Содержание к диссертации
Введение
Глава I Теоретические основы применения макро- и микроудобрений, стимуляторов роста и биопрепаратов на посевах подсолнечника .. 12
1.1 Краткий экскурс в историю 12
1.2 Современное состояние и перспективы развития производства масличного сырья 20
1.3 Биологические особенности подсолнечника 26
1.4 Требования к условиям произрастания 43
1.5 Минеральные удобрения в технологии возделывания подсолнечника на маслосемена и на кормовые цели 50
1.6 Эффективность применения микроудобрений и стимуляторов роста на посевах подсолнечника 63
1.7 Применение биопрепаратов в технологии возделывания подсолнечника 73
Глава II Условия, программа, место и методика проведения исследований 80
2.1 Агроклиматические ресурсы лесостепи Среднего Поволжья 80
2.2 Почвенный покров Среднего Поволжья (на примере Республики Татарстан) 83
2.3 Соответствие почвенно-климатических ресурсов к требованиям подсолнечника 86
2.4 Погодно-климатические условия в годы проведения исследований 92
2.5 Программа исследований 100
2.6 Методика проведения исследований 108
2.7 Место проведения исследований 114
2.8 Т ехнология возделывания подсолнечника в опытах 115
Глава III. Сравнительная оценка продуктивности различных масличных культур на различных фонах минерального питания 116
3.1 Полевая всхожесть и сохранность растений к уборке 116
3.2 Вредители, болезни и засоренность посевов 122
3.3 Влияние различных фонов минерального питания на урожайность масличных культур 135
3.4 Содержание сырого жира, валовой сбор растительного масла и его качество 140
3.5 Экономические и энергетические показатели возделывания масличных культур на различных фонах минерального питания 146
Глава IV Нормы высева подсолнечника на расчетных фонах минерального питания в почвенно-климатических условиях лесостепи Среднего Поволжья 153
4.1 Особенности прохождения межфазных периодов подсолнечника в зависимости от фонов минерального питания и норм высева 153
4.2 Нормы высева и засоренность посевов подсолнечника 156
4.3 Высота растений подсолнечника в зависимости от норм высева и доз минеральных удобрений 161
4.4 Параметры корзинки подсолнечника в зависимости от норм высева и фонов минерального питания 164
4.5 Влияние фонов минерального питания и норм высева семян на урожайность подсолнечника 169
4.6 Содержание сырого жира и валовые сборы растительного масла.. 173
4.7 Окупаемость минеральных удобрений на посевах подсолнечника при различных нормах высева 175
4.8 Влияние минеральных удобрений и норм высева подсолнечника на плодородие серых лесных почв и урожайность последующей культуры полевого севооборота 177
4.8.1 Накопление пожнивно-корневых остатков 177
4.8.2 Биологическая активность серых лесных почв Среднего Поволжья 179
4.8.3 Структурно-агрегатный состав серых лесных почв Среднего Поволжья 182
4.8.4 Динамика плодородия серых лесных почв 184
4.8.5 Урожайность последующей культуры полевого севооборота. 188
Глава V Биопрепараты и стимуляторы роста в питании и защите подсолнечника от болезней 192
5.1 Энергия прорастания, лабораторная и полевая всхожесть сорта подсолнечника Родник и гибрида Санмарин 444 192
5.2 Мощность роста всходов и интенсивность формирования корневой системы 196
5.3 Биопрепараты и стимуляторы роста против болезней подсолнечника 200
5.4 Влияние минеральных удобрений, биопрепаратов и стимуляторов роста на урожайность подсолнечника и валовой сбор растительного масла 214
5.5 Результаты расчета экономической эффективности применения биопрепаратов и стимуляторов роста в технологии возделывания подсолнечника на маслосемена 219
Глава VI Жидкие комплексные удобрения в технологии возделывания подсолнечника 226
6.1 Влияние жидких комплексных удобрений на рост и развитие объекта исследований 226
6.2 Параметры корзинки гибридов подсолнечника в зависимости от некорневых подкормок растений 234
6.3 Урожайность, ее стабильность и валовой сбор растительного масла в зависимости от применения различных видов удобрений на посевах подсолнечника 244
6.3.1 Урожайность и ее стабильность 244
6.3.2 Содержание сырого жира и валовой сбор растительного масла 249
6.4 Экономическая эффективность применения жидких комплексных удобрений на посевах подсолнечника 252
Глава VII Влияние фонов минерального питания и способов посева на продуктивность кормосмесей 258
7.1 Рост и развитие растений 258
7.2 Динамика площади листьев и чистая продуктивность фотосинтеза 260
7.3 Влияние минеральных удобрений и способов посева на урожайность кормосмесей 267
7.4 Ботанический состав кормосмеси 273
7.5 Химический состав и сахаро-протеиновое соотношение 275
7.6 Энерго- и экономическая эффективность производства кормов из кормосмесей 284
Глава VIII Производственная проверка и внедрение результатов исследований 293
8.1 Производственная проверка 293
8.1.1 Сравнительная оценка продуктивности трех масличных культур в условиях производства 296
8.1.2 Производственная проверка норм высева подсолнечника в зависимости от расчетных фонов минерального питания 298
8.1.3 Биопрепараты и жидкие комплексные удобрения для подсолнечника в производственных условиях 299
8.1.4 Результаты производственной проверки способов посева кормосмесей на расчетных фонах минерального питания 301
8.2 Внедрение результатов исследований 303
Выводы 308
Рекомендации производству 311
Список литературы 312
Приложения 350
- Биологические особенности подсолнечника
- Содержание сырого жира, валовой сбор растительного масла и его качество
- Влияние жидких комплексных удобрений на рост и развитие объекта исследований
- Энерго- и экономическая эффективность производства кормов из кормосмесей
Введение к работе
Актуальность работы. На базе Казанского жирового комбината группа компаний «Нэфис Косметик» при участии инвестиционно-венчурного фонда Республики Татарстан в августе 2005 г. начала строительство и 17 октября 2007 г. сдала в эксплуатацию маслоэкстракционный завод с мощностью переработки 1 млн. т/год (ежегодная закупка масличного сырья на 20 млрд. руб.).
По словам А.В. Гордеева (2008), этот «Пилотный проект» для сельского хозяйства Приволжского федерального округа по своей значимости столь же важен как строительство нефтеперерабатывающих заводов для нефтяников. Но товаропроизводители сельскохозяйственной продукции использовать этот уникальный шанс и поправить свое финансовое положение пока не могут из-за низкой урожайности единственной масличной культуры Среднего Поволжья – ярового рапса (1,0-1,2 т/га в последние 20 лет). Поэтому, эти «жирные финансовые потоки» уходят в другие регионы России и страны ближнего зарубежья.
Стабильное производство такого объема масличного сырья возможно на основе расширения ассортимента возделываемых масличных культур, применения расчетных доз минеральных удобрений с учетом плодородия почв, современных стимуляторов роста, биологических препаратов, жидких комплексных удобрений и оптимизации норм высева, особенно малоизученной для Республики Татарстан масличной и высокоурожайной кормовой культуры – подсолнечника.
Диссертационная работа проводилась в соответствии с планом научно-исследовательских работ Казанского государственного аграрного университета: номер регистрации АААА-А17-117032910006-0.
Состояние изученности проблемы. Вопросам применения макро- и микроэлементов на посевах подсолнечника посвящены исследования таких крупных зарубежных ученых как Т. Хитон (1994), Д. Шпаар (1999), D. Abdelnaim (2003), D. Purves (2007), C. Allihe (2008). Особенно большой вклад в теорию минерального питания внесли В.С. Пустовойт (1966, 1967, 1972), который стал инициатором интродукции подсолнечника в сельскохозяйственное производство нашей страны и его последователи (Васильев Д.С., 1990; Лукомец В.М., 2010; Бочковая А.Д., 2017 и мн. др.).
В лесостепной зоне Среднего Поволжья вопросами макро- и микроэлементного питания ярового рапса занимались Р.Г. Гареев (1998), Ф.Н. Сафиол-лин (2008), Г.С. Миннуллин (2008), И.Ф. Левин (2012) и др. Однако, на серых лесных почвах Среднего Поволжья работы по изучению закономерностей влияния расчетных доз минеральных удобрений, стимуляторов роста, биопрепаратов, жидких комплексных удобрений на продуктивность подсолнечника ранее не проводились. Также недостаточно изучены особенности технологии возделывания этой культуры в составе кормосмесей.
Цель и задачи исследований. Целью работы являлась разработка приемов увеличения объемов производства масличного сырья и энергонасыщенных кормов на основе расширения ассортимента возделываемых масличных культур и совершенствования системы применения минеральных удобрений, стимуляторов роста, современных биопрепаратов и жидких комплексных удобрений с содержанием легкоусвояемых аминокислот на посевах подсолнечника в
тесной увязке с нормами его высева и способами посева в составе кормосмесей. Для осуществления поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:
-
Провести сравнительную оценку продуктивности и качества растительного масла ярового рапса, яровой сурепицы, льна масличного и подсолнечника на разных фонах минерального питания.
-
Установить экономически обоснованные дозы применения минеральных удобрений в зависимости от норм высева подсолнечника.
-
Исследовать влияние стимуляторов роста, жидких комплексных удобрений и биологических препаратов на урожайность маслосемян подсолнечника.
-
Установить влияние подсолнечника на физико-химические свойства серо-лесных почв Среднего Поволжья и урожайность последующей культуры полевого севооборота.
5. Определить влияние полосного размещения подсолнечника и однолет
них трав в пространстве на продуктивность кормосмесей в зависимости от фо
нов минерального питания.
-
Провести производственную проверку результатов исследований.
-
Рассчитать энерго- и экономическую эффективность возделывания подсолнечника на маслосемена и кормовые цели в почвенно-климатических условиях лесостепной зоны Среднего Поволжья и внедрить результаты исследований в сельскохозяйственное производство в широких масштабах.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с концепцией развития аграрной науки и научного обеспечения агропромышленного комплекса Российской Федерации на период до 2025 г. и соответствует паспорту специальности 06.01.04 – агрохимия.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Сравнительная оценка урожайности и качества растительного масла различных видов масличных культур на расчетных фонах минерального питания.
-
Оптимальные нормы высева в зависимости от макроэлементного питания подсолнечника в почвенно-климатических условиях Среднего Поволжья.
-
Биопрепараты, стимуляторы роста и жидкие комплексные удобрения в технологии возделывания подсолнечника на маслосемена и величина возможной замены NPK.
-
Влияние подсолнечного агроценоза, возделываемого на разных фонах питания, на физико-химические свойства серых лесных почв и урожайность следующей культуры полевого севооборота.
-
Оптимизация минерального питания и размещения подсолнечника в пространстве в составе кормосмесей.
Научная новизна. Впервые в результате проведения сравнительной оценки продуктивности масличных культур в почвенно-климатических условиях лесостепной зоны Среднего Поволжья установлено, что:
наиболее продуктивным и эффективным с экономической точки зрения является позднеспелый подсолнечник. Второе место занимает среднеспелый яровой рапс и, затем, скороспелая яровая сурепица;
высокоурожайные агроценозы подсолнечника с рентабельностью более 58 процентов формируются при норме высева 70 тыс. шт./га всхожих семян на расчетном фоне минерального питания на планируемую урожайность 2,5 т/га
маслосемян;
применение стимуляторов роста и биопрепаратов в предпосевной подготовке семян или же жидких комплексных питательных растворов в некорневой подкормке растений позволяет на 25-30% заменить традиционные минеральные удобрения без ущерба урожайности изучаемой культуры;
лучшим способом размещения подсолнечника и однолетних трав в составе кормосмесей является полосный посев с шириной полос 180 см и расчетный фон минерального питания на планируемую урожайность 35 т/га зеленой массы.
Практическая значимость работы. Внедрение результатов исследований в сельскохозяйственное производство Среднего Поволжья обеспечивает:
получение более 2,0 т/га маслосемян подсолнечника против 1,0-1,2 т/га ярового рапса в последние 20 лет;
повышение масличности семянок объекта исследований на два и более процентов;
увеличение экономической эффективности возделывания подсолнечника на маслосемена и кормовые цели до уровня рентабельности 45-58 процентов.
Личный вклад автора. Автор принимал личное участие в разработке программы исследований, проводил полевые, лабораторные опыты и статистические обрабатки. Опубликовал статьи в научных изданиях. Результаты полевых и лабораторных исследований проанализировал, вполне грамотно и логично изложил их в данной диссертации.
Внедрение результатов исследований. В 2005-2016 гг. результаты исследований внедрены в ООО «Хаерби», ООО «Березовка» Лаишевского, ООО «Агрофирма «Вятские Зори» Тукаевского, ООО «Ак Барс Пестрецы» Пестре-чинского, ООО «ВЗП «Заволжье» Зеленодольского, СПК «Колос» Бавлинского, ООО «Эконом» Актанышского муниципальных районов Республики Татарстан.
Они стали основой разработки и принятия в Республике Татарстан «Программы три по сто» (по 100 тыс. га/год подсолнечника, ярового рапса и кукурузы на зерно в качестве высокомаржинальных культур) и внедряются более чем в 500 хозяйствах на площади 35-40 тыс. га (акты внедрения имеются).
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации были доложены и получили положительную оценку на международных научных конференциях «Перспективы развития экологического сельского хозяйства и природопользования в Республике Татарстан» (Казань, 2004), «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Йошкар-Ола, 2007), «Роль аграрной науки в инновационном развитии агропромышленного комплекса» (Казань, 2009), «Академическая наука – проблемы и достижения» (North Charleston, USA, 2013), «Science, Technology and Higher Education» (Westwood, Canada, 2013); в международных специализированных выставках «Агрокомплекс: Интерагро. Анимед. Фермер Поволжья» (Казань 2010, 2011); Всероссийских научно-практических конференциях «Молодые ученые – агропромышленному комплексу» (Казань, 2004), «Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан» (Казань, 2004), «Пути мобилизации биологических ресурсов повышения продуктивности пашни, энергоресурсосбережения и производства конкурентоспособной сельскохозяйственной продукции (Казань, 2005), «Молодые лидеры аграрного сектора
России» (Казань, 2006), «Инновационное развитие агропромышленного комплекса» (Казань, 2009; 2011), «Совершенствование адаптивной системы земледелия» (Казань, 2012, 2013) и в ежегодных научных конференциях профессор-ско-преподавательского состава агрономического факультета Казанского ГАУ (2004-2018 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 51 печатная работа, в том числе 13 научных статей в рецензируемых изданиях ВАК Российской Федерации.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 387 страницах компьютерного текста, состоит из общей характеристики работы, 8-ми глав, выводов и рекомендаций производству, содержит 17 рисунков и графиков, 5 фотографий, 6 карт, 87 таблиц, 36 приложений. Список литературы включает 361 наименование, в том числе 37 иностранных авторов.
Биологические особенности подсолнечника
Helianthus - обширный и полиморфный род. Систематики насчитывают в нем разное количество видов. Например, Бентам и Гукер в свое время описали 50 видов, Уотсон - 108, Коккерелл - 180 , а россиянин Ф.А. Сацыперов (1913) - 264 вида. В настоящее время видовой состав более или менее выяснен. Род подсолнечник имеет разъединенный ареал. Около 50 видов сосредоточено в Северной Америке (от Канады через США до Мексики включительно); 17 видов встречается в Южной Америке, в Андах, от Южной Колумбии до Боливии. Дикорастущие подсолнечники Северной и Южной Америки произрастают преимущественно в прериях, иногда встречаются и в прибрежных равнинах, на опушках сосновых лесов и отмелях рек.
Большинство видов подсолнечника - однолетние растения, но среди них есть и многолетники.
Род Helianthus включает 49 видов однолетних и 36 многолетних, в том числе представителей культурных растений: Helianthus annus L. - подсолнечник культурный (однолетний вид) и Helianthus tuberosus L. - топинамбур (многолетний вид) (Ткалич И.Д., 2011).
В основном многолетние виды - травянистые растения, но некоторые из южноамериканских относятся к кустарникам. Дикорастущие виды подсолнечника, как правило, крупные растения - до 3 метров высотой.
Из известных в настоящее время 108 видов рода в полевой культуре используются только два: однолетний - (Helianthus annus) и многолетний - топинамбур, или земляная груша (Helianthus tuberosus). В садах в качестве декоративной культуры выращивают подсолнечники красностебельный (Н. atrornbens), десятилепестный (Н. de-capetalus), остролистный (Н. argophyus), яркоцветковый (Н. laetiflorus). Кроме видов, существует множество разнообразных сортов и форм, отличающихся друг от друга по расцветке, высоте, количеству соцветий - корзинок на стебле.
Подсолнечник (Heliantus annus) - двудольное растение семейства сложноцветных (Compositae) по старой систематике, по новой - семейства астровых (Asteraceae). Свое название, как было отмечено выше, он получил от ботаников Лобелиуса и Карла Линнея: гелиос - солнце; антус - цветок; аннус - однолетний.
Вид Helianthus annus в настоящее время делят на подсолнечник культурный (Helianthus cultus) и подсолнечник дикорастущий (Helianthus ruderalis). Возделываемые на масло и корм формы относят к подвиду подсолнечника посевного (sativum) в отличие от подсолнечника декоративного (ornamentalis).
В составе посевного подсолнечника установлено значительное число разновидностей. По своим экологическим признакам эти разновидности объединяются в четыре группы:
- севернорусскую - borealiruth nici Wenzl;
- среднерусскую - medioruth nici Wenzl;
- южнорусскую - austroruth nici Wenzl;
- армянскую - armeniaci Wenzl.
Для сельскохозяйственного производства наибольшее значение имеют северорусская и среднерусская разновидности. Основные признаки этих групп разновидностей приводятся в таблице 7.
Кроме того, все формы культурного подсолнечника по строению семянок принято объединять в три основные группы.
Грызовой подсолнечник. Характерной особенностью этой группы форм является толстый высокий стебель, достигающий 4 м высоты, крупные листья и большая, обычно одиночная, корзинка на вершине стебля. Диаметр корзинок от 17 до 45 см. Семянки крупные, с толстой ребристой кожурой.
Ядро семянки (семя) не занимает целиком всю внутреннюю полость. Поэтому сорта грызового подсолнечника имеют повышенную лузжистость от 45 до 56 процентов. Средняя длина семянок грызового подсолнечника 11-23 мм, ширина 7,5-12 мм.
Масличный подсолнечник. Растения масличной группы более низкорослые, с более тонким одиночным или ветвящимся стеблем, не превышающем 1,5-2,5 м высоты. Корзинка также меньшей величины, диаметром около 15-30 см. Семянки меньше, чем у грызового подсолнечника, 7-13 мм длиной и 4-7 мм шириной. Кожура семянок тонкая, гладкая, ядро заполняет всю внутреннюю полость. Лузга составляет 22-36 процентов.
Межеумок. Третья группа является промежуточной между двумя первыми. Некоторыми признаками она похожа больше на грызовой подсолнечник, другими - на масличный.
Так, по высоте стебля, размеру, форме листьев, величине корзинки и семянок эта группа приближается к подсолнечнику грызовому, по выполненности семянок она стоит ближе к масличному, хотя и не вполне ему соответствует.
Морфология растений подсолнечника. Подсолнечник имеет стержневую корневую систему. Г лавный корень образуется из зародышевого корешка семени и интенсивно развивается в вертикальном направлении вниз (Васильев Д.С., 1993).
Форма его в верхней части до глубины 10-15 см явно коническая, до глубины 30-40 см - слабоконическая, а глубже почти цилиндрическая. В верхней части он деревянистый, но хрупкий, гладкий, окраска в зависимости от возраста от - белой до темно-бурой (Александров В.Г., 1951).
На главном корне образуется боковые корни, которые вначале растут горизонтально, а затем вертикально вниз.
Как показали исследования А.Я. Максимовой (1940), уже при появлении над поверхностью почвы семядольных листьев на главном корне проростка имеется до пяти боковых корешков. Наибольшее количество ответвлений первого порядка расположено в верхней части главного корня до глубины 20-25 см. Все корни первого порядка растут вначале параллельно поверхности почвы, заглубляясь в нее под небольшим углом. При этом они образуют разветвления высших порядков, создавая густую сеть тонких корней, особенно в верхних горизонтах почвы, от 5 до 30 см. Наиболее крупные из корней первого порядка на расстоянии 10-40 см от главного корня переходят от плагиотроп- ного роста к ортотропному и растут почти вертикально вниз, параллельно главному корню (Пустовойт В.С., 1965).
Большое количество корней, разветвляясь, сосредоточивается в верхнем слое почвы. При пересыхании этого слоя они малоактивны, частично отмирают, а при выпадении дождей возобновляют рост, образуют новую сеть мелких белых корешков, которые активно функционируют. Эти корни играют важную роль в жизни подсолнечника, особенно если учесть, что даже при сравнительно небольших осадках влага, скатываясь с листьев по стеблю, существенно увлажняет слой почвы вблизи растения (Дублянская Н.Ф., 1963).
К фазе образования корзинки корни подсолнечника проникают на глубину до 1,5 м, к фазе цветения - до 2 м, тем самым подсолнечник в отличие от обычных злаковых культур способен использовать питательные вещества и влагу из более глубоких слоев почвы (Минкевич И.А., 1952).
Затем их рост замедляется, но не приостанавливается до конца вегетации. В опытах 3. Б. Борисоника (1985) в условиях Днепропетровской области при образовании у подсолнечника корзинки, когда высота растений достигала 50-65 см, корни углублялись до 1,4-1,6 м, в период цветения соответственно до 1,4-1,6 и 1,8-2,0 м. К концу вегетации отдельные корни проникали до глубины 2,2- 2,4 метра.
Характер распространения корневой системы в глубину зависит от многих факторов, но особенно от увлажненности почвы. В сухие годы по сравнению с влажными, в пахотном слое корней образуется меньше, во влажные годы - больше по отношению к их общей массе (Морозов В.К., 1967).
К концу вегетации главный корень растений сортов среднеспелой группы проникает обычно на глубину 3 м и более, а при благоприятных условиях - до 4-5 м (Пустовойт В.С., 1957). Небольшое количество (5-7) наиболее крупных корней первого порядка проникает в почву на глубину до 60-80 см. Как правило, корни первого порядка, тем тоньше и короче, чем дальше расположено место их образования на главном корне от корневой шейки. Поэтому по мере углубления радиус зоны, охваченной корнями, уменьшается, и вся зона проникновения корней имеет вид перевернутого конуса. Но в посевах боковые корни в горизонтальном направлении распространяются в основном только до середины междурядья, где они встречают на своем пути корни растений соседнего ряда. Корни подсолнечника не растут в слои почвы, содержащие слишком мало воды или кислорода (Максимова А.Я., 1940).
Стебель. Подсолнечник имеет прямостоячий, крепкий одревесневший в нижней части, неразветвленный крученый или ребристый стебель, покрытый, как и листья, жесткими волосками, защищающими растение от перегрева и испарения влаги. Благодаря этому подсолнечник устойчив к воздушной засухе. Середина стебля заполнена губчатой тканью (Ткалич И.Д., 2011).
Содержание сырого жира, валовой сбор растительного масла и его качество
Пищевую ценность продуктов питания, как правило, сравнивают с куриным яйцом, поскольку в нем содержится необходимое количество организму человека белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества и другие биологически активные соединения. Если биологическую питательную ценность куриного яйца принять за 100, то у растительного масла она равняется 65-70% (Бражник В.П., 2000; Дряхлов А.А., 2000; Ткалич И.Д., 2001; Тишков Н.М., 2012; Больдисов Е.А., 2017).
Такое сравнение, на наш взгляд, не является основанием суждения о качестве растительного масла, поскольку среди них есть различные масличные культуры с разнообразным жирно-кислотным составом (пальмовое, хлопковое, арахисовое, подсолнечное, горчичное, льняное, рапсовое, кукурузное, оливковое и мн. др.).
В нашей стране первая попытка оценки качества растительных масел была предпринята в 1979 г. (был издан первый справочник по химическому составу пищевых продуктов).
За время, прошедшее после выхода первого издания справочника, появились современные приборы, такие как, автоматические аминоанализаторы, газовые и жидкостные хроматографы, атомные спектрофотометры, при помощи которых можно точно определить не только содержание жира и его кислотное число, но и жирно-кислотный состав растительного масла (пальмитиновая, олеиновая, линолевая, линолеиновая, арахидоновая кислоты).
Увеличение объемов производства растительного масла зависит от двух факторов:
- урожайность возделываемых масличных культур, которая зависит от множества составляющих агроприемов, включая выбор масличной культуры;
- содержание сырого жира в производимом масличном сырье.
Задача, поставленная в 1912 г. В.С. Пустовойтом при организации опытно-селекционной станции Круглик в Краснодарском крае получить сорта подсолнечника высокоурожайные, моле- и заразихоустойчивые с содержанием сырого жира не менее 40% уже к 1927 г. была успешно решена. В первом сорте В.С. Пустовойта «Круглик А» содержание жира составило 31% против 20-25% в начале его плодотворной селекционной работы.
В конце 40-ых годов масличность пустовойтовских сортов превышала 40%, а в 70-ые годы прошлого столетия в сортах Передовик, Смена, Армавирский 349 содержание растительного масла было на 4-5% выше по сравнению с лучшими сортами зарубежной селекции.
В наших исследованиях сорт селекции НИИСХ Юго-Востока Саратовский скороспелый также отличался высоким содержанием сырого жира в маслосеменах (табл. 24).
Каждый гектар пашни, занятый яровым рапсом, без применения минеральных удобрений обеспечивает валовой сбор растительного масла в объеме 448,4 кг. Это на 107,9 кг/га меньше по сравнению с валовым сбором подсолнечного масла, но на 46,6 и 103,6 кг/га больше по сравнению с яровой сурепицей и льном масличным.
Внесение минеральных удобрения из расчета N57P16K72 и N73P21K90 повышает концентрацию сырого жира в маслосеменах ярового рапса до 40,2-41,1%, подсолнечника - до 44,0-44,9%, льна масличного - до 36,8-37,2% и яровой сурепицы - до 39,4-40,3 процента.
Поэтому, взаимодействие высокой урожайности с высоким содержанием сырого жира обеспечивает получение дополнительного рапсового растительного масла от 202,8 до 472,2 кг/га, подсолнечного - от 223,1 до 526,4; льняного - от 82,1 до 376,9 и яровой сурепицы - от 169,5 до 436,4 кг/га.
Следовательно, отзывчивость всех изучаемых масличных культур на внесение минеральных удобрений весьма высокая.
В то же время, на фоне питания N98P28K108 снижается накопление сырого жира в рапсовом масличном сырье на 0,3%, подсолнечном - на 1,8, льняном - на 0,2 и яровой сурепицы - на 0,9 процента. Несмотря на снижение концентрации сырого жира в маслосеменах, валовые сборы растительного масла на высоком фоне минерального питания были максимально высокими и составили:
- ярового рапса 999,6 кг/га с превышением безудобренного фона на 551,2 кг/га;
- подсолнечника 1198,2 кг/га (прибавка 642,5 кг/га);
- льна масличного 765,9 кг/га (прибавка 421,1 кг/га);
- яровой сурепицы 835,3 кг/га с превышением контроля (без удобрений) на 433,5 кг/га.
Таким образом, подсолнечник на всех фонах минерального питания, в том числе и без удобрений, по валовому сбору растительного масла занимает лидирующее положение, и его реакция на разные дозы NPK составляет от 223,1 до 642,5 кг/га растительного масла.
По классификации М.А. Самсонова и Е.А. Бьюла (1980) все жирные кислоты делятся на насыщенные и ненасыщенные (иногда их называют предельными и непредельными кислотами). Насыщенные жирные кислоты (в основном стеариновая и пальмитиновая кислоты) используются организмом как энергетический материал. Наибольшее количество насыщенных жирных кислот содержится в животных жирах (в говяжьем и свином жире - до 25%) и избыточное употребление жиров животного происхождения приводит к повышению уровня холестерина в крови.
Ко второй группе относятся ненасыщенные жирные кислоты с общей формулой CnH2n-202; CnH2n-402; СпН2П-б02, для которых характерно присутствие двойной связи. Мононенасыщенные жирные кислоты содержат одну ненасыщенную водородом связь между углеродными атомами (олеиновая); полиненасыщенные - несколько связей (линолевая, линоленовая и др.). Показателем содержания ненасыщенных кислот в жирах служит йодное число, которое указывает число граммов йода, присоединяемого к 100 г жира. Чем ниже йодное число, тем более ценно масло для пищевых целей.
Полиненасыщенные жирные кислоты имеют особое значение, так как они входят в состав клеточных мембран и других структурных элементов тканей, обеспечивают нормальные рост и обмен веществ, эластичность сосудов и так далее. Кроме того, они не могут синтезироваться в организме человека и поэтому являются незаменимыми.
С другой стороны, эти кислоты, главным образом линолевая и арахидо- новая служат предшественниками гормоноподобных веществ - простогланди- нов, которые предотвращают отложение холестерина в стенках кровеносных сосудов (Мюррей М., 1980; Покровский А.А., 1981).
Поэтому проведение качественного анализа жирнокислотного состава растительных масел из различных масличных культур с точки зрения питания человека имеет огромное значение (рис. 10, приложение 4).
Среди всех жирных кислот особое место занимает олеиновая кислота, которая благотворно влияет на здоровье человека и является незаменимым компонентом для консервной промышленности.
Влияние жидких комплексных удобрений на рост и развитие объекта исследований
Вся история развития растениеводства тесно связана с совершенствованием технологии возделывания сельскохозяйственных культур с целью формирования высокопродуктивных агроценозов.
В ХХ веке данную проблему пытались решать за счет селекции, мелиорации земель, внутрихозяйственного землеустройства с учетом специализации укрупненных сельхозформирований. Самое главное, все были убеждены, что дальнейший рост урожайности невозможен без применения минеральных удобрений.
С переходом на рыночные условия развития аграрного сектора Российской Федерации расчеты таких известных экономистов как (Камалян А.К., 2004; Ивашура С.В., 2011; Зяблова А.А., 2017; Картамышева Е.В., 2017) показали, что на производство 100 калорий продукции в начале ХХ века крестьяне затрачивали всего 30 калорий совокупной энергии, в 1950-ые годы - 60, а в конце века - 90. Следовательно, при таком интенсивном росте энергозатрат не может быть речи о рентабельности и конкурентоспособности производства растениеводческих и животноводческих продуктов питания.
Основной причиной высокой себестоимости продукции растениеводства была и остается львиная доля в структуре затрат расходов на приобретение, транспортировку, хранение и внесение минеральных удобрений, которая составляет до 35-40% (Алиев Ш.А., 2001; Сафиоллин Ф.Н., 2008; Миннуллин Г.С., 2008; Шакиров Р.С., 2009; Гайсин И.А., 2010; Колягин Ю.С., 2011; Квашин А.А., 2017).
В связи с этим, в последние годы многие научно-исследовательские институты, опытные станции, крупные агрохимические фирмы занимаются и достигают ощутимых результатов в разработке жидких комплексных удобрений с низкой себестоимостью. В связи с этим, изучение концентрированных элементов питания нового поколения по широкому спектру показателей является актуальной проблемой агропромышленного комплекса, как лесостепной зоны Среднего Поволжья, так и Российской Федерации в целом.
Более того, перспективность применения некорневых подкормок доказывается тем, что ее можно без всяких дополнительных затрат (кроме закупочной цены самого препарата) совместить с обработкой посевов подсолнечника против болезней и вредителей в начальной фазе развития культуры.
В связи с этим, согласно рекомендациям разработчиков (ЗАО «Изагри», АО «Щелково Агрохим», ООО «СоюзХим») некорневую подкормку в опытах во все годы исследований проводили двухкратную обработку посевов подсолнечника (по 1,5 л/га): первую - в фазе 4-5 пар настоящих листьев, сочетая с инсектицидной обработкой посевов против вредителей этой культуры (в 2012 г. использовали Кинфос 0,40 л/га; 2013 - Имидор 0,25 л/га; 2014 - Залп 0,25 л/га; 2015 - Кинфос 0,40 л/га и в 2016 - Имидор 0,25 л/га), вторую - в фазу начала образования корзинки.
Самое заметное влияние, которое можно отметить визуально, жидкие комплексные удобрения с содержанием аминокислот оказывают на динамику накопления зеленой массы подсолнечника.
В фазе 6-8 настоящих листьев под влиянием Изагри Вита накопление биомассы стандартного гибрида Санмарин 444 в среднем за 5 лет исследований составило 1,32 т/га, что выше контроля на 34,9% (табл. 54).
В фазе формирования корзинок данная разница нивелируется, и преимущество Изагри Вита по сравнению с контролем снижается до 21,7 процента. Отмеченная тенденция снижения эффективности действия некорневой подкормки Изагри Вита сохраняется до полной спелости корзинок подсолнечника (17,5%). Вторую позицию по стимуляции роста и развития растений занимает органоминеральное удобрение на основе аминокислот Биостим Масличный АО «Щелково Агрохим».
Под действием Биостима Масличного общая биомасса посевов к первому учету повышается до 1,18 т/га, ко второму - 2,21 и к концу вегетационного периода составляет 1,83 т/га против 1,71 т/га на варианте без удобрений.
Эффективность действия жидкого минерального удобрения Агрис Ами- новит (ООО «СоюзХим») также выше контроля, но существенно уступает Иза- гри Вита, а разница между ним и Биостимом Масличным математически недоказуема: по фазам развития 0,01; 0,03; 0,14 т/га при НСР05 0,10; 0,22; 0,18 т/га (разница в пределах допустимой ошибки опыта).
Следует особо отметить преимущество применения расчетных доз минеральных удобрений на планируемую урожайность маслосемян подсолнечника 2,5 т/га. На этом варианте по всем фазам развития культуры накопление биомассы было максимально высоким и превышало контроль на 53,0; 43,6; 42,7% соответственно (фото 5).
С другой стороны, интенсивность роста и развития любой сельскохозяйственной культуры, особенно подсолнечника, зависит от биологических особенностей сорта или же гибрида, что четко прослеживается при сравнительной оценке двух гибридов.
Так, на всех вариантах опыта, включая NPK на планируемую урожайность 2,5 т/га маслосемян, общая биомасса гибридного подсолнечника Джаззи была ниже по сравнению с гибридом Санмарин 444. На контроле данная разница перед уборкой урожая в пользу гибрида Санмарин 444 составила 0,17; на втором варианте NPK на 2,5 т/га она снизилась до 0,14; на вариантах с применением других комплексных удобрений данная разница составила 0,09; 0,10; 0,12 т/га.
Также следует подчеркнуть тесную корреляционную зависимость эффективности действия некорневой подкормки растений подсолнечника жидкими комплексными удобрениями от погодно-климатических условий конкретного вегетационного периода, в первую очередь от влагообеспеченности (табл. 55).
При анализе результатов по годам исследований выясняется, что чем больше количество осадков и выше среднесуточная температура воздуха в первой половине вегетационного периода, тем больше усиливаются темпы накопления зеленой массы подсолнечника. Так, в 2012 г. за май-июнь выпало 96 мм осадков, что соответствует среднемноголетней величине. Кроме того, 2012 г. характеризовался высокими среднесуточными температурами воздуха: в мае - 114%; июне - 113; июле - 106; августе - 114; сентябре - 105% к норме. Сочетание достаточного количества влаги с высокими термическими ресурсами стало основанием формирования биомассы гибридного подсолнечника Санма- рин 444 от 1,91 (на контроле) до 2,84 т/га на втором варианте опыта (NPK на 2,5 т/га маслосемян) против 1,44 и 1,83 т/га соответственно на этом же фоне питания в 2015 году.
Что касается гибрида Джаззи сильная зависимость его роста и развития также определяется влаго- и теплообеспеченностью, но в некоторой степени меньше по сравнению с гибридом Санмарин 444 (зеленая масса перед уборкой урожая на контроле в 2012 г. составила 1,72, а на варианте с внесением NPK на планируемую урожайность маслосемян 2,5 т/га - 2,63 т/га).
В целом, во все годы исследований (острозасушливые и жаркие, увлажненные и относительно прохладные) некорневая подкормка растений обеспечивала достоверную прибавку накопления биомассы подсолнечника, особенно на варианте Изагри Вита 3 л/га.
Следовательно, некорневая подкормка жидкимикомплексными удобрениями значительно ускоряет рост и развитие объекта исследований, особенно в первые три декады после обработки посевов и этот процесс усиливается при слиянии двух факторов внешней среды: дополнительное обеспечение растений легкоусвояемыми элементами питания в сочетании с влагой в виде выпавших осадков и термическими ресурсами. При этом, среди жидких комплексных удобрений лидирующее положение занимает двукратная обработка препаратом Изагри Вита с нормой расхода 1,5 л/га. Его положительное действие продолжается до конца вегетационного периода (до полной спелости корзинок).
Несмотря на строгое соблюдение в проводимых исследованиях принципа «единственного различия» реакция двух изучаемых гибридов на некорневую подкормку по темпам роста и развития была совершенно разной, что объясняется биологическими их особенностями, прежде всего высотой растений перед уборкой урожая (табл. 56).
Энерго- и экономическая эффективность производства кормов из кормосмесей
Экономические показатели способов посева и внесения минеральных удобрений. По данным министерства сельского хозяйства Российской Федерации в себестоимости молока и мяса от 45 до 60% приходится на долю кормов. Это связано, в первую очередь, с тем, что на 1 л молока в России затрачивается 1,5-2,0 кормовых единиц, а на мясо - 20 и более против 1,0 и 16 кормовых единиц в развитых странах мира. Основная причина столь высоких затрат объясняется такими объективными и субъективными причинами:
- холодная и продолжительная зима. В таких условиях часть кормов расходуется на обогрев тела животных;
- недостаточное применение витаминов, биодобавок и стимуляторов роста животных;
- дефицит белка, жира и углеводов в рационе животных;
- нарушение оптимального соотношения питательных и минеральных веществ;
- слабое ветеринарное сопровождение животных в течение жизни;
- низкий уровень селекции новых пород, приспособленных к суровым условиям нашей страны.
Поэтому, если мы хотим организовать производство мяса и молока с низкой себестоимостью и сделать их доступными для широкого круга населения, среди вышеуказанных мер необходимо самое серьезное внимание обратить на обеспечение животных не только кормами, а качественными кормами.
Решить эту архиважную проблему в лесостепной зоне Среднего Поволжья возможно на основе расширения посевных площадей кормосмесей и оптимизации способов их посева с учетом фона питания (табл. 80).
Стоимость валовой продукции (СВП) зависит от валового сбора кормовых единиц (приложение 14) и условной цены ее реализации (5 тыс. руб./т).
Валовой сбор кормовых единиц без применения минеральных удобрений был в пределах от 1932 на смешанных посевах до 2562 на полосных посевах с шириной полос 180 см. В связи с этим стоимость валовой продукции в сравниваемых вариантах повышается в пользу полосного посева на 2,8 тыс. руб./га.
Внесение расчетных доз минеральных удобрений на планируемую урожайность зеленой массы 30, 35 и 40 т/га способствует повышению стоимости валовой продукции более чем в 2 раза (от 11,5 до 24,6 тыс. руб./га) по принципу: чем выше расчетные дозы NPK, тем выше урожайность и стоимость валовой продукции.
К сожалению, это относится и к общим затратам (ОЗ) на возделывание кормосмеси. Они достигают своего максимума на расчетных фонах 40 т/га зеленой массы - 17,9 тыс. руб./га против 9,4 тыс. руб./га без внесения минеральных удобрений.
При этом следует особо отметить в статьи затраты кроме минеральных удобрений входят также расходы на уборку, транспортировку и закладку сенажа дополнительного урожая.
Тем не менее, самый высокий условно-чистый доход (УЧД) с 1 га пашни в сумме 7,9 тыс. руб. был получен на участках с внесением расчетных доз NPK на планируемую урожайность зеленой массы 35 т/га при ширине полос 180 см. На этом варианте опыта рентабельность производства кормов (Р) составляет 50%, что выше контроля на 28 процентов. Поэтому отрицание значения минеральных удобрений в связи с их дороговизной очень даже ошибочное мнение и заблуждение многих практикующих специалистов и руководителей сельхозформирований агропромышленного комплекса Российской Федерации.
В качестве доказательства эффективности применения минеральных удобрений на посевах кормосмесей можно привести расчеты себестоимости производства кормов. Так, при условной цене реализации 1 т кормовых единиц 5 тыс. рублей затраты в зависимости от способов посева составляют:
- без внесения минеральных удобрений от 3,6 до 3,9 тыс. рублей;
- на расчетных фонах питания на планируемую урожайность 30 и 35 т/га зеленой массы от 3,0 до 3,4 тыс. рублей;
- на фоне питания на планируемую урожайность 40 т/га себестоимость увеличивается от 3,2 до 3,5 тыс. рублей, а рентабельность снижается до 30-37% против 34-50% при внесении N99P44K54.
Следовательно, экономические показатели производства кормов зависят как от способов посева кормосмесей, так и фонов их питания. С экономической точки зрения лучшим способом размещения подсолнечника и однолетних трав является Полосный посев с шириной полос 180 см и расчетные дозы NPK на планируемую урожайность зеленой массы 35 т/га.
Дальнейшее расширение ширины полос и доз внесения минеральных удобрений с целью получения более высоких урожаев становятся причиной резкого роста затрат на возделывание культуры, снижения рентабельности, условно чистого дохода и повышения себестоимости производства сенажа из кормосмесей.
Энергетическая оценка способов посева с учетом фона питания кормосмесей. Энергетическая оценка позволяет с высокой точностью определить окупаемость изучаемых способов посева кормосмесей и целесообразность внесения минеральных удобрений.
При расчетах энергоемкости производства кормов необходимо определить сколько затрачивается ГСМ, живой труд, электроэнергия, включая затраты на расходные материалы (удобрения, протравители семян) и коэффициенты их перевода в ГДж:
- 1 квт час = 3,6 МДж;
- 1 кг усл. туков = 29,33 МДж;
- 1 л.с. час = 2,65 МДж;
- 1 кг бензина = 39,67 МДж;
- 1 кг дизельного топлива = 37,66 МДж;
- живой труд 1 чел. час = 0,2 МДж.
Накопление валовой энергии в кормах определяется по методике ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса:
ВЭ (ГДж) = 23,95 х СП + 39,77 х СЖ + 20,05 х СК + 17,46 х БЭВ, где
ВЭ - валовая энергия, ГДж/га;
СП - содержание сырого протеина, кг;
СЖ - содержание сырого жира, кг;
СК - содержание сырой клетчатки, кг;
БЭВ - содержание безазотистых экстрактивных веществ.
Для наглядности расчеты энергетической эффективности лучше всего представить в форме таблицы 81.
По мере роста доз внесения минеральных удобрений затраты совокупной энергии увеличиваются от 8,9 ГДж/га на контроле (без удобрений) до 15,6 ГДж/га на фоне N113P51K61 (планируемая урожайность зеленой массы 40 т/га).
Несмотря почти на 2-х кратное увеличение затрат совокупной энергии пропорционально возрастает и накопление обменной энергии в продукции с 1 га пашни - от 19,5 до 45,9 ГДж - в 2,4 раза. То есть, накопление энергии в сухой массе кормосмеси опережает расходы энергии на ее возделывание.
Анализируемая разница достигает наибольшего значения на полосных посевах с шириной полос 180 см, взаимодействуя с фоном питания NggP K . На этом варианте опыта валовой сбор обменной энергии составляет 86,0 ГДж/га, а затраты совокупной энергии - 19,6 ГДж (самые высокие показатели затрат и накопления энергии). Несмотря на это, по насыщенности 1 кг сухой массы обменной энергией не было альтернативы этому варианту опыта 18,3 МДж/кг сухой массы против нормативного 14-15.
Самым важным показателем применения минеральных удобрений и способов посева кормосмесей является окупаемость денежных и энергетических затрат (табл. 82).