Учебный проект на тему:Экономия минеральных удобрений за счет фиксации азота воздуха бобовыми культурами в бинарных посевах с озимой пшеницей
ПРОФИЛИЗАЦИЯ ОБУЧЕНИЯ
Использование метода учебного проекта
в процессе углубленного изучения химии в работе с одаренными детьми.
Тема проекта: «Экономия минеральных удобрений за счет фиксации азота воздуха бобовыми культурами в бинарных посевах с озимой пшеницей»
Из опыта работы Заслуженного
учителя РФ Уховой Э. Р.
учителя химии высшей категории
МБОУ СОШ № 61
Октябрьского (с) района
Ростовской области
Изучение химии не всегда продвигается так, как мы этого хотим, возникает момент, когда требуется дополнительный импульс, стимул для изучения химии. Современные условия развития общества требуют переориентации обучения с усвоения готовых знаний, умений и навыков – на развитие личности ребенка способного стать успешным. И всегда встает вопрос: а как это сделать? На мой взгляд именно с помощью личностно ориентированных технологий можно наилучшим образом решить эту задачу.
К таким технологиям относится метод учебного проекта, который в настоящее время является мощным средством для развития учащихся: и образовательного, и духовного, и нравственного. При выполнении проектов по химии ученики вырабатывают умение не только думать, находить информацию, анализировать, экспериментировать, принимать решение, работать индивидуально и в группах, но и развиваться творчески, потому что уроки химии способствуют раскрытию и реализации мыслительных и творческих способностей. Кроме того, проектная деятельность способствует укреплению и углублению знаний.
Метод учебных проектов включает в себя следующие этапы:
Подготовка к проекту и погружение в проект (определение темы и целей проекта).
Организация деятельности (планирование деятельности в группах).
Осуществление деятельности (сбор информации, её анализ и обобщение, оформление результатов, формулировка выводов, определение формы презентации).
Презентация проекта (отчёт, оценивание, подведение итогов).
На старшем этапе обучения проектная деятельность учащихся приобретает характер научно-исследовательской работы с определением цели и задач, выдвижением гипотезы исследования.
Особое внимание уделяю оценке проекта и его презентации. В качестве средств оценки могут быть использованы анкеты, оценочные шкалы для обсуждения качества работы, дневник рефлексивной самооценки.
Критерии оценки определяются творческим характером проектной работы и включают такие параметры как:
оценка собственного проекта;
оценка качества текста;
оценка качества презентации;
оценка вклада в работу над проектом каждого ученика;
оценка умения взаимодействовать в группе.
Результаты выполненных проектов должны быть материальны, т. е. оформлены каким-либо образом (видеофильм, доклад, альбом).
Метод проекта всегда ориентирован на самостоятельную деятельность учащихся (индивидуальную, парную, групповую), которые они выполняют в отведенное для этой работы время (от нескольких минут урока до нескольких недель, а иногда и месяцев). Чаще всего тематика проектов определяется практической значимостью вопроса, его актуальностью, а также возможностью его решения при привлечении знаний учащихся из разных областей, изучаемых в школе наук.
Роль учащихся и учителя в проектной деятельности
Этапы
Деятельность учащихся
Деятельность учителя
Организационно-подготовительный
Определение темы проекта, его цели и задач, поиск необходимой информации, разработка плана реализации идеи, формирование группы
Формирование мотивации участников, создание инициативной группы учащихся, консультирование по выбору тематики проекта, помощь в подборке необходимых материалов, определение критериев оценки деятельности учащихся на всех этапах.
Поисковый
Сбор, анализ и систематизация необхо- димой информации, обсуждение ее в группе, выдвижение и проверка гипотез, оформление проекта, самоконтроль
Регулярное консультирование по содержанию проекта, помощь в систематизации и обобщении материалов, индивидуальная и групповая консультация по правилам оформления проекта, стимулирование умственной активности учащихся, отслеживание деятельности каждого участника, оценка промежуточных результатов, мониторинг совместной деятельности
Итоговый
Подготовка устной и электронной презентации, защита содержания проекта, рефлексия
Помощь в разработке отчета о работе, подготовка выступающих к устной защите, отработка умения отвечать на вопросы слушателей, участие в анализе проделанной работы, оценка вклада каждого из участников проекта
Результаты своей работы юные химики представили в виде презентации на научно-практической конференции. Было очевидно, что, работая над проектом, учащиеся самостоятельно учатся добывать необходимую информацию, пользоваться справочной литературой, привлекая новые технологии, в том числе и сети INTERNET. Учитель становится их равноправным партером и консультантом. Участники проекта научились работать вместе, самостоятельно обсуждая полученные результаты, ознакомились с важнейшими приемами техники химического эксперимента: взвешиванием, растворением, осаждением, промыванием осадков и с другими операциями.
Я глубоко убеждена, что занятие учащихся проектной деятельностью обеспечивает самый высокий уровень личностно- ориентированного обучения, влечет за собой овладение новыми видами знаний и умений, способами деятельности, создает условия для формирования образовательной траектории, служит развитию креативности.
Учебный проект
по теме:
«Экономия минеральных удобрений за счет фиксации азота воздуха бобовыми культурами в бинарных посевах с озимой пшеницей».
Персиановская МБОУСОШ№61 и Донской Государственный Аграрный Университет в рамках существования Донской Аграрной Научно-Исследовательской Ассоциации, проводят различные, совместные мероприятия. Особое место занимает научно-исследовательская работа и работа над учебными проектами.
Наш учебный проект является одной из практических работ элективного курса: « Начинающему агроному».
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СМЕШАННЫХ ПОСЕВОВ
Озимой пшенице на Северном Кавказе принадлежит ведущее место в производстве зерна. Однако в последнее время наблюдается постепенное снижение качества зерна озимой пшеницы. Одной из основных причин такой ситуации является снижение плодородия почвы. В связи с этим проблема повышения урожайности и улучшения качества зерна в настоящее время приобрела важное народнохозяйственное значение. Особая роль в повышении урожайности зерновых культур принадлежит минеральным удобрениям, но в связи с недоступными ценами на удобрения не каждый производитель может применять на своих полях удобрения. Поэтому необходимо искать другие пути решения этой проблемы. Одним из путей решения считается совместное выращивание зерновых культур с бобовыми культурами, при этом злаковые и бобовые компоненты не угнетают, а дополняют друг друга.
Цель работы: определить экономическую эффективность возделывания озимой пшеницы в смешанных посевах с применением минеральных удобрений.
В настоящее время кризисная ситуация в сельском хозяйстве привела к ухудшению использования земли, снижению естественного плодородия и широкому развитию эрозионных процессов. В создавшихся условиях большое значение имеет поиск путей повышения экономической устойчивости и сбалансированности систем земледелия.
Биологизация – одно из перспективных направлений в мировом земледелии. Наиболее устойчиво это направление развивается в странах, достигших высокого уровня земледелия. В странах с высокоразвитым земледелием широко применяют и совершенствуют естественно-биологическую систему земледелия, базирующуюся на плодосменном севообороте, использовании органических удобрений, сидератов и бобовых культур. В странах Западной Европы альтернативные системы земледелия разрабатываются и совершенствуются уже более 30 лет (В.Е. Шевченко и др., 2000).
В настоящее время, когда промышленность увеличивает производство минеральных удобрений, роль бобовых культур не уменьшилась, они не утратили своего значения ни как высокобелковые культуры, ни как прекрасные предшественники. Академик Д.Н. Прянишников (1952) неоднократно подчеркивал, что технический азот значительно дороже фиксированного многолетними бобовыми травами. В структуре затрат невосполнимой энергии в растениеводстве на долю всех удобрений приходится более 30%, из них для производства азотных удобрений – почти 90%. Д.Н. Прянишников (1965) отмечал, что 200 тыс. га клевера могут связать 30 тыс. т азота в год т.е. заменить собою мощный азотный комбинат.
По данным А.А. Жученко (1990) к 2000 г. потребность в азотных удобрениях в мире возрастет до 160 млн. т, т.е. по сравнению с 1980 г. увеличится в 4 раза. При этом даже двойное увеличение применения азотных удобрений может привести к нарушению азотного экрана планеты, в результате чего концентрация азота уменьшается на 30%. Кроме того, высокие нормы внесения азотных удобрений наносят значительные экологический ущерб: они активизируют деятельность почвенной микрофлоры, минерализующей органическое вещество, снижают содержание гумуса в почве, часть окисленных форм азота попадает с горизонтальным стоком в водоемы, а часть – в грунтовые воды ( В.Г. Минеев, 1980; Е.В. Агафонов, 2004).
В связи с этим необходимо рационально использовать азотные удобрения, снизить их нормы, а чтобы не снизить урожайность, необходимо найти альтернативные источники питания растений азотом.
С развитием азотнотуковой промышленности человечество получило возможность резко увеличить урожайность всех полевых культур. Академик РАСХН В.Г. Минеев (2004) отмечает, что в мире производство зерна тесно коррелирует с производством минеральных удобрений. За время применения высоких норм минеральных удобрений урожаи зерновых культур повысились с 1,0-1,5 до 7,08 т/га. А.А. Жученко (1990) отмечает, что бобовые культуры благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями могут накапливать в течение вегетационного периода от 200 до 400 кг/га биологически чистого азота.
Как отмечают А.В. Лабынцев (2002), В.П. Волков (2002), цель биологического земледелия – производство продукции растениеводства без нарушения экологического баланса в Природе. Удовлетворение растений в земных факторах жизни в биологическом земледелии осуществляется на основе поддержания полезных естественных процессов и их активизации. Основной принцип биологического земледелия – «кормить не растение, а почву». Он основывается на том, что почва – основа жизни. Высокая биологическая активность почвенной среды является условием поддержания ее способности обеспечивать растения земными факторами жизни.
Е.П. Трепачев (1999) на основании тщательного анализа экспериментальных данных делает вывод, что на протяжении длительного периода эволюции растительного мира основным источником азота для растений был биологический азот, фиксированный клубеньковыми бактериями.
В фиксации азота воздуха принимают участие несколько различных систем: свободно живущие азотфиксаторы и микроорганизмы. В биологизированном растениеводстве симбиотическая азотфиксация более значима в севообороте, так как позволяет не только улучшить минеральное питание последующих культур, но и получить экологически чистую продукцию. Зеленое растение – ключевой биологический компонент биосферы, единственный канал трансформации солнечной энергии в агроэкосистеме, как и вовлечение на этой основе в биологический круговорот элементов Природы ( А.М. Лыков, 2001; Л.В. Безлюдский, 2003).
Человек в своей деятельности в земледелии должен имитировать природные процессы. Поскольку упорядочение использования земельных ресурсов осуществляется через систему земледелия, то формировать системы земледелия необходимо как экосистемы, где все природные и антропогенные компоненты представляют собой единый биомеханизм.
Современные биологи все в большей мере склоняются к мнению о том, что повышение биологической производительности земли связано с освоением вместо широко распространенных современных монокультур (только злаковые, только бобовые и т.п.) – поликультур (Г.С. Посыпанов, 1989; Ю.И. Житин, 1992;).
В Северо-Кавказском регионе особое внимание заслуживают озимые вико-злаковые смеси, которые обеспечивают получение высокобелкового корма и сильного зерна озимой пшеницы без применения азотных удобрений и пестицидов, и их посевные площади в регионе могли бы занимать около 1 млн. га (Н.А. Зеленский, Г.М. Зеленская, 1998).
Поликультуры, бинарные посевы, «мешанки» - это посевы, в которых растения одной культуры уплотняют промежутки между растениями другой культуры при одновременном их высеве.
В смешанных посевах растения двух видов, имея различное расположение листьев, лучше используют солнечный свет и солнечную энергию. Тем самым уменьшают диссипацию (рассеивание) энергии и питательных веществ, усиливают их ассимиляцию, улучшая плодородие почвы, и повышают эффективность факторов интенсификации продукционного процесса (Н.В. Парахин, 1997).
Смешанные посевы более рационально используют энергию ФАР, по сравнению с одновидовыми посевами, при этом КПД фотосинтеза значительно выше чистых посевов.
Сейчас большое значение приобретает проблема сохранения и накопления органического вещества в почве. Его роль в поддержании ее плодородия на достаточно высоком уровне исключительно велика.
Разные виды растений отличаются строением корневой системы, обладая различными требованиями к почвенной влаги и пище, культуры в смесях потребляют элементы минерального питания и воду из разных горизонтов почвы. Например, бобовые растения со стержневым корнем извлекают пищу и воду из глубоких слоев почвы, злаковые – из верхних. По всему корнеобитаемому слою питательные вещества и влага используются равномерно, что дает возможность получить значительно больший урожай, чем при возделывании этих культур раздельно. В злакобобовых смесях клубеньковые бактерии улавливают свободный азот из воздуха, который частично также используется злаковым компонентом.
Озимая вика - высокобелковая кормовая культура. Эта культура имеет на своих корнях клубеньковые бактерии, в результате их жизнедеятельности почва обогащается азотом, увеличивается содержание нитратного соединения в органических веществах. По степени обогащения почвы органическими веществами вика стоит на довольно высоком уровне, особенно на бедных почвах, оставляет после себя до 65-70 кг азота на 1 га (И. Рудин, В. Швыдкий, 1984). По обобщенным данным США, количество фиксированного азота (кг/га в год) вики - 110-185. Отечественные данные показывают, что по содержанию азота запахиваемые растительные остатки эквивалентны примерно 40-60 т/га навоза ( Н.П. Крылова, 2003).
Злаковый компонент в смешанных посевах с горохом или викой придает этим растениям повышенную устойчивость к полеганию, опираясь на прямостоячие, прочные стебли злака, они формируют ярусное распределение листовой поверхности.
Бобовый компонент озимая вика – улучшает условия азотного питания растений злаков, способствует повышению содержания сырого протеина в биомассе.
Корневая система смешанных посевов более мощная по своей массе, чем корневая система чистых посевов, объединяет мочковатую корневую систему растений злаков и стержневую - бобовых растений. Уже к началу цветения корни бобовых, проникая на глубину 110-130 см, способны поглощать воду и питательные элементы из глубинных горизонты, усваивать не доступные злаковым растениям фосфаты кальция (Н.Ф. Ганжара, 1991).
Внутри стеблестоя бинарных посевов улучшается микроклимат и водный режим. Благодаря полному покрытию поверхности почвы, она меньше перегревается в жаркие дни, уменьшается количество влаги, расходуемой на испарение, повышается влажность пахотного и подпахотного горизонтов. По-видимому, этими обстоятельствами объясняются меньшие потери урожая в засушливые годы в смешанных посевах зерновых культур с зернобобовыми растениями по сравнению с чистыми посевами этих культур (В.М. Хлюпкин, 1988).
Применение смешанных посевов озимой пшеницы с бобовыми культурами дает возможность достигнуть существенного увеличения доли биологического азота, используемого на формирование урожая.
Большой интерес для изучения представляет вико-пшеничная смесь. Использование озимой вики при возделывании озимой пшеницы по интенсивной технологии в качестве источника биологического азота взамен минерального азота (агробиотехнология) обеспечивает получение высокого урожая зерна пшеницы с высоким содержанием клейковины и экологически чистой продукции (Н.А. Резько, М.В. Адамчук, 1982).
Применение минерального азота в дозе 120 кг/га д.в. обеспечило формирование зерна в одновидовом посеве озимой пшеницы, которое по качеству было на уровне бинарного посева.Ю.И. Житин и Г.В. Коренев (1990) считают, что использование вико-пшеничных смесей при производстве зерна озимой пшеницы позволяет полностью или частично заменить минеральный азот на биологический и предотвратить загрязнение окружающей среды окисленными формами азота.
Таким образом, из краткого обзора литературы видно, что совместные посевы озимых культур заслуживают внимания и изучения.
МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Место проведения исследований: УЧХОЗ «Донское» Октябрьского района Ростовской области.
В настоящее время во многих регионах страны интенсивно ведется изучение морфо-биологических особенностей нетрадиционных и редких растений. Несмотря на богатство природной флоры Северного Кавказа в полеводстве до сих пор отсутствуют продуктивные и адаптированные к местным условиям озимые бобовые культуры.
Методика: Особую роль в повышении продуктивности пашни могут сыграть высокоурожайные озимые бобовые культуры, такие как вика озимая в межвидовых посевах.
Морфо-биологические особенности вики озимой
Вика мохнатая, или зимующая (вика черная, вика песчаная, горошек мохнатый) – Vicia villosa Roth – представлена яровыми и озимыми формами. Вика мохнатая в диком виде нередко произрастает как двулетнее растение. В культуре она возделывается с XIX века. Корневая система вики озимой состоит из тонкого стержневого корня и большого количества боковых тонких корешков, которые дают многочисленные ответвления второго и третьего порядка. Сильно разветвленная корневая система вики мохнатой обладает хорошей усваивающей способностью даже труднорастворимых фосфорных и кальциевых соединений. При нормальной влажности почвы на главном и боковых корнях озимой вики образуются клубеньки, которые обеспечивают фиксацию свободного азота атмосферы и снабжают им растения, способствуя его азотному питанию (Г.В. Коренев, 1979).
Стебель сильно разветвленный, на растении образуется от 3 до 10 побегов ветвления, стебли тонкие (диаметр 2-3 мм), полегающие, граненые, опушенные. Длина стеблей колеблется от 70-80 см до 2-3 м. Число междоузлий достигает 35-40 шт. Длина междоузлий – от 3-5 до 12-15 см. Листья парноперистые, опушенные, зеленого или зеленовато-сизого цвета. Оканчивается каждый лист тонким ветвящимся усиком 5-8 см длины. Листья имеют прилистники. Облиственность растений хорошая – 60-75%. Соцветие – удлиненная пазушная кисть. Цветки бледно-фиолетовые или красноватые, плод – сплюснутый, удлиненно-ромбический желтовато-бурый боб. Семена шаровидные, темно-коричневые, пятнистые или черные. Масса 1000 семян 25-30 г.
Вегетационный период вики мохнатой, как правило, начинается осенью и заканчивается летом следующего года. Используя для роста благоприятные условия осеннего периода, она обычно формирует более высокий урожай по сравнению с яровой викой.
Вика мохнатая – растение длинного дня, но отличается высокой теневыносливостью, поэтому хорошо произрастает в бинарных посевах. Растение не требовательно к температуре, вымерзание озимой вики наблюдается при температуре на глубине залегания почек возобновления минус 18-20оС, при наличии снежного покрова благополучно переносит морозы до 25-30оС.
Вика мохнатая - засухоустойчивая культура, на 1 кг сухого вещества расходует 400-500 кг воды. Она не требовательна к плодородию почвы, но плохо произрастает на пойменных и затапливаемых водой участках. Чем плодороднее почва, тем лучше вика ветвится. Весной отрастание начинается рано, сразу же после схода снега, продолжительность и интенсивность весеннего побегообразования вики озимой составляет в среднем 30-40 дней. Растянутость периода цветения, непрекращающийся рост и образование новых генеративных органов после созревания бобов на нижних ярусах, растрескиваемость бобов, неодновременность созревания обуславливают трудности в получении высоких и устойчивых урожаев семян озимой вики (Г.В. Коренев, 1984).
Изучение одновидовых и смешанных посевов озимой пшеницы проводилось в стационарных полевых опытах на полях сортоиспытательного центра при Донском ГАУ Октябрьского района Ростовской области.
В опытах использовали сорт озимой пшеницы Дон 93 и озимой вики - Глинковская
Исследования проводили по схеме:
1. Озимая пшеница (чистый посев) – без удобрений
2. Озимая пшеница (чистый посев) с удобрениями (N15P39K39 + N40 )
3. Озимая пшеница с озимой викой – без удобрений
Таблица 1.
Расчет норм внесения удобрений балансовым методом для получения планируемой урожайности культуры
Показатели
Элементы питания
N
P2O5
K2O
Запланированная урожайность, ц/га У
38
38
38
Вынос питательных веществ на 1 ц урожая, кг (В1 )
3,5
1,3
2,3
Общий вынос на запланированный урожай, кг
(В=В1 хУ)
133
49
87
Содержится в почве, мг/кг , мг/100 г х 10 (Пэ )
100
4
390
Содержится в пахотном слое, кг/га (П ),
П=Пэ (мг/кг) х V (г/см3) х Н (м) х 10
390
15,6
117
Используется из почвы, % (Кп)
20
60
42
Может быть усвоено из почвы, кг/га Пу=ПхКп/100
78
10
48
Внести недостающее количество, кг/га (Ву=В-Пу)
55
39
39
Средняя урожайность озимой пшеницы в Октябрьском районе 38ц/га, поэтому нами для расчетов было использовано это число. Вынос питательного вещества по 1 ц урожая, содержание элементов питания в почве были взяты из справочных материалов.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Озимая пшеница относится к числу культур, наиболее требовательных к предшественникам, системе обработки почвы, срокам и нормам посева, уровню питания, влагообеспеченности почвы, температурному режиму и фитосанитарному фону.
Нашими наблюдениями за ростом и развитием совместных посевов озимой пшеницы и вики мохнатой в осенний период установлено, что растения озимой пшеницы в бинарных посевах имели лучшее развитие (образование побегов кущения, узловых корней, листьев, больше накапливалось сахаров).
Содержание элементов питания в растениях
Химический состав растений в течение вегетации меняется в зависимости от метеорологических условий, удобрений и других факторов, под воздействием которых идут процессы роста, развития и формирования урожая озимой пшеницы.
Азот является одним из важнейших элементов питания, который регулирует ростовые процессы. При его недостатке в период интенсивного роста растений озимой пшеницы нарушается ход физиологических процессов, что, несомненно, ведет к снижению урожая.
Как видно из данных таблицы 2 озимая вика, развивая мощный симбиотический аппарат и корневую систему, повышает содержание органического вещества в почве, оставляя до 3,14 т/га растительных остатков.
Таблица2
Накопление органического вещества растениями озимой вики в бинарных посевах, т/га (сухое вещество)
Надземная
масса
Корни
Всего
Без удобрений
1,56
1,07
2,36
С удобрениями
1,82
1,32
3,14
Данные этого исследования получены лабораторным путем.
Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что максимальное содержание общего азота в растениях озимой пшеницы отмечалось в бинарном посеве в период весеннего кущения.
Таблица 3
Содержание питательных веществ в биомассе
растений озимой вики
Фон
удобрений
В процентах на сухое вещество
N
Р2О5
К2О
Надземная масса
Корни
Надземная масса
Корни
Надземная масса
Корни
Без удобрений
(контроль)
2,31
1,94
0,46
0,51
1,32
1,64
N15P39K39 + N40
2,14
1,82
0,53
0,52
1,47
1,72
Важным показателем качества растительных остатков является содержание в нем питательных веществ. Проведенные определения азота, фосфора и калия в биомассе растений озимой вики, показали, что содержание макроэлементов в растениях было выше в раннюю фазу развития – весеннее ветвление. В отношении азота это можно объяснить тем, что на ранних этапах развития при достаточной влажности почвы идет наиболее интенсивная симбиотическая азотфиксация .
В биомассе озимой вики в фазе весеннего ветвления содержалось: азота – от 56,8 кг/га (фон без удобрений) до 62,9 кг/га (фон удобрений N15P39K39 + N40); фосфора – соответственно от 12,7 кг/га до 16,5 кг/га и калия –от 38,1 до 49,5 кг/га (табл.4).
Таблица 4
Поступление элементов питания в почву
с органическим веществом озимой вики
Фон удобрений
Поступление элементов питания
Органическое вещество (всего), т/га
Элементы питания, кг/га
N
Р2О5
К2О
Без удобрений (контроль)
2,36
56,8
12,7
38,1
N15P39K39 + N40
3,14
62,9
16,5
49,5
(N15P39K39 + N40 это смесь 15 кг чистого азота, 39 кг чистого фосфора ,39 кг чистого калия и 40 кг отдельного чистого азота)
Как следует из данных таблицы, с органическим веществом озимой вики в почву поступает от 12,7 до 16,5 кг/га фосфора и от 38,1 до 49,5 кг/га калия. Разлагающие растительные остатки обогащают почву азотом, фосфором, калием и микроэлементами, тем самым улучшают питательный режим почвы.
Нами установлено, что к моменту полной спелости озимой пшеницы содержание общего азота в зерне составляло 2,12-2,25% в одновидовых посевах озимой пшеницы и 2,22-2,41% в бинарных посевах. При этом наибольшее содержание общего азота в основной и побочной продукции в растениях озимой пшеницы наблюдалось в бинарных посевах, где был лучший питательный режим за счет активности симбиотического аппарата корневой системы растений озимой вики.
Фосфор – один из основных макроэлементов в питании растений. Он необходим для деления клеток, способствует более быстрому росту и более раннему созреванию растений, положительно сказывается на озерненности колоса озимой пшеницы ( Л.П. Бельтюков, 2004).
Основная функция фосфора в живой клетке связана с аккумуляцией энергии в процессе фотосинтеза, и недостаток его угнетает фотосинтез больше, чем синтез белка (В.Д. Панников, В.Г. Минеев, 1987).
Нашими исследованиями установлено, что наибольшее содержание фосфора в растениях озимой пшеницы отмечалось в фазу весеннего кущения: 0,85-0,92 и 0,85-0,97% соответственно на вариантах одновидового и межвидового посевов.
По мере дальнейшего роста и развития растений озимой пшеницы, наблюдалось снижение содержания фосфора в растениях. Однако в фазе полной спелости содержание фосфора в зерне озимой пшеницы было таким же, как и в фазе весеннего кущения.
В бинарных посевах в растениях озимой пшеницы, содержание фосфора было выше. В фазу полной спелости повышенное содержание фосфора наблюдалось в основной продукции – зерне, где его было больше, чем в соломе в 2,7-3,1раза в одновидовом посеве и в 2,6-2,9 раза в межвидовом посеве.
Не менее важным элементом питания растений озимой пшеницы является калий. В условиях приазовской зоны Ростовской области калий не является лимитирующим элементом, так как содержание его в черноземах обыкновенных входит в градацию «высокое-очень высокое».
Как показали наши наблюдения, наибольшее относительное содержание калия в растениях озимой пшеницы от 4,75% на контроле до 5,43% на варианте бинарного посева отмечалось в фазу весеннего кущения с постепенным снижением этого элементов к концу вегетации.
Так, при возделывании озимой пшеницы без применения минеральных удобрений содержание калия в растениях по фазам вегетации было минимальным: в фазу весеннего кущения – 4,75%, выход в трубку – 4,80%, колошение – 3,62.
В отличие от содержания азота и фосфора, которое к концу вегетации озимой пшеницы в репродуктивных органах повышалось, содержание калия снижалось, и происходил интенсивный его отток в вегетативные органы, т.е. солому. Здесь его концентрация, независимо от элементов технологии возделывания, была в 1,69-1,80 раза больше, чем в зерне.
Таким образом, изучаемые технологии возделывания озимой пшеницы в одновидовых и межвидовых посевах оказали определенное влияние на содержание азота, фосфора и калия в растениях и способствовали увеличению содержания макроэлементов в сухом веществе.
Различия в химическом составе растений явились следствием неодинаковой обеспеченности озимой пшеницы элементами питания, содержание которых определялось действием изучаемых элементов технологии возделывания.
Урожайность является основным показателем эффективности применяемых агроприемов. Для обеспечения роста урожайности и снижения затрат возделывания зерновых культур необходимо постоянно совершенствовать технологические приемы, которые не снижают плодородие почвы.
Урожайность озимой пшеницы, возделываемой в бинарных посевах, была равна 34,9 ц/га, а на вариантах одновидового посева с внесением минеральных удобрений - 35,4ц/га (табл.6).
Таблица 5
Урожайность озимой пшеницы в зависимости от элементов технологии возделывания
Вариант опыта
Ф о н
Урожайность, ц\га
Озимая пшеница
без удобрений
31,9
N15P39K39
+ N40
35,4
Озимая пшеница +
озимая вика
без удобрений
34,9 + 6,0
Продовольственная ценность озимой пшеницы определяется качественными показателями зерна, которые зависят не только от генотипических особенностей возделываемых сортов, но и от сочетания факторов жизнедеятельности растений, формирующихся под воздействием почвенных, погодных условий и приемов возделывания.
С целью получения урожая озимой пшеницы с высоким качеством зерна в условиях современного земледелия необходимо в конкретных почвенно-климатических условиях применять такие элементы технологии, которые бы обеспечивали высокие запасы доступной влаги, содержание в почве элементов питания и фитосанитарное состояние полей.
На повышение содержания белка в зерне озимой пшеницы наиболее эффективно влияли бинарные посевы на фоне минеральных удобрений. Так, если содержание белка в зерне озимой пшеницы одновидового посева на фоне минеральных удобрений было 12,6-12,8%, то на удобренном фоне бинарного посева в зерне белка содержалось уже 13,4-13,7%. По содержанию белка в зерне озимой пшеницы варианты бинарного посева были на одном уровне.
Таким образом, можно сделать вывод, что совершенствование существующей и разработка новых элементов технологии возделывания озимой пшеницы обеспечивают не только повышение урожайности озимой пшеницы, но и улучшение качества зерна.
Экономическая эффективность возделывания озимой пшеницы
Более полная оценка эффективности и хозяйственной целесообразности того или иного агроприема определяется при расчете экономической эффективности его применения. Среди зерновых колосовых культур озимая пшеница в Ростовской области является основной товарной продукцией, определяющей размер денежных поступлений от реализации зерна, увеличение производства которого должно проводиться за счет совершенствования технологии выращивания.
В наших исследованиях экономическая эффективность рассчитывалась в соответствии с методическими рекомендациями по определению экономической эффективности и технологическим картам учебного хозяйства Донского ГАУ «Донское».
Расчеты по экономической эффективности применяемых элементов технологии возделывания показали, что в приазовской зоне Ростовской области имеется экономическая целесообразность расширения бинарных посевов (табл.6). Как видно из данных таблицы, наибольший условно чистый доход получен на вариантах бинарного посева – 5892 руб./га при наименьшей себестоимости продукции 127,6 руб.
Наименьшая рентабельность нами получена на вариантах одновидового посева с применением удобрений (N15P39K39 + N40).
Таблица6
Экономическая эффективность возделывания озимой пшеницы
Показатель
Озимая пшеница
Озимая пшеница + озимая вика
Без удобрений (контроль)
N15P39K39+
N40
Без удобрений
Урожай-
ность, ц/га
31,9
35,4
40,9
Стоимость про-
дукции, руб./га
8757
9698
11113
Затраты на про-изводство про-дукции, руб./га
4330
4998
5221
Себестоимость
единицы про-дукции, руб.
135,7
141,2
127,6
Условный чистый доход, руб./га
4427
4700
5892
Уровень рента-
бельности, %
102,2
98,8
112,8
Таким образом, экономический анализ возделывания озимой пшеницы показал, что достаточно высокие показатели условно чистого дохода и рентабельность получена при возделывании озимой пшеницы в бинарных посевах.
Практические и экономические показатели внедрения: Озимая вика способствует повышению продуктивности зерновых культур, увеличивает массу зерна с колоса и массу 1000 зерен, получению полноценного урожая зерна озимой пшеницы, содержание сырой клейковины выше на 2,0-2,9%, белка на 0,4-1,0%, рентабельность производства 130-140% по сравнению с традиционным возделыванием озимой пшеницы, экономия минеральных удобрений до 40%.
Срок окупаемости затрат: 2 года
Социальный эффект: увеличение количества рабочих мест в хозяйствах всех форм собственности, повышение заработной платы работникам с/х предприятий.
ЛИТЕРАТУРА
Агафонов Е.В. Агрохимические исследования ДонГАУ: Итоги и перспективы /Е.В. Агафонов //Результаты, перспективы и методология агрохимических исследований на Северном Кавказе: материалы семинара. – п. Персиановский, 2004. – С. 15-26.
Безлюдский Л.В. Эффективность занятых и сидеральных паров на черноземах обыкновенных северной зоны Краснодарского края /Л.В. Безлюдский //Автореф. дис... канд. с.-х. наук. – п. Персиановский. – 2003. – 23 с.
Волков В.П. Влияние предшественников и способов обработки почвы на урожайность озимой пшеницы в северо-западной зоне Ростовской области /В.П. Волков //Автореф. дис... канд. с.х. наук. – п. Рассвет. – 2001. – 27 с.
Волков В.П. Земледелие на Среднем Дону /В.П. Волков, Е.В. Полуэктов, М.А. Балахонский //Новочеркасск. – 2004. – 187 с.
Ганжара Н.Ф. Фосфор легко разлагаемых органических веществ почв /Н.Ф. Ганджара, И.П. Дерюгин //Химия в сельском хозяйстве. – 1991. - № 6. – С. 53-55.
Житин Ю.И. Вика озимая мохнатая в Центральном Черноземье России /Ю.И. Житин //Автореф. дис... д-ра с.-х. наук. – Воронеж. – 1992. – 33 с.
Жученко А.А. Адаптивное растениеводство /А.А. Жученко //Кишинев: Штиинца, 1990. – 432 с.
Зеленский Н.А. Осеннее развитие растений озимой пшеницы /Н.А. Зеленский, Г.М. Зеленская //Земледелие. – 1998. - № 6. – С. 30.
Зеленский Н.А. Использование бинарных посевов на эродированных черноземах Ростовской области /Н.А. Зеленский, Г.М. Зеленская, Е.П. Луганцев // Материалы международной науч.-практич. конф. «Проблемы рационального использования растительных ресурсов». – Владикавказ. – 2004. – С. 15-17.
Коренев Г. Больше семян озимой вики /Г. Коренев, Ю. Житин //Сельские зори. – 1984. - № 11. – С. 27-28.
Крылова П.Н. Бобовые травы в системе агромелиорации /П.Н. Крылова //Агромелиорация: Проблемы, пути их решения, перспективы. – Волгоград, ВНИАЛМИ. – 2003. - № 1. – С. 64-66.
Лыков А.М. Концептуальные основы плодородия агробиогеоценозов и его воспроизводство в ландшафтных (адаптивно-ландшафтных) системах земледелия /А.М. Лыков //Агро ХХI. – 2001. - № 8. – С. 22-23.
Минеев В.Г. Удобрение зерновых культур /В.Г. Минеев, М.М. Ивлев, Д.И. Аникет //М.: Россельхозиздат, 1980. – 173 с.
Парахин Н.В. Роль кормовых культур в стабилизации баланса энергии в агроэкосистемах /Н.В. Парахин, И.В. Кобозев, Г.С. Маркин /Известия ТСХА. – 1997. - № 4. – С. 34-50.
Посыпанов Г.С. Факторы, определяющие эффективность азотфиксации бобовыми культурами /Г.С. Посыпанов //Биологический азот в сельском хозяйстве СССР. – М.: Наука, 1989. – С. 37-39.
Прянишников Д.Н. Избранное сочинение /ДН. Прянишников //М.: Т. 3. – 1952. – 260 с.
Прянишников Д.Н Популярная агрохимия /Д.Н. Прянишников //М.: Наука, 1965. – 397 с.
Резько Н.А. Возможности смешанных посевов бобово-злаковых культур /Н.А. Резько, М.В. Адамчик //Земледелие. – 1982. - № 10. – С. 31-32.
Рудин И. Плюсы озимой вики /И. Рудин, В. Швыдкий //Сельские зори. - 1984. - № 2. – С. 49-51.
Трепачев Е.П. О вкладе биологического азота бобовых в плодородии почв /Е.П. Трепачев, Л.Д. Алейникова //Биологический азот в сельском хозяйстве СССР. – М.: Наука, 1989. – С. 8-15.
Трепачев Е.П. Агрохимические аспекты биологического азота в современном земледелии /Е.П. Трепачев //М.: Агропрогресс, 1999. – 532 с.
Хлюпкин В.М. Тритикале – ценная кормовая культура /В.М. Хлюпкин //Сельское хозяйство России. – 1984. - № 8. – С. 24-28.
Хлюпкин В.М. Тритикале с бобовыми и крестоцветными /В.М. Хлюпкин, П.Г. Нестеров //Кормовые культуры. – 1988. – № 2. – С. 20-21.
Шевченко В.Е. Биологизация и адаптивная интенсификация земледелия в Центральном Черноземье /В.Е. Шевченко, В.А. Федотов //Воронеж: изд-во ВГАУ, 2000. – 306 с.
Шевченко П.Д. Интенсивная технология возделывания многолетних трав на корм /П.Д. Шевченко //М.: Росагропромиздат, 1990. – С. 177-195.
Заголовок 1 Заголовок 615