов.

Сорняки заглушают культурные растения, поглощая из почвы большое количество воды и питательных веществ, выделяя из корней в почву вредные вещества, лишая их света и т.д.; всё это снижает урожай, а в ряде случаев приводит к гибели посевов. На засоренных полях отмечается слабая отдача от применения новых сортов и гибридов, минеральных удобрений.

Решающее значение в защите от сорняков является не применение какого - либо вида обработки почвы или его отсутствие, а лишь наличие целостной системы мероприятий по борьбе с сорняками. Комплексная система в борьбе с сорными растениями при новой агротехнологии основывается на трех составляющих - севооборот, создание мульчирующего слоя и применение гербицидов.

Создание мульчи на поверхности почвы делает очень эффективной систему защиты от сорняков. Чем больше растительных остатков, тем лучше. Мульча не только сохраняет влагу, но и препятствует попаданию семян сорняков в почву, которые остаются на поверхности. При разложении пожнивных остатков выделяются алкалоиды и создается естественный гербицидный фон.

Применение гербицидов при нулевой технологии, как и в других технологиях - это наиболее эффективный инструмент защиты, но потребность в гербицидах может заметно уменьшиться в комплексе с вышеперечисленными составляющими - севооборотом и растительными остатками.

Таблица 3 - Влияние биопрепаратов и способов обработки почвы на численность сорняков в посевах гибрида кукурузы Поволжский 89 МВ, шт/м2

зерновой кукуруза урожайность земледелие

На засоренность посевов существенное влияние оказали условия влагообеспеченности в период вегетации. В неблагоприятный по погодным условиям 2010 г. выпало меньшее количество осадков (234,3 мм) по сравнению с 2008 …2009 гг. исследований, что отрицательно сказалось на росте и развитии не только культурных растений, но и сорняков. Недостаток влаги приводил к неполноценному формированию растений.

Способы обработки почвы повлияли на количество сорняков в посевах кукурузы. Как видно из данных таблицы 3, наибольшее количество сорняков было при нулевой обработке почвы в 2008 г, т.к. химическая прополка проводилась осенью по листостебельной массе, а весной оставшиеся на поверхности почвы семена прорастали. В последующие годы исследований засоренность посевов уменьшалась. В 2010 г. количество сорных растений на опытном участке в варианте с нулевой обработкой снизилось в среднем на 1…3 шт/ м2 по сравнению с обычной обработкой почвы. Это было связано с накоплением на поверхности почвы пожнивных остатков, которые, разлагаясь, выделяли алкалоиды, создававшие естественный гербицидный фон. Оставшиеся в почве с прошлых лет семена растений на поверхность всходили ослабленными, не способными конкурировать с культурными растениями.

Внесение минеральных удобрений улучшало питательный режим для растений. Весной проводили механическую обработку, подрезали сорные растения. В это время культурные растения наращивали вегетативную и корневую массу, затеняя отрастающие сорняки. Это способствовало уменьшению количества сорных растений в посевах гибридов кукурузы при обычной обработке почвы в среднем на 7,3 шт/ м2 по сравнению с контрольным вариантом.

Применение биопрепаратов Крезацин и Карвитол отдельно и в сочетании с удобрениями приводило к значительному снижению засоренности посевов кукурузы. Ростовые вещества стимулировали рост гибридов кукурузы, в то время как сорняки были подрезаны культиваторами. В среднем за 3 года исследований количество сорняков на вариантах с применение биопрепаратов как отдельно, так и в сочетании с удобрениями уменьшалось на 4…9 шт/м2.

Фотосинтетическая деятельность растений.

Фотосинтетическая деятельность растений служит биологической основой формирования урожая.

Основной показатель, характеризующий состояние посевов с точки зрения их фотосинтетической деятельности, тесно коррелирующий с величиной урожая - площадь листьев.

Таблица 4 - Показатели фотосинтетической деятельности в посевах кукурузы гибрида Поволжский 89 МВ (обычная обработка)

В наших исследованиях внесение минеральных удобрений N180P90 способствовало увеличению площади листьев на 6,7…12,3 тыс. м2/га. Обработка стимуляторами роста приводила к увеличению площади листьев на 2,2…4,8 тыс. м2/га по сравнению с контрольным вариантом. Комплексное внесение минеральных удобрений с биопрепаратами положительно влияло на увеличение площади листьев (11,2…14,3 тыс.м2/га) (табл.4).

На нулевой технологии наибольшие значения были получены в 2008 г исследований. Так максимальная площадь листьев достигала значения 28,5 тыс.м2/га на варианте Карвитол+ N180P90, что на 13,3 тыс.м2/га больше контрольного варианта. Фотосинтетический потенциал изменялся от 0,358 млн.м2/сутки до 0,464 млн.м2/сутки на фоне естественного плодородия почвы, увеличивался до 0,560…0,663 млн.м2/сутки при внесении минеральных удобрений, достигая разницы по сравнению с контролем 0, 199…0,202 млн.м2/сутки (табл.5).

Таблица 5 - Показатели фотосинтетической деятельности в посевах кукурузы гибрида Поволжский 89 МВ (нулевая обработка)

Водный режим.

Волгоградская область относится к зоне рискованного земледелия, где главным лимитирующим фактором продуктивности сельскохозяйственных культур является влага. В засушливых условиях естественные осадки - единственно доступный источник влаги. Успешное выращивание культур на неорошаемых плантациях зависит от накопления воды в почве для поддержания культуры до выпадения следующих осадков. Культуры на неорошаемых землях полагаются исключительно на воду в почве, накопленную между выпадением осадков. Из-за ненадежного выпадения осадков накопление воды в почве исключительно важно для возделывания культур на неорошаемых землях. Поэтому в зональной технологии возделывания кукурузы на зерно предпочтение должно отдаваться тем приёмам и операциям, которые позволяют в максимальной степени использовать на урожай довольно небольшое поступление осадков в период вегетации кукурузы и рационально расходовать влагу, накопленную в осеннее - зимний период.

Нулевая обработка изменила подход к управлению осадками на неорошаемых землях. Когда механическая обработка почвы была единственным способом контроля сорняков и подготовки семенного ложа, управление накоплением осадков и удержанием их в почве было очень трудоемким процессом. Обрабатываемые поля вообще не были покрыты и в значительной мере были подвержены влиянию ветровой и водной эрозии. Использование минимальной и нулевой обработки позволяет эффективно собирать воду и сохранять ее.

Нулевая обработка увеличивает влажность почвы, задерживает влагу стерней предыдущей культуры и сокращая сток воды. Улучшение инфильтрации влаги с поверхности и уменьшение уровня испарения также способствуют накоплению большого количества влаги. Увеличение количества влаги в почве дает возможность заделывать семена на меньшую глубину, обеспечивает равномерное прорастание и раннюю всхожесть.

При нулевой технологии длительные засухи не представляют угрозы для посевов. За счет стерни и пожнивных остатков происходит защита почвы от солнца, более качественное накопление и удержание влаги в почве, уменьшается испарение, обеспечивается эффективное водопотребление растениями. Благодаря мульчирующему слою, обладающему способностью накапливать и удерживать влагу, культуры не испытывают ее дефицит, дают дружные всходы, набирают силу и формируют урожай.

Таблица 6 - Суммарное водопотребление кукурузы гибрида Поволжский 89 МВ

Cуммарное водопотребление гибрида кукурузы Поволжский 89 МВ в 2008 году оказалось на 58,9 мм/га больше, чем в 2009 году и на 65,6 мм/га в 2010 году. В структуре суммарного водопотребления приход влаги от осадков в различные по увлажнению годы изменялся в пределах от 57 % до 61 %. Расход влаги из почвы во все годы исследований в структуре суммарного водопотребления варьировал от 39 % до 43 % (табл.6).

Суммарное водопотребление гибрида кукурузы Поволжский 89 МВ на нулевой технологии в 2008 году было на 24,9 мм/га ниже, чем при традиционной обработке. В 2010 году на нулевой технологии водопотребление было на 34,0 мм/га выше.

Результаты исследований показали, что величины коэффициентов водопотребления имели существенные колебания по годам исследований (табл. 7). В засушливом 2010 году они оказались наибольшими, во влажном 2008 году - наименьшими. Во все годы исследований прослеживалась тенденция снижения значений коэффициентов водопотребления на вариантах с применением протравителей и биостимуляторов роста и развития растений.

Гибрид кукурузы Поволжский 176 в среднем за 3 года исследований на всех вариантах опыта, включая контроль без обработок, превысил по урожайности гибрид Поволжский 89 МВ. В связи с этим коэффициенты водопотребления у него оказались значительно ниже.

Таблица 7 - Коэффициенты водопотребления кукурузы

Как показали исследования, наименьшие значения коэффициентов водопотребления во все годы исследований наблюдались на варианте опыта Крезацин + N180P90 и Карвитол+ N180P90. В среднем за 3 года на этих вариантах опыта коэффициент водопотребления составлял 60 и 61 соответственно.

Наибольшие значения коэффициентов водопотребления на контрольном варианте без обработок. В среднем за 3 года величина коэффициента водопотребления на контроле составляет 96 (Поволжский 176).

Экономическая эффективность возделывания кукурузы на зерно.

Одна из важнейших задач экономики сельского хозяйства - эта разработка методов определения экономической эффективности планируемых и проектируемых организационно-технических мероприятий. Наука должна обеспечить конкретные пути и методы решения задач, стоящих на данном этапе. Важнейшие условия превращения сельскохозяйственных предприятий всех форм собственности в рентабельные предприятия является всемерная интенсификация производства. Это достигается путем увеличения количественных и качественных показателей продукции за счет различных направлений повышения интенсификации, производительности труда и снижения себестоимости единицы продукции.

Кукуруза является одной из самых трудоемких и капиталоемких культур, культивирующих в сельском хозяйстве. Высокий уровень материальных и трудовых затрат при ее возделывании объясняется многоступенчатой механизацией, привлечением ручного труда и т.д.

Анализируя данные, приведенные в таблице 8 можно сделать заключение, что с повышением урожайности возрастали и прямые затраты с 4480 р/га на контрольном варианте до 9640 р/га с применением удобрений и биопрепаратов (Крезацин + N180P90). То же можно сказать и о себестоимости 1 т, она изменялась от 3710 руб до 9460 руб в зависимости от варианта опыта.

Средняя закупочная цена кукурузы за 2008…2010 гг составила 4 рубля. Чистая прибыль при возделывании гибрида Поволжский 89 МВ колебалась от 10360 рублей (вариант - контроль) до 16890 рублей (вариант - Карвитол+ N180P90). Внесение удобрений N180P90 увеличило прибыль на 4090 рублей по сравнению с естественным плодородием почвы. Обработка семян биопрепаратами увеличила величину чистой прибыли на 1860…1900 рублей. Совместное внесение минеральных удобрений и обработка биопрепаратами увеличило прибыль на 6240…6530 рублей. По гибриду Поволжский 176 (обычная обработка) наибольший чистый доход был получен на варианте Крезацин + N180P90, он составил 19450 рублей с гектара.

Сравнивая системы обработки почвы, можно сказать, что на нулевой обработке чистый доход был выше, а затраты меньше, чем на обычной. Так, затраты на фоне естественного плодородия почвы при нулевой технологии были ниже на 1440…1470 рублей в зависимости от гибрида по сравнению с традиционной обработкой. Чистый доход при внесении удобрений и биопрепаратов был выше на 3458…3495 рублей на нулевой технологии.

Таблица 8 - Экономическая эффективность возделывания кукурузы на зерно (среднее 2008…2010 гг.)

Таким образом, можно сделать заключение, что возделывание кукурузы на зерно в условиях черноземной зоны Волгоградской области по предшественнику озимой пшеницы экономически выгодно. Наибольшая прибыль была получена на варианте обработки семян биопрепаратом Крезацин совместно с внесением минеральных удобрений 180Р90 при возделывании гибрида Поволжский 176 по нулевой технологии, и она составила 22945 рублей с гектара.

Биоэнергетическая оценка возделывания кукурузы на зерно.

В последние годы вследствие неустойчивости курса национальной валюты и закупочных цен на сельскохозяйственную продукцию дать объективную экономическую оценку технологиям возделывания полевых культур и отдельным агротехническим приемам весьма проблематично. Это обстоятельство послужило одной из причин более широкого использования энергетического анализа. Биоэнергетический метод на стадии разработки и совершенствования технологий возделывания полевых культур позволяет получить наиболее объективную информацию.

В соответствии с данными технологических карт и дополнительными нормативными материалами, приведенными в методике исследования, нами произведен расчет энергетических затрат и их эффективности при возделывании кукурузы на зерно черноземных почвах Волгоградской области (табл.9).

Таблица 9 - Биоэнергетическая эффективность возделывания различных гибридов

Основным показателем биоэнергетической оценки технологических приемов возделывания кукурузы является коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ).

Коэффициент энергетической эффективности гибрида Поволжский 89 МВ (обычная обработка) по вариантам опыта колебался от 2,91 (N180P90) до 3,45 (вариант: обработка биопрепаратом Крезацин). На фоне естественного плодородия почв КЭЭ был на уровне 3,05. Внесение расчетных доз минеральных удобрений снизило КЭЭ на 0,14, это связано с высокими ценами на удобрения, их доставку, внесение. При совместном применении удобрений и биопрепаратов КЭЭ составил 3,00…3,05. Самый высокий КЭЭ проявился на вариантах, где семена перед посевом были обработаны биопрепаратами, он составил от действия Крезацин - 3,45, от действия Карвитол - 3,41.

Аналогичная картина наблюдалась на гибриде Поволжский 176 (обычная обработка). Здесь самый высокий КЭЭ достигал 3,68…3,75 на вариантах с применением биостимуляторов роста.

На основании полученных результатов можно сделать выводы, что применение биопрепаратов для обработки семян кукурузы перед посевом экономически выгодно.

На варианте с нулевой обработкой почвы наибольший КЭЭ составил 5,2 (Поволжский 89 МВ) и 5,8 (Поволжский 176) на фоне естественного плодородия почв. Внесение удобрений уменьшило величину КЭЭ на 1,1 и 1,3 по гибридам соответственно. Обработка биостимуляторами Крезацин и Карвитол снизило КЭЭ на 0,9 и 1,4 единицы по сравнению с контрольным вариантом. При совместном внесении расчетных доз минеральных удобрений и обработкой биопрепаратами КЭЭ составил 4,5…4,6 (Поволжский 89 МВ) и 4,6…4,7 (Поволжский 176).

Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что применение расчетных доз минеральных удобрений в сочетании с биопрепаратами для хозяйств Волгоградской области, является высокорентабельным. Возделывание гибридов кукурузы по нулевой технологии эффективнее, чем по обычной технологии.

Заключение

ВЫВОДЫ

Почвенно-климатические условия Волгоградской области позволяют получить до 8 т/га зерна кукурузы в зоне черноземных почв при обработке семян биопрепаратами и внесении расчетных доз минеральных удобрений N180P90.

Минеральные удобрения и биопрепараты положительно влияли на формирование урожайности зерна кукурузы. В среднем за три года исследований на варианте обработки семян Карвитол +?180Р90 наиболее высокий потенциал урожайности был получен в 2008 году на гибриде Поволжский 176 (8,02 т/га), в этом году выпало самое большое количество атмосферных осадков. Незначительно уступал по урожайности гибрид Поволжский 89 МВ (7,43 т/га). Обработка семян биопрепаратами перед посевом приводила к увеличению урожайности на 0,82…0,98 т/га. От внесения минеральных удобрений прибавка составила от 2,27…2...