Подбор и приемы возделывания зернобобовых культур в лесостепи среднего поволжья
на правах рукописи
ВАСИН АЛЕКСАНДР ВАСИЛЬЕВИЧ
ПОДБОР И ПРИЕМЫ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР В ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
06.01.09 – растениеводство
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Кинель – 2006
Работа выполнена на кафедре растениеводства ФГОУ ВПО
Самарской государственной сельскохозяйственной академии
Научный руководитель:
Заслуженный деятель науки РФ, доктор
сельскохозяйственных наук,
профессор Ельчанинова Надежда Николаевна
Официальные оппоненты:
Доктор сельскохозяйственных наук,
профессор Зотиков Владимир Иванович
Кандидат сельскохозяйственных наук,
доцент Волкова Алла Викторовна
Ведущая организация:
Поволжский научно-исследовательский институт
селекциии семеноводства им. П.Н. Константинова
Защита диссертации состоится 26 декабря 2006 года в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 220.058.01 при ФГОУ ВПО Самарской государственной сельскохозяйственной академии.
Адрес: 446442, Самарская область, г. Кинель,
пгт. Усть-Кинельский, ФГОУ ВПО Самарская ГСХА,
диссертационный совет.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Самарской государственной сельскохозяйственной академии.
Автореферат разослан «_____» ноября 2006 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
профессор Г.К. Марковская
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Важнейшим стратегическим приоритетом кормопроизводства на ближайшую перспективу является сбалансированное кормление животных, основанное на стабильном обеспечении отрасли полноценным кормовым белком собственного производства.
Однако и в настоящее время, несмотря на значительное снижение поголовья скота, проблема растительного белка остается одной из наиболее острых. Несовершенство структуры посевных площадей с низким удельным весом зернобобовых культур при ограниченных материально-технических ресурсах привело к снижению валового производства зерна бобовых культур, уменьшению содержания в урожае протеина. Практически отсутствует влияние зернобобовых культур на почвенное плодородие.
В последние 20 – 25 лет погодные условия региона претерпевают серьезные изменения, больше стало влаги и тепла, на декаду удлинился период вегетации, поэтому уже сейчас встает вопрос об уточнении места культур и сортов в структуре посевных площадей, корректировке приемов их возделывания и совершенствовании технологии в целом. В особенности это относится к зернобобовым культурам – гороху, сое, а так же к чине и нуту.
В связи с этим одним из важных направлений в организации адаптивного растениеводства является правильный подбор и формирование высокопродуктивных экономически эффективных агрофитоценозов зернобобовых культур, которые наиболее полно используют биоклиматические ресурсы региона, и разработка современных технологий с использованием прогрессивных приемов создания высококачественного урожая.
Цель исследований. Провести подбор, дать сравнительную оценку продуктивности и качеству урожая зерна зернобобовых культур на разных уровнях минерального питания в кормовом севообороте с занятым и сидеральным паром, а так же с применением семян обработанных ризоторфином.
Задачи исследований. В лесостепной зоне Среднего Поволжья на черноземе обыкновенном:
- выявить наиболее продуктивные зернобобовые культуры, сорта для использования на зерно;
- уточнить эффективность применения ризоторфина при предпосевной подготовке семян;
- изучить особенности роста, развития растений, их фотосинтетической деятельности и формирования урожая зернобобовых культур;
- определить и дать сравнительную оценку основным параметрам продуктивности и питательной ценности зернофуража гороха, сои, чины, нута;
- дать агроэнергетическую и экономическую оценку изучаемых культур и приемов возделывания.
Полученные результаты использовать при выработке рекомендаций по возделыванию зернобобовых культур в лесостепи Среднего Поволжья.
Научная новизна и практическая ценность работы. Для условий лесостепи Среднего Поволжья при существенном изменении погодных условий за последние 20 – 25 лет дана оценка продуктивности новых сортов гороха Самарец, Флагман 7, сои Соер 4, а так же нута и чины и установлена целесообразность возделывания их на черноземе обыкновенном в севообороте с занятым или сидеральным паром. Размещение зернобобовых третьей культурой в севообороте с сидеральным паром и обработкой семян ризоторфином повышает продуктивность агрофитоценозов. Урожайность гороха достигает 3,00 т/га, сои 2,67 т/га.
Результаты исследований получают широкое распространение в предприятиях Самарской области: «Родина» Сызранского района, «Дружба» Кошкинского района, «им. Куйбышева» Кинельского района и др.
Материалы исследований используются в учебном процессе.
Основные положения, выносимые на защиту:
- внесение удобрений N 45…55, Р 45…60, К 50…60 и обработка семян ризоторфином, обеспечивает формирование урожая зерна гороха на уровне 2,96…3,00 т/га, сои 2,56…2,67 т/га, чины 1,92…2,00 т/га, нута 1,31…1,36 т/га, при размещении культур в севооборотах с сидеральным паром урожайность возрастает на 5,9…9,9%;
- максимальная площадь листьев и фотосинтетический потенциал формируются на посевах гороха и сои; при применении удобрений и обработке семян ризоторфином эти показатели возрастают;
- урожайность зерна гороха определяется густотой стояния, количеством семян в бобах и массой 1000 семян, нута – числом бобов на растении и массой 1000 семян, сои - числом бобов на растении;
- энергетически и экономически целесообразно возделывать сою, горох, а так же чину, применение семян обработанных ризоторфином повышает эффективность.
Апробация работы. Основные вопросы диссертации докладывались на Международной научно-практической конференции, посвященной 85-летию Самарской ГСХА «Актуальные проблемы АПК в ХXI веке» (г. Кинель, 2004 г.), на II Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования» (2005 г.), на III Международной научно-практической конференции « Аграрная наука – сельскому хозяйству» (2006 г.), на заседаниях кафедры растениеводства Самарской ГСХА (2003 - 2006 гг.). По результатам исследований получена медаль и диплом лауреата «Российского соевого союза»(2006 г).
По теме диссертации опубликовано 7 научных работ.
Представленная работа является составной частью общей тематики научно-исследовательских работ кафедры растениеводства Самарской ГСХА «Разработать приемы возделывания и использования кормовых культур, обеспечивающие в севооборотах Среднего Поволжья получение полноценной экологически чистой продукции на неорошаемых землях не менее 4…5 тыс. корм. ед. с 1 га при одновременном сохранении и повышении плодородия почвы» № гос. регистрации 01.950000894.
Работа выполнялась на кафедре Растениеводства ФГОУ ВПО Самарской государственной сельскохозяйственной академии под руководством Заслуженного деятеля науки РФ, доктора сельскохозяйственных работ, профессора Н.Н. Ельчаниновой.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 153 страницах компьютерной верстки, содержит 53 таблицы, 14 рисунков, дополнена 69 приложениями. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству. Библиографический список включает 263 наименования, в том числе 10 авторов дальнего зарубежья.
УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.
Опытное поле, где проводились исследования, находится в Центральной зоне Самарской области на водоразделе рек Большой Кинель и Сок. Климат этой местности характеризуется резко выраженной континентальностью.
За последний период (1983-2004 гг.) погодные условия претерпивают серьезные изменения. По данным метеостанции Самарской ГСХА произошло потепление на 1,6оС. Среднегодовое значение суммы температур составило 5,4оС при норме 3,8оС. В основном это связано с повышением среднемесячных температур в зимние и весенние месяцы. Что касается осадков, то они превысили среднемноголетнее значение на 141 мм и составили 551 мм. Это связано с выпадением большого количества осадков в зимние месяцы (58,2%). Продолжительность периода активной вегетации составила 158 дней при норме 148 дней. Сумма активных температур за этот период составляет 2751оС против 2550оС при среднемноголетнем значении, а количество осадков увеличилось на 22 мм и составляет 232 мм (Е.В. Самохвалова и др., 2004).
В целом, оценка агроклиматических и погодных условий региона за период исследований (2001-2004 гг.) позволяет сделать заключение о том, что в целом они соответствуют требованиям основных зернобобовых культур. Обеспечивается достаточно высокий потенциал продуктивности. Гидротермический коэффициент за период исследований составил 0,83, что выше среднего многолетнего (0,69).
Характерной особенностью периода наблюдений является некоторое потепление в зимне-весенний период и увеличение количества осадков, как в зимние месяцы, так и за летний период.
Исследования проводились в экспериментальном кормовом севообороте №1 научно-исследовательской лаборатории «Корма» кафедры растениеводства Самарской ГСХА на третьем поле. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный остаточнокарбонатный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый с содержанием легкогидролизуемого азота 15,3 мг, подвижного фосфора 8,6 и обменного калия 23,9 мг на 100 г почвы. Объемная масса слоя почвы 0-1,0 м – 1,27 г/см3. Содержание гумуса 7,84%, рНсол. – 5,8.
Предшествующей культурой была озимая пшеница. Агротехника включала в себя лущение стерни, отвальную вспашку, боронование и предпосевную культивацию на глубину 8 – 10 см. Посев второй культурой после разных видов паров (занятого и сидерального капустными культурами) проводился сеялкой СН-16 Б обычным рядовым способом, обработку посевов инсектицидами проводили при наступлении пороговой вредоносности, уборка урожая поделяночная. Варианты опыта предусматривали использование посевов на фураж.
В трехфакторном опыте №1 в период 2001 – 2004 гг. изучались:
А - последействие занятого и сидерального пара;
В - три уровня минерального питания:
1. Контроль (без удобрений);
2. NPK на планируемый урожай 3 тыс. корм.ед. или 2,2 т/га зерна (условно фон-1);
3. NPK на планируемый урожай 3,5 тыс. корм.ед. или 2,6 т/га зерна (условно фон-2);
С - высевались шесть вариантов зернобобовых культур:
1.Горох Самарец (2001 – 2002 гг.); 2. Горох Флагман 7; 3. Горох Новокуйбышевский; 4. Нут Совхозный; 5. Чина Степная 287; 6. Соя Соер 4.
В период 2003 – 2004 гг., кроме того, проводились исследования по изучению эффективности применения ризоторфина на зернобобовых. В четырехфакторном опыте №2 изучались:
А – обработка семян ризоторфином, контроль без обработки;
В – последействие занятого и сидерального пара;
С – три уровня минерального питания
(см. опыт №1)
Д – пять вариантов зернобобовых культур
1.Горох Флагман 7; 2. Горох Новокуйбышевский;3. Нут Совхозный; 4. Чина Степная 287; 5. Соя Соер 4.
Экспериментальная работа выполнялась с учетом методики полевого опыта Б.А. Доспехова (1985), методических указаний по проведению полевых опытов с кормовыми культурами, разработанных ВНИИ им. Вильямса (1987, 1997), методики полевого и вегетационного опытов с удобрениями (1967). При этом определялись следующие показатели:
- Посевные качества семян по ГОСТУ;
- Метеорологические условия анализировались по данным АМС «Усть-Кинельская», а также прослеживались в течение вегетационного периода;
- Густота стояния растений определялась путем подсчета растений на площадках по 0,5 м2 в фазе всходов и перед уборкой в четырехкратном повторении. Проводился расчет полноты всходов и сохранности растений к уборке;
- Динамика линейного роста определялась по фазам развития растений и перед уборкой в 10 пунктах делянки с 2-х несмежных повторностей опыта;
- Прирост надземной массы и сухого вещества определялся подекадно путем взвешивания с пробных площадок 0.5 м2. Перед срезанием подсчитывали число растений, высушивание проводилось при температуре 105-1100 С до постоянного веса;
- Ассимиляционная поверхность листьев определялась контурным методом в компьютерной модификации (2001);
- Фотосинтетический потенциал посевов (ФП) расчитывался по методике Ничипоровича А.А.(1961), чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) - по формуле Briggs G., Kidd F., West C.;
- Определение симбиотического аппарата зернобобовых культур проводилось по методике Г.С. Посыпанова (1991);
- Структура урожая исследовалась по методике Госсортсети, в двух несмежных повторностях опыта путем отбора снопов в четырехкратной повторности перед уборкой. При анализе снопов определялось число растений на единицу площади, общая длина растений, количество бобов на одно растение, количество семян в бобе, общая масса семян в пробе, масса 1000 семян;
- Урожай зерна определялся методом сплошной уборки делянок с последующим пересчетом на 14 % влажность;
- Химический анализ зернобобовых проводился в лаборатории животноводства Самарской ГСХА, методом инфракрасного анализа;
- Расчет агроэнергетической эффективности проводился по методике ВНИИ кормов (1995) с учетом энергетической оценки возделывания полевых культур в Среднем Поволжье (1998; 2005).
- Экономическая эффективность рассчитывалась по методике, разработанной кафедрой экономики Самарской ГСХА на ПЭВМ Pentium.
- Математическая обработка урожайных данных проводилась на ПЭВМ Pentium дисперсионным методом по Б.А. Доспехову (1985). Отдельные параметры подвергались корреляционному и регрессионному анализу.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Опыт №1. Основным условием формирования высокопродуктивного агрофитоценоза является создание оптимальной густоты стояния растений. Последняя оказывает существенное влияние на ростовые процессы, высоту и массу растений, структуру урожая, сроки наступления фаз развития.
Анализ полноты всходов в среднем за 2001 – 2004 гг. не выявил значительного превосходства ни одного из вариантов. Необходимо отметить, что большинство культур имели значения на достаточно высоком уровне. Так у гороха лучшим оказался сорт Флагман 7 (87,9…89,5% в контроле; 91,5…92,0% на фоне I; 92,7…94,3% на фоне II). Показатели чины превзошли значения нута и гороха сорта Новокуйбышевский, и находились на уровне гороха сорта Флагман 7. Полнота всходов чины составила в контроле 87,6…91,3%, на фоне I 90,0…92,7%, на фоне II 90,9…94,9%.
Сохранность посевов к уборке важнейший показатель, напрямую влияющий на величину будущего урожая. Полученные данные позволяют заключить, что большинство исследуемых зернобобовых культур в условиях нашего региона, способны к уборочной спелости иметь достаточную густоту стояния растений с сохранностью на уровне 87,0…93,0%, что вполне достаточно для формирования полноценного урожая зерна. В среднем за годы исследований лучшими были варианты гороха сортов Флагман 7 и Новокуйбышевский, их значения находились уровне 87,0…92,3% и 88,3…93,0%, сохранность сои была самой низкой и колебалась в пределах 80,9…88,5%.
Самый короткий период вегетации оказался у гороха сорта Новокуйбышевский (91…100 дней), но сорта Флагман 7 и Самарец вегетируют лишь на 2…4 дня дольше. Чина и нут в наших условиях для полноценного формирования урожая требуют 103…115 дней. Самый длинный период вегетации оказался у сои и составил 129…139 дней, что в значительной степени объясняется биологическими особенностями культуры и погодными условиями сложившимися в годы исследований.
Все зернобобовые культуры с повышением суммы положительных температур сокращают период вегетации. Самую сильную зависимость от этого фактора проявляет соя с коэффициентом корреляции - 0,94…- 0,99. Наибольшую зависимость от влагообеспеченности проявляет горох ( r = 0,80 …0,90), а наименьшую - засухоустойчивая культура нут ( r = 0,31…0,53). Размещение культур в севообороте с сидеральным паром снижает степень зависимости растений от уровня увлажнения.
Исследованиями 2001 – 2004 гг. выявлена закономерность интенсивного роста стеблей растений всех культур до фазы образования бобов, среднесуточный прирост в этот период составляет 1,1…2,0 см/сутки, с последующим снижением к фазе зеленой спелости, в которой большинство вариантов достигало своей максимальной высоты. Самыми высокими были растения гороха 74,9…93,1, незначительно им уступала чина 71,6…85,4 см, нут и соя были ниже всех и имели стебли длиной 56,4…69,1 см и 51,9…62,3 см соответственно. Выявлено эффективное влияние минеральных удобрений на рост стебля, максимальные значения всех вариантов были достигнуты на фоне II. Четкого влияния последействия занятого или сидерального пара на ростовые процессы зернобобовых культур не выявлено.
При оценке продуктивности посева важным показателем является структура урожая. Основными ее составляющими, характеризующими уровень развития агрофитоценоза зернобобовых культур, является густота растений к уборке, количество бобов на 1 растении, количество семян в бобе и масса 1000 семян. Эти показатели во многом зависят от погодных условий складывающихся в период вегетации.
Исследованиями выявлено, что максимальной густотой стояния растений к уборке 102,4…111,0 шт./м2 обладал горох сорта Флагман 7. Сорта Самарец и Новокуйбышевский уступали ему и сохранили к уборке соответственно 101,0…112,9 раст./м2, и 94,7…105,2 раст./м2. Самые низкие показатели были у нута и сои, они не превышали 76,1…84,2 шт./м2 и 73,9…81,7 шт./м2 соответственно (последействие занятого пара) (табл. 1).
1 Структура урожая зернобобовых культур, 2001 - 2004 гг.
(последействие занятого пара)
| Вариант, культура | Кол-во раст., шт./м2 | Кол-во бобов на 1 раст., шт. | Кол-во семян в бобе, шт. | М 1000 семян, г |
| Контроль | ||||
| Горох Самарец* | 101,0 | 2,5 | 4,9 | 276,1 |
| Горох Флагман 7 | 102,4 | 2,4 | 4,2 | 282,6 |
| Горох Новокуйбышевский | 94,7 | 2,5 | 4,4 | 274,7 |
| Нут Совхозный | 76,1 | 9,1 | 1,2 | 240,5 |
| Чина Степная 287 | 94,7 | 3,8 | 2,7 | 203,3 |
| Соя Соер 4 | 73,9 | 5,8 | 3,3 | 139,5 |
| Фон I | ||||
| Горох Самарец* | 105,2 | 2,6 | 4,8 | 280,0 |
| Горох Флагман 7 | 107,0 | 2,6 | 4,5 | 283,1 |
| Горох Новокуйбышевский | 102,4 | 2,6 | 5,0 | 272,3 |
| Нут Совхозный | 80,5 | 8,8 | 1,2 | 262,3 |
| Чина Степная 287 | 96,5 | 4,1 | 2,7 | 217,0 |
| Соя Соер 4 | 77,7 | 5,8 | 3,5 | 140,7 |
| Фон II | ||||
| Горох Самарец* | 112,9 | 2,7 | 4,8 | 284,0 |
| Горох Флагман 7 | 111,0 | 2,7 | 4,5 | 285,9 |
| Горох Новокуйбышевский | 105,2 | 2,9 | 5,0 | 273,4 |
| Нут Совхозный | 84,2 | 9,1 | 1,3 | 264,7 |
| Чина Степная 287 | 99,1 | 4,4 | 3,0 | 217,8 |
| Соя Соер 4 | 81,4 | 6,1 | 3,6 | 141,9 |
* - данные за 2001 – 2002 гг.
Количество бобов и количество семян в одном бобе показатели в большей степени обусловленные биологическими особенностями культур, однако под действием погодных условий и условий выращивания способны варьировать в значительных пределах. Максимальным количеством бобов на растении отличается нут (8,8…9,1 шт.), ниже значения у сои и чины, 5,8…6,1 шт./раст. и 3,8…4,4 шт./раст., соответственно. Наименьшее количество бобов у гороха. По содержанию семян в бобах и массе 1000 семян горох имеет превосходство над другими культурами. Наибольшим количеством семян в бобах обладает горох сортов Новокуйбышевский и Самарец
4,4…5,0 шт. По массе 1000 семян равной 282,6…285,9 г Флагман 7 опережает, как другие сорта гороха, так и остальные культуры.
В среднем за 2001 – 2004 гг. наиболее урожайным оказался горох., причем урожайность всех изучаемых сортов была практически одинаковой. Так в контроле урожайность сорта Флагман 7 была в пределах 1,57…1,62 т/га, сорта Новокуйбышевский 1,48…1,62 т/га и сорта Самарец 1,63…1,72 т/га (последний - 2001 - 2002 гг.). Схожая закономерность проявилась с применением расчетных уровней минерального питания. Максимальный урожай зерна был получен на повышенном уровне минеральных удобрений (фон II) и составил у сорта Флагман 7 2,29 т/га в севообороте с занятым паром и 2,35 т/га с сидеральным паром. Сорт Новокуйбышевский по урожайности (2,22…2,33 т/га) уступал незначительно (табл.2).
Более существенно уступали гороху чина и соя, при небольшом расхождении по урожайности между собой. Так в контроле урожай зерна чины составил 1,21…1,33 т/га, сои 1,21…1,28 т/га. На фоне I их показатели были на уровне 1,55…1,58 т/га и 1,47…1,58 т/га, а на фоне II 1,70…1,77 т/га и 1,78 т/га, соответственно. Урожайность нута на всех вариантах оказалась самой низкой и не превышала 1,09…1,43 т/га.
Анализом химического состава зерна выявлено, что наибольшее количество протеина содержится в семенах сои 30,69…32,93% на абсолютно сухое вещество, а также чины – 29,63…26,31%.
Содержание протеина в зерне гороха было несколько ниже, чем у сои и чины, однако его показатели были на достаточно высоком уровне, при незначительных расхождениях по сортам в зерне содержалось 21,73…22,77%. Самым низким был этот показатель у нута, содержание протеина в его зерне не превышало 19,49…19,94%.
Выявлено, что высокий сбор переваримого протеина (0,31…0,47 т/га) и кормовых единиц (1,63…2,65 тыс./га), при значительном сборе сухого вещества, позволили сое получить максимальный выход обменной энергии (19,9…34,5 ГДж/га) и КПЕ (2,35…3,66 тыс./га) при обеспеченности одной кормовой единицы
2 Урожай зерна зернобобовых культур, т/га 2001 – 2004 гг.
(влажность 14%)
| Фон | Вариант, культура | Последействие занятого пара | Последействие сидерального пара |
| К о н т р о л ь | горох Самарец* | 1,63 | 1,72 |
| горох Флагман 7 | 1,57 | 1,62 | |
| горох Новокуйбышевский | 1,48 | 1,62 | |
| нут Совхозный | 1,09 | 1,14 | |
| чина Степная 287 | 1,21 | 1,33 | |
| соя Соер 4 | 1,21 | 1,28 | |
| Ф о н 1 | горох Самарец* | 1,74 | 1,84 |
| горох Флагман 7 | 1,74 | 1,80 | |
| горох Новокуйбышевский | 1,82 | 1,91 | |
| нут Совхозный | 1,19 | 1,24 | |
| чина Степная 287 | 1,55 | 1,58 | |
| соя Соер 4 | 1,47 | 1,58 | |
| Ф о н 2 | горох Самарец* | 2,12 | 2,26 |
| горох Флагман 7 | 2,29 | 2,35 | |
| горох Новокуйбышевский | 2,22 | 2,33 | |
| нут Совхозный | 1,35 | 1,43 | |
| чина Степная 287 | 1,70 | 1,77 | |
| соя Соер 4 | 1,78 | 1,78 |
* - данные за 2001 – 2002 гг.
НСР 0,5 об 2001 0,08 0,07
2002 0,06 0,07
2003 0,12 0,08
2004 0,13 0,16
переваримым протеином на уровне 174..185 г. На высоком уровне были показатели гороха, при этом выявить значительные преимущества какого-либо из изучаемых сортов не удалось. У гороха они были на уровне 0,25…0,41 т/га переваримого протеина, 1,94…2,98 тыс./га кормовых единиц, 17,4…34,0 ГДж/га и 2,24…3,50 тыс./га КПЕ, при обеспеченности кормовой единицы переваримым протеином не ниже 129 г. Чина и нут значительно уступили остальным вариантам.
Размещение культур в севообороте с сидеральным паром и уровень минерального питания существенно повышают кормовые достоинства всех зернобобовых культур, за исключением нута. Эта культура в местных условиях отличается низкой потенциальной продуктивностью. Очевидно это и является ограничивающим фактором значительного ее распространения в лесостепи Среднего Поволжья.
Опыт № 2. Анализ данных 2003 – 2004 гг. позволяет заключить, что полнота всходов и сохранность растений зернобобовых культур были на достаточном, для формирования полноценного урожая, уровне. Максимальной полнотой всходов отличались посевы гороха сорта Флагман 7, его значения были в пределах 91,3… 94,7% от числа высеянных всхожих семян. У всех культур отмечается некоторое увеличение полноты всходов с повышением уровня минерального питания. Лишь незначительное повышение полноты всходов обеспечивает инокуляция семян ризоторфином и размещение вариантов в севообороте с сидеральным паром.
Лучшая сохранность посевов, относится к сорту гороха, Новокуйбышевский, в контроле его показатели были 85,2… 91,2% от взошедших растений. На всех вариантах инокуляция семян увеличивает сохранность растений к уборке. С повышением уровня обеспеченности растений элементами минерального питания, сохранность посевов закономерно возрастает, однако различия в величине этого показателя при обработке семян ризоторфином сокращаются, а на фоне II и вовсе отсутствуют.
Все зернобобовые культуры при обработке семян ризоторфином усиливают ростовые процессы, увеличивают длину стебля. Наиболее интенсивно эти процессы проявляются у гороха сорта Новокуйбышевский и чины, причем с повышением уровня минерального питания и с обработкой семян ризоторфином они усиливаются. Соя меньше других культур изменяет ростовые процессы при инокуляции семян.
Площадь листовой поверхности изучаемых культур находилась на достаточно высоком уровне. Она закономерно изменялась по годам исследований и повышалась при применении минеральных удобрений, где прослеживается четкая тенденция увеличения площади листьев с повышением дозы вносимых удобрений. Так если в фазу цветения площадь листьев гороха сорта Флагман 7 в контроле была на уровне 13,3…15,0 тыс.м2/га, то на фоне I она возросла до 17,7…18,7 тыс.м2/га, а на фоне II до 21,4…21,6 тыс.м2/га. Схожая закономерность проявилась и в последующих фазах развития растений (табл. 3).
Сорт гороха Новокуйбышевский в свою очередь, превзошел показатели сорта Флагман 7, что объясняется его большей облиственностью. Однако необходимо отметить снижение площади листьев к фазе зеленой спелости, что может быть объяснено некоторым полеганием посевов листочкового сорта, и как следствие, потерей листьев нижнего яруса при их подсыхании и осыпании.
3 Динамика прироста листовой поверхности зернобобовых культур при обработке семян ризоторфином, 2003 - 2004 гг., тыс.м2/га
| Вариант, культура | Последействие занятого пара | Последействие сидерального пара | ||||
| цвете-ние | образ-е бобов | зеленая спелость | цвете-ние | образ-е бобов | зеленая спелость | |
| контроль | ||||||
| Горох Флагман 7 | 13,3 | 11,6 | 10,6 | 15,0 | 13,5 | 12,0 |
| Горох Новокуйб-й | 19,5 | 20,1 | 16,7 | 19,0 | 20,4 | 17,8 |
| Нут Совхозный | 10,8 | 12,5 | 14,0 | 11,3 | 12,5 | 12,7 |
| Чина Степная 287 | 13,1 | 13,3 | 17,5 | 13,3 | 16,6 | 19,8 |
| Соя Соер 4 | 13,4 | 18,9 | 26,4 | 14,1 | 20,4 | 26,8 |
| Фон I | ||||||
| Горох Флагман 7 | 17,7 | 15,4 | 13,4 | 18,7 | 16,9 | 14,4 |
| Горох Новокуйб-й | 29,5 | 26,5 | 21,9 | 28,5 | 29,5 | 23,5 |
| Нут Совхозный | 12,1 | 14,6 | 15,4 | 13,2 | 15,3 | 14,9 |
| Чина Степная 287 | 14,1 | 14,8 | 18,8 | 14,2 | 17,3 | 19,2 |
| Соя Соер 4 | 18,3 | 23,6 | 30,3 | 21,1 | 24,2 | 31,9 |
| Фон II | ||||||
| Горох Флагман 7 | 21,4 | 17,4 | 14,6 | 21,6 | 19,4 | 15,6 |
| Горох Новокуйб-й | 31,1 | 27,2 | 24,5 | 30,6 | 27,7 | 24,6 |
| Нут Совхозный | 14,0 | 15,6 | 16,9 | 14,6 | 16,1 | 17,0 |
| Чина Степная 287 | 17,2 | 19,1 | 23,1 | 17,1 | 20,3 | 23,9 |
| Соя Соер 4 | 22,8 | 27,5 | 33,1 | 22,5 | 26,3 | 35,6 |
Чина и нут в силу своих биологических особенностей и достаточного количества осадков в период вегетации, к фазе зеленой спелости продолжали увеличивать площадь листовой поверхности, их показатели были на уровне 17,5…23,9 тыс.м2/га и 12,7…17,0 тыс.м2/га, соответственно.
Посевы сои отличались планомерным накоплением площади листовой поверхности и к фазе зеленой спелости ее показатели оказались максимальными, в пределах 26,4…35,6 тыс.м2/га. Наибольшая площадь листьев всех культур на вариантах была получена на высоком фоне обеспеченности элементами питания.
Площадь листьев и фотосинтетический потенциал существенно возрастают при внесении удобрений, размещении по сидеральному пару и на вариантах с обработкой семян ризоторфином. Чистая продуктивность фотосинтеза претерпевает существенные изменения по годам и в период вегетации и в значительной степени определяется особенностями культуры. Максимальных показателей ЧПФ достигает на посевах чины 6,84…8,24 г/м2 сутки.
В связи с большой ролью, которую играют клубеньковые бактерии как активные азотфиксаторы, целесообразно применять искусственное внесение их в почву в виде бактериального удобрения – нитрагина. Многолетние испытания научно-исследовательских учреждений показали, что применение нитрагина повышает в среднем урожай бобовых на 10 – 15%.
Анализ количества и массы клубеньков по культурам на изучаемых вариантах позволил выявить некоторые особенности. Количество формирующихся клубеньков и их масса в значительной мере определяются культурой, сортом, зависят от условий года и применяемых агроприемов. Выявлено, что на всех культурах показатели, количества и массы клубеньков в более благоприятном 2003 году были выше.
Наибольшее количество клубеньков формируют оба сорта гороха, но применение удобрений лишь незначительно повышает их количество. Так если в контроле посевы гороха инокулированными семенами накапливают 27,8…30,9 млн.шт./га, то на фоне II 28,2…31,6 млн.шт./га.
Количество клубеньков накапливаемое посевами чины меньше, чем гороха, но это снижение не столь существенное по сравнению с нутом и особенно с соей. Наименьшее количество клубеньков формирует соя, однако просматривается зависимость, что инокуляция семян в комплексе с минеральными удобрениями существенно увеличивает эти показатели. И если в контроле без удобрений увеличение после инокуляции составляет 1,5 млн.шт./га, то на фоне II 2,2 млн.шт./га.
Динамика накопления массы клубеньков во многом сходна с динамикой количества их по культурам, с тем отличием, что соя, имея самые крупные клубеньки значительно превосходит по этому показателю все культуры. Так если горох в контроле без обработки семян накапливает 94…106 кг/га, то при обработке семян ризоторфином 134…154 кг/га, чина соответственно 24…80 и 118…128 кг/га, нут 57…59 и 78…91 кг/га, а соя 203…212 и 312…354 кг/га.
При применении удобрений эти закономерности сохраняются и соя накапливает без обработки семян ризоторфином 218…232 кг/га, при обработке – 411…431 кг/га клубеньковой массы. Причем, при внесении удобрений ее симбиотический аппарат резко возрастает: при размещении по занятому пару на 88,5%, по сидеральному пару на 85,7%.
Максимальной урожайностью, в среднем за два года исследований отличались посевы гороха c листочковым морфотипом стебля, сорта Новокуйбышевский. В контроле его показатели были на уровне 1,56…1,78 т/га зерна (табл. 4).
4 Урожайность зернобобовых культур, 2003-2004 гг. т/га
| Вариант, культура | Последействие занятого пара | Последействие сидерального пара | ||
| инокули-рованные | без обработки | инокули-рованные | без обработки | |
| Контроль (без удобрений) | ||||
| Горох Флагман 7 | 1,47 | 1,42 | 1,45 | 1,46 |
| Горох Новокуйб. | 1,68 | 1,56 | 1,78 | 1,68 |
| Нут Совхозный | 0,99 | 0,96 | 0,95 | 1,01 |
| Чина Степная 287 | 1,23 | 1,16 | 1,54 | 1,35 |
| Соя Соер 4 | 1,66 | 1,31 | 1,69 | 1,42 |
| Фон I | ||||
| Горох Флагман 7 | 1,66 | 1,65 | 1,75 | 1,69 |
| Горох Новокуйб. | 2,32 | 2,03 | 2,33 | 2,12 |
| Нут Совхозный | 1,07 | 1,07 | 1,22 | 1,14 |
| Чина Степная 287 | 1,73 | 1,71 | 1,82 | 1,74 |
| Соя Соер 4 | 2,38 | 1,67 | 2,36 | 1,81 |
| Фон II | ||||
| Горох Флагман 7 | 2,43 | 2,36 | 2,45 | 2,37 |
| Горох Новокуйб. | 2,96 | 2,65 | 3,00 | 2,75 |
| Нут Совхозный | 1,31 | 1,15 | 1,36 | 1,21 |
| Чина Степная 287 | 1,92 | 1,88 | 2,00 | 1,94 |
| Соя Соер 4 | 2,56 | 2,09 | 2,67 | 2,07 |
НСР 0,5 об 2003 0,10 0,15 0,12 0,10
2004 0,14 0,11 0,10 0,13
Применение удобрений закономерно повышает урожайность, в результате на условном фоне I горох сорта Новокуйбышевский обеспечил урожай зерна на уровне 2,03…2,33 т/га, а на фоне II на уровне 2,65…3,00 т/га. Важным является тот факт что, применение инокуляции семян обеспечивает существенную прибавку урожая 0,25…0,30 т/га, но преимущества сидерального пара остаются в пределах ошибки опыта.
Сорт гороха, Флагман 7, так же сформировал достаточно высокий урожай зерна, однако уступал не только сорту Новокуйбышевский, но и сое. Так если в контроле урожайность гороха была в пределах 1,42…1,47 т/га, то сои 1,31…1,69 т/га. Закономерно максимальные показатели урожайности этих культур были получены на высоком фоне элементов питания, где соя проявила наибольшую отзывчивость на предпосевную инокуляцию семян. Этот прием обеспечил увеличение урожайности культуры на 0,47…0,60 т/га и она составила 2,56…2,67 т/га.
Урожайность всех культур повышается на удобренных фонах и при обработке семян ризоторфином. Размещение культур в севообороте с сидеральным паром дает лишь несущественную прибавку урожая. Слабую отзывчивость на использование различных агроприемов проявил нут, его максимальный урожай не превышал 1,15…1,36 т/га зерна.
Все зернобобовые культуры обеспечивают достаточно высокий сбор сухого вещества, кормовых единиц, переваримого протеина и КПЕ, применение удобрений и инокуляция семян существенно повышают уровень этих показателей. Лучше они при размещении в севообороте с сидеральным паром. Все зернобобовые культуры обеспечивают корм хорошо обеспеченный переваримым протеином. Максимальный сбор переваримого протеина (0,70…0,75 т/га) и кормопротеиновых единиц (5,51…5,81 тыс./га) обеспечивает на фоне II соя при применении инокуляции семян.
Анализ агроэнергетической оценки возделывания зернобобовых культур за 2001 - 2004 гг. позволил выявить следующие особенности. Выход обменной энергии, который непосредственно связан с величиной урожая культуры, содержанием белка в нем, закономерно увеличивается с повышением уровня минерального питания. Максимальных значений он достигал у гороха сорта Новокуйбышевский и сои, 28,5…33,0 и 29,3…37,3 ГДж на фоне II. Самый низкий уровень этого показателя получен на посевах нута, что объясняется низкой урожайностью этой культуры в местных условиях.
Возделывание гороха, чины и сои энергетически оправдано. Максимальных значений показатель энергетической эффективности достигает у сои (1,27…2,02), что в первую очередь связано с высоким содержанием протеина и жира. Эту культуру выращивать энергетически наиболее целесообразно.
Анализ экономических показателей возделывания зернобобовых культур во многом выявляет закономерности схожие с агроэнергетическими параметрами. Максимальной выручкой отличаются сорта гороха и особенно сорт Новокуйбышевский, но показатели сои превосходят этот вариант, что прежде всего связано с высокой ценностью зерна этой культуры. Это в значительной мере обусловило и все остальные показатели: величину условно чистого дохода, себестоимость корма и уровень рентабельности. Лучшими эти показатели оказались у сои, причем четко просматривается преимущество сидерального пара. Она обеспечивает максимальную величину условно чистого дохода (4903 руб./га), самую низкую себестоимость одной кормопротеиновой единицы (1,16 руб.) и лучшую рентабельность (115,5 %). Малоэффективным является возделывание нута и чины.
Обработка семян ризоторфином способствует повышению агроэнергетической эффективности как при размещении в севообороте с занятым так и сидеральным паром.
ВЫВОДЫ
- В условиях лесостепи Среднего Поволжья зернобобовые культуры способны формировать урожай зерна в пределах от 1,31 до 3,00 т/га. При внесении удобрений N 45…55, Р 45…60, К 50…60 и обработке семян ризоторфином урожайность повышается и достигает максимальных значений у гороха сорта Новокуйбышевский 2,93…3,00 т/га, сорта Флагман 7 – 2,43…2,45 т/га, сои 2,56…2,67 т/га, чины 1,92…2,90 т/га и нута 1,30…1,36 т/га. При размещении в севообороте с сидеральным паром урожайность возрастает на 5,9…9,9%.
- Все зернобобовые культуры изучаемые в опытах отличаются высокой полнотой всходов (82,7…94,9%) и сохранностью растений к уборке (81,3…93,0%). Полнота всходов повышается с увеличением нормы вносимых удобрений и не изменяется при обработке семян ризоторфином и размещением в севообороте с различными видами паров.
- В условиях лесостепи Среднего Поволжья продолжительность вегетации изучаемых сортов гороха 91…100 дней, нута 106…115 дней, чины 103…113 дней, сои 129…139 дней. Внесение минеральных удобрений и размещение культур в севообороте с сидеральным паром удлиняет период вегетации. Самую сильную обратную зависимость сокращения периода вегетации от увеличения суммы положительных температур проявляет соя r = -0,94…-0,99, от повышения увлажнения – горох (положительная) – r = 0,80…0,90.
- Максимальную длину стебля имеют растения гороха до 93,1 см, чина достигает высоты 85,4 см, нут – 69,1 см, соя – 62,3 см. Наиболее интенсивно ростовые процессы идут с повышением уровня минерального питания в вариантах с обработкой семян ризоторфином. Детерминантный сорт гороха Флагман 7 проявляет обратную реакцию, а соя меньше других культур, изменяет длину стебля при инокуляции семян.
- Характер фотосинтетической деятельности растений в посевах зависит от особенностей культуры, сорта, уровня минерального питания и при обработке семян ризоторфином проявляет тенденцию к улучшению. Максимальную площадь листьев и фотосинтетический потенциал формирует горох Новокуйбышевский (листочковый морфотип) и соя. С повышением уровня минерального питания эти показатели резко возрастают до 24,6…35,6 тыс. м2/га и 1202,9 и 1031,7 тыс. м2 дн./га (сидеральный пар). Чистая продуктивность фотосинтеза максимальных значений достигает на посевах чины – 6,84…8,24 г/м2 сутки.
- Максимальное количество клубеньков накапливает горох, меньше всех их формируется на сое, но они значительно крупнее и это обуславливает максимальное накопление массы клубеньков, которая резко возрастает (до 411…431 кг/га) при обработке семян ризоторфином. Размещение культур в севообороте с сидеральным паром улучшает симбиотический потенциал.
- Наиболее интенсивным приростом надземной массы отличается горох, а так же чина. Урожай зерна гороха определяется густотой стояния растений (82,1…112,4 шт./м2), количеством семян в бобах (4,4…5,2 шт./боб.) и массой 1000 семян ( 282,6…289,0 г), урожай нута – числом бобов на растении (8,7…10,0 шт./раст.) и массой 1000 семян (202,8…260,9 г), сои – числом бобов на растении (5,7…7,3 шт./раст.).
- Химический состав зерна бобовых культур определяется особенностями культуры и зависит от применяемых агроприемов. Самым высоким содержанием протеина в зерне (30,69…36,72%) отличается соя, в ней содержится и максимальное количество жира (16,33…19,70%). Применение инокуляции семян повышает содержание протеина и снижает содержание жира, а применение удобрений наоборот снижает содержание протеина и повышает – жира. Самое низкое содержание протеина (17,68…20,79%) в зерне нута.
- В среднем за 2001 – 2004 гг. наиболее высокий сбор переваримого протеина (0,31…0,47 т/га), кормовых единиц (1,63…2,65 тыс./га), а также максимальный выход обменной энергии (19,9…34,5 ГДж/га) при лучшей обеспеченности корма переваримым протеином (174…185 г на 1 корм.ед.) обеспечивает соя. Незначительно уступает ее параметрам горох. Чина и особенно нут значительно уступают сое и гороху, причем нут меньше других культур проявляет отзывчивость на применение удобрений.
- Анализ агроэнергетической эффективности выявил наибольшую целесообразность возделывания сои и гороха. Эти культуры обеспечивают максимальный выход обменной энергии и коэффициент энергетической эффективности до 2,02 и 1,38 соответственно. Обработка семян ризоторфином и размещение посевов в севообороте с сидеральным паром способствует повышению энергетической эффективности возделывания.
- Экономически наиболее целесообразно возделывать сою, а также горох Флагман 7 и Новокуйбышевский. Эти культуры обеспечивают максимальный условный чистый доход и лучшую рентабельность. Чину возделывать эффективно только при внесении удобрений, а возделывание нута в лесостепи Среднего Поволжья по сравнению с другими культурами менее выгодно. Однако в производственных условиях нут как неполегающая культура может найти применение.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
- В условиях существенного изменения погодных условий за последние 20 – 25 лет, на черноземе обыкновенном лесостепной зоны Среднего Поволжья, при размещении в севообороте с занятым или сидеральным (капустным) паром целесообразно возделывать горох усатого морфотипа «Флагман 7» и листочкового морфотипа «Новокуйбышевский», сою – «Соер 4», а так же чину «Степная 287», выращивание нута в данной зоне должно носить ограниченный характер.
- Целесообразно при возделывании сои, гороха, чины применять удобрения N 45…55, Р 30…60, К 40…60. Перед посевом семена зернобобовых культур, и в первую очередь сои, необходимо обрабатывать ризоторфином соответствующих штаммов.
Список опубликованных работ по теме диссертации
- Васин А.В. Влияние удобрений на продуктивность зернобобовых культур / А.В. Васин, Н.Н. Ельчанинова // Тезисы докладов XXVII Самарской областной студенческой конференции, часть I – Самара, 2002 – С. 141.
- Васин А.В. Сравнительная оценка продуктивности зернобобовых культур / В.В. Ракитина, А.В. Васин, Н.Н. Ельчанинова, Васин В.Г. // Достижения и новейшие технологии в агрономии на рубеже веков: материалы международной научно-практической конференции. – Самара, 2002. – С.95-98.
- Васин А.В. Продуктивность зернобобовых культур на разных уровнях минерального питания / Н.Н. Ельчанинова, В.Г. Васин, В.В. Ракитина, А.В. Васин // Актуальные вопросы агрономической науки в XXI веке: сб.науч.тр. – Самара, 2004. – С. 119-124.
- Васин А.В. Сроки и способы посева сои Соер 4 / Н.Н. Ельчанинова, А.В. Васин, А.А. Васина // Актуальные вопросы агрономической науки в XXI веке: сб.науч.тр. – Самара, 2004. – С. 124-128.
- Васин А.В. Влияние сроков и способов посева на продуктивность и кормовые достоинства сои Соер 4 / Н.Н. Ельчанинова, А.А. Васина, А.В. Васин // Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования: сб.науч.тр. – Самара, 2005. – С.28-32.
- Васин А.В. Приемы возделывания зернобобовых культур на разных уровнях минерального питания в Среднем Поволжье / В.Г. Васин, А.В. Васин, В.В. Ракитина, А.Ю. Александров // Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования: сб.науч.тр. – Самара, 2005. – С. 33-36.
- Васин А.В. Зернобобовые культуры в чистых и смешанных посевах на фураж / А.В. Васин, А.В. Васин, Н.Н. Ельчанинова // Земледелие. – 2006. - №4 – С. 28-29.
