Влияние известкования на продуктивность озимой ржи на дерново – сильно подзолистой почве таежной зоны Омской области

Федеральное государственное  образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

Омский государственный аграрный университет

Кафедра агрохимии

КУРСОВАЯ РАБОТА

по

методам агрохимических исследований

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВОГО ОПЫТА

по теме

«Влияние известкования  на продуктивность озимой ржи на дерново  – сильно подзолистой почве таежной  зоны Омской области»

Выполнила: Денисенко И.В.

Руководитель: Пыхтарева  Е.Г.

ст. препод. каф. агрохимии

Омск

Содержание:

Введение ………………………………………………………………………..3

1. Аналитический обзор …………………………………………………...4
1. Особенности питания изучаемой культуры…………………...4
2. Эффективность агрохимикатов (доз, сочетаний, видов, форм удобрений или мелиорантов, способов внесения и т. д.) под сельскохозяйственную культуру в изучаемой почвенно–климатичес-кой зоне………………………………………………..6
2. Тема опыта, её новизна, актуальность, цель и задачи исследования…8
3. Методические требования к качеству полевого опыта……………….10
4. Условия поведения опыта………………………………………………15
0. Характеристика агрохимических условий почвы опытного участка…………………………………………………………………...15
0. Климат и метеоусловия проведения опыта……………………………18
5. Схема опыта, её обоснование. Рабочая гипотеза………………………22
6. Выбор и подготовка опытного участка…………………………………23
7. Размер и форма делянок, повторность опыта…………………………..30
8. План полевого опыта…………………………………………..…………33
9. Техника закладки полевого опыта ………………………………………35
0. Разбивка участка под полевой опыт. Внесение и заделка удобрений………………………………………………………………. .35
0. Расчёт доз удобрений ……………………………………………………39
10. Учёт урожая……………………………………………………………….42
11. Программа исследований и наблюдений в полевом опыте…………...44
0. Сопутствующие исследования почвы…………………………….44
0. Агрохимические исследования почвы…………………………....47
0. Агрохимические исследования растений………………………...50

Заключение …………………………………………………………………..54

Библиографический список…………………………………………………55

Введение

Значение  любого сельскохозяйственного опыта  состоит в том, что он позволяет выявить эффективность одного или нескольких приемов возделывания сельскохозяйственных культур в конкретных почвенно-климатических условиях. Результаты полевого опыта способствуют продвижению сельскохозяйственной науки вперед, обусловливая прогресс сельскохозяйственного производства в целом. В агрохимических полевых опытах изучается влияние видов, форм, доз, сроков, способов внесения удобрений и химических мелиорантов, как в отдельности, так и с другими агрохимическими приемами, на рост, развитие, урожайность сельскохозяйственных культур и их качество /9/.

Использование нового удобрения без проверки его в полевых опытах, получения сертификата и технических условий на его производство и применение считается неправомочным.

Полевые опыты  с удобрениями на разных типах  почв, в различных климатических условиях позволяют более рационально распределять удобрения по областям и регионам страны. На основании данных урожая, химического состава растений, агрохимических показателей почвы можно строго учесть вынос элементов питания и коэффициенты их использования как из удобрений, так и из почвы. С помощью этих данных можно определить количество питательных веществ, закрепленных почвой, потерянных в газообразном состоянии и в результате выщелачивания в глубокие горизонты почвы, составить рациональную систему удобрения культур в севооборотах. Конечная задача полевого опыта заключается в разработке рекомендаций по использованию удобрений в минимальных дозах с высокой агрономической и экономической окупаемостью /9/.

Таким образом, полевой опыт включает в качестве объекта для изучения растения и факторы, влияющие на рост, развитие, урожайность и качество сельскохозяйственных культур в конкретных почвенно-климатических условиях и является основным методом исследований в агрохимии.

Аналитический обзор

1. Особенности питания изучаемой  культуры

       Озимая рожь — важнейшая зерновая, продовольственная и кормовая культура, особенно в районах с ограниченным возделыванием озимой пшеницы.

Культурная рожь произошла  от дикой сорно-полевой ржи, которая и сейчас ещё засоряет посевы пшеницы и ячменя.

Рожь считается  относительно молодым хлебным растением, потому, что человек начал возделывать её позднее пшеницы и др. полевых культур.

Общая площадь  посева ржи в мире составляет около 11 млн. га. Основные посевы её распространены в Европе, включая Скандинавские страны и в США. В России рожь высевают от тундры до южных пустынь, от районов запада до сурового малоснежного северо-востока Сибири. Наибольшие площади посевы занимают в Нечернозёмной, Центрально-Чернозёмной зонах, в среднем Поволжье, Западной и Восточной  Сибири.

В нашей стране рожь издавна имеет большое значение. Хлеб от неё является традиционным продуктом питания многих районов России.

Зерно ржи  содержит в среднем 12,8% белка, около 80%углеводов, 2,7 % жира, 2,0 % золы, 2,2% клетчатки. Содержание белка варьирует, в зависимости от сорта и условий произрастания в приделах 9-17%. Белки ржи полноценны, содержат все незаменимые аминокислоты, а некоторых аминокислот содержится больше чем в пшенице./10/

Клейковина  ржи отличается от клейковины пшеницы.

Зерно и отруби являются прекрасным концентрированным кормом. Солома и мякина малопитательны и используются чаще на подстилкy и при силосовании сочных культур. Большую ценность имеет как источник раннего корма. Иногда используется на сено.

Средняя урожайность  озимой ржи по РФ в 1994 г. составила 1,54 т/га. Потенциальные возможности значительно выше. По данным различных СХИ она может составить 4-7 т/га.

Влага. По требовательности к влаге рожь относится к засухоустойчивым культурам. Устойчивость растений к засухе можно объяснить большим содержанием у растений нуклеиновых кислот. Хорошо справляется с недостатком влаги в весенний период, за счет осенне-зимних  запасов и хорошо развитой корневой системы. Наибольшее количество влаги тре -буется в период выхода в трубку и колошения, т.е. в период наиболее быстрого роста, а также в период налива зерна. Транспирация у молодых растений довольно высокая, но по мере роста постепенно снижается. Коэффициент транспирации -400. По данным МА. Егорова,  озимая рожь при урожае 45ц сухого вещества (зерно и солома) потребляет с 1 га, за вегетационный период 1570.5т. влага. Избыток влаги в осенний период опасен для растений т.к. затрудняет подготовку к зимнему периоду(обезвоживание семян)./10/

Почва. К почве рожь не требовательна. Переносит повышенную кислотность почвы (рН 5-5.3,), но экспериментально доказано, что урожай озимой ржи уменьшается при возделывании на кислых почвах. Особенно снижается в тех почвах, где в большом количестве содержатся ионы Аl. Если в почве присутствует Аl, то уменьшается размер растений, слабеет интенсивность кущения, налива зерна. Чем выше концентрация ионов Аl в среде, тем выше тормозящие процессы. Хорошо растет на осушённых торфяниках. При достаточном увлажнении может мириться с небольшой засолённостью почвы. Хорошо удаётся на лёгких песчаных почвах. Такая неприхотливость в почвенных условиях связана с хорошо развитой корневой системой. Корни её имеют, в отличии от других зерновых, высокую усваивающую способность и хорошо используют, трудно растворимые питательные вещества. Несмотря на её неприхотливость, рожь очень хорошо отзывается на улучшенную агротехнику. Рожь очень хорошо зимует и даёт высокие урожаи на хорошо оструктуренных почвах./10/

По отношению к свету  рожь - растение длинного дня.

Питательные вещества. По отношению к питательным веществам рожь вследствие своей хорошо развитой корневой системе не требовательна, т.к.  она способна поглощать элементы минерального питания из, трудно усвояемых питательных веществ почвы. На ровне с такими элементами как С, Н, N,S,О,  Р, К, Са, Мg, Fе, растениям ржи требуются и такие элементы как Mn, Zn ,B, Cu ,Mo.

N -отвечает за образование белковых веществ, усиливает кущение, Р -используется при синтезе белков вместе с азотом. Недостаток этого элемента ведет к нарушению обмена веществ. Участвует в формировании корневой системы и отвечает за озернённость колоса. К- находится в молодых частях растений и способствует синтезу белка, углеводов. Повышает зимостойкость. Существенную роль в жизни растений играет Са особенно в углеводном обмене. При недостатке нарушается синтез сахаров и белков, снижается интенсивность дыхания и фотосинтез, ослабляется рост корней, ослабляет действие ионов Аl и Н. Микроэлементы также играют существенную роль в развитии растений. Сu-используется после осушения болотных почв. Участвует в окислительных процессах и повышает зимостойкость. Zn - повышает интенсивность дыхания и скорость ОВР.

Мn- играет роль в процессах фотосинтеза. При внесении этого элемента улучшается качество зерна, повышается содержание белка.

На формирование 10 ц. зерна озимая рожь расходует в среднем 25кг азота, 12 кг фосфора, 26кг калия.

1.2 Эффективность  агрохимикатов

         Известкование кислых почв весьма трудоемкий процесс, поэтому изучение и внедрение в производство рациональной технологии и механизации этого приёма обеспечивает качество и эффективность химической мелиорации почв.

Основными кислыми пахотными  почвами правобережья являются дерново-подзолистые  почвы, которые приурочены к приречным, наиболее дренированным территориям  или приподнятым участкам водоразделов. По агрохимическим свойствам эти почвы можно отнести к бедным по содержанию основных элементов питания /4/.

Кислотность данной почвы колеблется в широких пределах и определяется её природными свойствами и уровнем  отрицательного воздействия. Для установления степени кислотности и нуждаемости почвы в известковании определяются все формы почвенной кислотности (актуальная, обменная, гидролитическая), а также сумма обменных оснований /4/.

Известкование повышает эффективность минеральных удобрений: внесение фосфорных удобрений без извести обеспечивает прирост урожайности на 2,0 ц/га, в то время как на известкованном фоне -4,5 ц/га, а калийных соответственно- 2,5 и 6,9 ц/га.

Наиболее эффективным  приёмом окультуривания кислых почв является совместное внесение извести и органических удобрений. За три года исследований от одной извести прибавка зерна составила 11,9 ц /га, от одного навоза – 16,4 и от совместного их внесения – 28,5 ц /га /4/.

В ряде хозяйств, где известкование  имело широкое применение, кислые почвы практически исчезли. Это в свою очередь позволяет хозяйствам увеличить  урожайность сельскохозяйственных культур на 2-3 ц/ га зерна, 10-15 ц/га-сена многолетних трав. Известковые удобрения, применяемые для нейтрализации кислотности почв, делятся: на твердые известковые породы ,требующие разлома или обжига; мягкие известковые породы, не требующие разлома; отходы промышленности, богатые известью /4/.

Актуальность, новизна темы опыта, цель и задачи исследования

Тема «Влияние известкования на продуктивность озимой ржи» весьма актуальна, поскольку озимая рожь является одной из важных продовольственных культур нашей страны. По посевным площадям и валовому сбору зерна в мировом производстве озимая рожь занимает третье место /10/.

Исходя из литературных источников можно заключить, что многими учеными из разных стран проводились опыты по изучению  эффективности известкования, но в условиях таежной зоны Омской области отсутствуют конкретные рекомендации по  их применению для такой   культуры, как озимая рожь.

Принимая во внимание данное обстоятельство, в целях дальнейшего  увеличения производства зерна и  повышения его качества, становиться  необходимым, изучить влияние известкования  на дерново-подзолистой почве под  озимую рожь. Это позволит получать высокие урожаи не только в центральной лесостепи и степи, но и в менее пригодных для этого северных районах Омской области.

Новизна данной темы заключается  в том, что мне необходимо разработать план полевого опыта, чтобы в дальнейшем получить высокий и качественный урожай озимой ржи при внесении рассчитанных доз известкового мелиоранта.

Целью данного исследования является нахождение оптимальной дозы известкового мелиоранта для получения  наибольшего урожая лучшего качества озимой ржи  на дерново-подзолистой почве в Омской области.

     Принимая во внимание поставленную перед нами цель, можно сформулировать следующий ряд задач:

-изучить влияния известкования  на урожайность озимой ржи;

-установить влияния доз известковых  удобрений на качество озимой  ржи;

-рассчитать нормативные  показатели выноса главных элементов  питания, коэффициенты их использования  из почвы озимой рожью при  известковании;

-провести проверку  нормативов обеспеченности озимой  ржи элементами питания по  анализу растений в динамике.

3 Методические  требования к качеству полевого  опыта

П. Г. Найдин  дает следующее  определение полевого опыта: «Полевой опыт – это метод исследования, проводимый в природной (полевой) обстановке на специально выделенном участке в  целях установления количественного воздействия условий и приемов возделывания (отдельно взятых или сочетаний) на урожай сельскохозяйственных растений» /9/.

Особенность полевого опыта, как одного из биологических методов  исследования, состоит в том, что  культурное растение изучают в близких к производственным условиям, со всей совокупностью климатических, почвенных, агротехнических и производственных факторов, оказывающих непосредственное влияние на изучаемый объект. Полевой опыт – связующее звено теоретических исследований и сельскохозяйственной практики /2/.

Правильно поставленные полевые опыты должны отвечать следующим  основным методическим требованиям: соблюдение принципа единственного логического различия или наличие сравнимости; типичность полевого опыта; точность результатов исследования; достоверность; наличие документация.

Соблюдение принципа единственного логического различия, или тождества, всех условий, кроме  изучаемого, является одним из признаков  правильно поставленного опыта /2/.

В полевых условиях соблюсти принцип единственного различия трудно, так как в природе не один из факторов не является изолированным, все они тесно взаимосвязаны. Например, при изменении условий питания меняются химический состав почвы, вводно-физические свойства ее, воздушный режим окружающей среды и т.д. В опытах с удобрениями принцип единственного различия предусматривает соблюдение одинаковых агротехнических приемов (обработка почвы, одинаковые предшественники, равномерная засоренность, равномерность высева семян, виды и сорта) как в предшествующие закладке опыта годы, так и в год его проведения /9/.

Таким образом, соблюдение принципа единственного логического  различия при разработки схемы, программы  и проведения опыта зависит от цели и задачи исследования, степени  изученности вопроса и конкретных условий, в которых проводится опыт /2/.

Под типичностью, или  репрезентативностью, полевого опыта  понимают соответствие условий его  проведения почвенно-климатическим (природным), агротехническим, производственным и  организационно-хозяйственным условиям данного района или зоны /5/. Любой полевой опыт должен отвечать требованию почвенно-климатической типичности, то есть результаты полевого опыта, полученные на определенной почвенной разности какого-либо региона, должны быть использованы на практике только в этом регионе. Требование к агротехнической типичности опыта предусматривает использование полученных результатов только в тех хозяйствах, которые схожи как по плодородию почв, так и по экономическим показателям /9/.

В понятие « типичность» для агротехнического полевого опыта входит также требование проводить исследование с районированными (или перспективными) сортами и типичными для данной зоны культурами. Агротехнические опыты с экологически не приспособленными культурами и сортами теряют ценность, потому что районированные сорта и типичные культуры могут по-иному реагировать на изучаемые приемы, и, следовательно, нельзя распространять выводы из подобных опытов на обычные производственные условия.

К типичности относится  также требование проведения полевого опыта при общем высоком уровне агротехники; опыты при низком уровне агротехники не имеют большой производственной ценности /5/.

Качество полевого опыта  – одно из основных требований, которое  определяется точностью количественных результатов /9/. Под точностью опыта принято понимать степень соответствия полученных в опыте показаний с показаниями истинного действия условий (факторов) на сельскохозяйственные растения на участке, где проводится опыт /8/.

Точность результатов  исследования – качественные результаты, получаемые путем учета урожая, являются лишь приближенным выражением истинных результатов, так как при закладке и проведении опытов, учете урожая неизбежны погрешности. Чем меньше разница между истинным результатов и полученными учетными данными, тем точнее опыт. Причиной погрешностей в полевом опыте могут являться неточность измерений и взвешиваний, огрехи и просевы, повреждения, потери в период проведения опыта и уборки урожая.

Точность полевого опыта  – это обобщенный статистический показатель, который дает количественную характеристику изменчивости результатов опыта, устанавливается математической обработкой результатов полевого опыта с использованием методов вариационной статистики и характеризуется величиной случайной ошибки средней, выраженной в процентах от среднего урожая по всему опыту.

При проведении опыта  экспериментатор обычно встречается  с тремя видами ошибок – случайными, систематическими и грубыми. Ошибка – это расхождение между результатами выборочного наблюдения и истинным значением измеряемой величины.

Случайные ошибки  - это  ошибки, возникающие под воздействием очень большого числа факторов, эффекты, действия которых столь незначительны, что их нельзя выделить и учесть  в отдельности. Любой полевой  опыт содержит в себе некоторый элемент случайности, то есть изменчивость получаемый данных обусловлена в какой-то степени неизвестными нам причинами – случайными ошибками /5/.

Характерная особенность  случайных ошибок – их тенденция  взаимно погашаться в результате приблизительно одинаковой вероятности,  как и отрицательных значений, причем малые значения встречаются чаще, чем большие. Благодаря такой тенденции к взаимному погашению разнонаправленных случайных ошибок при обобщении данных и выведении средних показателей погрешности уменьшаются по мере увеличения числа наблюдений.

Систематические ошибки искажают измеряемую величину в сторону  преувеличения или преуменьшения  в результате действия вполне определенной  постоянной причины.

Основную особенность  систематических ошибок составляет их однонаправленность, то есть они завышают или занижают результаты опыта. Это приводит к тому, что такие ошибки в отличие от случайных не имеют свойства взаимопогашения и, следовательно,  целиком входят как в показания отдельных наблюдений, так и в средние показатели /5/.

Грубые ошибки, или  промахи, возникают чаще всего в  результате нарушения основных требований к полевому опыту, недосмотра или  небрежного и неумелого выполнения работ. Избежать грубых ошибок  можно  продуманной, тщательной организацией и проведением полевого опыта /5/.

Кроме точности полевой  опыт характеризуется достоверностью. Достоверность и точность опыта  понятия не идентичные /9/. Под достоверностью опыта понимают логически правильно  построенную схему и методику проведения опыта, соответствие их поставленным перед исследованием задачам, правильный выбор объекта и условий проведения данного опыта /5/. Достоверность опыта необходима для объективной оценки пригодности результатов опыта для рекомендации сельскохозяйственному производству, установления существенной разницы между изучаемым приемом и контролем /2/.

Научно-обоснованный анализ результатов исследований, объективность  научной информации в надежной степени  определяется ведением строгой научной  документации надежным ее хранением /5/. Достаточно полная и точная документация позволит использовать результаты исследования и внедрять их в сельскохозяйственное производство, а при необходимости даст возможность воспроизвести, повторить эксперимент в близких к проведению опыта условиях /2/.

Вся документация по опыту  подразделяется на первичную и основную (сводную). К первичной документации относится дневник исследований (полевая книжка) и журнал опыта. К дополнительным первичным документам относятся рабочие тетради, в  которых ведут все необходимые пересчеты массовых наблюдений; лабораторные журналы, ведомости учета и т. п. К основной документации относятся научные отчеты, рефераты, опубликованные статьи, диссертационные и дипломные работы /5/. 

4. Условия проведения опыта

4.1Характеристика агрохимических  условий почвы

опытного участка

Дерново-подзолистые почвы наиболее распространены в таёжно-лесной зоне. Они развиваются под хвойными и вторичными смешанными лесами с бедным травяным, развитым моховым и лишайниковым напочвенным покровом.

В дерново-подзолистых почвах хорошо выражен дерновый горизонт А₁. По родовым признакам в области выделяют нормально развитые – обычные и со вторым гумусовым горизонтом.

Эти почвы формируются на породах  разного гранулометрического состава, но в основном на карбонатных (карбонаты на глубине 118-210 см и более), под пологом смешанных хвойно-лиственных и лиственных лесов с густым травянистым покровом, а также на безлесных полянах. Большая часть этих почв находится в распашке. /7/

Наиболее распространённой разновидностью этих почв являются дерново - сильноподзолистые, которые составляют 62,2% от всех почв этого подтипа. Из них 169,3 тыс. га (70,7%) находится в пашне.

Морфологическое строение суглинистой  дерново-подзолистой почвы представлено из описания разреза: вскипание обычно наблюдается в горизонтах В₂ или С_к.

Профиль представлен следующими горизонтами: А_пах  + А₁ + А₂ + А₂В + В₁+ В₂ + С_к.

Таблица 3- Характеристика морфологического строения

                    суглинистой дерново-подзолистой почвы /7/

Дерново-подзолистые почвы имеют  в профиле хорошо выраженный дерновый горизонт А₁,по сравнению с другими почвами средне богаты естественным плодородием, но довольно хорошо развит гумусовый горизонт для таёжно-лесной зоны и варьирует от 17 до 30 см. Данные валового химического анализа показывают дифференциацию профиля почвы по распределению полуторных окислов железа и алюминия.  По гранулометрическому составу строение этой почвы разнообразно – от супесчаной до тяжелосуглинистой.  Это хорошо заметно в распределении ила и физической глины, значительное содержание которых сосредоточено в иллювиальных горизонтах. Здесь количество ила в 3-5 раз больше, чем в горизонте  А₂. Распределение содержание кремнезёма и полуторных окислов железа и алюминия аналогично распределению фракций ила и физической глины. /7/

Суглинистая дерново-подзолистая  почва имеет низкую ёмкость поглощения, сумма обменных катионов в горизонте  А_пах (А₁) – 5,9-20,2, в горизонте А₂ – 4,3-11,7 мг-экв/100 г почвы. При этом показатель ёмкости поглощения этой почвы больше, чем у супесчаной.

Реакция почвенного раствора кислая, значение рН солевой суспензии в  горизонте  А_пах (А₁) от 4,0 до 5,2. при этом более кислыми почвами являются почвы суглинистыми и глинистыми.

По содержанию гумуса почвы в  основном мало- и средне гумусовые. В легкосуглинистых и супесчаных почвах гумуса содержится 1,47 – 3,63 %, в  суглинистых – колебания более  резкие – 1,41-7,61 %.как правила, эти  почвы более гумусированы.

Запасы валовых форм азота и  фосфора находятся в прямой зависимости от содержания гумуса. Доступными для растения  формами питательных веществ эти почвы бедны.

В формировании водно-физических свойств  почвы решающую роль играет её гранулометрический состав. Более ценным в этом отношении являются легкосуглинистые и супесчаные почвы.

Дерново-подзолистые почвы –  основные пахотные почвы лесной зоны. Преобладающее большинство их бедны гумусом и основными элементами пищи растений, имеют высокую кислотность и малую насыщенность основаниями. Все почвы лёгкого гранулометрического состава имеют  плохие физико-химические свойства. [5]

Таблица 1 – Агрохимическая характеристика суглинистой дерново-подзолистой почвы /7/