WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи


АБУОВА Алтынай Бурхатовна

Теоретическое обоснование и разработка инновационных технологий возделывания ярового рапса в Северном Казахстане

06.01.01 – общее земледелие, растениеводство

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук



















Кинель – 2013

Работа выполнена в ТОО «Костанайский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» и в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарская государственная сельскохозяйственная академия», Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Научный консультант доктор сельскохозяйственных наук, профессор Васин Василий Григорьевич
Официальные оппоненты: Кшникаткина Анна Николаевна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВПО Пензенская государственная сельскохозяйственная академия, профессор кафедры переработки сельскохозяйственной продукции Зудилин Сергей Николаевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия», заведующий кафедрой земледелия, почвоведения, агрохимии и земельного кадастра
Казарин Владимир Федорович, доктор сельскохозяйственных наук, ГНУ Поволжский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова, заведующий лаборатории селекции и семеноводства кормовых культур

Ведущая организация – Государственное научное учреждение «Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени Н.М.Тулайкова», Россельхозакадемия

Защита состоится 17 декабря 2013 года в ­­1000 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.058.01 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 446442, Самарская область, пгт.Усть-Кинельский, ул.Учебная 2, ауд.1204.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Самарская государственная сельскохозяйственная академия».

Автореферат разослан _________________________ 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Марковская Галина Кусаиновна

Общая характеристика работы


Актуальность темы исследования. Рапс имеет большое продовольственное, кормовое, техническое, агротехническое и экологическое значение. Для региона Северного Казахстана особенно важны такие направления использования рапса, как получение высококачественного растительного масла, а также использование на кормовые цели. Учитывая, что яровой рапс является важной культурой для диверсификации, т.е. изменения ассортимента сельскохозяйственного производства, его площади наращиваются в Костанайской области, что требует разработки высокого уровня технологии возделывания, и в связи с этим подробного изучения основных ее элементов.

Особенно актуальным в конкретных почвенно-климатических условиях степной

зоны Северного Казахстана является изучение возможности повышения продуктивности ярового рапса путем совершенствования наиболее подвижных элементов технологии: оптимизация норм высева и сроков сева, внесения различных доз минеральных удобрений и подбор сортов, обеспечивающие наиболее полную реализацию климатического потенциала региона. При этом на основе изучения особенностей биологии культуры во взаимосвязи с почвенно-климатическим потенциалом региона, требуется уточнение места рапса в типичном севообороте Северного Казахстана.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в научно-теоретическом обосновании получения высококачественной конкурентоспособной продукции ярового рапса в короткоротационных севооборотах, разработке инновационных технологий возделывания на маслосемена и зеленый корм для почвенно-климатических условий Костанайской области, способствующие максимальной реализации биологического потенциала этой культуры.

Для выполнения поставленной цели были намечены следующие задачи:

-разработать инновационные технологий возделывания ярового рапса на маслосемена и зеленый корм;

- изучить и определить оптимальные параметры формирования урожая и качество продукции ярового рапса (маслосемян и зеленой массы) в зависимости от основных элементов технологии: сроков посева и норм высева, доз внесения минеральных удобрений;

-изучить водный и пищевой режимы почвы, фотосинтетическую деятельность посевов ярового рапса;

-провести сравнительную агроэкологическую оценку степени адаптации, продуктивности и качества семян различных сортов ярового рапса в условиях Северного Казахстана;

-изучить влияние уровней минерального питания на продуктивность ярового рапса;

- определить эффективность ярового рапса как предшественника яровой пшеницы и других культур в короткоротационных севооборотах Северного Казахстана;

-дать экономическую и агроэнергетическую оценку элементов технологии возделывания рапса ярового.

Научная новизна. Впервые на южных черноземах Северного Казахстана на основании многолетних опытов обоснованы параметры основных элементов инновационной технологии возделывания рапса ярового на маслосемена и зеленый корм. Дано обоснование размещения рапса в короткоротационных севооборотах, выявлено последействие рапса на урожайность зерновых культур, показатели качества зерна и маслосемян. Проведен анализ использования яровым рапсом климатических ресурсов вегетационного периода. Изучено влияние сроков сева и норм высева, внесения минеральных удобрений на урожайность и качество продукции ярового рапса на маслосемена и зеленый корм. Определены параметры факторов роста, развития рапса и условий произрастания. Подобраны сорта, обеспечивающие наиболее полную реализацию биологического потенциала культуры в условиях региона. Изучены водный, пищевой режимы почвы, фотосинтетическая деятельность посевов ярового рапса. Выявлены биометрические показатели структуры урожая. Дана экономическая и агроэнергетическая оценка основных элементов технологии возделывания рапса ярового. Сделано агробиологическое обоснование возможности получения высококачественной конкурентоспособной продукции ярового рапса в условиях региона.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретически обоснованы оптимальные сроки сева и нормы высева ярового рапса при возделывании на маслосемена и зеленый корм, дозы рядкового внесения минеральных удобрений и рекомендуемые четырех- и пятипольные севообороты с рапсом.

Применительно к местным почвенно-климатическим условиям определены наиболее адаптированные сорта ярового рапса - Липецкий и гибрид Лембке с урожайностью маслосемян 21,4 и 21,6 ц/га и сбором масла 9,3 ц/га. Сорта Абилити, Герос также стабильно превышают стандарт Юбилейный как по урожайности, так и по сбору масла с гектара соответственно 21,0 и 20,5 ц/га, сбором масла 9,1 и 9,0 ц/га, при показателях стандарта 19,4 и 8,5 ц/га, но уступают сорту Липецкий.

Предлагаемая инновационная технология возделывания ярового рапса в условиях богары Северного Казахстана обеспечивает урожайность до 2,3 ц/га семян и 307 ц/га зеленой массы. В хозяйствах Костанайской области разработаны мероприятия по внедрению в производство и возделыванию ярового рапса, которые в последние годы успешно выполняются. По Костанайской области в 2005 г. посевная площадь ярового рапса составляла 385 га, 2006 г. – 24700 га, 2007 г. – 53380 га, 2008 г. – 64500 га. Экономический эффект от внедрения ярового рапса в хозяйствах Костанайской области составил более 400 млн. тенге.

На основании проведенных исследований разработано практическое руководство для хозяйств различных форм собственности «Рекомендации по возделыванию ярового рапса». г.Костанай, УДК 633.85. Заречное, 2011 г.

Основные положения, выносимые на защиту.

  • посевы рапса максимальной семенной продуктивности (до 21,4 ц/га) и масличности 41,3-43,9% достигают во второй срок 21-31 мая с нормой высева 2,5 млн. всхожих семян на 1 га;
  • величина урожая зеленой массы ярового рапса находится в высокой степени корреляционной зависимости от биометрических показателей в фазу бутонизации (от массы листьев - r=0,94±0,09; массы одного растения- r=0,92±0,11; облиственности- r=0,90±0,12);
  • оптимальная норма высева рапса на зеленый корм при первом и втором сроке посева 2,8 млн., при третьем сроке посева 3,1 млн. всхожих семян на 1 га;
  • наибольший выход масла (5,7 ц/га) обеспечивают посевы рапса при внесении N30P20, а лучшую окупаемость 1 кг д.в. (8,5 кг семян) при внесении P20;
  • размещение пшеницы по занятому (рапсовому) пару обеспечивает урожайность 16,7 ц/га, сидеральному рапсовому – 15,1 ц/га, рапсу на семена – 15,7 ц/га, что не уступает лучшему предшественнику для яровой пшеницы в условиях Северного Казахстана чистому пару.

Степень достоверности и апробация результатов.

Материалы диссертационной работы докладывались на международных научно-практических конференциях: «Стратегия научного обеспечения АПК РК в отраслях земледелия, растениеводства и садоводства: реальность и перспективы», г. Алматы (2004 г.), «Индустриально-инновационное развитие Казахстана: проблемы и перспективы», г. Костанай (2004 г.), «Сохранение окружающей среды – важнейшая проблема современности», г. Уральск (2005 г.), на международной научно-практической конференции, посвященной 120-летию со дня рождения М. Дулатова, г. Костанай (2005 г.), на международной научно-практической конференции молодых ученых, г. Алматы (2007 г), «Экономические аспекты развития народного хозяйства Западного Казахстана», г. Уральск (2007 г.), «Инновационные технологии пищевой и легкой промышленности», г. Алматы (2008, 2009 гг.), «Приоритетное направление по производству и переработке с.х.продукции» посвященной 80-летию академика К.У. Медеубекова, г.Алматы (2009 г.), «Образование и наука - 21 век», г. София (2009), «Научное обеспечение АПК стран Таможенного Союза», г. Астана (2010), на международной XIII научно-практической конференции в Монголии, г. Улан-Батор (2010), «Научно-технический прогресс в с.х. производстве», г. Минск (2010), на 6-й международной конференции молодых ученых и специалистов «Инновационные направления исследований в селекции и технологии возделывания масличных культур» ВНИИМК, г. Краснодар (2011), на международной научно-практической конференции, г.Уральск (2011), на международной конференции инновационных технологий, г.Алматы (2011), на международной конференции СГАУ, г.Саратов (2011), на международной научно-практической конференции, г.Волгоград (2012), на 7-й международной конференции молодых ученых и специалистов, г. Краснодар (2013), «Современные интеграционные приоритеты науки: от исследований до инноваций», Уральск (2013). Материалы исследований широко использовались для проведения учебных занятий, семинаров и совещаний по вопросам технологии возделывания ярового рапса в условиях Костанайской области.

Публикация результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 55 научных работ, в том числе 18 -в изданиях, рекомендованных Комитетом по контролю в сфере образования и науки Министерства образования и науки Республики Казахстан и 11 в изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации. Основные положения исследований напечатаны в рекомендациях, сборниках, журналах.

В соавторстве с коллективом ученых во главе с академиком Двуреченским В.И., директором Северо-Западного научно-производственного центра Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан, разработана «Рекомендация по возделыванию ярового рапса», г. Костанай, В 978-601-06-1180. УДК 633.85, 2011 г

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, списка литературы, включающего 411 источника, в том числе 17 зарубежных авторов, изложена на 325 страницах компьютерного текста, содержит 67 таблиц, 9 рисунков и 16 приложений.

Автор выражает искреннюю признательность за ценные советы и помощь в выполнении данной работы научному консультанту, заведующему кафедрой растениеводства и селекции Самарской ГСХА, доктору сельскохозяйственных наук, профессору В.Г. Васину; академику В.И.Двуреченскому и сотрудникам Костанайского научно-исследовательского института сельского хозяйства.


СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика проведения исследований


Экспериментальные исследования проводились с 2004 по 2010 гг. в Костанайском научно-исследовательском институте сельского хозяйства.

Климат в зоне проведения исследований резко континентальный: жаркое и сухое лето, малоснежная холодная зима. Годовая амплитуда температуры воздуха в среднем составляет 75°С; в отдельные годы достигает 88°С. Зимой минимальная температура воздуха нередко падает до - 35-40°С, в единичных случаях - 45-50°С. Летом абсолютная температура равна +41-43°С. Теплый период со среднесуточной t выше 0°С длится 195-200 суток – с 7-12 апреля до 19-28 октября. Продолжительность безморозного периода колеблется от 108 до 130 суток. Среднегодовая t воздуха – 0,3-2,3°С, повышается в отдельные годы до 4,5-5°С или понижается до 0-1,2°С. Продолжительность вегетационного периода увеличивается с севера на юг,

Почва стационарного участка – чернозем южный маломощный в комплексе с солонцами до 10%. Мощность гумусового горизонта (А + В1) равна 41-45 см. Вскипание от HCl с 85 см, выделение карбонатов с той же глубины. Содержание гумуса 3,0-3,2%. По данным анализов, выполненных агрохимической лабораторией института, почва опытного участка содержит валового азота (в слое 0-20 см) – 0,15-0,16%, фосфора – 0,10-0,13%.

Обеспеченность почвы подвижными формами азота (NO3 по Грандваль-Ляжу) – 22,5-25,5 мг/кг почвы – средняя, фосфора (Р2О5 по Чирикову) – 114-136 мг/кг почвы – повышенная и калия (К2О по Чирикову) – более 200 мг/кг почвы – высокая. Поглощающий комплекс насыщен кальцием и в меньшей мере магнием. Обменного натрия и калия содержится незначительное количество. Реакция водной суспензии в пределах первого метра – слабощелочная.

По многолетним данным годовая норма осадков в районе проведения опытов 323 мм. Осадки теплого периода (апрель-октябрь) составляют 75,6% от годового количества. Большая часть их выпадает во второй половине лета. Гидротермический коэффициент (ГТК) составляет 0,8-1,0. Сумма эффективных температур - 2200-2400 градусов.

Метеоусловия 2004-2010 гг. соответствуют климатическим характеристикам засушливой степной зоны Северного Казахстана.

2004 год в сравнении с многолетней нормой был более сухим. За сельскохозяйственный год выпало всего 233,3 мм осадков. Лето 2004 года было значительно теплее среднемноголетних значений на всем его протяжении (апрель-сентябрь). Так, среднесуточная температура воздуха мая составила 16,7ОС (норма 13,0), июня – 20,5 (норма 18,3), июля – 23,1 (норма 20,2), августа 19,9 (норма – 17,8).

В сравнении с многолетней нормой 2005 год был более влагообеспеченным. За сельскохозяйственный год (октябрь-сентябрь) выпало 394,6 мм осадков. По показателю годовой суммы осадков 2005 год был одним из лучших за последние десять лет. Сумма эффективных температур, уже начиная с мая, значительно превышала многолетние значения, и так продолжалось на протяжении всего лета. За период май-сентябрь сумма эффективных температур в 2005 году составила 2000ОС при многолетней норме 1714ОС.

2006 год в сравнении с многолетней нормой и предыдущими годами исследований был более засушливым. За сельскохозяйственный год (октябрь-сентябрь) выпало всего 227,6 мм при многолетней сумме – 323 мм. Среднесуточная температура воздуха в теплый период года (апрель-сентябрь) была близка к среднемноголетним значениям, или несколько выше, что, в общем, создавало благоприятные условия для роста и развития растений ярового рапса.

Несмотря на большое количество осадков за 2007-й год (381,5 мм), значительная их часть (32,7%) выпала в холодный период. В теплый же период и за вегетацию растений рапса сумма осадков была ниже среднемноголетней – 225,1 против 244,0 мм и 143,5 против 156,0 мм соответственно. Сумма эффективных температур по месяцам и за вегетацию оказалась на уровне 2006 года и немного превышала норму.

2008 год в сравнении с многолетней нормой имеет большую сумму осадков (361,6мм) за сельскохозяйственный год (октябрь-сентябрь), однако сумма осадков за теплый период года (апрель-октябрь) и за вегетацию (май-август) была на 25,2-34,6 мм меньше многолетней и меньше, чем в прошлом (2007-м) году на 13-15мм. Среднесуточная температура воздуха в первой половине вегетации (май-июнь) была выше среднемноголетних значений на 0,4-0,9 ОС, а во второй (июль-август) на 2,6-2,8 0С, что усиливало засушливость периода вегетации

2009 год в сравнении с многолетней нормой имеет меньшую сумму осадков (283,4 мм) за сельскохозяйственный год (октябрь – сентябрь) и характеризуется как резко засушливый. Меньше нормы (156,0 мм) выпало осадков и за вегетационный период (май – август) – 139,8 мм. Тем не менее, хорошие влагозапасы весной и осадки, выпавшие в мае (59,8 мм, или 193% нормы), позволили растениям выдержать столь длительный сухой период.

В 2010 году сумма осадков за сельскохозяйственный год (октябрь-август) составила 229,7 мм, или 71% от многолетней нормы и год характеризуется как резко засушливый.

Проведенный нами анализ взаимосвязи урожая рапса с количеством и временем выпадения осадков показал, что в северном регионе Казахстана различие погодных условий в годы проведения исследований определенным образом повлияло на рост и развитие ярового рапса, его фотосинтетическую деятельность и, в конечном итоге на величину и качество урожая.

Для решения поставленных задач в период с 2004 по 2010 г. проведены следующие опыты:

1. Влияние сроков сева и норм высева на рост, развитие и урожайность маслосемян ярового рапса.

Цель: выявить оптимальные срок посева и норму высева ярового рапса на маслосемена на южных черноземах Северного Казахстана. Сорт Юбилейный тип «00», создан на Сибирской опытной станции ВНИИМК и ВНИИ масличных культур методом индивидуально-семейственного отбора из шведского сорта Глобаль.

Схема опыта: Фактор «А» (сроки посева): А1 – 10-20 мая, А2 – 21-31 мая, А3 – 1-10 июня.

Фактор «В» (нормы высева): В1 – 2,2 млн. всхожих семян на 1 га; В2 – 2,5; В3 – 2,8; В4 – 3,1; В5 – 3,4.

2. Влияние сроков сева и норм высева на рост, развитие, урожайность и кормовые качества зеленой массы ярового рапса. Сорт Галант – высокопродуктивный, устойчивый к полеганию сорт типа «00». Создан во ВНИИМК совместно с ВНИПТИ рапса методом межсортовой гибридизации по комбинации «сорт Эввин сорт Ханна» с последующим индивидуально-семейственным отбором из гибридной популяции.

Цель: выявить оптимальные срок посева и норму высева сорта ярового рапса кормового направления на зеленый корм на южных черноземах Северного Казахстана.

Схема опыта: Фактор «А» (сроки посева): А1 – 10-20 мая, А2 – 21-31 мая, А3 – 1-10 июня.

Фактор «В» (нормы высева): В1 – 2,2 млн. всхожих семян на 1 га; В2 – 2,5; В3 – 2,8; В4 – 3,1; В5 – 3,4.

3. Влияние минеральных (NPK) удобрений на рост, развитие и урожайность маслосемян ярового рапса.

Цель: выявить наиболее оптимальное сочетание элементов питания для развития ярового рапса при возделывании на маслосемена.

Схема 3-опыта: 1) Контроль (без удобрений); 2) N30; 3) P20; 4) K20; 5) N30P20;

6) N30 K20; 7) P20 K20; 8) N30P20K20.

Срок посева – 21-31 мая, норма высева – 2,8 млн. всхожих семян на 1 га.

Для проведения данного опыта в рядки перед посевом ярового рапса вносились как по отдельности, так и в сочетании друг с другом (по вариантам) следующие удобрения: аммиачная селитра (NO3 – 34,5%), суперфосфат двойной (P2O5 – 46%) и калий сернокислый (K2O – 50%). Расчет норм удобрений проводился балансовым методом.

4. Экологическое сортоиспытание рапса. Изучались сорта рапса селекции ВНИПТИР, ВНИИМК, Сибирской опытной станции ВНИИМК, а также селекции Казахстана и Германии (Юбилейный, Кубанский, Галант, Ратник, Ритм, Визит, Липецкий, Рубеж, Герос, Золотонивский, К-121, Абилити, Канадский гибрид 601, Сиеста, Хидалго, РЖ 405-05, Гибрид Лембке, Радикал, Русич, Ярвэлон, Сибник 198, Циклон, Гладиатор.

За стандарт принят сорт Юбилейный. Норма высева 3,0 млн. всхожих зерен на 1 га.

Цель: выявить наиболее хозяйственно-ценные сорта ярового рапса при возделывании на зеленый корм и маслосемена в условиях Северного Казахстана с применением зональной технологии.

Опыты (1-4) закладывались в 4-х повторениях, с учетной площадью делянки 32 м2 методом расщепленных делянок.

5. Продуктивность рапса в типичном севообороте региона и его последействие в полевых севооборотах. Опыт проведен в 2006-2010 гг. Оценивался яровой рапс как предшественник в пяти полевых севооборотах с различной структурой и набором сельскохозяйственных культур (зерновые, зернофуражные, масличные и кормовые).

Повторность опыта трехкратная. Учетная площадь делянки 630 м2. Размеры делянок 6010,5 м. Между делянками оставляются дорожки шириной 2,1 м. Размещение рендомизированное.

В опытах проводились следующие учеты, наблюдения и анализы:

Закладка опытов, учёты и наблюдения проведены согласно методическим разработкам и указаниям ВНИИР им. Н.И. Вавилова по изучению масличных культур (выпуск 2 и 3, 1976 г.), методик ГСИ сельскохозяйственных культур (выпуск 1, 1985 г.), методик проведения полевых агротехнических опытов с масличными культурами (ВНИИМК, под ред. В.М. Лукомец, Краснодар, 2007 г.) и методических указаний по семеноводству безэруковых и низкоглюкозинолатных сортов ярового рапса (ВНИИМК, 1985г.).

Посевные качества семян определялись в аккредитованном испытательном центре ТОО «Агроэксперт».

Фенологические наблюдения проводились глазомерно по фазам развития ярового рапса: всходы, образование листовой розетки, стеблевание, бутонизация, цветение, образование стручков, образование семян, созревание семян.

Определение запасов продуктивной влаги в почве. Пробы почвы на влажность отбирались перед посевом, в фазу цветения и после уборки по вариантам в двух повторностях опыта, по двум скважинам на делянке. Влажность почвы определяли весовым методом путем высушивания почвы до постоянного веса. Пробы отбирались по слоям в 10 см до глубины одного метра (Воробьев С.А., Егоров В.Б., Киселев А.Н. и др., 1971).

Определение нитратного азота в почве проводили по методу Сдобниковой. Анализы почвенных образцов проводили совместно с ДГП «Костанай НПЦЗем».

В слоях почвы 0-30 см определяются: гумус, валовые формы азота, фосфора и калия. Определение подвижных форм азота (NО3 или N-NО3), фосфорной кислоты (Р2О5 по Чирикову) и обменного калия (К2О по Чирикову).

Учет полевой всхожести и густоты стояния растений проводили на специально закрепленных площадках размером 0,25 м по четырем площадкам в двух повторностях опыта. С этих же площадок перед уборкой отбирали снопы для анализа структуры урожая.

Засоренность посевов перед уборкой учитывали количественно-весовым методом на площадках по 1 м2 в трехкратной повторности.

Чистую продуктивность фотосинтеза рассчитывали по формуле, описанной Ничипоровичем А.А., Строгановой Л.С., Чмора С.Н. и др. (1961)

Уборка и учет урожая рапса проводилось по методике Госсортcети (1971) в фазу полной спелости зерна. Урожайность пересчитывали на стандартную влажность (Доспехов Б.А.,1985) с использованием приложения Microsoft Excel, а также программы корреляционного анализа.

Химические анализы растительных образцов (общего азота, сырого жира, сырой клетчатки, сырой золы, сырые БЭВ) проводили в аккредитованном испытательном центре совместно с ТОО «Агроэксперт» согласно ГОСТам 13496.3-92, 13496.4-93, 13496.2-91, 26570-95, 26657-97 и руководству по анализам кормов МСХ СССР, 1982 г.

Расчет содержания кормовых единиц в урожае проводили на основе химического анализа растений с учетом коэффициентов жироотложения по Кельнеру и переваримости питательных веществ по Томмэ М.Ф. (1964).

Урожайность ярового рапса в условных кормопротеиновых единицах определяли по формуле, описанной у Можаева Н.И., Копытина И.П.

Энергетическую питательность определяли по формулам, приведенным у Щеглова В.В., Боярского Л.Г.

Агроэнергетическую оценку применяемых технологий рассчитывали по методике, разработанной Самарской государственной сельскохозяйственной академией (Васин В.Г. и др.2005).


РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. ИННОВАЦИОННЫЕ ПРИЕМЫ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОГО РАПСА НА СЕМЕНА В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА


Влагообеспеченность посевов. Весенние запасы влаги в почве зависели от осадков холодного периода. За холодный период (октябрь-март) осадки распределялись следующим образом. В 2004 г. количество выпавших осадков составило 103,5 мм – характеризуется по среднемноголетним данным (119,0 мм) как засушливый год. Напротив, 2005 г. отмечается большим увлажнением, т.к. сформировался плотный высокий снежный покров, суммарное количество осадков за холодный период было равно 177,5 мм. В 2006 г. в этот период наблюдается очень низкое содержание влаги, в 2 раза ниже среднемноголетней нормы – 59,7 мм.

В связи с этим весенние запасы влаги по годам сильно колебались. В целом в 2004 г. содержание продуктивной влаги в почве было чуть ниже многолетней нормы и составило 121,7-91,3 мм, в 2005 г. этот показатель был выше многолетней нормы (140,4-105,3 мм), в 2006 г. – ниже многолетней нормы и был равен 115,2-80,6 мм. Особенно сильно весенние запасы продуктивной влаги в почве перед посевом зависели от сроков сева. За все годы исследований прослеживается динамика снижения весенних запасов влаги от ранних сроков посева к поздним – в среднем с 125,8 до 92,4 мм. Содержание почвенной влаги на глубине 0-10 см колебалось в пределах 11,3-6,0 мм (табл. 1).

Таблица 1 - Содержание продуктивной влаги в почве до посева и перед уборкой

ярового рапса на маслосемена в зависимости от сроков посева, мм

Срок посева Посев Уборка
0-10 см 0-30 см 0-50 см 0-100 см 0-10 см 0-30 см 0-50 см 0-100 см
среднее за 2004-2006 гг.
10-20 мая 11,3 36,9 62,7 125,8 1,1 3,7 9,2 36,8
21-31 мая 8,5 33,3 54,9 110,4 0,9 3,2 7,9 30,3
1-10 июня 6,0 27,1 47,5 92,4 0,7 2,7 6,8 27,3

Общее снижение запасов почвенной влаги наблюдается к периоду уборки, когда у растений рапса, использовавших все доступные ресурсы влаги, идет накопление сухого вещества, созревание урожая, сформировавшегося за период вегетации. В это время запасы продуктивной влаги составили 36,8-27,3 мм. Суммарное водопотребление по срокам сева составило: 1 срок – 203,1 мм; 2 срок – 197,0 мм; 3 срок – 178,7 мм, т.е. имелось незначительное преимущество по водопотреблению первого срока сева.

Эффективность использования влаги характеризует коэффициент водопотребления. Общий расход запасов влаги (почвенной и атмосферной) на транспирацию и испарение с поверхности почвы в пересчете на единицу продукции (1 ц семян) по срокам сева составил: 1 срок – 30,8 мм; 2 срок – 22,9 мм; 3 срок – 23,2 мм. Наименьший коэффициент использования влаги в 2004 г. отмечен на втором сроке посева, в 2005 г. и 2006 г. – второй и третий срок. Таким образом, за годы исследований лучший коэффициент использования осадков имел второй срок сева. Наиболее рационально расходовалась влага при посеве нормой 2,5-2,8 млн. всх. семян на 1 га (24,8-23,6 мм/ц). Анализ ГТК показывает, что в целом метеоусловия были суровее и запасы почвенной влаги ниже среднемноголетней нормы на 75%.

Фитосанитарное состояние посевов. Анализ состояния посевов рапса по засоренности за годы исследований показал наличие таких сорных растений, как однолетние злаковые, однолетние двудольные и многолетние корнеотпрысковые. При своевременном уничтожении этих сорняков, как в предпосевной период, так и в течение вегетации, рапс, имея мощную корневую систему и широкие листья, в дальнейшем уже сам подавлял их развитие в течение вегетации. В опытах проводилась однократная обработка посевов ярового рапса в фазу 3-5 листьев противозлаковым гербицидом Арамо 1,5 л/га.

Исследованиями выявлено положительное влияние поздних сроков посева на снижение уровня засоренности посевов. В опыте перед уборкой количество однолетних и многолетних сорняков на втором сроке по сравнению с первым было меньше на 10,4-10,7%, на третьем – на 24,4-25,0%. На засоренность посевов ярового рапса оказывали влияние и нормы высева (табл.2).

Таблица 2 - Влияние сроков посева и норм высева на засоренность ярового рапса на маслосемена, среднее за 2004-2006 гг.

Срок посева Нормы высева, млн. всх. семян/га Количество сорняков, шт./м2 Воздушно-сухая масса сорняков, г/м2
однолетн. многолетн. однолетн. многолетн.
10-20 мая 2,2 14,9 0,30 30,1 2,95
2,5 13,7 0,28 30,4 3,08
2,8 13,2 0,27 28,6 2,81
3,1 13,0 0,27 27,2 2,64
3,4 12,7 0,26 26,2 2,54
среднее 13,5 0,28 28,5 2,80
21-31 мая 2,2 12,7 0,26 28,5 2,87
2,5 12,3 0,25 27,2 2,65
2,8 12,0 0,24 26,2 2,57
3,1 12,0 0,24 24,3 2,44
3,4 11,3 0,23 22,5 2,23
среднее 12,1 0,25 25,7 2,55
1-10 июня 2,2 11,0 0,22 23,7 2,34
2,5 10,8 0,22 22,2 2,26
2,8 10,3 0,21 20,2 2,08
3,1 9,6 0,20 18,6 1,86
3,4 9,3 0,19 17,3 1,73
среднее 10,2 0,21 20,4 2,05

Так, за счет значительного угнетения сорняков культурными растениями при увеличении нормы высева, засоренность снижалась в загущенных посевах. Кроме снижения количества сорняков, отмечалось значительное снижение их биомассы (особенно при высоких нормах высева) за счет лучшего подавления культурными растениями.

Энтомологические учеты показали появление в посевах рапса следующих вредителей: рапсовый цветоед, крестоцветная блошка, несколько видов клопов, капустная белянка. Например, в 2005 г. во время первого учета (6 июня) на посевах рапса были обнаружены следующие вредители: первый срок посева (10-20 мая) – хлебная полосатая блошка – 2 шт./м2, крестоцветная блошка – 3 шт./м2, рапсовая блошка – 2 шт./ м2. Также на растениях встречались клопы – 4 шт./м2, долгоносики – 1 шт./м2, поражение листа блошками составило 5%. На втором сроке посева (21-31 мая) в фазу появления 2 листа были отмечены виды блошек в единичных экземплярах. Третий срок посева (1-10 июня) – единичные вредители.

В фазу цветения-образования стручков (25 июля) численность вредителей была достаточно заметной и составляла: на 1 м2 луговой мотылек – 7 шт., капустная белянка – 4 шт., гусеницы 3-4 возраста – 3-4 штуки, клопы – 1 шт., рапсовый цветоед – 2 шт.

В период созревания стручков (19 августа) на первом сроке отмечены блошки, клопы – по одному экземпляру на 1 м2, отдельно местами была обнаружена тля. На втором и третьем сроках наблюдалась подобная картина: блошки, клопы по 1-2 экземпляра на 1 м2, тля.

В целом для эффективной борьбы с сорняками и вредителями ярового рапса при возделывании на маслосемена рекомендуется 2-кратная обработка посевов инсектицидами (фаза всходы, бутонизация) и 1-кратная обработка противозлаковым гербицидом избирательного действия, по мере прорастания сорняков.

Полевая всхожесть и сохранность растений. В ходе исследований установлено, что на величину полевой всхожести семян ярового рапса в большей степени оказывали: метеорологические условия вегетационного периода, степень повреждения крестоцветной блошкой, равномерность и качество всходов, наличие и конкуренция сорных растений, устойчивость растений к поражению болезнями и вредителями.

По нормам высева во все годы наблюдалась общая тенденция – полевая всхожесть незначительно снижалась от меньших норм высева к большим.

В среднем за годы исследований полевая всхожесть семян ярового рапса была не очень высокой и изменялась по вариантам опыта в пределах 54,0-65,8% (123,9-200,9 шт/м2) (табл.3).

Таблица 3 - Влияние сроков посева и норм высева на полевую всхожесть,

сохранность к уборке и общую выживаемость растений ярового рапса на маслосемена, среднее за 2004-2006 гг.

Срок посева Нормы высева, млн. всх. семян/га Всходы Уборка Общая выжива-емость, %
шт./м2 % всхожести шт./м2 % сохранности
10-20 мая 2,2 144,9 65,8 48,1 32,6 21,9
2,5 162,2 64,9 52,5 31,9 21,0
2,8 177,8 63,5 57,6 32,0 20,6
3,1 185,8 59,9 61,8 32,9 19,9
3,4 200,9 59,1 66,1 32,6 19,5
среднее 174,3 62,7 57,2 32,4 20,6
21-31 мая 2,2 132,2 60,1 52,9 39,2 24,0
2,5 150,8 60,3 61,2 39,5 24,5
2,8 167,1 59,7 66,2 38,4 23,6
3,1 179,2 57,8 64,5 34,8 20,8
3,4 195,2 57,4 70,6 34,9 20,8
среднее 164,9 59,1 63,0 37,4 22,8
1-10 июня 2,2 123,9 56,3 50,3 40,2 22,9
2,5 137,2 54,9 53,4 38,6 21,4
2,8 158,7 56,7 62,3 38,2 22,2
3,1 170,0 54,8 60,4 34,6 19,5
3,4 183,7 54,0 65,0 34,0 19,1
среднее 154,7 55,3 58,3 37,1 21,0

Во многом решающее значение имеют не только количество осадков, выпадающих в целом за вегетационный период, а сроки их выпадения по фазам вегетации, особенно в критические по водопотреблению фазы роста и развития. Особое значение имеет выпадение осадков в фазу ветвления – начала бутонизации, когда происходит закладка генеративных органов растения.

В этом отношении второй и третий сроки сева имели преимущество, поскольку июльский максимум осадков (в первой декаде июля в регионе выпадает в среднем 18 мм осадков) на этих сроках приходился именно на фазу ветвления – начала бутонизации. Это обеспечило увеличение сохранности растений, которая в среднем за годы исследований, в отличие от всхожести, наоборот, увеличивалась от ранних посевов к более поздним (на 14,5-15,4%).

Cамые стабильные показатели по густоте стояния растений в течение вегетации отмечены: при посеве в первый срок с нормой высева 2,8 млн. всх. семян/га, на втором сроке – 2,5 млн. всх. семян/га, на третьем сроке – 2,8 млн. всх. семян/га.

Между сохранностью растений ярового рапса к уборке и урожайностью маслосемян отмечена сильная корреляционная связь (r=+0,80±0,17) (рис. 1).

 Корреляционная зависимость урожайности маслосемян ярового рапса от-0

Рисунок 1. Корреляционная зависимость урожайности маслосемян ярового рапса от сохранности к уборке и общей выживаемости растений, среднее за 2004-2006 гг.

Согласно коэффициенту детерминации dYX=0,64, сохранность к уборке имеет долю влияния на урожайность в размере 64% от всех вместе взятых влияний. Точность коэффициента корреляции r является достоверной.

По показателю общей выживаемости растений преимущество имел второй срок сева (22,8%) за счет оптимального соотношения показателей полевой всхожести и сохранности растений к уборке. Растения ярового рапса на маслосемена, посеянные при высоких нормах высева, имея примерно одинаковую полевую всхожесть по сравнению с другими вариантами, за период вегетации обнаруживают низкий уровень общей выживаемости (в среднем 19,1-20,8%). Это можно объяснить тем, что из-за повышенной конкуренции за площадь питания выживаемость растений снижается.

Урожайность семян ярового рапса также находилась в прямой корреляционной зависимости сильной степени от общей выживаемости растений (r=+0,71±0,20). Доля влияния признака на урожайность составляла 50% (dYX=0,50).

Пищевой режим почвы в посевах ярового рапса на маслосемена. В прово-

димых исследованиях выявлено, что содержание в пахотном слое подвижных форм азота, фосфора и калия в вариантах зависело от сроков посева. Небольшое преимущество по сравнению с другими вариантами по питанию имел второй срок посева, где положительное отклонение по содержанию основных элементов питания перед посевом составило (мг/кг): NO3 – 0,64-4,72; P2O5 – 0,76-6,38, K2O – 2,36-14,92.

Общий вынос элементов питания растениями за вегетацию был тесно взаимосвязан с урожайностью семян ярового рапса по вариантам. Наибольший вынос на первом сроке отмечен при посеве нормой высева 2,8 млн. всх. семян/га: NO3 – 20,6 мг/кг; P2O5 – 11,6 мг/кг; K2O – 14,3 мг/кг. На втором сроке наибольшие показатели по выносу показал вариант с нормой высева 2,5 млн. всх. семян/га: NO3 – 23,9 мг/кг; P2O5 – 12,7 мг/кг; K2O – 15,6 мг/кг. При посеве в третий срок с нормой высева 2,8 млн. всх. семян/га был обнаружен следующий вынос питательных элементов: NO3 – 23,4 мг/кг; P2O5 – 11,9 мг/кг; K2O – 16,2 мг/кг почвы.

Между содержанием элементов питания перед посевом и урожайностью семян ярового рапса выявлена прямая корреляционная связь (рис. 2).

 Корреляционная взаимосвязь урожайности семян ярового рапса с-1

Рисунок 2. Корреляционная взаимосвязь урожайности семян ярового рапса с пищевым режимом почвы (перед посевом), среднее за 2004-2006 гг.

Так, по азоту коэффициент корреляции равен r=+0,75±0,18 (доля влияния NO3 на урожайность составляет 56% от всех вместе взятых влияний). По фосфору существует прямая коррелятивная связь высокой степени: r=+0,74±0,19 (dyx=0,55 или 55%, что говорит о средней доле влияния P2O5 на урожайность семян). Содержание калия имело небольшое влияние (40%) на величину урожая: r=+0,63±0,22. Коэффициент корреляции по всем элементам питания вычислен с достаточной точностью. В связи с чем ожидается получение наибольшей окупаемости от внесения на данных почвах азотных и фосфорных удобрений. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что потребление растениями элементов питания было напрямую связано с их продуктивностью, затратами почвенных ресурсов на формирование урожая.

Фотосинтетическая деятельность растений в посевах. В среднем за годы исследований площадь листьев составила (м2/м2): в период образования листовой розетки 2,8-3,4, стеблевания – 4,0-4,6, бутонизации – 4,2-5,3. Наибольшая площадь листьев, которую яровой рапс сформировал в фазу бутонизации, в среднем за годы исследований отмечалась на первом и третьем сроках при посеве с нормой высева 2,8 млн. всх. семян/га – 4,4 и 5,2 м2/м2 соответственно, на втором сроке лучший результат показал вариант с нормой высева 2,5 млн. всх. семян/га – 5,6 м2/м2. Далее, начиная с фазы цветения, происходит постепенное увядание листового аппарата, т.к. приток питательных веществ идет на формирование семян.

Исследованиями установлена прямая корреляционная связь высокой степени между площадью листьев в фазу бутонизации и урожаем маслосемян ярового рапса (r=+0,94±0,10). Доля влияния площади листьев на величину урожая составила 88% от всех вместе взятых влияний.

Урожайность растений ярового рапса и продуктивность фотосинтеза этих растений тесно связаны с процессом накопления органического вещества.

Наибольшее накопление сухой массы ярового рапса отмечается в межфазный период «стеблевание – бутонизация», который и является критическим как по водопотреблению, так и по потреблению элементов питания (накапливается до 34,0% сухой массы всего за 10-12 дней). Характерной особенностью ярового рапса является еще и то, что накопление сухой массы у него продолжается в значительном количестве и в фазу цветения (до 20,0% от общего количества за вегетацию), в связи с чем хорошее увлажнение этой культуре необходимо вплоть до формирования стручков (рис. 3).

 Динамика накопления сухой органической массы ярового рапса на-2

Рисунок 3. Динамика накопления сухой органической массы ярового рапса на маслосемена в межфазные периоды (1 – розетка листьев, 2 – ветвление, 3 – бутонизация, 4 – цветение, 5 – образование стручков, 6 – образование семян) в зависимости от сроков посева и норм высева, г/м2, среднее за 2004-2006 гг.

Наибольшие показатели по общей сухой массе, накопленной за вегетационной период, отмечены на следующих вариантах: первый и второй сроки посева с нормой высева 2,8 млн. всх. семян/га – 316,8 и 389,4 г/м2 соответственно, на третьем сроке – вариант с нормой высева 3,1 млн. всх. семян/га – 363,0 г/м2.

Между накоплением сухой органической массы ярового рапса в фазу бутонизации и урожаем семян отмечена коррелятивная связь средней степени (r=+0,52±0,24) (dYX=0,27).

Исследованиями установлено, что чистой продуктивностью фотосинтеза можно управлять в значительной степени подбором сроков сева и норм высева. Выявлено, что наибольшая чистая продуктивность фотосинтеза нарастает от фазы «розетка листьев – стеблевание» к фазе «стеблевание – бутонизация», а затем убывает в межфазный период «бутонизация – цветение» (табл.4).

Таблица 4 - Чистая продуктивность фотосинтеза в межфазные периоды развития ярового рапса на маслосемена в зависимости от сроков посева и норм высева, г/м2сутки, среднее за 2004-2006 гг.

Срок посева Нормы высева, млн. всх. семян/га ЧПФ, г/м2 в сутки за период
розетка листьев – стеблевание стеблевание – бутонизация бутонизация – цветение
10-20 мая 2,2 1,18 1,78 0,41
2,5 1,66 2,48 0,58
2,8 1,94 3,05 0,67
3,1 1,52 2,54 0,53
3,4 1,44 2,43 0,50
среднее 1,55 2,45 0,54
21-31 мая 2,2 1,60 1,89 0,42
2,5 1,80 2,01 0,44
2,8 2,40 2,97 0,63
3,1 2,40 3,00 0,57
3,4 2,25 2,82 0,54
среднее 2,09 2,54 0,52
1-10 июня 2,2 1,57 1,72 0,43
2,5 1,42 1,64 0,42
2,8 1,52 1,83 0,45
3,1 2,28 2,66 0,66
3,4 1,22 1,70 0,44
среднее 1,60 1,91 0,48

Выявлено, что наибольшая чистая продуктивность фотосинтеза нарастает от фазы «розетка листьев – стеблевание» к фазе «стеблевание – бутонизация», а затем убывает в межфазный период «бутонизация – цветение».

В целом, характеризуя сроки сева, можно отметить, что по этому показателю выделяются посевы второго срока, имеющие преимущество по показателю чистой продуктивности фотосинтеза в наиболее ответственные периоды: «розетка листьев – стеблевание» и «стеблевание – бутонизация» соответственно 2,09 и 2,54 г/м2 в сутки. Оптимальной плотностью стеблестоя для формирования биомассы является норма 2,8 млн. всх. семян на 1 га.

Структура урожая ярового рапса на маслосемена. Анализ структуры урожая ярового рапса на маслосемена дает возможность изучить процесс формирования урожая и установить те элементы технологии и факторы окружающей среды, которые являются определяющими в формировании урожая. Установлено, что семенная продуктивность растений рапса находится в тесной взаимосвязи от метеорологических условий вегетационного периода и изучаемых вариантов опыта. Так, в сухом 2004 г. при массе 1000 семян равной 2,86-3,31 г биологическая урожайность составила 8,8-10,6 ц/га, причём наибольшая урожайность отмечена при посеве с нормой высева 2,8 млн. всх. семян/га. В 2005 г. биологическая урожайность по срокам и нормам высева в среднем составила: 1 срок – 14,5 ц/га (норма высева 3,1 млн. всх. семян/га – 15,6 ц/га), 2 срок – 18,8 ц/га (норма высева 2,5 млн. всх. семян/га – 20,6 ц/га), 3 срок – 17,7 ц/га (норма высева 2,8 млн. всх. семян/га – 19,7 ц/га) (табл.5).

Таблица 5 - Элементы структуры урожая и биометрические показатели ярового рапса в зависимости от сроков посева и норм высева, среднее за 2004-2006 гг.

Срок посева Нормы высева, млн. шт./га Количество растений, шт./м2 Высота растений, см Число на одном растении, шт. Число семян в одном стручке,шт. Масса 1000 семян, г
ветвей стручков
10-20 мая 2,2 48,1 108,1 2,2 39,7 16,7 3,37
2,5 52,5 110,3 2,6 38,3 16,9 3,42
2,8 57,6 113,2 2,5 37,9 16,5 3,48
3,1 61,8 111,8 2,5 37,8 16,0 3,24
3,4 66,1 108,7 2,1 36,2 15,1 3,01
среднее 57,2 110,4 2,4 38,0 16,3 3,30
21-31 мая 2,2 52,9 110,2 2,6 42,2 20,0 3,19
2,5 61,2 113,2 2,7 41,6 19,6 3,26
2,8 66,2 113,8 2,5 40,2 18,4 3,21
3,1 64,5 113,3 2,4 39,4 17,7 3,14
3,4 70,6 113,9 2,2 39,1 17,3 2,94
среднее 63,1 112,9 2,5 40,5 18,6 3,15
1-10 июня 2,2 50,3 105,9 2,5 41,9 18,5 3,49
2,5 53,4 113,4 2,4 41,2 18,3 3,52
2,8 62,3 109,8 2,3 41,6 18,0 3,34
3,1 60,4 109,3 2,2 40,9 17,2 3,22
3,4 65,0 106,8 2,2 39,6 16,7 3,14
среднее 58,3 109,0 2,3 41,0 17,8 3,39

Исследованиями установлена прямая коррелятивная связь между урожаем семян и биометрическими показателями ярового рапса. Так, связь между числом семян в одном стручке и урожаем семян ярового рапса характеризуется коэффициентом корреляции r=+0,82±0,16 и является сильной. Коэффициент детерминации dYX составил 67%, что говорит о высокой доле влияния числа семян в одном стручке на урожайность семян. Урожайность семян находилась в прямой корреляционной зависимости сильной степени от числа стручков на одном растении (r=+0,66±0,21). Согласно коэффициенту детерминации dYX=0,44, число стручков на одном растении имеет долю влияния на урожайность в размере 44% от всех вместе взятых влияний. Между числом ветвей на одном растении и урожаем семян выявлена прямая коррелятивная связь средней степени (r=+0,54±0,23). Доля влияния данного признака на урожай составляет 29% (dYX=0,29) от всех вместе взятых влияний.

Влияние сроков посева на продуктивность маслосемян ярового рапса. В среднем за годы исследований самая высокая урожайность отмечена при втором сроке сева (21-31 мая) и составила в среднем по нормам высева 8,6 ц/га (НСР05=0,37). Нормой высева, при которой увеличение плотности стеблестоя обеспечивает стабильное повышение продуктивности 1 га посевов при неизбежном снижении продуктивности единичного растения, оказалась норма 2,5 млн. всх. семян/га. Данный вариант опыта при оптимальном среднем сроке сева обеспечивает формирование стеблестоя к уборке около 61,2 растений на 1 м2.Масличность семян и выход масла с 1 га зависели от сложившихся метеоусловий, сроков посева и норм высева (табл.6).

Таблица 6 - Урожайность, масличность и выход масла с 1 га в зависимости от сроков посева и норм высева, среднее за 2004-2006 гг.

Срок посева (А) Нормы высева, млн. всх. семян/га (В) Урожайность, ц/га Масличность, % Выход масла с 1 га, ц
10-20 мая 2,2 6,1 43,4 2,65
2,5 6,5 42,6 2,77
2,8 7,3 42,0 3,07
3,1 7,1 41,3 2,93
3,4 6,1 41,0 2,50
среднее 6,6 42,1 2,78
21-31 мая 2,2 8,4 43,9 3,69
2,5 9,8 43,6 4,27
2,8 8,9 42,8 3,81
3,1 8,2 42,6 3,49
3,4 7,9 41,9 3,31
среднее 8,6 43,0 3,71
1-10 июня 2,2 7,8 41,1 3,21
2,5 7,8 40,9 3,19
2,8 8,6 40,6 3,49
3,1 7,3 40,0 2,92
3,4 7,1 39,2 2,79
среднее 7,7 40,4 3,12
НСР05 по фактору А, ц/га 0,37 - -
НСР05 по фактору В, ц/га 0,39


Pages:     || 2 | 3 |
 




<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.