Научное обоснование приемов интенсификации возделывания сахарного сорго и сахарной кукурузы в зоне каштановых почв Нижнего Поволжья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Ефремова Елена Николаевна

• Ефремова Елена Николаевна
• доктор наук
• 2023

Оглавление диссертации доктор наук Ефремова Елена Николаевна

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО СИСТЕМАМ ОБРАБОТОК ПОЧВЫ И ВОЗДЕЛЫВАНИИ САХАРНЫХ СОРГО И КУКУРУЗЫ

1.1 Инновационные технологии возделывания изучаемых культур

1.2 Агротехнические мероприятия, приводящие к повышению продуктивности сельскохозяйственных культур

1.3 Развитие и урожайность сахарного сорго при различных обработках почвы

1.4 Особенности развития сахарной кукурузы и влияние обработок почвы

на ее урожайность

2 ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕГИОНА

2.1 Современное почвенно-климатическое состояние Волгоградского правобережья

2.2 Почвенные и климатические особенности опытного участка Астраханской области

2.3 Метеорологические условия периода проведения исследования

3 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Обоснование выбора объектов исследования

3.2 Схема эксперимента, методика проведения исследований

4 ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЫ В ПОСЕВАХ САХАРНОГО СОРГО

4.1 Агрофизические показатели почвенного плодородия почвы в посевах сахарного сорго

4.2 Качественный и количественный состав микроорганизмов в почве в посевах сахарного сорго

4.3 Определение биологической активности и токсичности почвы в посевах

сахарного сорго

4.4 Влияние обработки почвы на накопление биофильных элементов в растительных остатках сахарного сорго

4.5 Питательный режим почвы в посевах сахарного сорго

5 АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ САХАРНОГО СОРГО

5.1 Фенологические изменения развития сахарного сорго в зависимости от влияния агротехнических факторов

5.2 Динамика водопотребления сахарного сорго в зависимости от различных агротехнических приемов

5.3 Изменение засоренности посевов сахарного сорго

5.4 Влияние агротехнических приемов на полевую всхожесть и сохранность растений к уборке

5.5 Урожайность и питательная ценность сахарного сорго в зависимости от применяемых технологий

5.6 Динамика накопления сахаров в стеблях сахарного сорго

5.7 Кормовая оценка сахарного сорго

6 ВЛИЯНИЕ ИЗУЧАЕМЫХ ФАКТОРОВ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ И АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЫ В ПОСЕВАХ САХАРНОЙ КУКУРУЗЫ

6.1 Агрофизические показатели почвы в посевах сахарной кукурузы

6.2 Структура и количество микроорганизмов в почве в посевах сахарной кукурузы

6.3 Биологическая активность и токсичность почвы в посевах сахарной кукурузы

6.4 Содержание биофильных элементов в растительных остатках сахарной кукурузы

6.5 Влияние обработки почвы на питательные вещества почвы

7 ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, БИОСТИМУЛЯТОРОВ И

МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ САХАРНОЙ КУКУРУЗЫ

7.1 Фенологические особенности развития сахарной кукурузы

7.2 Водопотребление сахарной кукурузы в зависимости от способа обработки почвы

7.3 Влияние обработок почвы на засоренность посевов сахарной кукурузы

7.4 Фотосинтетическая деятельность сахарной кукурузы

7.5 Влияние агротехнических приемов на всхожесть, сохранность растений перед уборкой, структуру урожая сахарной кукурузы

7.6 Урожайность сахарной кукурузы

8 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ САХАРНОГО СОРГО И КУКУРУЗЫ

8.1 Энергетическая эффективность возделывания сахарного сорго и кукурузы

8.2 Экономическая эффективность возделывания сахарного сорго и кукурузы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕМЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Научное обоснование приемов интенсификации возделывания сахарного сорго и сахарной кукурузы в зоне каштановых почв Нижнего Поволжья»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Одной из основных задач земледелия на современном этапе развития агропромышленного комплекса является получение высоких и устойчивых урожаев. Добиться этого можно за счет широкого применения интенсивных технологий, разработки и внедрения комплекса мероприятий по возделыванию различных сахаросодержащих культур. В условиях интенсификации земледелия среди многочисленных агротехнических приемов ведущая роль в формировании урожая отводится обработке почвы. Положительный эффект от внедрения интенсивных технологий может быть достигнут благодаря научно обоснованному применению энергосберегающих систем обработки почвы.

В Волгоградской области на 1991 год насчитывался 1 млн 539 тыс. голов крупного рогатого скота. Для удовлетворения потребностей животноводства была развернута структура получения кормов на орошаемых землях. С этой целью на орошаемых площадях выращивалось порядка 600 тыс. гектаров кукурузы на зеленую массу и 350 тыс. гектаров на зерно. Это было мощное подспорье в кормовом балансе. К настоящему времени ситуация резко изменилась. На 2015 год в области во всех видах собственности насчитывалось 180 тыс. голов крупного рогатого скота. Однако к этому моменту все орошаемые угодья были задействованы под выращивание овощных и бахчевых культур, от которых аграрии получали большую прибыль. Правительством РФ была поставлена задача восстановления утраченного поголовья сельскохозяйственных животных. С этой целью в Волгоградской области возведены и пущены в эксплуатацию крупные животноводческие комплексы в Даниловском, Старополтавском и др. районах Волгоградской области.

Ситуация в Астраханской области на 2016 год заключалась в следующем: посевная площадь под урожай кормовых культур в хозяйствах всех форм собственности составляет 65 га. Площадь кормовых культур (без кукурузы) - 10,2 га. Посевная площадь под урожай 2016 года, занятая под кукурузу, составляла 7,5 га. При этом поголовье крупнорогатого скота в области составляло 275 тысяч голов.

Одной из причин слабого роста продуктивности отрасли животноводства является недостаточность кормовой базы. Поэтому на повестку дня встал вопрос возвращения на орошаемые участки кормовых культур. Важный фактор стабилизации кормопроизводства - расширение площадей посева засухоустойчивых культур, в частности сахарного сорго, с применением интенсивных менее затратных (ресурсосберегающих) технологий. Данная культура отличается высокой продуктивностью, хорошими кормовыми свойствами и универсальностью использования. По данным Росстата, в России в 2015 г. посевы сорговых культур в хозяйствах всех категорий занимали 225 тыс. га, в 2017 г. посевы сократились до 141 тыс. га. В промышленных масштабах сорго выращивается в 14 регионах России - от Поволжья до Северного Кавказа.

Удельный вес зерна сахарной кукурузы, ввозимого из других государств, за период 2013...2018 г. составил 193 тыс. т. Одним из путей снижения данной зависимости может быть производство сахарной кукурузы с использованием интенсивных технологий возделывания. Для повышения конкурентоспособности необходимо подбирать и внедрять в производство новые высокоурожайные сорта и гибриды сахарной кукурузы, отличающиеся высоким качеством зерна и стабильной продуктивностью для создания сбалансированного корма.

Исходя из этого, актуальной проблемой исследования является наращивание производства кормов, решение проблемы недостатка сахаров, протеинов в рационе животных, поскольку ранее рынок практически полностью был импортным. Упрощение рациона и снижение доли белковых кормов приводит к снижению продуктивности отрасли животноводства. Несбалансированное

кормление относится к числу основных факторов, сдерживающих рост производства продукции. В исследуемых регионах во время заготовительной кампании стоит засуха, отрасль животноводства работает в напряженных условиях. В силосных культурах ведущее место занимает кукуруза и сорго, корма которых отличаются высокой энергетической питательностью. Важно, чтобы животные получали сбалансированный и экологически чистый корм - без примесей нитратов, пестицидов и химикатов. В связи с этим, исследование направлено на обоснование применения интенсивных технологий возделывания сахаросодер-жащих культур с использованием прогрессивных приемов для получения хорошего урожая высокого качества, базирующегося на принципах ресурсосбережения, биологизации и экологизации. Неотъемлемой составляющей данных приемов является использование системы капельного орошения. Рассматриваемые приемы интенсификации позволят сохранить влажность в почвенной структуре, приведут к сокращению энергетических затрат, снижению затрат на производство, повышению урожайности и обеспечению сельхозтоваропроизводителей энергетически ценной продукцией, при этом естественное плодородие почвы не снижается. Это позволит заложить начало созданию прочной кормовой базы для развивающегося животноводства, решить проблему кормового белка и улучшить качество кормов по содержанию сахара.

Степень разработанности. Научные исследования по возделыванию сахарного сорго и сахарной кукурузы в разных регионах России проводили такие ученые, как Ф.А. Гаронский (1923), И.А. Драненко (1951, 1956), Ф.Ф. Сидорова (1957, 1963), П.И. Дворникова (1958, 1959), В.М. Кувичко (1962), Т.Р. Петрова (1962, 1964), Н.Н. Ткаченко (1963), Н.И. Орловский (1961, 1963, 1964, 1968), В.И. Филин (1971, 1988), А.А. Капустин (1986, 2005), И.А. Шепель (1988, 1990, 1999), О.М. Алабушева (1990), Н.Н. Ельчанинова (1990), Г.П. Герасименко (1993), Н.Ю. Петров (1995), В.В. Вахненко (1996), П.А. Мангуш (1990, 1996), В.А. Захаренко (1998, 2006), И.П. Кружилин (2000, 2002), Н.Г. Малюга (2003), Г.И. Наливайко (2003), В.А. Федорова (2004), М.И. Рычкова (2005, 2007), В.Г.

Васин (2005, 2010), Ю.П. Даниленко (2007), В.В. Брижак (2008), В.Ю. Даскин (2014) и другие. Их работы сводились к рассмотрению влияния пищевого, водного, воздушного и теплового режимов на урожайность изучаемых культур.

Большой вклад в изучение влияния ресурсосберегающей технологии обработки почвы на продуктивность сельскохозяйственных культур в регионе внесли ученые Ю.Н. Плескачев (1993, 2005), Г.И. Казаков, О.Г. Чамурлиев (2003), Р. Дерпш (2008), Р.В. Авраменко (2005), А.В. Зеленев (2009), К. Кроветто (2010), В.Н. Павленко (2012), А.В. Коряковский (2014), А.С. Фисенко (2014), А.Д. Яников (2014), А.Г. Матвеев (2015), Е.А. Кащаев (2016) и другие.

Обновление машинно-тракторного парка и внедрение в производство новых сортов и гибридов сахарного сорго и кукурузы способствовало уточнению агротехнологических приемов возделывания изучаемых культур, поэтому возникла необходимость научного обоснования применения приемов интенсификации возделывания сахарных сорго и кукурузы в зоне каштановых почв Нижнего Поволжья.

Цель исследования - научное обоснование, агротехнологическая оценка и разработка научных основ эффективности ресурсосберегающих приемов интенсификации в технологиях возделывания сахарного сорго и кукурузы на каштановых почвах Нижнего Поволжья.

Задачи исследования:

- разработать систему технологических мероприятий, влияющих на улучшение агрохимических и агрофизических свойств почвы, фитосанитарное состояние посевов;

- установить влияние обработок почвы на накопление растительных остатков, распределение их по слоям, а также поступление биофильных элементов в почву с растительными остатками;

- выявить закономерности формирования урожайности сахарного сорго и кукурузы в результате внедрения оптимизированных агротехнических приемов;

- определить взаимосвязь между приемами интенсификации технологии возделывания и параметрами биохимического состава биомассы сахарного сорго и кукурузы;

- определить оптимальные параметры агротехнических приемов, определяющих наиболее сахаросодержащий и высокоурожайный сорт или гибрид под влиянием способов обработок почвы, применения минеральных удобрений или биостимуляторов;

- определить энергетическую и экономическую эффективность технологий возделывания сахарных сорго и кукурузы в условиях зоны каштановых почв Нижнего Поволжья.

Научная новизна. На основе теоретических обобщений и анализа результатов научных исследований в условиях зоны каштановых почв Нижнего Поволжья впервые установлены параметры разработанных технологических приемов формирования агрофитоценозов сахарного сорго для получения энергетически питательного и высокобелкового корма, а также сахарной кукурузы для удовлетворения потребительского спроса. Изучены урожаеобразующие факторы, и дана комплексная оценка технологиям возделывания сахарного сорго и сахарной кукурузы. Разработаны технологические приемы возделывания сахарного сорго и кукурузы, включающие обработку семян биостимулятором, внесение различных доз удобрений, сорт (гибрид) для формирования планируемой урожайности зеленой массы сахарного сорго на уровне 60.65 т/га, сахарной кукурузы на зерно - 9.11 т/га.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Дано теоретическое и экспериментальное обоснование усовершенствованных научно обоснованных технологических комплексов и приемов возделывания сахарного сорго и кукурузы, способствующих увеличению урожайности, энергетической и экономической эффективности.

Реализация научных разработок на территории исследуемых регионов позволяет поднять урожайность изучаемых культур на 15.20 % и расши-

рить площади посевов сахарного сорго и сахарной кукурузы в целях создания прочной кормовой базы для развивающегося животноводства. Практическая значимость результатов научных исследований подтверждена справкой Комитета сельского хозяйства Волгоградской области и актами внедрения сельскохозяйственных предприятий Волгоградской и Астраханской областей.

Методология и методы исследований. Методология исследований обобщена на основе изучения и анализа информации, полученной из научных публикаций, учебной литературы, монографий, производственных, лабораторных, полевых опытов и исследований с учетом общенаучных методов.

Методы исследований основаны на ГОСТах по общепринятым методикам и рекомендациям, разработанным в ведущих научно-исследовательских учреждениях. Проводилась математико-статистическая обработка экспериментальных данных.

Основные положения, выносимые на защиту:

- теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение применения интенсивных ресурсосберегающих технологических приемов формирования высокопродуктивных агрофитоценозов сахарного сорго на з е-леную массу и сахарной кукурузы на зерно;

- изучение изменений агрохимических показателей зоны каштановых почв при разных способах обработки;

- научное обоснование и экспериментальная проверка возделывания высокопродуктивных сортов и гибридов сахарного сорго и сахарной кукурузы с применением интенсивной технологии возделывания. Оценка по комплексу хозяйственно-ценных признаков сахарного сорго с изменением условий произрастания;

- обоснование параметров повышения урожайности путем применения технологических приемов возделывания сахарного сорго и кукурузы;

- энергетическое и экономическое обоснование эффективности интенсивных технологий возделывания сорго и кукурузы.

Научная гипотеза. Повышение продуктивности сахарной кукурузы и сахарного сорго предполагается достичь путем применения новой технологии (нулевая обработка), которая позволит постепенно восстановить естественное плодородие почв каштанового типа Волгоградской и Астраханской областей, а также за счет стимуляции семян биопрепаратом, обладающим ро-стостимулирующими и фунгицидными свойствами, подбором высокопродуктивных сортов и гибридов соответствующих культур.

Степень достоверности результатов исследований подтверждается:

- экспериментальными лабораторными и полевыми исследованиями, проведенными на современном научно-методическом уровне;

- статистической обработкой результатов исследований;

- внедрением результатов исследований возделывания сахаросодержащих культур по интенсивной технологии в почвенно-климатических условиях Волгоградской области в Городищенском районе на площади 120,0 га, Среднеахту-бинском районе - на площади 58,5 га и в Астраханской области в ФГУП «Нижняя Волга» - на площади 10,6 га Черноярского района и других сельхозпредприятиях Волгоградской и Астраханской областей.

Апробация работы. Основные положения и материалы диссертации были опубликованы в открытой печати, доложены и получили одобрение на международных, всероссийских, национальных, научных и учебно-методических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов: межрегиональной научно-практической конференции «Научно-производственное обеспечение инновационных процессов в орошаемом земледелии Северного Прикаспия» (Соленое Займище, 2013), XVII Международной научно-практической конференции «Инновационные направления развития АПК и повышение конкурентоспособности предприятий, отраслей и комплексов - вклад молодых ученых» (Ярославль, 2014), Всероссийской науч-

но-практической конференции «Аграрная наука, образование производство: актуальные вопросы» Новосибирск, 2014), региональной научно-практической конференции молодых ученых Государственного аграрного университета Северного Зауралья «Перспективы развития АПК в работах молодых ученых» (Тюмень, 2014), IX Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» (Москва, 2014), 65-й Международной научно-практической конференции «Научное сопровождение инновационного развития агропромышленного комплекса: теория, практика, перспективы» (Рязань, 2014), XI Международной научной конференции «Агро-экологические аспекты устойчивого развития АПК» (Брянск, 2014), XV Международной научно-практической конференции аспирантов и молодых ученых «Знания молодых: наука, практика и инновации» (Киров, 2015), 66-й Международной научно-практической конференции «Аграрная наука как основа продовольственной безопасности региона» (Рязань, 2015), XII Международной научной конференции «Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК» (Брянск, 2015), XVIII Международной научно-практической конференции «Инновационные направления развития АПК и повышение конкурентоспособности предприятий, отраслей и комплексов - вклад молодых ученых» (Ярославль, 2015), Международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию Победы в Великой Отечественной войне 1941... 1945 гг. «Стратегическое развитие АПК и сельских территорий РФ в современных международных условиях» (Волгоград, 2015), Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии и технические средства для АПК» (Воронеж, 2015), Международной очно-заочной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии в земледелии» (Ярославль, 2016), Международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию со дня рождения ученого-агрохимика, заслуженного деятеля науки России, заслуженного деятеля науки и техники Северной Осетии, доктора с. -х. наук, профессора Со-зырко Х.Д. «Актуальные вопросы применения удобрений в сельском хозяй-

стве» (Владикавказ, 2017), XL Международной научно-практической конференции «Инновационный путь развития предприятий АПК» (Ярославль, 2017), XIV Международной научной конференции «Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК» (Брянск, 2017), V научно-практической конференции «Агроэкологические аспекты развития АПК» (Брянск, 2018).

Публикации результатов исследований. По результатам исследований опубликована 81 печатная работа, в том числе: 1 статья в журнале, рецензируемом Scopus, 15 статей в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертации на соискание ученой степени доктора наук, 1 статья на английском языке г. Нанкин (Китай) и 4 монографии. Научные достижения автора отмечены золотой медалью 14-й и бронзовой медалью 17-й Российской агропромышленной выставки «Золотая осень», г. Москва.

Личный вклад. Диссертационная работа основана на экспериментальном материале полевых и лабораторных исследований, а также анализе литературных источников. Все полевые и лабораторные исследования проводили при научном консультировании и непосредственном участии автора с 2009 по 2015 годы. Лабораторные исследования и обработку данных проводили в лабораториях ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» и ФГБНУ «Прикаспийский научно-исследовательский институт аридного земледелия». Личное участие автора в работе - 85 %. Автор выражает благодарность коллективу ФГБНУ «Прикаспийский аграрный федеральный центр РАН» (10 %) за оказанную помощь в проведении полевых и лабораторных исследований. Выражает благодарность коллективу факультета перерабатывающих технологий и товароведения, ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» (5 %) за оказанное содействие в проведении лабораторных и полевых экспериментов.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 427 страницах компьютерного текста и состоит из введения, восьми глав, заключения,

предложений производству, перспектив развития темы, списка использованной литературы и приложений. В работе содержится 111 таблиц, 23 рисунка и 58 приложений. Список литературных источников включает 447 наименования, в том числе 40 - на иностранных языках.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО СИСТЕМАМ ОБРАБОТОК ПОЧВЫ И ВОЗДЕЛЫВАНИИ САХАРНЫХ СОРГО И КУКУРУЗЫ

1.1 Инновационные технологии возделывания изучаемых культур

В настоящее время в отечественном земледелии наблюдается присутствие, в основном, трех видов агротехнологий: экстенсивного, нормального и интенсивного.

Ресурсосберегающие технологии, в целом, и нулевая обработка, в частности, предлагают иную возможность производства. Данные технологии позволяют решить сложный вопрос обеспечения высокой урожайности, сокращения расходов и эскалации разрушения почвенных ресурсов. Система производства, основанная на отсутствии обработки почвы, севооборотах и покрытии поверхности почвы стерней, изменила главенствующую парадигму и предложила новый вариант ведения сельскохозяйственной деятельности Ф.Т. Моргун [265].

Когда механическая обработка больше не используется, и растительные остатки распределяются на поверхности почвы, плодородие, в основном, обеспечивается процессами, протекающими внутри почвы. Такая система позволяет с каждым годом накапливать органический материал, если растительные остатки остаются на поверхности почвы. Система, которую мы называем нулевая обработка, является более, чем самовосстанавливающейся, поскольку она восстанавливает изначальное состояние почвы[430].

Основоположником нулевой обработки почвы является Овсинский И.Е., в 1899 году он опубликовал результаты своих работ [286]. Вопросами применения нулевой обработки почвы занимались Мальцев Т.С. [251], Бараев А.И. [32] и другие ученые [192].

Эффективность применения нулевой обработки в мире доказана в ряде стран, обработка содействует оптимальному применению агроэкосистем, пастбищ и т.д. Для крупных предпринимателей и фермеров, в настоящее время, пе-

реход на данную обработку почвы является выходом на новый этап развития предприятия.

В мире нулевую обработку почвы используют на площади свыше 100 млн.га, в Австрии данная площадь составляет 10 % от мирового использования, наибольший процент наблюдается в Латинской Америке, и насчитывает 47 %, в Соединенных Штатах Америке и Канаде совместно данный показатель образует 42 %, остальная площадь приходится по всему миру [192].

Нулевая обработка стала комплексом инновационных методов, которые разрушили культурные барьеры, сблизили производителей и потребителей, заставили людей иначе взглянуть на проблему и впервые увидеть реальный способ ее решения. Появление феномена нулевой обработки показало миру пример рождения и становления новых культур в информационном обществе. Нулевая обработка ярко демонстрирует и чутко реагирует на все изменения в современном обществе. Как известно, правом первооткрывателя и пионера в экологической сертификации нулевой обработки считается Аргентина, где согласно ряду оценок, проведенных различными организациями, под нулевой обработкой занято порядка 20 миллионов гектаров земли. Менее чем за 30 лет большая часть аргентинского и южно-американского земледелия резко изменилась, и система нулевой обработки стала широко применяться в других странах мира [221, 417].

Согласно современным воззрениям ожидается, что нулевая обработка уже в ближайшем будущем станет самой продуктивной альтернативой, согласующей противоположные интересы: достижение прибыльного производства при внедрении агрономических методов, способствующих устойчивому развитию.

Нулевая обработка - это система, в рамках которой не производится никакой обработки почвы. Чтобы предоставить сельхозтоваропроизводителям возможность выжить на земле, построить стабильное и рентабельное сельское хозяйство, то необходимо менять сельскохозяйственное производство и внедрять новые технологии [188, 192, 359].

Традиционные методы интенсивной обработки почвы рано или поздно приводят к снижению запаса почвенного гумуса, уменьшению почвенно-биологической активности и/или эрозии вплоть до деградации почвы, а также снижению урожайности [384].

Нулевая обработка, т.е. полный отказ от любой обработки почвы, напротив, является такой системой, при которой снижается эрозия, повышается содержание гумуса, восстанавливается микробная биомасса в почве, улучшается структура почвы и в результате - восстанавливается и повышается почвенное плодородие. Кроме того, уменьшается объем инвестиций в технику, требуется меньшее количество рабочей силы на гектар, экономится горючее и повышается эффективность производства [62, 133].

В результате новой технологии стерня растений остается в почве, глубина прорастания корней становится больше, что приводит к увеличению численности и активности в почве земляных червей и членистоногих. Это способствует накоплению гумуса в верхнем слое почвы наряду с увеличенными ходами корней, образовавшихся от предыдущих культур. Вот почему так важно применение севооборотов в управлении нулевой обработки. Севооборот, включающий такие культуры, как пшеница, сорго, кукуруза, рапс, люпин, соя приносит большую пользу не только для развития корней при нулевой обработке, но и помогает избежать болезней [63, 224].

Поскольку земля на протяжении тысяч лет подвергалась вспашке, переход на новые производственные системы без обработки почвы должен сопровождаться изменениями в системе обработки почвы. В большинстве стран мира, предубеждения в отношении новой системы - это наиболшее препятствие для признания нулевой обработки.

Нулевая обработка - это абсолютно новая система земледелия. Для перехода от традиционной обработки почвы на нулевую обработку потребуется четкое и продуманное планирование, которое необходимо начать как минимум за год до фактического внедрения технологии нулевой обработки в хозяйстве.

При этом покупка самой сеялки для прямого посева является логическим завершением всего этого процесса [115].

При переходе на нулевую обработку почвы необходимо тщательно изучить материалы, книги, научные публикации о том, как правильно подготовиться и начать вводить данную обработку на собственные поля. В результате недостаточной информированности, фермеры часто ошибаются, и делают не правильно, обвиняя при этом систему обработки почвы.

При переходе на системы обработки почвы без обработок почвы, отсутствия сорняков на полях очень трудно добиться. Для освобождения полей от сорняков используют гербициды. При таких посевах рекомендовано проводить обработку полей в осенний и весенний период. Также проводят обработку гербицидом после появления всходов. Также необходимо внимательно подходить к применению и выбору гербицидов, которыми обрабатываются сельскохозяйственные культуры во время вегетационного периода. Применение гербицидов возможно использовать, начиная с третьего настоящего листа [187, 193, 198].

Нужно отметить, что при переходе на обработку нулевую, сорняковая флора может существенно измениться. Новые сорняки, которые до сих пор никогда не представляли проблемы, могут расширить свой ареал обитания и стать трудными для уничтожения. Однако следует учитывать, что спустя несколько лет применения данной обработки, семена сорняков на поверхности исчерпываются, так как почва не «перемешивается». Если предотвратить процесс формирования сорняками семян, то со временем в рамках обработки засорение поля значительно сократиться. Сорняки прорастают везде, для их контроля на полях, желательно проводить наблюдения за краями поля, а также за состоянием прилегающих проселочных дорог.

Регулярное исследование почвы является важной предпосылкой для успеха нулевой обработки. В первые годы необходимо вносить больше азота, в частности, первая доза должна быть значительно выше. Почвы, на которых в течение многих лет использовалась технология нулевая обработка, обнаружи-

вают концентрацию фосфора в верхнем слое. Это не является отрицательным показателем для растениеводства, поскольку самый верхний слой почвы интенсивно пронизывается корнями растений [267, 316].

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Ефремова Елена Николаевна, 2023 год

пературы, °С

Абсолютный

минимум темпе- -38 -36 -29 -13 -4 3 7 4 -4 -10 -29 -36 -38

ратуры, °С

Менее жаркими стали и первые два месяца лета. Наряду с этим, отмечено увеличение среднегодовой суммы осадков в сравнении со средним многолетним ее значением на 25.27 мм

2.3 Метеорологические условия периода проведения исследования

По данным Зволинского В.П. [159], Зонна И.С. и др. [163] особенности погодных условий вегетации пропашных культур по годам в достаточной мере характеризуют следующие показатели: количество накопленной влаги в метровом слое почвы за осенне-зимне-весенний период, испаряемость, количество выпавших осадков за апрель-май, средние температуры воздуха за июль.

Фактором, ограничивающим величину урожая сельскохозяйственных культур, является влага. Показателем влагообеспеченности территории служит гидротермический коэффициент Г.Т. Селянинова. Он характеризует степень недостатка или избытка влаги относительно тепловых ресурсов и рассчитывается как отношение суммы осадков за период со среднесуточной температурой выше 10 °С к сумме температур за этот же период, уменьшенный в 10 раз [26, 308].

Анализ полученных данных Черноярского метеопоста показал (приложение 1):

2008.2009 сельскохозяйственный год, осадки осенне-зимне-весеннего периода составили 201,1 мм, выше показателей среднемноголетних данных (норма 120 мм) (таблица 11). Осадки летнего периода 85,8 мм, за апрель-июнь - 115,3 мм. Испаряемость - 995 мм.

Весна 2009 года была ранней, в третьей декаде марта максимальные положительные температуры в дневное время доходили до + 200С, посев изучаемых культур проводился в срок. Май был теплым (максимальные положительные температуры + 26,60С), продолжительность вегетации у всех культур была более длительной на 3.5 суток, когда май был очень жарким (максимальные положительные температуры достигали + 36,6°С).

Лето 2009 года было жарким, максимальные положительные температуры воздуха находились в пределах + 34,1.+39,7°С, относительная влажность воздуха в летний период колебалась в пределах от 31 до 58 %.

Лето было более сухое, чем в предыдущем году, осадков за три летних месяца выпало всего 85,5 мм, причем за июнь и июль они составили всего 9,8

мм (основная часть выпала в августе). Средняя температура воздуха в июле и августе 2009 года превышала на 2,5°С многолетние показатели за этот период.

Август 2009 года был холодным и дождливым, минимальные температуры воздуха опускались до + 10,6°С. Температура почвы на глубине 0,20 м в июне и июле была +26,4.+30, 0°С, что на фоне низкой влажности почвы 50 % от НВ неблагоприятно отразилось на росте и развитии сахарного сорго, накопление сахаров в стеблях сахарного сорго было незначительным.

Таблица 11- Метеорологические условия в период вегетационного разви-

тия культур (Черноярский метеопост, 2009.2015 гг.)

Месяц Осадки, мм

2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Май 56,3 37,5 10,8 19,3 6,8 33,2 44,0

Июнь 9,2 0,0 7,5 27,8 15,7 17,8 33,2

Июль 0,6 32,7 0,0 16,1 0,8 18,4 23,7

Август 75,7 0,0 5,0 22,1 14,8 0,0 0,7

Сентябрь 19,1 2,1 67,5 8,4 34,1 67,0 20,6

Сумма 160,9 72,3 90,8 93,7 72,2 136,4 122,2

Сумма активных температур воздуха выше 10°, С

Май 249,0 570,0 456,0 642,0 553,5 451,2 473,2

Июнь 729,0 795,2 726,0 762,0 744,0 762,0 639,0

Июль 830,8 902,1 926,9 812,2 840,1 787,4 784,3

Август 660,3 871,1 778,1 765,7 759,5 868,0 778,1

Сентябрь 455,0 554,4 386,4 465,4 203,0 488,7 391,2

Сумма 2924,1 3692,8 3273,4 3447,3 3100,1 3357,3 3065,8

ГТК

Май 2,26 0,66 0,24 0,30 0,12 0,74 0,93

Июнь 0,13 0,00 0,10 0,36 0,21 0,23 0,52

Июль 0,01 0,36 0,00 0,20 0,01 0,23 0,30

Август 1,15 0,00 0,06 0,29 0,19 0,00 0,01

Сентябрь 0,42 0,04 1,75 0,18 1,68 1,37 0,53

Среднее 0,79 0,21 0,43 0,27 0,44 0,51 0,46

В целом лето 2009 года было менее благоприятным для роста и развития наблюдаемых культур.

Сумма эффективных температур за период с мая по конец сентября составила 2924,1°С. Осень 2009 года была теплой, отрицательные температуры наблюдались только в третьей декаде октября (- 5,2°С).

Метеорологические условия 2009 года были неблагоприятными для роста и развития изучаемых культур, незначительное снижение температуры воздуха в летний период и небольшое количество осадков в летний период (полное их отсутствие в июне и июле) отрицательно повлияли на вегетационное развитие пропашных культур, несмотря на созданные поливные режимы.

2009.2010 сельскохозяйственный год, осадки осенне-зимне-весеннего периода составили 200,4 мм, выше показателей среднемноголетних данных. Осадки весенне-летнего периода 122,9 мм, в том числе за апрель-июнь - 51,7 мм (отсутствие осадков в июне). Испаряемость - 995 мм.

Весна 2010 года была холодная - I и II декады марта были очень холодными, в ночное время температура опускалась до -10...-13°С, в дневное время температура воздуха составляла максимум - 7,5°С. С III декада марта была немного теплее, но среднесуточные температуры составляли всего + 0,7°С.

Апрель 2010 г. был довольно теплым. Днем среднесуточная температура составляла + 9,6°С, в ночное время опускалась до -1,4°С. Май был очень теплым, возвратных заморозков не наблюдалось. Среднесуточная температура воздуха составила + 19°С, что на 2,4°С больше по сравнению с предыдущим годом. Днем температура воздуха составляла +19,0...+29,5°С, в ночное время температура не опускалась ниже отметки +5,4°С. Осадков в мае выпало - 37,5 мм.

Лето текущего года было очень жарким и самым засушливым в исследуемый период. Среднесуточные температуры воздуха летних месяцев составили +26,5.+29,1°С, максимальные - от + 38,1 до + 42,7°С. Наиболее жаркими и абсолютно сухими были июнь и август, в эти месяцы осадки не наблюдались, относительная влажность воздуха составила 30.33 %, минимальная составила -9 %. ГТК 2-х месяцев равнялся - 0. Только в июле выпало незначительное количество осадков - 32,7 мм месячной нормы. ГТК в июле составил - 0,36.

Сумма эффективных температур за период с мая по конец сентября составила 3692,8°С, что на 768,7°С больше, по сравнению с 2009 годом. Избыток тепла отразился на всех видах, сроки созревания сдвинулись очень значительно по сравнению с предыдущими 2008. 2009 годами.

Метеорологические условия 2010 года были неблагоприятными для роста и развития культур. В результате высокой летней температуры, несмотря на поливной режим, накопление сахаров в стеблях сахарного сорго было незначительно, из-за повышенной температуры в начале вегетационного периода развития растения.

Таким образом, лето 2010 года было аномально сухим и жарким, с частыми суховеями. Суммы эффективных температур превышали средние многолетние показатели. Растения подвергались воздушной засухе.

Аномально жаркий летний период 2010 г. позволил наиболее достоверно оценить засухо- и жаростойкость растений в условиях поверхностного полива на подтипе светло-каштановых почвах Северного Прикаспия.

2010.2011 г. характеризовался положительным по сравнению с 2010г. Сумма осадков осенне-зимне-весеннего периода составляла 120 мм, что соответствовала норме. В летний период количество осадков было всего 12,5 мм (в июле не выпало осадков).

Весенний период 2011 г. был теплым, средняя температура воздуха в апреле была +10,1 0С, в мае - + 19,0 0С ,заморозков не наблюдалось, май был теплый. Осадки за этот период составили 35,9 мм.

Лето 2011 г. было менее жарким, чем в 2010г., хотя сумма осадков за летний период составляла 12,5 мм. ГТК за весенне - летний период составил 0,43. Относительная влажность воздуха варьировала от 30 до 41 %.

Таким образом, 2010.2011 сельскохозяйственный год характеризовался количеством осадков - 132,5 мм, что меньше на 100,6 мм в 2010г., который был самым засушливым. Сумма активных температур за май-сентябрь составила 3273,4°С, что на 419,4°С меньше, чем в 2010г.

Метеорологические условия 2011.2012 сельскохозяйственного года были благоприятными для развития сельскохозяйственных культур. В осенне -зимний период количество осадков равнялась 159,7 мм, в сентябре выпало 67,5 мм, что в 10 раз больше, чем в 2011г. Относительная влажность воздуха была 89 %.

В весенний период температура была низкая, в марте температура воздуха равнялась -3,2°С, наблюдались заморозки. Количество осадков в марте было 47 мм, в весенний период - 71,1 мм. Средняя температура в данный период 11,5 0С, в мае средняя температура была равна - + 21,4°С, что выше на 2.4°С средних температурных данных за другие исследуемые года.

В летний период средняя температура была ниже, чем в 2010 и 2011 гг. (+25,4°С). Осадки в летний период выпадали ежемесячно в количестве 66 мм за три месяца (наибольшее количество выпало в июне - 27,8 мм). Относительная влажность в данный период изменялась с 38 до 46 %, что выше средних летних показателей за предыдущие исследуемые года.

В 2011.2012 сельскохозяйственный год выпало 296,8 мм осадков, что выше в 2 раза, чем в 2011г. Средняя температура воздуха за год была равна 7,05°С, ГТК за период май-сентябрь был равен 0,27. Сумма активных температур за этот период равна 3447,3°С. Относительная влажность воздуха за год была равна 66 %.

В 2012.2013г. в осенне - зимний период осадков было 69,8 мм, что в 2 раза меньше, чем в 2012 г. за тот же период. Заморозки наблюдались уже в декабре, средняя температура была + 3,3°С.

В весенне - летний период количество осадков равнялось 64,2 мм. Заморозки были в первой декаде марта 2013г., средняя температура была равна +5,1°С. Относительная влажность воздуха в марте составила 59 %. В мае средняя температура была +20,5°С.

Осадки в июле практически отсутствовали, ГТК был равен 0,01. В июне и августе осадков было 15,7 и 14,8 мм, средняя температура изменялась в пределах 24,5.27,1°С. Относительная влажность воздуха составляла 30.37 %.

Таким образом, 2013 г. был неблагоприятным для роста сельскохозяйственных культур. Количество осадков за год выпало 134,0 мм, что в 2 раза меньше, чем в 2012г. Средняя температура за год 11,4°С, данный показатель выше на 4°С, чем в 2013г. Сумма активных температур май-сентябрь 2013г. составила 3100,1°С, что на 347,2°С. ГТК 2013г. был равен 0,44.

2013.2014 сельскохозяйственный год в климатическом отношении сложился как неблагоприятный для формирования урожая сельскохозяйственных культур. Годовая сумма осадков составила 192,6 мм, что на 63,4 мм ниже сред-немноголетней нормы.

Температурный режим марта и апреля характеризовался как умеренно теплый. В марте, несмотря на положительную температуру воздуха днем (+2,0.+5,1 0С), ночью в течение всего месяца она была отрицательной, варьировала от -4,5 до -6,4 0С.

В апреле подекадные колебания суточных температур варьировали от +8,5 до + 10,9 0С. До середины месяца температура воздуха опускалась ниже 0 0С, а на поверхности почвы заморозки наблюдались до конца месяца. Относительная влажность воздуха была в пределах нормы и составляла 54.60 %. Осадков выпало очень мало, за 2 месяца всего 17,8 мм.

Аналогичной была и первая декада мая, среднесуточная температура воздуха составила 17,8 0С. Днем воздух прогревался до +15,0.+20,8 0С, в ночное время дважды были заморозки, которые не нанесли значительного вреда семенам, находившимся в почве. За май осадков выпало больше, чем за два предыдущих весенних месяца - 33,2 мм.

В весенне-летний период выпало 95,8 мм, что на 38,2 мм ниже средне-многолетней нормы. Плохое увлажнение усугублялось высокими средними температурами воздуха (до 300С), что вызвало полное иссушение посевного слоя почвы.

Лето 2014 года было очень жаркое. Среднесуточные температуры воздуха летних месяцев составили +23,6.+28,0 0С и на 1,0..1,9 0С превысили показатели предыдущего жаркого летнего сезона. Сумма осадков за летний период составила 28,2 мм. Максимальная температура почвы составила + 30,9 0С на глубине 0,20 м. Влажность воздуха в отдельные дни снижалась до 10.18 %. Осадков в августе выпало 0,0 мм, в сентябре - 8,9 мм.

Наиболее жарким и абсолютно сухим был август. Именно в августе наблюдалось наибольшее термическое напряжение. Практически в течение всего месяца температура воздуха днем поднималась до + 36.+ 38 0С, достигнув во второй декаде рекордной отметки +41,3 0С. Незначительные осадки выпали в июне и в июле -17,8 и 18,4 мм соответственно. Влажность воздуха в среднем составила 43,6 %, а в наиболее жаркие дни снижалась до 11.13 %.

Сентябрь также характеризовался высоким термическим напряжением. Среднесуточные температуры воздуха в сентябре составляли+18,1°С. Осадки в сентябре равнялись 67 мм, а в октябре их практически не было, выпало всего 1,7 мм.

Таким образом, весь период вегетации характеризовался жестким дефицитом влаги, о чем свидетельствуют гидротермические коэффициенты, которые соответственно составили: в мае - 0,74; в июне - 0,23; в июле - 0,23; в августе -0,00. Также очень тепло было и в октябре, в течение месяца всего два раза тем-

пература воздуха в ночное время понижалась до -2,5 0С, среднесуточные температуры воздуха по декадам составили +10,7°С. Ноябрь был достаточно теплым, в первой декаде максимальные температуры достигали +15,6 0С, минимальные составляли -11,2 0С. Первая декада декабря была не очень холодной, минимальная температура воздуха опускалась до -7,4 0С, а максимальная была +4,5 0С. Во второй декаде декабря температура стала резко понижаться, и достигла -16,7 0С, а третья декада была холодной, минимальная температура воздуха 31 декабря составила -20,1 0С.

2014.2015 сельскохозяйственный год по условиям увлажнения и температурному режиму сложился как благоприятный для формирования урожая изучаемых культур.

Сумма осадков за сельскохозяйственный год составила 281,4 мм, что на

25.4 мм выше среднемноголетней нормы. Основные запасы почвенной влаги осенне-зимнего сезона были сформированы за счет твердых осадков ноября, сумма которых за этот месяц составила 37,7 мм, превысив среднемноголетний показатель на 17,7 мм.

Весенний период 2014.2015 года был благоприятен для накопления и сохранения влаги. Относительная влажность воздуха составила 50.76 %. Количество осадков за этот период превысило среднемноголетний показатель на

17.5 мм.

Весна 2015 года была ранней, в третьей декаде марта максимальные положительные температуры в дневное время доходили до + 22,6 0С, средняя температура в марте была 6,10С. Повышенные температуры воздуха в мае, превышающие среднегодовые показатели на 5 0С.

Лето 2015 года было жарким, максимальные положительные температуры воздуха находились в пределах + 38,3.+ 39,10С, относительная влажность воздуха в летний период колебалась в пределах от 39 до 58 %. Средняя температура воздуха в июле и августе 2015 года превышала на 20С многолетние показатели за этот период. Отмечалась высокая положительная температура и по-

вышенная солнечная радиация (суммарная солнечная радиация Я в летний пеЛ

риод колебалась в пределах от 650 до 800 Вт/м ), а также частые суховеи. Сумма осадков за летний период составила 57,6 мм, что почти в два раза больше, чем в 2014 году.

Максимальная температура почвы в июле и августе достигала +27,6 0С. Лето 2015 года было более благоприятным для роста и развития изучаемых культур, чем лето 2014 года.

Сумма эффективных температур за период с мая по август составила 3065,8 0С, что меньше на 291,5 0С по сравнению с 2014 годом.

Метеорологические условия 2015 года были благоприятными для роста и развития всех культур, незначительное снижение температуры воздуха в летний период, и большее количество осадков в летний период положительно повлияли на рост и развитие кукурузы сахарной, нарастание и развитие вегетационной массы сахарного сорго.

В целом летний период в течение многолетних исследований, разительно отличался от предыдущих лет. В течение 7 лет исследований сумма эффективных температур превышала средние многолетние данные, что дало дополнительную возможность оценить способность растений расти и развиваться в . условиях полупустыни Астраханской области в режиме орошения.

Исследования в Волгоградской области проводили на опытном участке ООО АКХ «Кузнецовская» Иловлинского района.

В соответствии с природно - сельскохозяйственным районированием территории России район исследования находится в умеренном природно -сельскохозяйственном поясе.

Климат Нижнего Поволжья формируется под воздействием комплекса физико-географических условий, из которых наиболее важными являются циркуляция атмосферы, солнечная радиация и подстилающая поверхность. В связи с тем, что этот район расположен на Юго-Востоке РФ и значительно удален от больших и теплых водных бассейнов, здесь преобладает резко континенталь-

ный климат, который формируется под преимущественным влиянием азиатского антициклона [9].

По итогам наблюдений в Нижнем Поволжье было отмечено, что примерно на каждые три года в среднем приходится один остро засушливый [41].

Агрометеорологические условия, несмотря на закономерность выявленных циклов, являются наиболее изменчивыми и активными. Их влияние на объекты и процессы сельскохозяйственного производства все еще в значительной мере обусловливает величину урожаев, качество выращиваемой продукции, ее стоимость, уровень производительности труда, энергоресурсозатрат-ность. Известный русский ученый-почвовед В.В. Докучаев в конце 19 века убедительно доказал, что «почва и климат суть основные и важнейшие факторы земледелия - первые и неизбежные условия урожаев». И к ним нужно подходить как к факторам не только природным, но и экономическим, социальным. Поэтому отлаженный учет и объективный анализ температурного режима, количества и распределения осадков, сроков наступления весны, увлажнения почвы и других факторов являются важными условиями осознанной хозяйственной деятельности специалистов, поиска ими способов уменьшения отрицательного воздействия климатических и погодных аномалий на урожай [9].

Научные разработки советских, российских и зарубежных ученых - агрометеорологов показывали, что только при экстремальных отклонениях температур и осадков от средних многолетних величин урожайность сельскохозяйственных культур, например в США, может падать на 20. 25%, в Австрии - на 50.60%, в Канаде - на 30..35%, в Аргентине - на 40. 50% [440].

В период проведения исследования (2009.2015 гг.) метеорологические условия были разнообразны. Погодные условия за годы исследования в Волгоградской области приведены в приложении 2.

2009 год был менее благоприятный, чем 2008. Количество осадков за год было меньше на 200 мм, чем в 2008г. Наблюдалась погода, которая оказывала как положительное, так и отрицательное влияние на развитие растений. Осен-

нее - зимние осадки были в незначительном объеме, составив 126,8 мм. В апреле практически не было осадков - 6,5 мм, тем самым накопление влаги в почве не наблюдалось. В апреле отмечалось резкое нарастание температуры воздуха, незначительное выпадение осадков и скорость ветра выше 6 м/с, относительная влажность воздуха опускалась ниже 30 % (таблица 12).

В начальные даты мая отмечали засушливую погоду, что несомненно отрицательно повлияло на начальные фазы роста и развития, температура была на 0,7°С ниже нормы, осадков выпало 39,7 мм.

Таблица 1 2 - Метеорологические условия в период вегетационного раз-

вития культур (Иловлинский метеопост, 2009.2015 гг.)

Месяц Осадки, мм

2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Май 39,7 14,3 23,9 15,3 12,5 23,3 28,6

Июнь 20,4 4,6 18,4 13,2 10,8 20,8 50,4

Июль 18,7 12,9 3,2 13,1 5,2 58,2 41,1

Август 28,9 4,1 5,9 15,9 14,3 8,3 5,2

Сентябрь 8,9 20,1 35,1 23,5 54,8 89,6 20,3

Сумма 116,6 56,0 86,5 81,0 97,6 200,2 145,6

Сумма активных температур воздуха выше 10°С

Май 502,2 417,2 453,6 436,8 660,3 542,5 443,3

Июнь 747,0 825,0 708,0 759,0 795,0 723,0 588,0

Июль 911,4 914,5 976,5 846,3 855,6 747,1 988,9

Август 784,3 880,4 785,4 846,3 629,3 833,9 796,7

Сентябрь 379,2 457,6 328,0 473,2 234,0 370,0 392,5

Сумма 3324,1 3494,7 3250,4 3361,6 3174,2 3216,5 3209,4

ГТК

Май 0,79 0,34 0,53 0,35 0,19 0,43 0,65

Июнь 0,27 0,06 0,26 0,17 0,14 0,29 0,86

Июль 0,21 0,14 0,03 0,15 0,06 0,78 0,42

Август 0,37 0,05 0,08 0,19 0,23 0,10 0,07

Сентябрь 0,23 0,44 1,07 0,50 2,34 2,42 0,52

Среднее 0,37 0,21 0,39 0,27 0,59 0,80 0,50

Июнь отмечался резко засушливым, что повлекло за собой снижение относительной влажности воздуха на 14,4% ниже среднемноголетних показателей, превышение температуры составило почти 3°С. За май-июнь выпало в виде грозовых ливней почти 60,1 мм осадков. В июле выпало всего 18,7 мм осадков, это почти в 7 раз меньше нормы. Среднесуточная температура воздуха в июле была на 2,2° С выше среднемноголетних данных. Весь период «цветения - созревания», растения кукурузы находились при низкой относительной влажности воздуха, в отдельные сутки она опускалась до 19%.

Метеорологические условия 2010г. характеризовались как очень неблагоприятные для роста и развития всех сельскохозяйственных культур.

Несмотря на то, что в течение осеннее - зимних месяцев выпало более 200 мм осадков, существенного повышения влаги в почве они не оказали, в наших исследованиях было израсходовано больше поливной воды. В метровом слое накопление продуктивной влаги составило порядка 70 мм. Повышение температуры в конце марте на 4°С от среднемноголетних данных, привели к быстрому таянию снега и стеканию талой воды с полей. За апрель выпало всего 19,5 мм осадков или 2/3 от нормы.

В это же время температура воздуха превышала среднемноголетние данные на 1,7°С, а в мае уже на 2,1° С. В сочетании с низкой относительной влажностью, весенний период был критическим для всходов культур пропашных культур.

В летние месяцы превышение среднемесячной температуры воздуха на 4,8° С в июне и на 4,0 °С в июле, при низкой относительности влажности воздуха, менее 30 %, а в отдельные сутки опускавшейся до 12%, с продолжитель-

ностью 25 и 27 суток соответственно, привели к ускоренному созреванию культур и существенному снижению урожайности. В этот год все культуры пострадали от почвенной и воздушной засухи. Погодные условия в апреле, мае и июне способствовали для вегетации культуры. Начиная с июля, резко стала подниматься температура.

2011 год был более благоприятный, чем 2010г. Количество осадков за осеннее - зимний период выпало 219,1 мм, в связи с тем, что весной было постепенное таяние снегов вода впитывалась в почву, тем самым происходило накопление влаги. Февраль выдался на 3°С холоднее среднемноголетних данных. В марте осадков было всего 7,2 мм. В летний период осадков выпало 27,5 мм, в июле и августе 3,2 и 5,9 мм соответственно. В этот момент средняя температура была ниже средних значений, что более благоприятно повлияло на начальный этап развития культур, формирование урожая, накопление сахаров. ГТК мая-сентября 2011г. был равен 0,39. Сумма положительных температур за этот период составила 3250,4 °С, что на 244,3 °С, ниже чем в 2010г.

2012 г. был более благоприятным по количеству осадков, чем 2011г., ГТК была равна 0,27. Осадки выпадали в течении всего года. В осеннее - зимний период сумма осадков составляла 257,3 мм. Самая низкая температура была в январе. Большое количество снега в январе и феврале привело к накоплению влаги на полях, что положительно сказалось на всходах растений. В мае наблюдалось повышение температуры среднемноголетних данных на 4 °С. Осадков в мае выпало 15,3 мм. За летний период было 42,2 мм осадков, что в 1,5.2,0 раза выше, чем в предыдущие года. За счет периодических дождей в летние месяца и не столь высокой температуры воздуха, вегетационный период растений в 2012г. протекал благоприятно.

2013 год характеризовался пониженным количеством осадков за весь год. В зимний период осадков было 202,5 мм. Температура воздуха была выше средних значений на 3.5 °С. В мае было резкое повышение температуры, что не могло благоприятно сказаться на начальном этапе развития растений. В лет-

ние периоды осадков выпало 30,3 мм, что ниже на 10 мм, чем в 2012г. Средняя температура воздуха была ниже, чем в предыдущие года. ГТК за период вегетации составил 0,59, сумма эффективных температур за этот период 3174,2 °С, что на 320,5 °С меньше, чем в 2010 г.

2014 год в Волгоградской области по сложившимся погодным условиям оказался благоприятным. Быстрое нарастание положительных температур в мае привело к развитию атмосферной засухи. Так уже во второй декаде месяца отмечалось 5 суток с относительной влажностью менее 30%, а выпало в этот период всего 2,2 мм осадков. В третьей декаде количество суховейных суток достигало своего максимума и составило 6 суток, а в начале июня 8 суток. За все это время не выпало ни одного мм осадков. Среднее количество осадков в мае составило 23,3 мм. Средняя температура в мае на 2,3°С превышала среднемно-голетнюю, а в июне на 1,3°С. Все это неблагоприятно отразилось на начальном развитии изучаемых культур. Осадки в середине и конце июня составили 20,8 мм.

В среднем осадков выпало за 2013.2014 гг. 341,1 мм (что на 25 мм выше нормы), ГТК при этом за май-сентябрь составил 0,80, количество осадков в сентябре было 89,6 мм. Средняя относительная влажность воздуха 2014г. составила 62,7 %.

В 2015 году погодные условия были более благоприятными для роста и развития растений. Всего за год выпало 453,3 мм, что на 127 мм больше нормы. Апрель был теплее обычного всего на 3,9° С, средняя температура воздуха была +10,4 °С, днем воздух прогревался до +21.+23 ° С, хотя в отдельные ночи наблюдались заморозки до - 5° С. Осадков в этом месяце выпало всего 35,4 мм. Май выдался на редкость прохладным. Средняя температура в мае на 0,5°С была ниже среднемноголетней, а в июне на 1,1 °С. За май-июнь выпало 79,0 мм осадков.

В июле температура воздуха была на уровне среднемноголетней 31,9 °С, осадков за этот период выпало меньше, чем в 2014г. на 17 мм. В августе, было

незначительное количество осадков, всего 5,2 мм за весь месяц, в полной мере проявила себя атмосферная и почвенная засуха. Эти неблагоприятные погодные условия, сложившиеся во второй половине лета, значительно снизили первоначально ожидаемый результат, несмотря на поливные нормы.

Таким образом, в период исследований самыми благоприятными годами оказались 2012, 2014, 2015 г. В острозасушливый 2010г., на фоне аномальной жары (38,9оС) с июля этого года условия стали крайне неблагоприятными для роста и развития изучаемых культур.

Показателем влагообеспеченности вегетационного периода является гидротермический коэффициент (ГТК), который определяется как отношение суммы осадков за период со среднесуточной температурой выше +10оС к сумме температур за этот же период, уменьшенной в 10 раз [9].

ГТК южных районов Волгоградской области составляет от 0,60.0,65. Количество жарких суток с температурой от +20оС доходит до 90 суток.

Для нормального роста и развития культур важное значение имеют погодные условия, складывающиеся в осенний, зимний и весенне-летний периоды жизни и развития растений. При оптимальных условиях с ГТК>1,0 они растут и развиваются нормально, а при отклонениях ГТК до <0,2 . 0,6 растения угнетаются, что вызывает снижение урожая [26].

Почвенно-климатические ресурсы Нижнего Поволжья позволяют производить продукцию в объемах не только для обеспечения внутренних потребностей, но и для поставок в другие регионы страны. Однако биологический потенциал данного региона в настоящее время используется крайне неэффективно, всего на 30. 38%.

При анализе природно-экологических условий Волгоградской и Астраханской областях в период проведения исследований, можно сделать вывод, что погодные условия складывались благоприятно для выращивания изучаемых культур. Среднее значение ГТК было равно 0,45, количество осадков, выпавшее в период вегетации, составило 111,9 и 106,9 мм, соответственно. Значение

среднемесячной температуры было 115,19 и 113,57°С. Характерным признаком климатических условий данных регионов является наиболее высокая, по сравнению с другими регионами России, обеспеченность теплом и солнечной радиацией, величина последней по данным агрометеорологической станции ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ составляла, в среднем, за вегетацию 375

Л

кДж/см . Агрохимическое обследование исследуемых почв позволяет сделать заключение, что необходимо постоянно помнить о дефиците атмосферной и почвенной влаги, а также о недостатке питательных веществ. Необходимо шире внедрять современные методы активизации процессов жизнедеятельности растений, стимуляторы и регуляторы роста, которые позволят значительно снизить затраты на возделывание той или иной культуры.

Таким образом, в сельском хозяйстве данных регионов, необходимо осуществить целый ряд мероприятий, в том числе: увеличение посевной площади, в первую очередь зерновых, сахаросодержащих, технических и кормовых культур. Разработка и реализация комплексной программы повышения плодородия почв, в том числе: увеличение внесения минеральных и органических удобрений, восстановление и увеличение площади орошаемых земель, создание полезащитных лесных полос и овражно-балочных насаждений, залужение эродированных земель; переход на адаптивный путь развития земледелия: минимальная обработка почвы, использование прогрессивной сельскохозяйственной техники, все большая замена химических средств защиты биологическими, развитие мелиорации и других; внедрение ресурсосберегающих экологически чистых технологий возделывания сельскохозяйственных культур и развитие генной инженерии в сельскохозяйственном производстве.

3 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ 3.1 Обоснование выбора объектов исследования

Современной задачей в сельском хозяйстве является создание и изучение севооборотов и ресурсосберегающих обработок почвы - основных компонентов концепции земледелия, приспособленных к условиям перехода в рыночной экономике.

97% продуктов питания, которые потребляет население земли, имеет растительное происхождение. Культивируемый слой составляет всего 0,20 метра, но он является необходимым для развития жизни. Здесь содержится большинство элементов, необходимых для роста растений и вызревания их плодов.

Выращивание урожая без обработки почвы является движущей силой нового сельского хозяйства, основанного на наиболее передовых научных достижениях. Символический плуг был заменен производственной системой, в которой учтены инженерные разработки, позволяющие предотвратить истощение плодородия почв. Таким образом, нулевая обработка в корне меняет идею о необходимости для выращивания сельскохозяйственных культур.

Нулевая обработка - система обработки почвы, позволяющая высевать культуры вне зависимости от наличия на поверхности почвы растительного покрова - стерни от прошлых лет. Технологические изменения, отмеченные на протяжении последних десятилетий в аграрном производстве в странах, где применяют данную обработку, дали возможность трансформировать естественные способы производства продуктов питания в конкурентоспособные преимущества. Научные разработки позволяют развивать основное производство посредством увеличения его продуктивности, сокращая производственные затраты, тем самым предоставляют миру продукцию высокого качества.

Нулевая обработка очень динамична, поэтому фермерам нужно быть готовыми к тому, что им придется учиться и отслеживать появление новых разра-

боток. На рынке постоянно появляются новые, более дешевые и более качественные гербициды и оборудование, появляются новые покровные культуры, новые результаты исследований по внесению удобрений, сортоиспытаниям, управлению контролю заболеваний и вредителей и т.д., что необходимо для экономии времени и рабочей силы, росту урожайности и экономических показателей.

Возделывание сахарного сорго и кукурузы, несмотря на ценные биологические особенности, высокие потенциальные возможности, занимают в Астраханской и Волгоградской областях незначительные площади. Внедрение этих культур сдерживается отсутствием высокоурожайных и скороспелых сортов, приспособленных к конкретным почвенно-климатическим условиям, а также слабой проработкой технологий их выращивания.

Научно-исследовательская работа по изучению и подбору новых высокопродуктивных сортов для полупустынной зоны проводили с группой сортов, созданных ООО ВНИИСиС «Славянское поле» и ФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской»»: сахарное сорго Славянское приусадебное, Славянское поле ВС, Дебют; сахарной кукурузы Лакомка - ФГБНУ ВНИИ кукурузы, сорт Хуторянка - ФГБНУ Федеральный научный центр овощеводства и гибрид Бостон-производство «Сингента».

Способность растений сахарного сорго аккумулировать большое количество растворимых сахаров делает его потенциальным источником сырья в животноводческой отрасли. Благодаря высокой засухоустойчивости, невысокой требовательности к питательным веществам и почвам, сорго может выращиваться на территориях с критически складывающимися климатическими условиями. Среди конкурентных преимуществ сорго перед другими культурами: высокая урожайность; меньшая норма высева (в 2. 3раза) и затраты на покупку семян; высокая экологическая пластичность; универсальность использования; поливидность.

Постановлением Правительства РФ от 14.07.2007 г. № 446 была утверждена «Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынка сельскохозяйственной продукции сырья и продовольствия на 2008.2012 годы» [1].На основании данного документа были разработаны региональные программы, направленные на социально-экономическое развитие сельских территорий.

Зеленая масса в рационах животных занимает по питательности до 50 % и более от всех употребляемых кормов. В результате чего предоставление животным зеленой массы высокого качества и в достаточном объеме является важной задачей в животноводстве. Сорго сахарное может привлекаться для приготовления сенажа как новая перспективная кормовая культура. Биологические особенности сахарного сорго имеют ряд преимуществ: высокое содержание сырого протеина, сырого жира, сахара, кормовых единиц.

Однако выращивание этой культуры в Астраханской и Волгоградской областях незаслуженно ограничено, посевные площади сохраняются на незначительных территориях, что объясняется отсутствием научно-обоснованных технологий использования зеленой массы сахарного сорго в зеленном конвейере, закладки на сенаж. В связи с этим актуальным является изучение сахаросо-держащих и высоко урожайных сортов и гибридов сахарного сорго с высоким содержанием сахаров на различных типах почв.

В полевом многолетнем стационарном исследовании, заложенным осенью 2008 года, было изучено возделывание сахарного сорго и сахарной кукурузы по отвальной (рекомендованной научными учреждениями региона) и нулевой обработке почвы. В связи, с тем, что области, в которых проводили исследования, относят к засушливым, резко выраженной континентальностью, принято решение экперимент закладывать с применением капельного орошения.

Применение капельного орошения является эффективным приемом при интенсивных технологиях выращивания сельскохозяйственных культур. Возможность обеспечивать подачу удобрений с поливной водой позволяет оптими-

зировать питательный режим растений с учетом их потребности в различные фазы роста и развития, при этом количество удобрений сокращается примерно на 50%.

На опытном участке использована система капельного орошения «МЕО-DRIP», которая включала: бочку для удобрений, узел внесения удобрений, дисковый фильтр, счетчик воды, гравийный фильтр, насосную станцию, воздушный клапан, клапан с регулятором потока, шаровый кран, гибкий армированный рукав Лэй-флет, капельную ленту, капельницы, заглушку, адаптор для гибкого армированного рукава Лэй-флет, тройник, ниппель, фитинги. Принцип применяемой системы состоял в медленной точечной подаче воды через сопла с маленькими отверстиями. Капельная лента со щелевым типом капельниц, расстояние между капельницами - 0,2 м, расход воды - 6.8 л/ч.

Предполивной порог влажности при возделывании сахарного сорго составлял 60.65 % НВ. Расчетный слой увлажнения почвы приняли равным 0,6 м. Предполивной порог влажности для сахарной кукурузы был определен на уровне 65...70 % НВ. Расчетный слой увлажнения почвы для сахарной кукурузы приняли равным 0,6 м.

От источника водоснабжения через шланг вода закачивалась насосной станцией и водозабором (воздушный клапан - для выпуска и впуска воздуха в систему орошения и клапан с регулятором давления). Жидкость проходила через счетчик воды и фильтр для очистки от механических и биологических загрязнений. Далее в воду через узел внесения удобрений поступали питательные вещества из бочки для удобрений.

Основной составляющей системы выступали капельные ленты и капельницы. Именно через эти трубки в почву и поступала вода с питательной жидкостью. В состав системы также входили различного рода соединительная и запорная арматура - фитинги, заглушки, тройники, углы и т.д. для монтажа системы капельного орошения. Для управления работой системы орошения (количество, время и объем поливов) предназначен контроллер. Система трубо-

проводов состояла из магистральных водоподводящих и разводящих труб для подземного размещения из ПВХ (стационарно) и гибкий армированный рукав "Лэй-флет", с соответствующим диаметром для определенного расхода воды. Номинальный расход воды из каждой капельницы достигался при рабочем давлении 1 бар в капельной трубке.

Предшественником в опыте была озимая пшеница. После уборки предшественника поле начали сразу готовить под отвальную обработку почвы под сахарное сорго. На опытном участке провели вспашку плугом ПНО-3 на глубину 0,25.0,27 м, с появлением всходов сорной растительности. В весенний период уход начинали с ранневесеннего боронования в два следа боронами БЗТ -1,0 в агрегате с трактором Агромаш-90 ТГ. В зависимости от засоренности года исследований проводили 2 культивации культиватором КПС - 4 для уничтожения сорной растительности и мульчирования верхнего плодородного слоя. Первую культивацию проводили на глубину 0,10.0,12 м, а вторую предпосевную - на глубину заделки семян - 0,06.0,08 м. К посеву сорго приступали при устойчивом прогревании почвы на глубине заделки семян до +12.+140С, что в условиях эксперимента приходилось на первую или вторую декаду мая. Сев проводили широкорядно, с шириной междурядий 0,70 м, сеялкой СУПН-8 на глубину 0,07 м с дооборудованным лентоукладчиком, одновременной укладкой капельной ленты в почву на глубину 0,04.0,06 м, с нормой высева для сахарного сорго 160 тыс. всхожих семян на гектар. Капельные ленты раскладывали на расстоянии 0,7 м при расстоянии 0,05 м от гнезда семян.

Для уничтожения сорняков через 4.5 суток после посева проводили довсходовое боронование БЗС-1,0. К первой междурядной обработке приступили, когда обозначились рядки всходов. Общее количество обработок определяли исходя из погодных условий, состояния почвы и наличия сорных трав (3.5 культиваций за вегетацию). Глубина обработок 0,08.0,10 м. Вторую культивацию проводили через 3 недели, при появлении сорняков - раньше. Для борьбы с сорняками проводили опрыскивание посевов опрыскивателем Керти-

токс гербицидом Луварам из расчета 1.2 л/га в фазу образования 3.5 листьев. В установленные сроки была проведена уборка урожая кормоуборочным комбайном - Комбайн КСК-600, производитель «Полесье».

Вторая технология - применение нулевой обработки, т.е. отказ от всех видов обработки почвы, включая только систему защиты растений, прежде всего от сорной растительности, вредителей и болезней. Главными принципами данной обработки является сохранение и накопление пожнивно-корневых остатков на поверхности почвы, разработка и использование севооборотов, включающих рентабельные культуры и культуры, улучшающие потенциальное плодородие почв, применение качественного посевного материала: сортов и гибридов, адаптированных к зональным условиям.

По нулевой обработке под сахарное сорго с осени при появлении сорной растительности применяли обработку стерни гербицидом сплошного действия Торнадо 200 из расчета 2 л/га, норма расхода рабочей жидкости 200 л/га. На этом осенне-зимние агротехнические мероприятия заканчивали. Весной, в случае появления сорняков, проводили повторную обработку стерни гербицидом сплошного действия. Посев проводили в те же сроки, как по отвальной обработке трактором МТЗ-1221 сеялкой прямого высева Gimetal, оснащенной режущими дисковыми сошниками, для оказания минимального механического воздействия на почву. Сеялку 01ше1а1 также дооборудовали лентоукладчиком для раскладывания капельной ленты, все мероприятия по закладыванию ленты проводили по аналогии с отвальной обработкой почвы. Борьбу с сорняками проводили в одинаковую фазу и при одинаковой дозировке с отвальной обработкой. В установленные сроки проводили уборку урожая.

По обеим технологиям были заложены опытные участки с внесением минеральных удобрений в почву, обработкой семян перед посевом биостимулятором роста, совместное применение биостимулятора роста на семена и минерального удобрения в почву. По обеим технологиям возделывания в контрольном варианте удобрения не вносили, биостимулятор роста не применяли.

Изучали рекомендованные сорта и гибриды сахарного сорго.

Славянское приусадебное - гибрид сахарного сорго, среднеспелый, оригинатор ООО ВНИИСиС «Славянское поле». За уникальные качества его называют «русским сахарным тростником», содержание сахара 15.20%. Создан методом индивидуального отбора из гибридной комбинации (стерильная линия АСП-29 х Славянское поле ВС). Метелка прямостоячая, коричневая, овальной формы, длиной 0,22.0,27 м, не опушена. Листья ланцетовидные, средней величины (1,20 х 0,12 м). Колоски гроздевидные, слабо остистые. Колосковые чешуи коричневые, размером 0,003 х 0,004 м. Зерно овальное, полупленчатое, коричневое. Содержание сахара в соке растения до 22%, низкое содержание синильной кислоты. Потенциальная урожайность до 120 т/га. Гибрид обладает высокой интенсивностью первоначального роста, что позволяет усиленно бороться с сорняками на первых стадиях развития растения. Гибрид высоко засухоустойчив, адаптивен к условиям выращивания в различных зонах страны, неприхотлив к почвам.

Славянское поле ВС (высокосахаристое) -сорт сахарного сорго, оригинатор ООО ВНИИСиС «Славянское поле». Материнская форма - сорт сахарного сорго Зерноградское 3, отцовская - сорт Сахарное 35. Среднеспелый, вегетационный период 115.120 суток до полной спелости зерна,

до уборки на зеленую массу - 100.105 суток. Антоциановая окраска всходов отсутствует. На главном стебле 15.17 листьев. Листья зеленые, с матовыми жилками, неопушенные. Время выметывания среднее. Высота растений 1,80...2,00 м. Сочно-стебельный. Содержание сахара в соке в фазу восковой спелости зерна до 20% (при заготовке силоса и для производства сиропа, биоэтанола, биогаза), в фазу выхода в трубку-начало выметывания до 14.16% (для

заготовки зеленого корма и сенажа). Метелка симметричная, прямостоячая, средней длины, плотность при созревании средняя. Колоски гроздьевидные, колосковые чешуи при созревании каштановые. Ость нижней цветковой чешуи отсутствует или развита очень слабо. Зерно эллиптическое, бурое, масса 1000 зерен - 21,5.24,0 г. Сорт может быть использован для производства пищевого сиропа. Урожайность зеленой массы в фазе восковой спелости до 90,0 т/га, при многоукосном использовании на зеленый корм и сенаж до 110,0 т/га.

Устойчивость к полеганию хорошая, засухоустойчив и жаростоек, отзывчив на орошение и повышенное питание. Средне поражается бактериальной пятнистостью. Обладает высокой интенсивностью начального роста, что позволяет усиленно бороться с сорняками на первых стадиях развития.

Дебют - раннеспелый (вегетационный период 110 суток) сорт сахарного сорго, создан методом самоопыления и отборов скороспелых и высокопродуктивных линий из среднеспелого сорта сахарного сорго Зерно-градский янтарь. Растения высокорослые (1,80.2,20 м), хорошо облиственные, сочно-стебельные. Метелка эллипсовидная, темно-коричневая, прямостоячая, длиной 0,27.0,30 м, расстояние от раструба верхнего листа до первой веточки метелки - 0,18. 0,25 м. Форма зерна - выпуклая со стороны рубчика, цвет темно-коричневый. Масса 1000 зерен - 23,0.23,5 г. В соке стебля содержится 12,6% сахара, в 100 г абсолютно сухого вещества - 7,4% протеина. Средняя урожайность зеленой массы -34 т/га, максимальная - 43 т/га. Урожайность зерна - 3,0 т/га, семян - 2,5 т/га. Устойчив к поражению на инфекционном фоне всеми видами головни и тли.

Следующей культурой, которую изучали, была сахарная кукуруза. Кукуруза является важнейшей продовольственной культурой мира. Повсеместное внедрение интенсивных технологий, резкое возрастание техногенной деятельности человека во второй половине 20 века способствовали ухудшению при-

родной среды и нарушению в ней самовосстановительных процессов. В этих условиях получение высоких урожаев сахарной кукурузы становится все более проблематичной задачей. В связи с этим все большую актуальность приобретает переход на биологическое земледелие, составной частью которого являются ресурсосберегающие технологии, позволяющие получать экологически чистую продукцию, с максимальной выгодой используя средства производства. Разработка оптимальных доз и сроков применения биостимуляторов роста и развития растений, наиболее соответствующих биологическим особенностям изучаемых сортов и гибрида кукурузы позволит увеличить урожайность изучаемой культуры и улучшить качество получаемого зерна.

В России сахарная (сладкая, овощная) кукуруза занимает небольшие посевные площади и преимущественно на юге. Говоря об ограниченном распространении сахарной (сладкой, овощной) кукурузы в России, Н.Н. Кулешов — один из основателей научной селекции в нашей стране — еще в 1929 г. отмечал, что «наш невзыскательный потребитель пользуется охотно грубыми кремнистыми и зубовидными сортами, не выделяя и не требуя гораздо более сахарных высококачественных сортов» [228]. К сожалению, за прошедшее время мало что изменилось. В нашей стране многие люди употребляют в молочной спелости зерно не сахарной, а кормовой кукурузы. Лучшими в этом отношении будут сорта и гибриды не зубовидной кукурузы, а кремнистой и крахмалистой, обладающие более тонкой оболочкой зерна, тонким белым стержнем и предпочтительно белыми колосковыми чешуйками.

В наших исследованиях предшественником была озимая пшеница. После уборки предшественника по технологии отвальной обработки под посев сахарной кукурузы проводили вспашку ПНО-3 на глубину 0,20.0,22 м. Весенний уход начали с покровного боронования средними зубовыми боронами БЗС-1,0 в два следа, для выравнивания поля и удержания почвенной влаги. Предпосевную культивацию проводили КПС-4 на глубину заделки семян - 0,06.0,08 м в 2-х направлениях по диагонали поля.

Сев проводили сеялкой СУПН-8 в оптимальные для данной почвенно-климатической зоны сроки в первой декаде мая (температура почвы на глубине заделки семян составляла +10оС) при норме высева 20 кг/га, с одновременным закапыванием капельной ленты в почву на глубину 0,04.0,06 м. Капельные ленты раскладывали на расстоянии 0,7 м. После посева поле прикатывали коль-чато-шпоровыми катками 3ККШ-6, чтобы обеспечить лучший контакт семян с почвой.

Уход за посевами кукурузы включал в себя до- и послевсходовое боронование посевов средними зубовыми боронами БЗСС-1,0 с целью уничтожения однолетних сорняков. Боронование посевов проводили в полуденное время, когда растения слегка привядали и меньше повреждались зубьями борон. В период вегетации растений проводили междурядную обработку 2.3 культивации по мере появления сорных растений в посевах культиватором КРН-5,6. Уборку урожая проводили в фазе полной спелости зерна сахарной кукурузы комбайном Херсонец-200 [192].

Технологию возделывания сахарной кукурузы по нулевой обработке почвы осенью начинали с обрабатывания поля гербицидом сплошного действия Торнадо 200 из расчета 2 л/га, норма расхода рабочей жидкости 200 л/га. Весной проводили повторную обработку поля гербицидом за десять суток до посева. Высевали сахарную кукурузу по стерне на глубину заделки семян 0,06.0,08 м, в сроки, как по отвальной обработке почвы. Посев проводили трактором МТЗ-1221 с сеялкой Gimetal. Сеялка была оборудована лентоуклад-чиком для раскладывания капельной ленты. При появлении сорняков в посевах кукурузы применяли гербициды в зависимости от вида сорной растительности. Для борьбы с различными группами сорняков в посевах сахарной кукурузы использовали двукратное применение: первое внесение (опрыскивание посевов в фазе 2.6 листьев) Титус 40 г/га + Тренд 90 (0,1%) 200 мл/га; второе внесение (при появлении второй волны сорняков) Титус 20 г/га + Тренд 90 (0,1%) 200 мл/га.

Уборку сахарной кукурузы проводили в фазу полной спелости зерна комбайном Херсонец-200. Пожнивные остатки кукурузы оставляли на поле до весны, благодаря чему прикрытая поверхность поля пожнивными остатками, в сравнении с открытой поверхностью, способствовала значительному снижению потерь влаги из почвы, а также существенным образом приостанавливалось развитие водной и ветровой эрозии почвы. Исследовали рекомендуемые сорта, гибриды и нормы высева сахарной кукурузы. По обеим технологиям минеральные удобрения вносили одновременно с посевом, оставшаяся часть в период вегетации с поливной водой, проводили инкрустацию семян сахарной кукурузы биостимулятором роста, а также совместное применение минерального удобрения и инкрустация. На контрольном варианте минеральное удобрение и биостимулятор роста не применяли.

Хуторянка - раннеспелый, высокопродуктивный сорт селекции ФГБНУ Федеральный научный центр овощеводства. От всходов до полного сбора уро-

ном, замороженном и сушеном виде. Зерна являются ценными диетическими продуктами, богатыми витаминами, углеводами, белками и особенно незаменимыми аминокислотами. Лучше всего произрастает на легких, хорошо прогреваемых, воздухо- и водопроницаемых, достаточно плодородных почвах. Культура очень требовательна к теплу. Масса 1000 зерен 212 г.

жая 71 сутки. Сорт среднерослый, масса початка в мо-лочно-восковой спелости 240.265 грамм, размер 0,18.0,19 м, диаметр 0,035.0,045 м. Сорт отличается высокими показателями вкусовых и биохимических качеств. Зерно очень сладкое. Содержание сахара до 4%, витамина С-7,0. 14,3 мг. В пищу используется зерно в молочно - восковой спелости в свежем, консервирован-

Лакомка - сорт раннеспелый, заявитель ФГБНУ ВНИИ кукурузы. Растение высотой 1,45. 1,80 м. Початки цилиндрической формы, длиной 0,18.0,22 м, с 18 рядами зёрен, массой 170.230 г. Зерно желтое, слегка удлиненное, сочное, очень сладкое, является ценным диетическим продуктом, богато витаминами (С, В1, В2, В5, РР, Е и провитамин А), и особенно незаменимыми аминокислотами. Обладает высоким уровнем устойчивости к ложной мучнистой росе, к засухе, полеганию. Холодостойкая. Масса кондиционного початка 250 гр. Кожица зерна нежная, окраска желто-оранжевая. Вкусовые качества вареной и консервированной продукции хорошие. Масса 1000 зерен 205 г.

Бостон - среднеранний гибрид. Вегетационный период 75 суток. Растение высотой до 1,5м, количество листьев на главном стебле 15 шт.; число надземных узлов на главном стебле 13 шт. Высота прикрепления нижнего развитого початка 0,82.0,90 м. Початок конической формы, длиной 0,21 м с 16.17 рядами зерен, антоциановая окраска нитей и чешуй початка отсутствует, пыльников - слабая. Зерно сахарного типа, желтое. Вес 1000 зерен - 190,0 грамм.

3.2 Схема эксперимента, методика проведения исследований

В крайне засушливых условиях Нижнего Поволжья орошение и применение интенсивных технологий возделывания способствует получению стабильных урожаев сельскохозяйственных культур, в том числе таких как: сахарное сорго и сахарная кукуруза. При этом применение препаратов биологического происхождения способствует значительному повышению урожайности и качества зерна этих культур.

Предшественником сахарной кукурузы и сорго была озимая пшеница. Опыт трехфакторный, размещен двумя блоками в четырехкратной повторности.

Повторности размещены в два яруса, варианты - методом расщепления в два яруса, варианты - методом расщепления со смещением в каждой повторности на один вариант. Повторность эксперимента четырехкратная; размер посевных делянок длина - 20м, ширина делянки общая 7,8м. Площадь делянки общая 156 м2, учетных: длина 20 м, ширина - 5,6 м, площадь - 112 м2. Площадь учетных делянок -1,07 га. Исследования проводились в ООО АКХ «Кузнецовское» Иловлинского района Волгоградской области и КФХ Попова С.А., Черноярско-го района Астраханской области. Период проведения исследований 2009.201 5 гг.

Эксперимент 1. Зависимость урожайности сахарного сорго и сахарной кукурузы в зоне каштановых почв Волгоградской области от технологических приемов возделывания.

Эксперимент 2. Комплексное воздействие агротехнических приемов на формирование урожайности сахарного сорго и сахарной кукурузы на светло -каштановых почвах Астраханской области.

Фактором А являются варианты:

А1: контроль - отвальная обработка почвы на глубину 0,25.0,27м.

А2: нулевая обработка почвы.

Фактор А представлен двумя блоками:

Блок I -сахарное сорго;

Блок 11-сахарная кукуруза;

Фактор В - сорта, расположены методом расщепления в каждом соответствующем блоке и представлены:

Фактор В Блок I - сахарное сорго Блок II - сахарная кукуруза

В1 Дебют (контроль) Лакомка

В2 Славянское поле ВС Хуторянка

В3 Славянское приусадебное Бостон (контроль)

Фактор С - биостимуляторы и минеральные удобрения, для повышения полевой всхожести и повышения роста вносились в начальные этапы развития.

Варианты расположены методом расщепления по сортам и для каждой культуры включали:

Волгоградская область (эксперимент 1)

Фактор С

С1

С2 Сз С4

Фактор С

С1

С2 Сз

С4

Блок I - сахарное сорго Контроль (без биостимулято-

Блок II - сахарная кукуруза Контроль (без биостимулятора

ра и минеральных удобрений) и минеральных удобрений)

Лигногумат*

^120Р80К50

Лигногумат+Ы120Р80К50

Гибберросс**

❖ ❖ ❖

^120Р85К45

Гибберросс+Ы120Р85К45

Астраханская область (эксперимент 2)

Блок I - сахарное сорго Контроль (без биостимулято-

Блок II - сахарная кукуруза Контроль (без биостимулятора

ра и минеральных удобрений) и минеральных удобрений)

Энерген Экстра*

^180Р120К75

Энерген Экстра+Ы180Р120К75

Мивал Агро**

❖ ❖ ❖

^180Р128К68

Мивал Агро+Ы180Р128К68

* - обработка семян сахарного сорго перед посевом биостимулятором Лигногумат 1%, расход рабочего раствора - 10 л/т семян (100 г/т), Энерген Экстра - Норма расхода препарата -100.330 г/т. Предпосевная обработка семян. Расход рабочего раствора - 10 л/т.

** - инкрустация семян сахарной кукурузы перед посевом биостимулятором Гибберросс, расход рабочего раствора - 20 л/т семян (60 г/т), Мивал Агро - норма расхода препарата - 20 г/т. Предпосевная обработка семян. Расход рабочего раствора - 10 л/т.

*** - удобрения вносили в виде нитрофоски (К32Р32К32) одновременно с посевом, оставшаяся часть в период вегетации растений с поливной водой (азот аммиачная селитра, фосфор - двойной суперфосфат, калий - калийная соль, до расчетных значений). Внесение удобрений было расчетным на планируемую урожайность 10,00 т/га зерна кукурузы и 50 т/га зеленой массы сахарного сорго.

Лигногумат - высокоэффективное и технологичное гуминовое удобрение с микроэлементами в хелатной форме со свойствами стимулятора роста и анти-стрессанта. Лигногумат обладает широким спектром действия на растения. Его свойства проявляются на всех основных сельскохозяйственных культурах и сочетают в себе свойства удобрения, регулятора роста растений и антистрессанта.

Применение Лигногумата направлено на стимулирование роста и развитие растения, повышение энергии прорастания и полевую всхожесть семян на (4.10%), общую и продуктивную кустистость. Благодаря высокому стимулирующему эффекту обработка посевного материала позволяет значительно усилить рост и развитие корневой системы растения, что повышает засухоустойчивость растений. При обработке семян всходы появляются раньше, стимулирующий эффект виден в течение месяца - увеличения урожайности сельскохозяйственных культур (в зависимости от культуры и агротехники на 10. 25%);

Гибберросс - биостимулятор роста растений, действующим началом препарата является комплекс натриевых солей гиббереллинов, получаемых биотехнологическим методом. Препарат не имеет запаха, не горюч, не взрывоопасен, не гигроскопичен, хорошо растворим в воде, малотоксичен. Не оказывает вредного действия для теплокровных животных и насекомых.

Гибберросс способствует увеличению урожая плодов, семян, клубней, накоплению вегетативной массы растений и т.д. Для опрыскивания растений используют очень слабые водные растворы. В растворе препарат теряет биологическую активность, поэтому хранение раствора в прохладном, защищенном от света месте не должно превышать 2.3 суток. Для обработки использовали все виды опрыскивателей. Семена за 4 часа до посева обрабатывали биостимуляторам роста Гибберосс в дозе 60 г/т семян, затем перелопачивали и как только они приобретали сыпучесть - высевали.

Мивал-Агро - стимулятор роста растений, помогает решить одну из важнейших проблем в агрономии на данный момент - отрицательное влияние стрессовых факторов на растение. Препарат Мивал-Агро выполняет сразу несколько важных функций: в первую очередь это защита от неблагоприятных воздействий окружающей среды, снятие стрессовой нагрузки с растения, а также улучшение транспорта питательных элементов и ускорение обменных процессов внутри клетки. Таким образом, Мивал-Агро, в отличие от существующих стимуляторов роста растений, обладает более широким спектром биологи-

ческого действия, а по специфическому механизму действия не имеет аналогов. Ускоряет рост и развитие растения, повышает продуктивность, формирует урожай более высокого качества.

Повышение всхожести и энергии прорастания семян, активизация ростовых и формообразовательных процессов, повышение иммунитета к неблагоприятным условиям среды, повышение урожая, улучшение качества продукции. Норма расхода препарата - 20 г/т. Предпосевная обработка семян. Расход рабочего раствора - 10 л/т.

Силатран, входящий в состав Мивал-Агро, обладает высоким дипольным моментом, легко проникает в клетку и облегчает транспорт фитогормонов и элементов питания через мембрану, а также пролонгирует действие фитогор-монов, в частности ауксина, второго действующего вещества. Также действует на энергетику клетки растения, заставляет ее работать. Кремний в соединении силатрана выступает в роли активатора физиологических процессов в клетке, облегчает выброс шлаков и ускоряет процессы метаболизма, обеспечивает функциональную активацию клеточных органелл. В клетке кремний способствует образованию соединений, которые связывают свободную воду и превращают ее, в своего рода, гель, и тем самым повышают водоудерживающую способность клетки и растения в целом. Таким образом, кремний препятствует образованию кристаллов льда при заморозках и испарению воды при высоких температурах в засуху.

Энерген Экстра - стимулятор роста в состав которого входят: аминокислоты, микроэлементы, витамины, гуминовые кислоты, фульвокислоты. Норма расхода препарата -100.330 г/т. Предпосевная обработка семян. Расход рабочего раствора - 10 л/т.

Состав: калиевые соли гуминовых кислот, соли фульвовых и кремниевых кислот, №К, S, Са, Mg, моносахариды, аминокислоты (аспаргиновая к-та, глю-таминовая к-та, глицин, аланин, лизин, метионин и др.), полигидроксикарбоно-

вые кислоты (янтарная, лимонная, молочная, глюконовая), витамины, микроэлементы.

Энерген Экстра - повышает урожайность культуры, улучшает качество производимой продукции и помогает растениям преодолевать стрессовые ситуации. Стимулирует прорастание семян, рост растений и развитие корневой системы. Выпускается в сухой препаративной форме.

Особенности: Аминокислоты являются основным строительным материалом белков. Натуральные а-аминокислоты оптически активной L-конфигурации попадая через лист растения с удобрением экономит колоссальное количество энергии и времени для возобновления физиолого-биологических процессов растений. Аминокислоты нормализуют синтетические реакции, повышают активность хлоропластов, что помогает растениям преодолеть любые стрессовые ситуации.

Преимущества:

• ускоряют сроки созревания на 5.12 суток.

• защищает растения от стрессов и неблагоприятных климатических факторов

• повышают урожайность на 20. 50%.

• обеспечивают микроэлементное питание.

• способствуют усвоению азота растениями, переводят связанный фосфор почв в легкодоступную форму.

• повышает плодородие, улучшают структуру почвы, делая ее более прочной, рыхлой, влаго- и воздухонасыщенной

• снижает кислотность почвы

• активизирует деятельность почвообразующих микроорганизмов, ускоряют разложение пожнивных остатков

• допускается применять в баковой смеси с пестицидами, регуляторами роста и с комплексными жидкими удобрениями.

• низкая стоимость.

Учеты, наблюдения и анализы в экспериментах проводили в соответствии с общепринятыми методиками. Методика проведения опытов включала в себя следующие учеты и наблюдения:

1. Фенологические наблюдения проводили на основных вариантах эксперимента на специально выделенных учетных растениях по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971, 1972). У кукурузы и сахарного сорго отмечали следующие фазы: полные всходы, дата появления каждого нечетного листа, выметывание метелки, цветение метелки, молочная спелость. За начало фазы принималась дата вступления в нее 10% растений, за полную 75% растений [260]. Наблюдения за всходами проводили до 10 часов утра. Подсчёт растений проводили на двухметровых отрезках в 4 точках, равномерно расположенных, на делянках по- диагонали двух несмежных повторностей. Из отметок дат двух повторений по каждому варианту выводили средние показатели.

2. Высоту растений измеряли по главному стеблю перед уборкой в 5-ти равноудаленных местах делянок двух несмежных повторений и выводили среднее значение показателя (методика государственного сортоиспытания, [260]).

3. Определение густоты стояния растений проводили методом подсчета с закрепленной площадки 0,25 м2после появления всходов и перед уборкой, проводили в соответствии с методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [260].

4. Определение засоренности посевов проводили количественно-весовым методом на площади 1м2 по методике проведения наблюдений и исследований в полевом опыте [260].

5. Массу пожнивно-корневых остатков определяли путем взятия монолитов 0,3 х 0,3 м послойно через каждые 0,1 м до глубины 0,4 м по два монолита с повторности, с последующим смыванием на сите с диаметром отверстия 1 мм

[94]. Массу пожнивных остатков учитывали одновременно на тех же площадках, где проводили отбор монолитов для отмывки корней.

6. Наблюдения за содержанием элементов минерального питания в почве проводили в трехкратной повторности на динамических площадках:

- содержание нитратов определялось колориметрически с дисульфеноло-вой кислотой МУ М - 1985.

- подвижного фосфора по Б.Н. Мачигину ГОСТ 26205-91.

- обменного калия Б.Н. Мачигину на пламенном фотометре ГОСТ 2620591.

7. Определение плотности сложения почвы. Плотность почвы позволила определить в абсолютных величинах запасы влаги по методу Н.А. Качинского [50].

8. Определение агрегатного состава почвы. Для определения агрегатного состава почвенной структуры пользовались методами «сухого» и «мокрого» просеивания по общепринятым методикам: определение структурного состояния проводили методом Н.И. Савинова, определение водопрочности почвенных агрегатов - методом П.И. Андрианова в модификации Н.А. Качинского [50]. Рассчитывали коэффициенты структурности и водопрочности почвенных агрегатов. В качестве уточняющего показателя водопрочности использовали критерий АФИ. Критерий АФИ рассчитывали как отношение суммы агрегатов (1,00.0,25 мм) при мокром и сухом просеиваниях (%). Шкала оценки состояния структуры почвы по критерию АФИ: >800 - отличная; 500.800 - очень хорошая; 100. 500 - хорошая; 50. 100 - удовлетворительная.

9. Учет общей численности микроорганизмов в почве и соотношение их основных групп (грибы, бактерии, актиномицеты и микромицеты) проводили методом посева почвенной суспензии на твердые питательные среды: МПА, КАА, среда Чапека.

10. Определение биологической активности почвы проводили методом «аппликаций» в слое 0,0.0,3 м по методике Е.Н. Мишустина, А.Н. Петровой.

С помощью метода льняных полотен судят об энергии мобилизационных процессов почвы.

11. Определение токсичности почвы проводили методом биотестов в лабораторных условиях. В качестве тест - растения использовали 25 семян яровой пшеницы.

12. Определение влажности почвы проводили по фазам тензиометриче-ским методом (с помощью тензиометра).

13. Наименьшую влагоемкость почвы (НВ) определяли методом заливаемых площадок.

14. Суммарное водопотребление и коэффициент водопотребления за вегетационный период рассчитывали методом водного баланса по А.Н. Костякову [217].

15. Определение площади листовой поверхности, фотосинтетический потенциал, чистую продуктивность фотосинтеза осуществляли по методике, разработанной Институтом физиологии растений АН СССР, лаборатории фотосинтеза [281].

16. Структуру урожая и качество зерна сахарной кукурузы, сахарного сорго по методике государственного сортоиспытания [260].

17. Накопление сахаров в стеблях сахарного сорго; расчетный выход сахара из стеблей сахарного сорго; кормовая оценка сортов и гибридов сахарного сорго.

18. Массу 1000 зерен сахарной кукурузы (ГОСТ 10842-89).

19. Учет хозяйственного урожая проводили вручную с последующим пересчетом урожая на стандартную влажность. Повторность 4-х кратная по диагонали, площадь уборочной делянки 10 м2 (три рядка по 5 метров длиной).

20. Энергетическую оценку технологии возделывания сельскохозяйственных культур выполняли по методике Медведева Г.А. и др. [257].

21. Оценку экономической эффективности проводили по фактическим затратам с помощью технологической карты, согласно рекомендациям Кашинской Е.Н. и др.

22. Статистическую обработку данных выполняли по методике Б.А. До-спехова на персонализированном компьютере с использованием пакета прикладных программ Excel 2000, Statictica 7.0, StatgrahichPlusforWindows 2.1[95, 192].

4 ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЫ В ПОСЕВАХ САХАРНОГО СОРГО

4.1 Агрофизические показатели почвенного плодородия почвы в посевах сахарного сорго

Особую актуальность приобретают вопросы регулирования агрофизических свойств почвы в период высокой энергонасыщенности сельскохозяйственного производства и его интенсификации. В условиях интенсификации сельскохозяйственного производства обработка почвы производится все более мощными орудиями, влияние которых очень сильно сказывается на ее физических свойствах. По мере увеличения мощности и рабочих скоростей тракторов резко возрастает интенсивность уплотнения. Уплотняющее действие трактора с давлением на ось 4 т может достигать глубины 1 м. За один проход агрегата колесами уплотняется 15.20 % площади. За сезон число всех видов механизированных работ при выращивании пропашных культур составляет 25.30.

Десятилетними исследованиями было установлено, что по колее тракто-

-5

ров плотность увеличивалась на 0,04..0,12 т/м , количество пылеватых фракций - на 20.50 % [99, 375].

В таблице 13 представлены данные влияния технологии возделывания на плотность почвы в посевах сахарного сорго. Фактор В и С существенного влияния не оказывали, в результате чего плотность была рассмотрена без влияния данных факторов. В наших экспериментах плотность почвы в обеих областях по отвальной обработке была ниже, чем по нулевой обработке. В эксперименте 1 за годы исследований на опытном участке плотность почвы перед посевом

-5

сахарного сорго в слое 0,0.0,1 м составила 1,09 т/м . Нижележащий слой пахотного горизонта, несмотря на применение обработки почвы, имел большее

-5

значение плотности - 1,20 т/м3. Слой почвы 0,2.0,3 м был более уплотнен, и

-5

имел плотность - 1,25 т/м .

Плотность почвы по нулевой обработке почвы была выше, чем по отвальной обработки почвы. При посеве сахарного сорго сеялкой разрыхляли только верхний слой почвы, на глубину посева семени (0,06.0,08 м). Остальной горизонт почвы не затрагивался, и имел более плотное состояние, чем по отвальной обработки почвы. Перед посевом сахарного сорго плотность почвы

-5

по нулевой обработке почвы составила в слое 0,0.0,1 м - 1,26 т/м , в слое 0,1.0,2 - 1,34 т/м3, в слое 0,2.0,3 - 1,39 т/м3 (таблица 13).

Таблица 13 - Влияние способов обработки на плотность почвы в посевах са-

Л

харного сорго, т/м (среднее 2009.2015 гг.)

Варианты эксперимента Слой почвы, м Отвальная обработка почвы Нулевая обработка почвы

перед посевом перед уборкой среднее перед посевом перед уборкой среднее

Эксперимент 1 0,0.0,1 1,09 1,16 1,13 1,26 1,33 1,29

0,1.0,2 1,20 1,26 1,23 1,34 1,39 1,37

0,2.0,3 1,25 1,29 1,27 1,39 1,45 1,42

0,0.0,3 1,18 1,24 1,21 1,33 1,39 1,36

Эксперимент 2 0,0.0,1 1,19 1,26 1,23 1,28 1,39 1,33

0,1.0,2 1,25 1,32 1,28 1,36 1,44 1,40

0,2.0,3 1,31 1,40 1,36 1,43 1,52 1,47

0,0.0,3 1,25 1,33 1,29 1,35 1,45 1,40

Повторное определение плотности проводили в конце вегетации сахарного сорго. Наблюдали уплотнение почвы в изучаемом горизонте почвы по обеим обработкам. По нулевой обработке почвы плотность сложения была выше, в

Л -5

слое 0,0.0,1 м составила 1,33 т/м , в слое 0,2.0,3 м - 1,45т/м , что на 0,17 и

-5

0,16 т/м больше, чем в изучаемых слоях по отвальной обработке почвы.

Плотность почвы опытного участка (эксперимент 2) была выше, чем на опытном участке Волгоградской области. На втором опытном участке, наблюдалась та же закономерность, плотность сложения была плотнее по нулевой обработки почвы. По отвальной обработке почвы перед посевом плотность гори-

Л -5

зонта 0,0.0,3 м составила 1,25 т/м , по нулевой обработке - 1,35 т/м . Перед уборкой плотность сложения почвы была более плотная, по нулевой обработке почвы в слое 0,0.0,1 м - 1,39 т/м3, 0,2.0,3 м - 1,52 т/м3, что на 0,13 и 0,12 т/м3 больше, чем по отвальной обработке почвы, по тем же слоям.

По всем годам исследования плотность почвы по нулевой обработке в течение всего периода вегетации была более плотная. При этом наблюдали увеличение плотности в 2009.2013гг., т.к. в это время не было обработок почвы, не происходило разрушение почвенного горизонта. На 6.7 год исследований,

-5

уменьшилась плотность в пахотном горизонте 0,0.0,1 м на 0,01 т/м в результате накопления растительных остатков на поле.

При сравнительном анализе двух приемов обработок почвы, отвальной и нулевой, пришли к выводу, что по нулевой обработке почвы наблюдалось увеличение уплотнения почвы. После нулевой обработки почвы наблюдалась прямая динамика уплотнения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур.

Таким образом, можно отметить, что в целом отмечено увеличение плотности почвы перед уборкой изучаемой культуры. Плотность почвы пахотного слоя перед посевом сахарного сорго можно отнести согласно классификации по Н.А. Качинскому, к удовлетворительной для пахотного горизонта, перед уборкой - неудовлетворительной, но в это время изучаемая культура использует питательные вещества нижних слоев почвы. Явление относительно высокой плотности, характерно для малогумусных плохо оструктуренных почв, что является сезонной динамикой плотности, которая увеличивалась от начала к концу вегетации и достигала более высоких величин.

Сельскохозяйственное использование земли приводит с одной стороны к разрушению почвенных агрегатов, с другой вызывает образование комков и повышение их прочности [242].

Накопление агрегатов почвы является одним из наиболее важных сравнительных преимуществ в управлении растительными остатками на поверхности почвы. Такое накопление обеспечивается за счет объединения минеральных частиц почвы с органическим веществом. Корни растений и биологический мир почвы являются основными участниками данного процесса.

Благодаря порам в почве при нулевой обработке происходит инфильтрация. В результате превосходной инфильтрации сохраняются неповрежденные почвенные агрегаты. Понимание процесса инфильтрации влаги в следующем, когда идет дождь, капли диаметром до 6 мм попадают на поверхность почвы со скоростью до 32 км/ч. Эта сила разбрасывает частицы почвы и воды во всех направлениях на расстояние до 1 м [419].

При исследовании агрегатного состава почвы и водопрочных агрегатов, наблюдались различия по вариантам обработок почвы (таблица 14). Сортовые особенности, минеральное удобрение и биостимулятор роста существенного воздействие не оказывали, в результате представлены данные по контролю.

В наших исследованиях оценка агрегатного состава почвы в слое 0,0.0,3 м характеризовалась по классификации Околеловой А.А., как хорошая по обеим технологиям.

В начале закладки эксперимента в Волгоградской области (2009г.) количество ценных почвенных агрегатов в слое 0,0.0,3 м находилось в количестве 66,5 % по отвальной обработки, в конце эксперимента (2015г.) - 64,4 %. По величине коэффициента структурности агрегатное состояние почв оценили как отличное. Максимальная величина КС по отвальной технологии была в слое 0,2.0,3 м - 2,07, что на 0,37 больше, чем в слое 0,0.0,1м.

Наблюдали закономерность: увеличение агрономически ценных агрегатов увеличивало коэффициент структурности. В 2009 г. на первом опыте, нача-

ло закладки эксперимента, в слое 0,0.0,1 м количество ценных агрегатов по отвальной обработке почвы составило 64,2 %, КС - 1,79, в слое 0,2. 0,3 м ценных агрегатов - 68,5%, КС - 2,17.

Таблица 14 - Влияние технологии возделывания на агрегатный состав почвы в

посевах сахарного сорго, % (эксперимент 1, среднее за 2009.2015г.)

Фактор А Слой почвы, м Более 10 мм 10,00.0,25 мм Менее 0,25 мм КС

Отвальная обработка 0,0.0,1 19,9 63,0 17,1 1,70

0,1.0,2 22,0 65,9 12,1 1,93

0,2.0,3 23,9 67,4 8,7 2,07

Нулевая обработка 0,0.0,1 22,2 67,6 10,3 2,09

0,1.0,2 23,9 69,7 6,3 2,31

0,2.0,3 25,2 71,0 3,8 2,45

В 2015г., конец эксперимента, по отвальной обработке количество агрегатов размером 10,00.0,25 мм в слое 0,0.0,1 м насчитывали 61,8 %, КС - 1,62, в слое 0,2.0,3 м количества ценных агрегатов - 66,4 %, КС - 1,98. Уменьшение количества ценных агрегатов находилось в прямой зависимости от влияния обработки почвы, механическое воздействие на почву приводило к уменьшению ценных агрегатов почвы.

Способ обработки почвы оказал существенное влияние на агрегатный состав почвы. По нулевой обработке почвы в начале эксперимента в слое 0,0 .0,1 м количество ценных агрегатов составило 65,4 %, КС - 1,89, в слое 0,2.0,3 м -69,1 %, КС - 2,24. К концу эксперимента (2015г.) количество ценных агрегатов в слое 0,0.0,1 м было 70,1 %, КС - 2,34, в слое 0,2.0,3 м - 72,4 % и 2,62, соответственно. По данной обработки почвы заметна тенденция увеличения количества агрономически ценных агрегатов, что отразилось на величине коэффициента структурности. Из этого следует, что почва, обработанная по нулевой обработке, обладала более высокой потенциальной способностью к структурированию по сравнению с почвой, обработанной по отвальной обработки.

Важным показателем водопрочности структуры почвы является критерий водопрочности почвенных агрегатов (АФИ). На основании данных мокрого и сухого рассева определили критерий водопрочности агрегатов (таблица 15).

Таблица 15 - Влияние технологии возделывания на критерий водопрочности агрегатов в посевах сахарного сорго (эксперимент 1, среднее за 2009.2015г.)

Фактор А Содержание агрономически ценных агрегатов 1,00. 0,25 мм, % к массе сухой почвы

воздушно-сухих водопрочных критерий АФИ

Отвальная обработка 68,6 52,5 76,5

Нулевая обработка 73,4 47,6 64,9

Наиболее объективным показателем структурно-агрегатного состояния исследуемых почв является оценка по критерию водопрочности агрегатов, которая учитывает долю воздушно-сухих и водопрочных агрегатов и ее способность противостоять размывающему действию воды. Результаты, приведенные в таблице 15 свидетельствуют, что на вариантах обеих обработок почвы водо-прочность оценивается как удовлетворительная, на протяжении всего периода наблюдений, иными словами, несмотря на колебания численного значения АФИ и тенденцию к росту показателя от 64,9 до 76,5 % качественных изменений не произошло.

На варианте по нулевой обработке почвы наблюдали отрицательную динамику. Водопрочность структуры на момент первого отбора (2009г.) составила 67,73 %, что характеризуется, согласно критерию АФИ, как удовлетворительная. При последующих отборах происходило уменьшение данного показателя выше 63,03%, разница с контролем наблюдалась более чем на 4%.

Влияние технологии обработки почвы на агрегатный состав и коэффициент структурности в посевах сахарного сорго в эксперименте 2 представили в таблице 16.

Таблица 16 - Влияние технологии возделывания на агрегатный состав почвы в посевах сахарного сорго, % (эксперимент 2, среднее за 2009.2015г.)

Фактор А Слой почвы, м Более 10 мм 10,00.0,25 мм Менее 0,25 мм КС

Отвальная обработка 0,0.0,1 23,3 58,6 18,1 1,42

0,1.0,2 24,5 61,7 13,9 1,61

0,2.0,3 25,5 62,8 11,7 1,70

Нулевая обработка 0,0.0,1 21,6 64,0 14,4 1,81

0,1.0,2 23,0 66,6 10,4 2,02

0,2.0,3 23,8 68,2 8,0 2,18

В исследовании на почвах эксперимента 2, при рассмотрении средних данных по отвальной обработке количество ценных агрегатов составили 61,03 % в слое 0,0.0,3 м. В начале эксперимента (2009г.) количество агрегатов размером 10,00.0,25 мм составили 62,83 % по отвальной обработке почвы, по истечении семи лет (2015 г.) количество ценных агрегатов составило 59,07 %. Величина коэффициента структурности изменялась аналогично результатам, полученных по эксперименту 1 в связи с уменьшением количества ценных агрегатов. Коэффициент структурности в 2009г. составил в слое 0,0.0,3 м - 1,7, в 2015г. - 1,45. Дальнейшее проведение отвальной обработки благоприятствует накоплению глыбистой фракции, которая впоследствии разрушается и приводит к образованию пылевидной фракции, что приводит к испарению влаги.

По нулевой обработке почвы, т.к. отсутствовала обработка почвы, количество ценных агрегатов увеличилось с 61,53 (2009г.) до 70,67 % (2015г.). Коэффициент структурности увеличился с 1,61 до 2,42. Чем больше коэффициент структурности, тем лучше структура почвы. По величине коэффициента структурности (выше 1,5) агрегатное состояние исследованных почв по нулевой обработке отличное, чего нельзя сказать о почвах, обработанных по отвальной обработки. Там наблюдали уменьшение коэффициента структурности в 2015г. до хорошего состояния агрегатного состава почвы.

В среднем, за семь лет исследований количество ценных агрегатов по отвальной обработке в слое 0,0.0,3 м составило 61,03 %, по нулевой технологии - 66,23 %, по данной технологии заметна тенденция увеличения и накопления агрегатов размером 10,00.0,25 мм. Величина коэффициента структурности составила, в среднем, за годы исследования 1,58 и 2,00 по отвальной и нулевой обработкам соответственно.

Также по почвам в эксперименте 2 было проведено исследование критерия водопрочности агрегатов (таблица 17).

Критерий водопрочных агрегатов на почвах эксперимента 2 имел аналогичный результат почв, что и по эксперименту 1. Средние данные критерия по отвальной технологии составили 71,3 %, по нулевой - 63,1 %, по оценке водо-прочности агрегатов почва относилась к удовлетворительной.

Таблица 17 - Критерий водопрочности агрегатов в посевах сахарного сорго (эксперимент 2, среднее за 2009.2015г.)

Фактор А Содержание агрономически ценных агрегатов 10,00.0,25 мм, % к массе сухой почвы

воздушно-сухих водопрочных критерий АФИ

Отвальная обработка 65,6 46,8 71,3

Нулевая обработка 70,1 44,2 63,1

Увеличение содержания водопрочных агрегатов размером 1,00.0,25 мм привело к повышению данного показателя. Органическое вещество почвы, в том числе его легкоразлагаемые фракции, оказывали существенное влияние на структурность почвы и количество водопрочных агрегатов. Органическое вещество оказывало «склеивающее» действие на почвенные коллоиды, в результате чего увеличивалось содержание водопрочных агрегатов. Диапазон значений КАФИ является минимальным у почв, обработанных по нулевой обработки, и максимальным на почвах, обработанных по отвальной обработке почвы. Можно предположить, что почвы по отвальной обработке почвы находились в более стабильном структурном состоянии, чем почвы, обработанные по нуле-

вой обработке, что может быть связано с минимальным механическим воздействием на верхний гумусированный слой почв. В результате вспашки происходило перемешивание почвенного материала из нижележащего слоя, который, как правило, был менее оструктурен, чем верхний почвенный горизонт.

Постоянное покрытие почвы растительными остатками, использование культур с глубокой корневой системой, разнообразные севообороты и развитие почвенной биоты являются ключевыми компонентами борьбы с уплотнением.

Таким образом, влияние технологии возделывания на плотность почвы оказывала существенное влияние. По нулевой обработке почвы наблюдали уплотнение почвы, по классификации Н.А. Качинского состояние пахотного слоя относится к удовлетворительному. Средние показатели плотности почв в эксперименте 1 и эксперименте 2 перед посевом и перед уборкой по отвальной

-5

обработки следующие: 1,21 и 1,29 т/м соотвественно; по нулевой обработке -

-5

1,36 и 1,40 т/м . На всех вариантах эксперимента перед посевом сахарного сорго складывались оптимальные значения плотности почвы.

Агрегатный состав почв эксперимента 1 и эксперимента 2 изменялись в зависимости от технологии обработки почвы. Коэффициент структурности увеличивался в результате увеличения количества агрономически ценных агрегатов. По отвальной и нулевой обработок в слое 0,0.0,3 м на опытном первом и втором участке коэффициент был равен 1,9, 2,27и 1,58, 2,00, соответственно. Несмотря на разницу по величине коэффициента структурности, агрегатное состояние почв оценивали как отличное. Согласно критерию водопрочности агрегатов, водопрочность структуры почв по обеим областям относилась к удовлетворительной.

4.2 Качественный и количественный состав микроорганизмов в почве в посевах сахарного сорго

Исследование состояния почвы по численности заселяющих ее микроорганизмов в слое 0,0.0,3 м проводили через 2 недели после уборки культуры.

Количество грибов, актиномицетов и сапрофитных бактерий на МПА, бактерий на КАА, усваивающим минеральный азот, и грибов на среде Чапека в посевах после сахарного сорго в зависимости от обработки почвы, применения биопрепарата и минерального удобрения.

Для определения сапротрофных микроорганизмов, усваивающих органические формы азота, использовали среду мясо - пептонного агара; микроорганизмов, использующих минеральный азот, применяли среду крахмало - аммиачного агара; для определения микроскопических грибов использовали среду Чапека.

Для более полного анализа численности и групповому составу микроорганизмов в начале эксперимента (2009г.) был зафиксирован следующий состав микроорганизмов на почвах первого опытного участка (таблица 18). По обеим обработкам почвы наблюдалась небольшая разница в количественном составе. Заметное влияние на численность микроорганизмов по обеим обработкам оказывало внесение минерального удобрения. По отвальной обработке почвы на варианте с внесением минерального удобрения количество грибов на посеве среды МПА и Чапека увеличилось более, чем на 6 % относительно контроля.

На варианте нулевой обработки почвы по данным показателям увеличение было на 30 %. Количество микроорганизмов, использующих минеральный азот на среде КАА, по нулевой обработке почвы уменьшилось в первый год исследования на 2.5 % относительно отвальной обработки почвы.

Наибольшее количество микроорганизмов было на варианте отвальной обработки почвы с применением биостимулятора роста и минерального удобрения.