ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследований. В зерновом производстве Российской Федерации удельный вес яровой пшеницы очень велик. В валовом сборе зерна в 2003 году он составил более 28%. Одним из важных резервом увеличения производства высококачественного производственного зерна может стать расширение практики возделывания яровой пшеницы на мелиорированных землях, в том числе в повторных и промежуточных посевах. Актуальность этого вопроса возрастает в связи с постоянным снижением качества производимых мягких пшениц и существенным уменьшением площадей, занятых под яровой пшеницей. К настоящему моменту экстенсивные способы увеличения производства продовольственного зерна практически исчерпаны, поэтому возделывание яровой пшеницы в повторных посевах и в качестве страховой культуры является одним из основных возможных способов увеличения продуктивности орошаемых земель и получения полноценного зерна пшеницы.
В Российской Федерации яровая пшеница занимает 14,8 млн. га, в Республики Калмыкия яровая пшеница возделывается на площади 208 тыс. га, однако урожайность крайне низкая и по годам колеблется от 8,3 до 10,6 ц/га. Важным резервом увеличения урожайности этой культуры в условиях дефицита водных ресурсов является расширение площадей в рисовых севооборотах, весьма актуальны вопросы повышения эффективности использования остаточной влаги после возделывания риса с целью получения гарантированных урожаев зерна в годы с различной влагообеспеченностью, вопросы сохранения и улучшения плодородия почвы. В связи с этим проблема совершенствования технологии возделывания яровой пшеницы, в том числе при возделывании в рисовых севооборотах, весьма актуальны как в теоретическом, так и в практическом плане.
Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с научно-технической программой РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2001-2005 гг.).
Целью исследований является повышение эффективности производства зерна за счет разработки технологических элементов управления продукцией-
5
ным процессом яровой пшеницы при выращивании в рисовых севооборотах, обеспечивающих рациональное использование остаточной после риса влаги и формирование 1,5-2,5 т/га товарной продукции.
Программой исследований предусматривалось решение следующих основных задач:
- проанализировать современный научный и производственный опыт возделывания яровой пшеницы, наметить перспективные пути совершенствования технологических процессов, обеспечивающих повышение продуктивности посева при рациональном использовании природных и хозяйственных ресурсов;
- обосновать целесообразные уровни зерновой продуктивности яровой пшеницы в почвенно-климатических условиях региона исследований при возделывании в рисовом севообороте;
- с учетом уровня продуктивности посева и метеорологических условий в период вегетации пшеницы установить и проанализировать закономерности формирования водного режима почвы;
- изучить закономерности продукционного процесса яровой пшеницы в зависимости от плотности посева и уровня минерального питания с учетом имеющихся запасов почвенной влаги и складывающихся погодных условий;
- провести экономическую оценку и экологическое обоснование возделывания яровой пшеницы в рисовых севооборотах Калмыкии.
Объект и методика исследований. Объектом исследований является технология возделывания районированного сорта яровой пшеницы Саратовская 46. в рисовых чеках. Полевой эксперимент закладывали методом расщепленных делянок. Обработка результатов исследований и наблюдений проводилась общепринятыми методами вариационной статистики.
Личный вклад автора состоит в обобщении результатов теоретических исследований, разработке концептуальных подходов и экспериментальном обосновании технологических элементов возделывания яровой пшеницы в рисовых ческах как сопутствующей культуры, обеспечивающих формирование стабильных урожаев зерна. Автор непосредственно участвовал в проведении исследо-
6
вательской работы, и внедрении ее результатов в трех хозяйствах Октябрьского района Республики Калмыкии.
Научная новизна. Для почвенно-климатических условий Калмыкии усовершенствована технология возделывания яровой пшеницы в рисовых севооборотах, обеспечивающая повышение эффективности использования остаточной после риса влаги. Установлены закономерности влияния норм высева яровой пшеницы и доз внесения минеральных удобрений на рост, развитие и формирование урожайности зерна и его качества. С учетом комплексного взаимодействия природных и регулируемых в опыте факторов установлены закономерности суммарного испарения воды посевами яровой пшеницы и формирования водного режима почвы, определены эффективные уровни затрат минеральных удобрений. Установлены закономерности изменения влажности активного слоя почвы при возделывании яровой пшеницы в рисовых севооборотах.
Новизна принятых решений и полученных результатов исследований подтверждена патентом РФ на изобретение № 2248690 от 14 марта 2003 г. и 3 положительными решениями о выдаче патента РФ на изобретение по заявкам №№ 2005127736/12 (025603), 2005122738/12 (025605), приоритет от 18.07. 2005 г; 2005121735/12 (024516), приоритет от 11.07. 2005 г.
Достоверность результатов исследований. Степень обоснованности результатов исследований подтверждается многолетним периодом исследований, корректностью принятых методик постановки опытов, большой базой полученного экспериментального материал, широким использованием методов вариационной статистики.
Основные положения, выносимые на защиту:
— закономерности водопотребления и формирования водного режима активного слоя почвы при возделывании яровой пшеницы в рисовых чеках;
— закономерности влияния норм высева и доз внесения минеральных удобрений на продукционный процесс и урожайность яровой пшеницы;
— усовершенствованная технология возделывания яровой пшеницы в рисовых севооборотах с использованием остаточной после уборки риса влаги.
7
Практическая значимость работы. В условиях дефицита водных ресурсов Республики Калмыкии доказана экономическая эффективность и экологическая безопасность возделывания яровой пшеницы в рисовых севооборотах с использованием остаточной, после уборки риса, влаги. Апробированная технология позволит увеличить площади под посевами яровой пшеницы и создать условия для стабильного формирования ресурсов продовольственного зерна.
Разработанные рекомендации по технологии возделывания яровой пшеницы на зерно в рисовых севооборотах с учетом биологических особенностей культуры и агроклиматических ресурсов региона могут быть использованы как проектными, так и производственными организациями.
Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований по возделыванию яровой пшеницы на зерно в рисовых чеках с использованием остаточной влаги после уборки риса, проведенная в ГУП «Восток» (383 га), ГУП «50 лет Октября»(157 га), ГУП ОПХ «Харада» (45 га) Октябрского района Республики Калмыкия, подтвердила возможность устойчивого получения зерна на уровне 1,9 - 2,5 т/га.
Апробация работы. Основные результаты исследований и положения диссертационной работы докладывались на научно-практических конференциях «Проблемы и перспективы развития мелиорации» (Новочеркасск, 2003), «Агро-экологическое состояние АПК: опыт, поиск, решения» (Институт повышения квалификации работников АПК, Саратов, 2005), «Адаптивно-ландшафтные системы земледелия для засушливых условий Нижнего Поволжья» (НВ НИ-ИСХ, 2005), международных научно-практических конференциях «Экологические проблемы мелиорации» (посвященная 115-летию со дня рождения А.Н. Костякова, Москва, 2002), «Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий» (Рязань, 2004 г.), «Наукоемкие технологии в мелиорации» (Костяковские чтения, Москва, ВНИИГиМ, 2005 г.), «Научно-производственное обеспечение развития сельского социума» (ПНИИАЗ, 2005), «Роль почв в сохранении устойчивости ландшафтов и ресурсосберегающее земледелие» (ПГСХА, 2005).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, получен 1 патент РФ на изобретение и 1 положительное решение о выдаче патента.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 193 стр. компьютерного текста, в том числе основного текста 132 страниц, 50.. таблиц, 21 рисунок. Список литературы включает 179 наименований, в т. ч. 6 иностранных источника.
1. ВОЗДЕЛЫВАНИЕ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
(состояние вопроса).
1.1 Производство яровой пшеницы в РФ
Зерновое хозяйство - основа сельскохозяйственного производства. Зерно является источником получения важнейших продуктов питания, базой повышения жизненного уровня народа. От уровня развития зернового хозяйства зависит не только обеспечение населения хлебом, но и животноводства концентрированными кормами, промышленности сырьем, создание необходимых государственных резервов и ресурсов для экспорта. Зерновой рынок во многом формирует продовольственный рынок страны. Цены на зерно определяют цены
на основные продукты питания для населения и на концентрированные корма в животноводстве.
В 1997 году в мире собран рекордный мировой урожай пшеницы - 606 млн. т, что на 16 млн. т больше показателя предыдущего года. Больше обычного был урожай и в странах СНГ. По данным Госкомстата, Россия в 1997 году собрала 86,4 млн. т зерна, в том числе 44,2 млн. т пшеницы, что на 24,6 % больше в сравнении с предыдущим годом и на 1,8 % меньше по сравнению со среднегодовыми показателями за 1991-1995 год. Это зерно пополнило значительно сократившиеся в предыдущем году государственные резервы (45,46).
В последние годы происходит заметное снижение качества урожая пшеницы, выражающееся в сокращении производства пшеницы сильных и ценных сортов. В частности, значительно повысилось содержание зерен, поврежденных клопом-черепашкой, что делает их непригодными для выпечки хлеба. Если раньше клоп-черепашка был распространен лишь на Северном Кавказе и юге Поволжья, то в настоящее время зона поражения распространилась на Центрально-Черноземный район и подошла к южным границам Центрального и Волго-Вятского районов. По оперативным данным Госхлебинспекции, доля пшеницы непродовольственных кондиций в России оценивается в среднем в 40 %против 36 % в 1996 году. На Северном Кавказе доля непродовольственной
10
пшеницы несколько снизилась из-за меньшей поврежденности клопом-черепашкой, прежде всего - на Кубани и в Ставрополье. В этих регионах доля пшеницы, поврежденной клопом-черепашкой, соответственно снизилась до 20 и 12 % против 80 и 50 % в 1996 г. (22, 38. 52,58).
В Ростовской области этот показатель остался крайне высоким - до 80 % против 70 % в 1996 г. В результате доля непроизводственной пшеницы в Ростовской области составляет около 81 %, в Краснодарском и Ставропольском крае -соответственно -35 и 43 % (127, 164).
В Центрально-Черноземном районе доля непроизводственной пшеницы увеличилась до 57 %, что связано со значительными масштабами поражения зерен клопом-черепашкой. Особенно это относится к Воронежской и Белгородской области, где удельный вес непродовольственной пшеницы составляет соответственно 77 и 71 %. В Волгоградской области лишь 22 % произведенных пшениц можно отнести к категории продовольственных (21,45,51).
Наряду с технологическими, экономическими и погодными факторами, производство продовольственной пшеницы в Российской Федерации тесно связано со структурой посевных площадей и долей, которую составляют в них яровые пшеницы. В таблице 1.1 приведены соотношения площадей, занятых под яровой и озимой пшеницей в прошлом 1997 году по основным регионам России, производящими зерно. Показана доля яровой пшеницы в валовом производстве пшеницы по регионам, которую можно соотнести с долей продовольственного зерна в нем.
Как видно из таблицы 1.1 уровень производства продовольственного зерна по регионам РФ во многом определяется долей яровой пшеницы в структуре посевных площадей. При этом несколько выделяется Северо-Кавказский регион. В силу своих природно-климатических условий, здесь можно получать урожаи мягких озимой пшеницы продовольственных кондиций. Однако последние данные указывают и на то, что, несмотря на предельное насыщение зернового клина озимой пшеницей, производство продовольственного зерна на юге России составляет около 50 % от общего. Основным резервом в повыше-
11
нии производства сильных и ценных сортов пшеницы является увеличение доли посевов яровой пшеницы, в т.ч. в качестве страховой культуры, а также в повторных и промежуточных посевах.
Таблица 1.1 Структура посевов и валовых сборов пшеницы по регионам РФ в 1997 г.
Регионы Посевная площадь яровой пшеницы, тыс.га Посевная площадь озимой пшеницы, тыс.га Доля зерна яровой пшеницы, % от валового сбора Доля продовольственного зерна, % от валового сбора
Ростовская область 18,4 1185,9 0,50 19
Ставропольский край 23,1 1275,6 0,99 57
Краснодарский край 24,8 1094,1 1,60 65
Воронежская область 28,4 52407 2,14 23
Белгородская область 8,7 325,4 1,52 29
Волгоградская область 197,8 686,5 14,52 22
Пензенская область 197,4 228,1 39,14 63
Самарская область 338,6 186,3 59,40 57
Ульяновская область 209,2 167,6 48,37 93
Саратовская область 621,2 667,7 32,80 54
Республика Татарстан 623,3 53,8 94,58 86
Омская область 1478/9 1,4 99,00 88
Оренбургская область 1876,8 116,9 94,30 90
Юг Российской Федерации является основной зоной размещения орошаемых
12
земель и отличается благоприятными температурными и фотосинтетическими параметрами для выращивания нескольких урожаев сельскохозяйственных культур в год.
В республике Калмыкия за последние годы посевные площади под зерновыми культурами значительно снизились (табл. 1.2).
Таблица 1.2 Посевные площади зерновых культур республики Калмыкия, га
Год 1995 1998 1999 2000 2001 2002 2003
Республика Калмыкия 35128 6 32693 8 16061 8 18644 7 23228 5 26030 8 20810 6
Городовиковский 29015 27369 23722 22746 30140 36690 32195
Ики-Бурульский 37237 30632 7078 7234 4455 9795 9020
Кетченеровский 22326 25753 1800 3247 5301 6831 4970
Лаганский - - - - - - -
Малодербетов-ский 28497 31253 6148 11007 14857 17575 16300
Октябрьский 20584 13970 4009 8023 8657 9061 7550
Приютненский 28267 28089 18731 23370 27056 28275 22269
Сарпинский 72567 77683 44346 47045 66696 70217 58100
Целинный 38659 37221 13633 21847 26829 33283 20111
Черноземельский 310 210 . 510 108 280 140 90
Юстинский 1060 220 - - - 512 -
Яшалтинский 49738 43843 38165 38912 44684 44308 34587
Яшкульский 3831 5301 1546 908 710 790 362
г. Элиста 553 5394 930 2000 2620 2831 2552
Крестьянские (фермерские) хозяйства 28642 - - - - - -
13
В 2003 г. в среднем по республике они составляли 208,1 тыс. га, что на 143,2 тыс. га меньше в сравнении с показателями 1995 г. При этом валовые сборы яровой пшеницы уменьшились в 1,99 раза и составили в 2003 г. 9651 т (табл. 1.3).
Таблица 1.3 Валовой сбор яровой пшеницы в республике Калмыкия, т
Год 1995 1998 1999 2000 2001 2002 2003
Республика Калмыкия 19254 1889 4299 19492 9532 11802 9651
Городовиковский 146 30 5 2 268 303 13
Ики-Бурульский - - - 203 113 186 -
Кетченеровский 95 14 - 226 - - 210
Лаганский - - - - - - -
Малодербетов-ский - - - 996 9978 614 1840
Октябрьский 3717 323 33 292 93 819 1101
Приютненский - 24 - 417 30 70 -
Сарпинский 10880 633 2980 13234 5793 7261 6203
Целинный 1564 254 210 1138 1109 2094 284
Черноземельский - - - - - - -
Юстинский - - - - - - -
Яшалтинский 995 269 1071 2698 1048 - -
Яшкульский - 342 - 111 - - -
г. Элиста 35 - - 175 80 455 -
Крестьянские (фермерские) хозяйства 1822
Наибольшие валовые сборы зерна яровой пшеницы получают в хозяйствах Сарпинского района - 6203 т. Однако урожайность яровой пшеницы остается
14
крайне низкой и по годам наблюдений изменяется от 3,9 до 10,6 ц/га (таблица
1.4).
Таблица 1.4
Урожайность яровой пшеницы, ц/га
Год 1995 1998 1999 2000 2001 2002 2003
Республика Калмыкия 10,6 3,9 5,4 9,4 6,3 9,1 8,3
Городовиковский 11,6 6,0 2,5 4,0 14,1 13,7 8,1
Ики-Бурульский - - - 2,8 8,1 14,3 -
Кетченеровский 2,7 1,3 - 4,4 - - 14,0
Лаганский - - - - - - -
Малодербетов-ский - - - 5,6 7,5 6,0 9,9
Октябрьский 9,5 3,1 3,5 4,6 13,3 12,6 12,7
Приютненский - 8,0 - 8,0 15,0 28,0 -
Сарпинский 9,9 3,2 4,2 10,6 5,4 8,3 7,8
Целинный 10,8 2,8 35,1 6,5 9,2 12,0 4,2
Черноземельский - - - - - - -
Юстинский - - - - - - -
Яшалтинский 16,2 10,8 13,3 13,2 8,7 - -
Яшкульский - 7,5 - 4,9 - - -
г. Элиста 7,0 - - 9,2 8,0 13,4 -
Крестьянские (фермерские) хозяйства 21,2 - - - - - -
1.2 Роль сорта в формировании урожаев яровой пшеницы
Яровая пшеница - основная продовольственная культура в Российской Федерации. По урожайности она зачастую уступает зерновым озимым культу-
15
рам, по качеству зерна значительно превосходит их. Основное достоинство пшеничного зерна - это благоприятное соотношение в ней белков, углеводов, жиров и минеральных веществ. Самым важным компонентом зерна являются белковые вещества, содержание которых колеблется в пределах от 7 до 20% (1,3,13,40).
Мягкая яровая пшеница используется для выпечки хлеба и хлебных изделий, твердая - для производства макаронных изделий. Особую ценность имеют сорта твердых и сильных сортов пшеницы с высокими пищевыми и хлебопекарными качествами (33,44,51,54).
Пшеницы (род Triticum) относится к семейству злаковых и включает около 30 различных видов (20, 32).
Наиболее распространены два вида яровой пшеницы - мягкая и твердая. Мягкая пшеница обладает высокой пластичностью, поэтому ее возделывают в суровых климатических условиях РФ (крайне засушливые условия, низкие температуры). Она имеет наибольшее количество экологических типов и селекционных сортов ( 33, 36).
Ареал распространения твердой пшеницы сравнительно ограничен. В России ее высевают в основном в зонах черноземных и каштановых почв. В период созревания она требует повышенных температур, поэтому с продвижением на север сильно задерживается в развитии. Из-за повышенной влаго-любивости в первой половине вегетации затруднено продвижение твердой пшеницы в районы с засушливой весной, где отсутствует орошение. Она имеет крупное янтарное зерно, устойчива к осыпанию (19,46).
В нашей стране высевают свыше 100 сортов яровой пшеницы (81,118) Они отличаются рядом биологических и хозяйственных особенностей и предъявляют неодинаковые требования к воде, пище, температуре, свету, по-разному повреждаются вредителями и болезнями. Поэтому приемы возделывания должны строиться с учетом биологических особенностей культуры и почвенно-климатических условий.
Яровая пшеница по-разному реагирует на почвенно-климатические уело-
16
вия, внесение удобрений, орошение и другие агротехнические приемы. Отзывчивость сортов яровой пшеницы на оптимизацию факторов роста и развития предопределяется их генетическими особенностями. В связи с этим, правильный подбор сорта в комплексе с другими агромелиоративными мероприятиями имеет первоочередное значение в повышении урожайности зерна на орошаемых землях (48,50,53).
В условиях Нижнего Поволжья при естественном увлажнении определенное преимущество имеют скороспелые засухоустойчивые сорта. В период цветения и налива зерна они меньше подвергаются воздействию высокой температуры, низкой относительной влажности воздуха и сильным юго-восточным ветрам, которые довольно часто сопровождаются «запалом» и «захватом »зерна. В то же время с удлиненным периодом вегетации более длительное время используют приходящую солнечную радиацию (ФАР), влагу, элементы минерального питания и поэтому, по мнению ряда ученых, имеют более высокую продуктивность и предпочтение для орошаемого земледелия (84).
Наиболее высокой продуктивностью при орошении на юге России отличаются среднеспелые сорта яровой пшеницы (63).
Наиболее широкое практическое распространение из этих сортов получили Саратовская 29, Саратовская 36, Саратовская 42, Безенчукская 98, а из твердых пшениц - Харьковская 46, Мелянопус 26 (75).
По данным И.А. Степанищева, Чуяна СИ. (11, 157,158) в условиях Волго-Донского междуречья максимальная продуктивность яровой пшеницы при орошении была получена во влажном 1966 г. и составила по сорту Саратовская 29 - 45,8, а по сорту Саратовская 36 - 45,0 ц/га. В среднем за годы исследований (1966... 1968) урожайность Саратовской 36 была выше, чем Саратовская 29 на 2,1 ц/га. Из твердых пшениц наиболее продуктивным оказался сорт Мелянопус 26 (48,5 ц/га) или на 2,2 ц/га продуктивнее сорта Харьковская 46. В среднем за три года (1966... 1968 г.г.) их продуктивность составила соответственно 38,6 и 37,0 ц/га.
Среднеспелые сорта яровой пшеницы имеют относительно удлиненный пе-
17
риод от всходов до колошения и тем самым соответствуют экологической специфики высокопродуктивных сортов местной селекции.
Максимальный урожай зерна 44,7 ц/га твердой пшеницы Мелянопус 26 в среднем за 1967... 1970 г.г. был получен в исследованиях М.Н. Багрова, И.Е. Бондаренкова (12,51).
По данным М.С. Филимонова наивысшая продуктивность этого сорта в среднем за 1966... 1969 г.г. составила 38,6 ц зерна с 1 га (134).
В исследованиях М.Г. Латунова, А.Ф. Иванова, Е.Г. Листопада продуктивность сорта яровой пшеницы Саратовская 36 и Безенчукская 98 оказалась на одном уровне и составила в среднем за 1971... 1973 г.г. 35 ц/га. В эти же годы максимальная урожайность пшеницы Саратовская 36 (38,4 ц/га) была получена в исследованиях М.С. Филимонова (51, 134).
Более высокая урожайность отмечена у сортов Зерноградская 39 и Мироновская 10. Так, в среднем за 1973... 1976 г.г. в ОПХ «Орошаемое» ВНИИОЗ максимальный уровень урожая зерна яровой пшеницы Зерноградская 39 составил 44,0, а сорта Мироновская 10 в среднем за 1977... 1978 г.г. - 42,6 ц/га.
В последние годы вместо Саратовской 36 широкое распространение на орошаемых землях, так и на богаре получил сорт яровой пшеницы Саратовская 42. В исследованиях М.С. Филимонова урожайность этого сорта в среднем за 1974... 1976 г.г. составила 27,9 ц/га. Максимальная продуктивность его (45,4 ц/га) получена в 1976 г. в исследованиях А.Ф. Иванова, В.И. Филина, В.И. Кир-дана (53)
В опытах 1966... 1969 г.г. Саратовского сельскохозяйственного института на темно-каштановых почвах максимальный урожай зерна мягкой пшеницы Саратовская 36 составил 39,0 ц/га, а твердой Мелянопус 26 - 36,0 ц/га. По данным А.И. Бараева в этой же зоне урожайность пшеницы Саратовская 36 в среднем за 1970... 1973 г.г. составила 41,3 ц/га. В более поздних исследованиях Волж-НИИГиМ наивысшая продуктивность 45,0 ц/га в среднем за 1974... 1976 г.г. получена по твердой пшенице Харьковская 46 ( 139,140, 141).
По данным В.Б. Нарушева, Шевцовой Л.П., Худенко М.Н., Кузнецова Н.И. |
