Влияние биологических особенностей сортов и гибридов с а харной свеклы отечественной и зарубежной селекции на её продуктивность в различных звеньях севооборотов с е веро- в осточной части цчз
ЗАВОЛОКА ИЛЬЯ ПЕТРОВИЧ
«ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ СОРТОВ
И ГИБРИДОВ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ
И ЗАРУБЕЖНОЙ СЕЛЕКЦИИ НА ЕЕ ПРОДУКТИВНОСТЬ
В РАЗЛИЧНЫХ ЗВЕНЬЯХ СЕВООБОРОТОВ
СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЦЧЗ»
06.01.01 – общее земледелие
сельскохозяйственные науки
Д 220.041.01
Мичуринский государственный аграрный университет
393760, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101
тел. 5-31-37
Дата защиты диссертации – 30 ноября 2011 года
На правах рукописи
Заволока Илья Петрович
Влияние биологических особенностей сортов и гибридов сахарной свеклы отечественной и зарубежной селекции
на её продуктивность в различных звеньях севооборотов северо-восточной части ЦЧЗ
Специальность 06.01.01 – Общее земледелие
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Мичуринск-наукоград РФ
2011
Диссертационная работа выполнена в ФГБОУ ВПО Мичуринский
государственный аграрный университет в 2007-2009 гг.
Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Полевщиков Станислав Иванович
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Корниенко Анатолий Васильевич
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Абрамов Валерий Иванович
Ведущая организация: ГНУ Тамбовский научно-исследовательский
институт сельского хозяйства
(ГНУ Тамбовский НИИСХ)
Защита состоится 30 ноября 2011г. в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д220.041.01 при ФГБОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет» по адресу: Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная 101.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МичГАУ, с авторефератом дополнительно на сайте университета http://www.mgau.ru/, а также на сайте Минобразования и науки РФ.
Автореферат разослан «__»___________2011 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Д220.041.01
кандидат сельскохозяйственных наук Н.М. Соломатин
1. Общая характеристика работы
Актуальность проблемы. Одним из приоритетных направлений в развитии нашей страны является обеспечение устойчивого роста сельскохозяйственного производства, с целью надежного обеспечения населения продуктами питания, в том числе и сахаром.
Существенный вклад в увеличение продовольственных ресурсов страны призваны внести Центрально - Черноземные области России, однако темпы роста урожайности и валовых сборов корнеплодов сахарной свеклы всё ещё недостаточно высокие. Не представляет исключение и северо-восточная часть ЦЧЗ, в которой расположена Тамбовская область, являющаяся одним из основных производителей сахарной свеклы и сахара в Центральном Черноземье.
Принятой в 2008 году «Программой развития свеклосахарного производства Тамбовской области на 2008-2012 годы» предусматривается создание экономических и технологических условий устойчивого функционирования свеклосахарного комплекса области, увеличение производства сахара из отечественного сырья. Для достижения поставленной задачи предполагается расширить посевную площадь сахарной свеклы в хозяйствах всех категорий, с 70 (в 2007 году) до 103 тыс.га.
Цель исследований. Целью диссертационной работы являлось: 1. Выявление наиболее урожайных сортов и гибридов сахарной свеклы отечественной и зарубежной селекции; 2. Определение степени влияния звена севооборота на продуктивность сортов и гибридов сахарной свеклы в условиях северо-восточной части ЦЧР.
В задачу исследований входило: 1. Изучить интенсивность роста и развития растений различных сортов и гибридов сахарной свеклы в зависимости от их происхождения и размещения в севообороте;
2. Определить динамику влажности почвы в период вегетации сахарной свеклы в различных звеньях севооборота;
3. Выявить динамику нарастания ассимиляционной поверхности листьев, их количество и площадь, по фазам развития растений различных сортов и гибридов сахарной свеклы, продуктивность фотосинтеза
4. Определить динамику нарастания массы растений (листьев и корнеплода);
5. Изучить устойчивость растений к наиболее распространенным заболеваниям (церкоспорозу и корневым гнилям);
6. Определить:
а) фракционный состав корнеплодов различных сортов и гибридов свеклы при уборке в зависимости от звена севооборота;
б) урожайность сортов и гибридов сахарной свеклы в зависимости от звена севооборота;
в) динамику изменения сахаристости корнеплодов в период от смыкания междурядий до уборки.
7. Определить экономическую и биоэнергетическую эффективность возделывания наиболее урожайных сортов и гибридов сахарной свеклы отечественной и зарубежной селекции.
Научная новизна. В результате проведенных исследований были определены закономерности роста и развития у разных сортов и гибридов сахарной свеклы. Выявлены наиболее важные условия реализации продуктивности гибридов сахарной свеклы с учетом их биологических особенностей проявляющихся в почвенно-климатических условиях северо-восточной части ЦЧЗ. Установлены информационные признаки обеспечивающие продуктивность у сортов и гибридов (устойчивость к заболеваниям, площадь листовой поверхности, динамика накопления массы растений, технологические качества). Определены лучшие сорта и гибриды сахарной свеклы по урожайности корнеплодов, сахаристости и сбору сахара. Установлено положительное влияние чистого пара на водный режим почвы под третьей культурой звена севооборота – сахарной свеклой, особенно в годы с недостаточным увлажнением.
Апробация работы. Основные положения диссертации в течение 2007 – 2010 гг. докладывались на заседаниях кафедры земледелия и мелиорации МичГАУ; учёных советах агрономического факультета; на Всероссийской студенческой конференции в ТСХА в июне 2007 года; 60-й научно- практической конференции студентов и аспирантов МичГАУ (26-27 марта 2008 г.); 61-й межвузовской научно- практической конференции студентов и аспирантов МичГАУ (25-26 марта 2009 г.); 62-й межвузовской научно- практической конференции студентов и аспирантов МичГАУ (7-8 апреля 2010 г.); семинаре специалистов и руководителей Тамбовского областного и районных управлений сельского хозяйства, представителей сахарных заводов области и свеклосеменоводческих иностранных фирм в сентябре 2008 года.
Практическое значение. Результаты исследований вошли в рекомендации производству Тамбовского областного управления сельского хозяйства 2008 года, где были указаны наиболее продуктивные сорта и гибриды сахарной свеклы отечественной и зарубежной селекции, обеспечивающие, в зависимости от организационно-технических возможностей хозяйств Тамбовской области, максимальную экономическую и энергетическую эффективность производства сахара.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Лучшее звено севооборота для размещения сортов и гибридов сахарной свеклы отечественной и зарубежной селекции в условиях ЦЧЗ.
2. Устойчивость отечественных сортов и гибридов к заболеваниям листьев и корнеплодов.
3. Реализация генетического потенциала продуктивности сортов и гибридов в условиях северо-восточной части ЦЧЗ.
4. Экономическая и энергетическая эффективность изучаемых сортов и гибридов сахарной свеклы в зависимости от звена севооборота.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ из них 3 в изданиях, рекомендуемых ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 121 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 4 глав, 26 таблиц, 17 рисунков, выводов, предложений производству, списка использованной литературы включающего 119 наименований, в том числе 9 на иностранном языке и 27 приложений.
2. Почвенно-климатические условия и методы
проведения исследований
Почвенно-климатические условия района исследований. Тамбовская область находится в северо-восточной части ЦЧЗ и относится к зоне неустойчивого увлажнения. В среднем за год в области выпадает 500-550мм осадков, из них 55-60% в период вегетации. Практически ежегодно бывают засухи различной интенсивности. Относительная влажность воздуха составляет 77,7 % (Агроклиматические ресурсы Тамбовской области, 1974).
Полевые опыты проводились с 2007 года по 2009 год в учхозе «Комсомолец» на опытном поле агрономического факультета Мичуринского государственного аграрного университета.
Климат хозяйства характеризуется умеренной континентальностью с довольно теплым летом и морозной, устойчиво холодной зимой. Средняя температура наиболее теплого месяца июля равна +19,5°С +20 °С, а наиболее холодного - января - 10,5°С – 11,0°С. Общая продолжительность периода с положительными среднесуточными температурами равна 215 -225 дней, а периода с отрицательной - 140 - 150 дней. Сумма активных температур за вегетационный период равна 2300 - 2600 °С. Землепользование хозяйства в основном занято черноземами выщелоченными, а также лугово-черноземными и луговыми почвами. Количество гумуса в пахотном слое варьирует в пределах от 4,2% до 6,1%, РН солевой вытяжки равно 5,5 - 5,7, содержание легкогидролизуемого азота составляет от 13,4 до 15,1 мг на 100г почвы, подвижного фосфора - от 6,4 мг до 10,6 мг и обменного калия - от 14,0 до 15,2 мг на 100г абсолютно сухой почвы. Степень насыщенности основаниями - 78,4% - 82,0%. Все агрохимические показатели являются оптимальными для возделывания сахарной свеклы.
За годы проведения исследований вегетационные периоды характеризовались некоторым превышением температуры воздуха (на 1,9С (2007 год) – 2,8С (2009 год)) над средними многолетними значениями, и выпадением осадков на уровне средних многолетних данных.
В целом климатические условия 2007-2009 годов были благоприятными для возделывания сахарной свеклы и позволили проявить возможный потенциал продуктивности растениям изучаемых сортов и гибридов.
Программа и методы проведения исследований
В задачу исследований входило изучение биологических особенностей роста и развития различных сортов и гибридов сахарной свёклы отечественной и зарубежной селекции в зависимости от звена севооборота в условиях Тамбовской области.
Исследования проводились в трех звеньях севооборота с чередованием культур: 1) Пары чистые и сидеральные (горчица, рапс); 2) Озимая пшеница; 3) Сахарная свекла; 4) Ячмень. Размещение делянок рендомизированное, повторность 4-х кратная. Размер делянок: посевной 135м2 (50м*2,7м), учетной 54м2 (30м*1,8м). Исследовались два фактора: А (сорта и гибриды) и В (звенья севооборота).
Объектами исследований были 14 сортов и гибридов сахарной свеклы отечественной и зарубежной селекции, в том числе:
Всероссийского НИИ сахарной свеклы и сахара имени А.Л. Мазлумова – сорт Рамонская односемянная -47 (РО-47) и гибриды РМС-70,РМС-73
Льговской опытно-селекционной станции – сорт Льговская односемянная -52 (Л-52) и гибрид ЛМС-94
Иностранных фирм: Сесвандерхаве (Бельгия) – гибриды Бристоль, Каньон, Крокодил, Манон, Орикс, Рафал.
KWS (Германия) – гибриды Кармелита, Кристелла, Маша.
В ходе исследований проводились следующие учеты и наблюдения:
1. Определение запасов доступной влаги в полутораметровом слое почвы термостатно–весовым методом согласно методическим указаниям приведенным в руководстве «Агрофизические методы исследования почв» (1966). Образцы почвы отбирались буром до глубины 150 см через каждые 10 см четыре раза за вегетацию: посев, смыкание рядков, интенсивное сахаронакопление, уборка.
2. Определение объемной массы (плотности) почвы. Образцы почвы отбирались по диагонали делянки в четырех местах с глубины 0-10см, 10-20см, 20-30см при помощи бура Некрасова.
3. Фенологические наблюдения - проводились в соответствии с «Наставлением гидрометеорологическим станциям и постам» (1963) и методическим рекомендациями «Производственные испытания сортов и гибридов сахарной свеклы…» (2007).
4. Учет густоты насаждения проводили на отрезке рядка длиной 22 метра в 4 местах каждого варианта в два срока: в период всходов и перед уборкой.
5. Определение площади листьев проводили методом высечек на каждой делянке в фазы смыкания междурядий (7-10 июля), интенсивного сахаронакопления (9-13 августа), середина сентября (10-12 сентября) и уборки (5-10 октября).
6. Учёт степени поражения листового аппарата (церкоспорозом) и корнеплодов (корневыми гнилями) проводили визуально по методике ВНИИСС им. А.Л. Мазлумова (2007 год). По результатам учета определяли распространённость болезни в процентах.
7. Динамику нарастания массы листьев и корнеплода определяли путем отбора образцов (40 растений) с учетной площади делянки и взвешивания с последующим вычислением средней массы в следующие фазы: смыкания междурядий, интенсивного сахаронакопления, середина сентября и уборки.
8. Урожайность корнеплодов определялась весовым методом - взвешивали корнеплоды со всей учётной площади делянки в поле непосредственно во время уборки.
9. Сахаристость корнеплодов определяли в те же сроки что и массу корнеплодов. Анализ выполнялся с помощью сахариметра по методике Петербургского А.В (1968 г.).
10. Математическая обработка проводилась методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1973 г.).
3. Результаты исследований
3.1. Динамика плотности почвы и запасов доступной влаги в почве
Хорошо известно, что сахарная свекла очень требовательна к плотности почвы, влияющей на рост и развитие корнеплодов. Исследования различных научных учреждений показывают, что оптимальная плотность почвы для нормального роста и развития растений сахарной свеклы должна быть в пределах 1,0-1,2г/м3.
В наших опытах самая рыхлая почва (особенно в слое 0-10 см) в период вегетации сахарной свеклы была во время её посева, после проведения предпосевной культивации.
Далее, за счет самоуплотнения, объемная масса почвы постепенно возрастает и в период уборки достигает максимума (1,16-1,19 г/см3). Однако в целом в течение вегетационного периода сахарной свеклы плотность, во всех звеньях севооборота, была в оптимальных размерах и возделывания сидератов не ухудшало агрофизические показатели почвы, а сохранило их такими же, как и в звене с чистым паром.
Ещё одним фактором, имеющим огромное значение для получения высоких и устойчивых урожаев сахарной свеклы является обеспечение растений доступной влагой. Для создания 1 грамма абсолютно сухого вещества растения сахарной свеклы расходуют от 200 до 1000 грамм (мл.) воды.
Таблица 1 – Динамика количества доступной влаги в период вегетации сахарной свеклы в различных звеньях севооборота, 2007-2009гг, мм
| Слой почвы, см | Фазы развития растений. | |||||||||||
| Посев | Смыкание междурядий | Интенсивное сахаронакопление | Уборка | |||||||||
| В-1 | В-2 | В-3 | В-1 | В-2 | В-3 | В-1 | В-2 | В-3 | В-1 | В-2 | В-3 | |
| 0-50 | 56,2 | 55,8 | 53,9 | 64,6 | 60,3 | 58,6 | 54,1 | 52,6 | 51,4 | 43,5 | 40,9 | 38,3 |
| 50- 100 | 79,4 | 78,6 | 78,4 | 75,2 | 73,6 | 72,3 | 79,2 | 78,3 | 76,5 | 73,3 | 72,2 | 71,8 |
| 100-150 | 80,3 | 79,6 | 79,5 | 77,5 | 75,6 | 75,3 | 80,1 | 78,9 | 78,6 | 70,1 | 69,8 | 68,9 |
| 0- 150 | 215,9 | 214,0 | 211,8 | 217,3 | 209,5 | 206,2 | 213,4 | 209,8 | 206,5 | 186,9 | 182,9 | 179,0 |
В-1 - звено севооборота Чистый пар - оз. пшеница- сахарная свекла
В-2 - звено севооборота Горчица - оз. пшеница- сахарная свекла
В-3 - звено севооборота Рапс - оз. пшеница- сахарная свекла
В нашем опыте изучалось последействие чистого пара и сидеральных культур (горчица, рапс) на влажность почвы (табл.1).
В период посева сахарной свеклы больше всего доступной влаги в 1,5 метровом слое почвы было в звене севооборота чистый пар – озимая пшеница – сахарная свекла, и составляла 215,9 мм, что несколько превышало запасы воды в звеньях с сидеральными парами. Известно, что наивысшую потребность в воде растения сахарной свеклы испытывают после смыкания междурядий (в июне-августе), в период наибольшего прироста массы. В наших исследованиях, в этот период, наибольшее количество доступной влаги было в звене с чистым паром в слое почвы от 0 до 50 см., оно на 7,1-10,2% превышало её запасы в звеньях с горчицей и рапсом.
Преимущество звена севооборота с чистым паром, по запасам доступной влаги в почве, над сидеральными парами прослеживалось в течение всего периода вегетации растений сахарной свеклы.
3.2. Густота насаждения растений сортов и гибридов сахарной свеклы
Густота насаждения и равномерность размещения растений свеклы по длине рядка являются одними из основных факторов, определяющих продуктивность сахарной свеклы (табл.2).
Таблица 2 – Густота насаждения растений сахарной свеклы в различных звеньях севооборота, тыс. шт./га, 2007-2009гг.
| Сорта, гибриды | Срок определения | |||||
| Всходы | Уборка | |||||
| В-1 | В-2 | В-3 | В-1 | В-2 | В-3 | |
| РО - 47 | 94.1 | 94,2 | 93,8 | 82,3 | 81,8 | 81,6 |
| Л-52 | 95.2 | 95,1 | 94,9 | 82,6 | 81,9 | 81,8 |
| РМС-70 (st) | 97.2 | 96,8 | 96,5 | 83,2 | 82,6 | 82,3 |
| РМС-73 | 98.1 | 98,2 | 98,0 | 83,6 | 82,9 | 82,6 |
| ЛМС-94 | 98.1 | 98,0 | 97,8 | 83,4 | 82,7 | 82,4 |
| Бристоль | 99.0 | 98,9 | 98,6 | 85,6 | 83,4 | 83,1 |
| Каньон | 99.1 | 98,8 | 98,6 | 85,8 | 83,7 | 83,3 |
| Крокодил | 99.0 | 98,9 | 98,7 | 85,6 | 83,2 | 82,8 |
| Манон | 99.0 | 98,9 | 98,6 | 85,6 | 83,2 | 82,9 |
| Орикс | 99.2 | 99,1 | 98,9 | 85,8 | 83,6 | 83,3 |
| Рафал | 99.1 | 98,9 | 98,7 | 85,7 | 83,5 | 83,2 |
| Кармелита | 99.6 | 99,5 | 99,3 | 88,3 | 87,8 | 87,6 |
| Кристелла | 99.5 | 99,3 | 99,1 | 88,1 | 87,6 | 87,4 |
| Маша | 99.6 | 99,4 | 99,2 | 88,2 | 87,7 | 87,4 |
| НСР | 1,4 | 1,5 | ||||
| НСР А | 0,78 | 0,86 | ||||
| НСР В | 0,36 | 0,40 | ||||
В-1 - звено севооборота Чистый пар - оз. пшеница - сахарная свекла
В-2 - звено севооборота Горчица - оз. пшеница - сахарная свекла
В-3 - звено севооборота Рапс - оз. пшеница - сахарная свекла
Сравнение между собой сортов и гибридов свеклы показывает, что лучшие результаты по количеству всходов показывают гибриды, которые имели на 3-5 тысяч всходов на гектаре посева больше, чем сорта. Сорта РО-47 и Л-52 имели, на гектаре посева, всходов в пределах 94-95 тысяч штук. Сравнение густоты всходов у гибридов отечественной и зарубежной селекции показывает, что она была выше у гибридов иностранной селекции.
Так гибриды фирмы KWS имели густоту насаждения, в зависимости от звена севооборота, в пределах 99,1 - 99,6 тыс. шт./га, а гибрид ВНИИСС (РМС-70), в среднем по звеньям - 96,8 тыс. шт./га, или на 2,6 тыс. шт./га меньше, чем у гибридов KWS. Сравнивая влияние звеньев севооборота на густоту насаждения растений можно видеть, что лучше всего гибриды проявили себя в звене с чистым паром.
К периоду уборки количество растений на 1 гектаре заметно снизилось, из-за того, что в период вегетации сахарная свекла подвергалась воздействию различных неблагоприятных факторов (заболевания, вредители). Гибриды фирмы KWS превышали показатели стандарта по густоте, в среднем на 5,1 тыс. шт./га, а гибриды фирмы Сесвандерхаве - на 1,4 тыс. шт./га.
Рассматривая звенья севооборотов по их влиянию на сохранность растений в течение вегетационного периода можно отметить, что все сорта и гибриды имели наибольшую густоту насаждения в звене с чистым паром.
3.3. Поражаемость сортов и гибридов сахарной свеклы болезнями
Заболевания листового аппарата
Одним из наиболее распространенных заболеваний листового аппарата является - церкоспороз.
Для удобства изложения материала результаты исследований по заболеваемости растений представлены в виде таблиц, в которых и распространенность и средний процент развития разделены на 3 группы. По распространенности заболеваний листового аппарата гибриды были разделены на следующие группы: 1 группа 2,0-3,0%; 2 группа - 3,1-4,0% и 3 группа - 4,1-5,0%. По степени поражаемости группы были следующие: 1 группа - 1,5-2,0%; 2 группа - 2,1-2,5% и 3 группа - 2,6-3,0%
По распространенности заболевания церкоспорозом в звене с чистым паром к первой группе (минимальное количество) относятся 3 гибрида фирмы Сесвандерхаве (Рафал, Крокодил, Орикс) и один гибрид фирмы KWS (Кармелита) - процент распространенности был от 2,5 до 3%. В других звеньях севооборота к данной группе относятся те же гибриды, за исключением гибридов Крокодил и Орикс, в звене с горчицей, и гибрида Орикс, в звене с рапсом. В 3 группе (имеющий максимальный процент распространенности) во всех трех звеньях севооборотов, присутствовали гибриды: РМС-70 и Маша.
Анализ растений сахарной свеклы по степени поражаемости церкоспорозом показывает, что слабее всего подвергались заболеванию гибриды Крокодил, Орикс, Рафал, Кармелита. В звеньях с чистым паром и горчицей их показатели были равны в среднем 2%. В звене с рапсом показатели несколько ухудшились, что повлияло на конечный результат. Сильнее всего поражались гибриды РМС-70, Бристоль, Маша, а в звене с рапсом к этой группе прибавились сорт РО-47 и гибрид РМС-73.
Заболевания корнеплодов
Наиболее распространёнными заболеваниями корнеплода являются корневые гнили.
По распространенности корневых гнилей гибриды были разделены на следующие три группы: 1 группа - 4,0-5,0%; 2 группа - 5,1-6,0% и 3 группа - 6,1-7,0%. Сравнивая проявление заболевания корневыми гнилями у сортов и гибридов сахарной свеклы следует отметить, что меньший процент распространенности имели отечественные сорта и гибриды. У них процент распространенности во всех звеньях севооборотов был в пределах от 4,0% (у гибрида РМС-73), до 5,0% (у гибридов РМС-70, ЛМС-94 и сорта РО-47). Сильнее всего поражались гибриды фирмы Сесвандерхаве – Каньон, Крокодил (по 7,0%) и гибрид фирмы KWS – Кармелита (7,0%). В звене с горчицей, к группе с наибольшей распространенностью опустились из второй группы гибриды Бристоль, Орикс, Рафал, а в звене с рапсом ещё и Кристелла.
По степени поражаемости растений корневыми гнилями были выделены следующие группы: 1 группа - 1,0-2,0%; 2 группа - 2,1-3,0% и 3 группа - 3,1-4,0%. Лучшие результаты были у сортов и гибридов отечественной селекции (от 1,8% до 2,0%). К третьей группе (наибольшей степени поражаемости) относятся гибриды Каньон (Сесвандерхаве) и Кармелита (KWS), которые в среднем по севооборотам показали степень поражаемости в 3,5%. В звене с горчицей такую же степень поражаемости показал гибрид Крокодил, а в звене с рапсом к ним добавляется гибрид Кристелла.
Анализ звеньев севооборота по проявлению заболеваний корнеплодов показывает, что меньше всего болезни проявлялись в звене с чистым паром. Это связано с тем, что чистый пар способствует улучшению фитосанитарного состояния почвы.
3.4. Фотосинтетическая деятельность растений различных сортов и гибридов.
Основным показателем при изучении фотосинтетической деятельности растений является результат продуктивности фотосинтеза то есть количество абсолютно сухой массы растения в граммах, которое синтезирует 1м листовой поверхности за сутки. Определение чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) показывает, что в период от всходов до смыкания междурядий лучший показатель был у гибридов Бристоль, Каньон, Рафал, РМС -73 от 6,43 до 6,88 г*м2/дни в звене с чистым паром. В других звеньях севооборотов наблюдалось снижение ЧПФ. Минимальный показатель продуктивности фотосинтеза был у гибрида Кармелита - в среднем по звеньям севооборота 3,64 г*м2/дни.
В период от смыкания междурядий до интенсивного сахаронакопления показатели продуктивности резко снижались из-за того, что происходило увеличение площади листьев, а накопление массы происходило медленнее. Лучший показатель по ЧПФ за данный период показали гибриды фирмы KWS во всех трех звеньях севооборота. Их показатель был на порядок выше чем у остальных гибридов. Самый маленький показатель у гибрида Манон 1,64 г*м2/дни в чистом пару, что в среднем меньше чем у Кармелиты на 60%.
В период от интенсивного сахаронакопления до середины сентября максимальный прирост был у гибридов фирмы KWS. Так у Кармелиты ЧПФ в звене с чистым паром была равна 2,85 г*м2/дни, в звене с горчицей -2,75 г*м2/дни, а в звене с рапсом 2,63 г*м2/дни; Самый высокий показатель был у гибрида Маша и он был равен 3,55 г*м2/дни по чистом пару, 3,47 г*м2/дни по горчице и 3,38 г*м2/дни по рапсу. Самый слабый прирост биомассы был у гибридов РМС-73 в районе 1,2 г*м2/дни, и гибрида Бристоль -1,25 г*м2/дни.
В период с середины сентября до уборки, как и в предыдущие фазы, максимум ЧПФ был у гибридов фирмы KWS, а минимум у РМС 70 – 0,14г*м2/дни по чистому пару и 0,13 г*м2/дни в двух других звеньях.
3.5. Влияние звеньев севооборота на продуктивность сахарной свеклы
Очень важным фактором, показывающим качество урожая, является фракционный состав корнеплодов, их выравненность. Анализ проводился во время уборки. Корнеплоды разделялись на три фракции: крупная – корнеплоды весом более 400 граммов; средняя – от 250 до 400 граммов; мелкая – менее 250 граммов. Полученные данные представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Фракционный состав корнеплодов в период уборки сахарной свёклы в зависимости от звена севооборота 2007-2009 гг., %
| Гибриды | Чистый пар –озимая пшеница –сахарная свекла | Горчица–озимая пшеница –сахарная свекла | Рапс–озимая пшеница –сахарная свекла | ||||||
| Крупная (>400г) | Средняя (250-400г) | Мелкая (<250г) | Крупная (>400г) | Средняя (250-400г) | Мелкая (<250г) | Крупная (>400г) | Средняя (250-400г) | Мелкая (<250г) | |
| РО-47 | 79,7 | 16,2 | 4,1 | 80,9 | 16,1 | 3,0 | 79,9 | 15,9 | 4,2 |
| РМС-70 | 79,2 | 17,4 | 3,4 | 78,3 | 17,2 | 4,5 | 77,8 | 17,8 | 4,4 |
| РМС-73 | 78,1 | 18,2 | 3,7 | 76,9 | 15,6 | 7,5 | 77,6 | 15,8 | 6,6 |
| Л-52 | 80,2 | 16,7 | 3,1 | 79,7 | 16,3 | 4,0 | 78,6 | 16,6 | 4,8 |
| ЛМС-94 | 80,0 | 16,4 | 3,6 | 79,3 | 16,7 | 4,0 | 78,6 | 16,9 | 4,5 |
| Бристоль | 83,6 | 15,7 | 0,7 | 81,3 | 15,4 | 3,3 | 81,0 | 15,6 | 3,4 |
| Каньон | 82,9 | 16,8 | 0,3 | 81,5 | 16,5 | 2,0 | 81,3 | 16,8 | 1,9 |
| Крокодил | 83,3 | 14,0 | 2,7 | 82,1 | 13,9 | 4,0 | 81,4 | 14,6 | 4,0 |
| Манон | 80,5 | 18,7 | 0,8 | 80,1 | 18,5 | 1,4 | 80,2 | 17,1 | 2,7 |
| Орикс | 80,4 | 18,8 | 0,8 | 80,1 | 18,6 | 1,3 | 79,1 | 18,6 | 2,3 |
| Рафал | 78,0 | 18,4 | 3,6 | 76,2 | 18,2 | 5,6 | 76,2 | 18,1 | 5,7 |
| Кармелита | 86,7 | 12,0 | 1,3 | 85,3 | 12,3 | 2,4 | 84,9 | 12,4 | 2,7 |
| Кристелла | 86,3 | 11,4 | 2,3 | 85,1 | 12,4 | 2,5 | 85,2 | 12,5 | 2,3 |
| Маша | 86,4 | 11,4 | 2,2 | 85,5 | 11,8 | 2,7 | 85,3 | 12,6 | 2,1 |
В-1 - звено севооборота Чистый пар - оз. пшеница - сахарная свекла
В-2 - звено севооборота Горчица - оз. пшеница - сахарная свекла
В-3 - звено севооборота Рапс - оз. пшеница - сахарная свекла
Большое влияние на величину урожайности оказывает количество корнеплодов средней фракции. Здесь преимущество имели гибриды фирмы Сесвандерхаве, у которых корнеплодов со средним весом около 350 граммов было от 17,1 % (гибрид Манон в звене с рапсом) до 18,8% (гибрид Орикс в звене с чистым паром). Самое низкое содержание средней фракции наблюдалось у гибридов фирмы KWS - Кармелита, Кристелла, Маша – от 11,4% (Кристелла, Маша в звене с чистым паром) до 12,6% (Маша в звене с рапсом).
Мелкая фракция корнеплодов в большом количестве присутствовала в урожае сорта Р-047 и составляла от 3,0% (звено с горчицей) до 4,2% звено с рапсом. Меньше всего мелких корнеплодов было у гибридов Каньон (фирма Сесвандерхаве) и Маша (фирма KWS) в звене с чистым паром, соответственно 0,3% и 0,4%.
Одним из основных показателей продуктивности является урожайность корнеплодов сортов и гибридов сахарной свеклы (табл. 4).
Таблица 4 – Урожайность и сахаристость корнеплодов сортов
и гибридов сахарной свеклы в зависимости от звеньев севооборота,
2007-2009 гг., т/га.
| Сорта и гибриды | Урожайность, т/га | Сахаристость,% | ||||
| В-1 | В-2 | В-3 | В-1 | В-2 | В-3 | |
| РО-47 | 38,8 | 38,3 | 38,1 | 17,8 | 17,2 | 17,1 |
| Л-52 | 39,8 | 39,3 | 39,1 | 17,8 | 17,2 | 17,2 |
| РМС-70 (st) | 41 | 40,6 | 40,5 | 17,6 | 17,3 | 17,3 |
| РМС-73 | 40,5 | 40,1 | 39,9 | 17,8 | 17,2 | 17,1 |
| ЛМС-94 | 41,3 | 40,9 | 40,8 | 18 | 17,5 | 17,3 |
| Бристоль | 43 | 41,8 | 41,6 | 18,7 | 18,2 | 18,2 |
| Каньон | 42,5 | 41,4 | 41,2 | 18,6 | 18,2 | 18,1 |
| Крокодил | 42,9 | 41,6 | 41,4 | 18,7 | 18,2 | 18,2 |
| Манон | 44,1 | 42,5 | 42,2 | 18,7 | 18,4 | 18,2 |
| Орикс | 43,5 | 42,2 | 42 | 18,9 | 18,2 | 18,1 |
| Рафал | 42,7 | 41,5 | 41,3 | 18,7 | 18.0 | 18.0 |
| Кармелита | 45,7 | 44,8 | 44,6 | 18,2 | 17,7 | 17,4 |
| Кристелла | 46,2 | 45,2 | 44,9 | 18 | 17,6 | 17,3 |
| Маша | 46,7 | 46,1 | 45,8 | 17,8 | 17,3 | 17,3 |
| НСР | 1,3 | 0,6 | ||||
| НСР А | 0,72 | 0,35 | ||||
| НСР В | 0,33 | 0,16 | ||||
В-1 - звено севооборота Чистый пар - оз. пшеница - сахарная свекла
В-2 - звено севооборота Горчица - оз. пшеница - сахарная свекла
В-3 - звено севооборота Рапс - оз. пшеница - сахарная свекла
Среди двух отечественных сортов максимальная урожайность была у сорта Л-52 (в среднем 39,4 т/га) и превышала сорт РО-47 на 1 тонну. Из гибридов самая низкая урожайность была у гибридов отечественной селекции: у гибрида РМС-70 (принятого за стандарт) урожайность, в среднем по севооборотам, составляла 40,7 т/га, Гибрид РМС-73 - 40,2 т/га и гибрид ЛМС -94 -41,5 т/га. Самая высокая урожайность была у гибридов фирмы KWS, превышение над контролем составляло от 4,3т/га (у Кармелиты), до 5,5т/га (у Маши). Сравнивая звенья севооборота можно сделать вывод о том, что целесообразней всего высевать сорта и гибриды в звене севооборота с чистым паром.
Главный показатель, определяющий сахарную свеклу, как сырьё для выработки сахара, - сахаристость, т. е. содержание сахара в корнеплоде, выраженное в процентах к его массе.
Отмечается определённая зависимость сахаристости корнеплодов от размещения свеклы в звеньях севооборота. Лучший показатель по сахаристости, в звене с чистым паром, проявили гибриды фирмы Сесвандерхаве - сахаристость была в пределах от 18,6 у гибрида Каньон, до 18,9% у гибрида Орикс. Самый низкий показатель сахаристости в этом звене был у
гибрида РМС-70 и составлял 17,6%. В звене севооборота с горчицей наивысший показатель по сахаристости был у гибрида Манон фирмы Сесвандерхаве и составил 18,4%, что на 0,3% ниже, чем в звене с чистым паром. Минимальную сахаристость в этом звене, имели два отечественных сорта РО-47 и Л-52, а также гибрид РМС-70 и составила она 17,2%.
4. Экономическая эффективность выращивания сортов и гибридов сахарной свеклы
Экономическая эффективность является одним из основных критериев целесообразности внедрения новых сортов и гибридов сельскохозяйственных растений. В проведенных исследованиях мы определяли производственные затраты согласно технологических карт, а закупочную стоимость корнеплодов оценивали исходя из цен 2008 года. Для расчета экономической эффективности из 14 изучаемых сортов и гибридов было отобрано 9 - 2 сорта (РО-47 и Л-52) и 7 гибридов (РМС-70, ЛМС94, Каньон, Манон, Кармелита, Кристелла и Маша), различающихся по урожайности корнеплодов (таблица 5).
Таблица 5 – Экономическая эффективность возделывания сортов и гибридов сахарной свеклы в зависимости от звена севооборота, 2007-2009 гг.
| Сорта и гибриды | Предшественник | Урожайность, т/га | Стоимость продукции, руб | Затраты на весь урожай, руб/га | Прибыль, руб | Рентабельность, % |
| РО-47 | В-1 | 38,8 | 69840 | 34310 | 35530 | 103,6 |
| В-2 | 38,3 | 68940 | 34650 | 34290 | 99,0 | |
| В-3 | 38,1 | 68580 | 34952 | 33628 | 96,2 | |
| Л-52 | В-1 | 39,8 | 71640 | 34884 | 36756 | 105,4 |
| В-2 | 39,3 | 70740 | 35557 | 35183 | 99,0 | |
| В-3 | 39,1 | 70380 | 35492 | 35088 | 98,3 | |
| РМС-70 (st) | В-1 | 41 | 73800 | 37423 | 36377 | 97,2 |
| В-2 | 40,6 | 73080 | 37911 | 35169 | 92,8 | |
| В-3 | 40,5 | 72900 | 38257 | 34643 | 90,6 | |
| ЛМС-94 | В-1 | 41,3 | 74340 | 35534 | 38806 | 109,2 |
| В-2 | 40,9 | 73620 | 36507 | 37113 | 101,7 | |
| В-3 | 40,8 | 73440 | 37237 | 36203 | 97,2 | |
| Каньон | В-1 | 42,5 | 76500 | 37443 | 39058 | 104,3 |
| В-2 | 41,4 | 74520 | 37872 | 36648 | 96,8 | |
| В-3 | 41,2 | 74160 | 38295 | 35865 | 93,7 | |
| Манон | В-1 | 44,1 | 79380 | 37387 | 41993 | 112,3 |
| В-2 | 42,5 | 76500 | 36490 | 40010 | 109,6 | |
| В-3 | 42,2 | 75960 | 37502 | 38458 | 102,5 | |
| Кармелита | В-1 | 45,7 | 82260 | 38109 | 44151 | 115,9 |
| В-2 | 44,8 | 80640 | 38304 | 42336 | 110,5 | |
| В-3 | 44,6 | 80280 | 38539 | 41741 | 108,3 | |
| Кристелла | В-1 | 46,2 | 83160 | 38211 | 44949 | 117,6 |
| В-2 | 45,2 | 81360 | 38162 | 43198 | 113,2 | |
| В-3 | 44,9 | 80820 | 38227 | 42593 | 111,4 | |
| Маша | В-1 | 46,7 | 84060 | 38784 | 45276 | 116,7 |
| В-2 | 46,1 | 82980 | 38922 | 44058 | 113,2 | |
| В-3 | 45,8 | 82440 | 39323 | 43117 | 109,6 |
В-1 - звено севооборота Чистый пар - оз. пшеница - сахарная свекла
В-2 - звено севооборота Горчица - оз. пшеница - сахарная свекла
В-3 - звено севооборота Рапс - оз. пшеница - сахарная свекла
Из отечественных сортов наибольшую рентабельность показал сорт Л-52, в среднем по звеньям севооборотов 100,9%, что на 1,3% больше, чем у сорта РО-47. Сравнивая рентабельность возделывания гибридов сахарной свеклы можно сказать, что из отечественных гибридов наиболее выгодным для возделывания является гибрид ЛМС-94, рентабельность которого равна 102,7% или на 9,2% выше, чем у гибрида РМС-70, принятого за стандарт.
Среди иностранных гибридов максимальная рентабельность была у гибридов фирмы KWS (Кармелита, Кристелла, Маша). Высокая рентабельность данных гибридов обусловлена тем, что они обеспечили получение максимальной урожайности. Наиболее рентабельным был гибрид Кристелла – 114,1%, что на 20,6% больше контроля. Гибрид Маша, по рентабельности, был на втором месте. Его показатель был равен 113,2%. У гибрида Кармелита рентабельность была равна 111,6%. Самая низкая рентабельность среди иностранных гибридов была у гибрида Каньон -98,2%, что на 4,7% больше контроля. Из отечественных гибридов самая низкая рентабельность получена у гибрида принятого за стандарт РМС -70 – 93,5%.
Сравнение уровней средней рентабельности возделывания сахарной свеклы в различных звеньях севооборота показывает, что более рентабельно выращивать её в звене с чистым паром, так как звенья с горчицей и рапсом несколько (5-7%) уступали чистому пару.
5. Энергетическая оценка возделывания выделившихся гибридов сахарной свеклы
Энергетический анализ дает возможность определять эффективность производства различных видов продукции сельского хозяйства во взаимосвязи с уровнем использования природных ресурсов в других отраслях народнохозяйственного комплекса.
Считается, что если коэффициент энергитической эффективности меньше 1,0, то энергетическая эффективность отсутствует, 1-3 – энергетическая эффективность низкая, 3-5 – средняя, 5-10 – высокая.
Для расчета коэффициента энергитической эффективности из 14 изучаемых сортов и гибридов было отобрано 8 - 2 сорта (РО-47 и Л-52) и 6 гибридов (РМС-70, ЛМС-94, Каньон, Манон, Кармелита, и Маша), резко различающихся по урожайности корнеплодов.
Наибольшая энергетическая эффективность из возделываемых сортов, в среднем по звеньям севооборотов, отмечалась при возделывании сорта Л-52 и была равна 108,6 ГДж/га. По коэффициенту энергетической эффективности, в среднем по севооборотам, различия между сортами были равны 0,02 ГДж/га. У отечественных гибридов коэффициент энергитической эффективности был примерно одинаковым и находился в пределах 3,23 (ЛМС-94), до 3,25 (РМС-70), то есть, как и у отечественных сортов, технология их возделывания была на среднем энергетическом уровне
Для энергетической оценки возделывания гибридов иностранной селекции были выбраны два гибрида фирмы Сесвандерхаве (Манон и Каньон) и два фирмы KWS (Кармелита и Маша), имеющие наименьшую и наибольшую урожайность. Наблюдаются различия по коэффициенту энергетической эффективности у гибридов разных фирм. Так, в среднем по звеньям севооборотов у гибридов фирмы Сесвандерхаве коэффициенты энергитической эффективности находились в пределах от 3,26 до 3,43, а у гибридов фирмы KWS – от 3,49 до 3,56. Это связано с тем, что у фирмы KWS была более высокая урожайность и, следовательно, лучшая энергетическая окупаемость затрат.
Таким образом, в целом, все отобранные сорта и гибриды сахарной свеклы показали средний коэффициент энергетической эффективности применяемой технологии возделывания.
ВЫВОДЫ
1. В результате проведенных исследований выявлены продуктивные сорта и гибриды сахарной свеклы отечественной и зарубежной селекции, наиболее приспособленные к почвенно-климатическим условиям северо-восточной части ЦЧЗ.
- Определены звенья полевых севооборотов, обеспечивающие в течение вегетационного периода растений свеклы оптимальные условия для проявления генетического потенциала и уровня продуктивности изучаемых сортов и гибридов.
- В условиях черноземов выщелоченных северо-восточной части ЦЧЗ в течение вегетационного периода плотность почвы под сахарной свеклой, во всех звеньях севооборота, была в оптимальных пределах от 0,95 г/см3 до 1,2 г/см3. Также установлено, что наилучшая влагообеспеченность растений была в звене севооборота с чистым паром. Так в период посева доступной влаги по чистому пару было на 10 м3/га больше чем в звене с горчицей, и на 40 м3/га больше, чем в звене с рапсом. В период смыкания междурядий различия увеличились, соответственно до 78 и 110 м3/га. Во время уборки звено севооборота с чистым паром, по показателю доступной влаги, опережало звено с горчицей на 40 м3/га и с рапсом на 79 м3/га.
- По заболеваемости листового аппарата церкоспорозом отечественные сорта и гибриды в среднем на 2% уступали иностранным, а по заболеваемости корнеплодов корневой гнилью, сорта и гибриды отечественной селекции имели наибольшую устойчивость. Так, по распространенности корневых гнилей они входили в первую группу (наименьшая распространенность) – 2,0-3,0%, а гибриды иностранной селекции оказались более чувствительными к данным заболеваниям - распространенность - от 3,1 до 5,0%, что важно при хранении в полевых кагатах.
5. Самый высокий фотосинтетический потенциал среди звеньев севооборота на протяжении всех периодов имело звено с чистым паром.
6. Наибольшее количество крупных корнеплодов было в урожае гибридов фирмы KWS в звене с чистым паром: Кристелла - 86,3%, Маша -86,4% и Кармелита - 86,7%. Самое низкое содержание корнеплодов крупной фракции было у гибрида Рафал -78% в звене с чистым паром и 76,2% в звене с горчицей и рапсом. Низкие результаты (в пределах 78-80%) были и у двух отечественных гибридов РМС-73 и РМС-70.
7. Самая высокая урожайность корнеплодов была получена у гибридов фирмы KWS - в среднем по севооборотам от 45,0 т/га (у Кармелиты) до 46,2 т/га (у Маши). Превышение над контролем составляло от 4,3 т/га у Кармелиты, до 5,5 т/га у Маши.
8. Лучший показатель по сахаристости (18,4%), в среднем по звеньям севооборота, отмечался у гибридов фирмы Сесвандерхаве, минимальная сахаристость была у отечественного гибрида РМС-73 и сорта РО-47 и составляла 17,3%. Наивысший сбор сахара с гектара посева был у гибридов фирмы KWS (Маша -8,1 т/га, Кармелита и Кристелла - 8,0 т/га). Самый низкий сбор сахара был у отечественных сортов РО-47 - 6,6 т/га и Л-52 - 6,9 т/га.
9. Из изучаемых отечественных сортов наиболее выгодно выращивать сорт Л-52. Его уровень рентабельности, в среднем по севооборотам, составлял 93,2%, что на 4,8% больше чем у сорта РО-47. Из отечественных гибридов сахарной свеклы наибольший уровень рентабельности от выращивания имеет гибрид ЛМС-94 – 91,5%, а из иностранных Кристелла – 102,2%, что на 18,0% больше чем у контроля.
10. Анализ биоэнергетической эффективности выращивания сортов и гибридов сахарной свеклы показывает, что гибриды фирмы KWS, обладают наибольшим коэффициентом энергитической эффективности - 3,50 (гибрид Кармелита) и 3,55 (гибрид Маша).
Рекомендации производству
- Оптимальные условия для выращивания сортов и гибридов сахарной свеклы складываются в звеньях севооборота: чистый (сидеральные) пары – озимая пшеница – сахарная свекла, которые обеспечивают получение высокой урожайности и сахаристости корнеплодов.
- С целью равномерного обеспечения сахарных заводов корнеплодами сахарной свеклы, с учетом получения высокой урожайности и сахаристости, свеклосеющим хозяйствам следует иметь в посевах наборы сортов и гибридов разных сроков наступления технической спелости: раннеспелые, среднеспелые и позднеспелые.
- Для получения стабильно высокой урожайности сахарной свеклы свеклосеющим сельскохозяйственным предприятиям, применительно к почвенно-климатическим условиям северо-восточной части ЦЧЗ, можно рекомендовать гибриды фирмы KWS (Кармелита, Кристелла, Маша) и Сесвандерхаве (Бристоль, Манон, Орикс), которые имеют наибольший уровень рентабельности и высокую хозяйственную эффективность. Отечественные сорта и гибриды целесообразно выращивать, если планируется хранение в кагатах, так как они менее подвержены гниению.
По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ:
- Заволока И.П. Сравнительная оценка продуктивности отечественных и иностранных гибридов сахарной свеклы в условиях тамбовской области. // Материалы 61 научной конференции студентов и аспирантов( 2 раздел)/ Под ред. А.Н. Квочкина, Н.И. Грекова, С.В. Соловьева и др.-Мичуринск: Изд-во Мичуринского госагроуниверситета, 2009 г., с. 67-69.
- Полевщиков С.И., Заволока И.П. Изучение перспективных сортов и гибридов сахарной свеклы для возделывания в хозяйствах Тамбовской области. // Инновационные технологии в растениеводстве. Мат. науч.-практ. конференции 27 марта 2009 года /Под ред. Н.Н.Бабича, Г.Н. Пугачева.- Мичуринск: Изд-во Мичуринского госагроуниверситета, 2009 г., с. 12-16.
- Полевщиков С.И., Заволока И.П. Продуктивность сортов и гибридов отечественной и зарубежной селекции в условиях Тамбовской области. // Сахарная свекла – 2010 г.- № 4- с.3-4.
- Полевщиков С.И., Заволока И.П. Влияние площади листовой поверхности на продуктивность сахарной свеклы. // Сахарная свекла – 2010 г.- № 9- с.15-17.
- Полевщиков С.И., Заволока И.П. Степень поражения гибридов отечественной и зарубежной селекции церкоспорозом и корневой гнилью. // Сахарная свекла – 2011 г.- № 6- с. 21-23
Отпечатано в издательско-полиграфическом центре МичГАУ
Подписано в печать 25.10.11г. Формат 60х84 1/ 16,
Бумага офсетная № 1. Усл.печ.л. 1,2 Тираж 100 экз. Ризограф
Заказ № 16652
_______________________________________________________________
Издательско-полиграфический центр
Мичуринского государственного аграрного университета
393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101,
тел. +7 (47545) 5-55-12
E-mail: [email protected]
