Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1 Биологические особенности риса 9
1.2. Технология возделывания риса 17
1.3. Регуляторы роста и агрохимикаты в растениеводстве 22
2. Условия и методика проведения исследованний 32
2.1 Почвенно-климатические условия 32
2.2 Схема опыта и методика исследований 39
2.3 Характеристика объекта исследования 42
2.4 Характеристика испытуемых препаратов 44
3. Результаты исследования 47
3.1 Густота стояния и выживаемость растений риса в зависимости от применения в технологии его возделывания гуминовых препаратов 48
3.2 Влияние испытуемых препаратов на показатели роста надземных органов растений риса 53
3.3 Влияние обработки семян и растений риса гуминовыми препаратами на формирование листового аппарата 61
3.4 Влияние испытуемых препаратов на фотосинтетическую деятельность растений риса 67
3.5 Влияние испытуемых препаратов на формирование элементов структуры урожая 74
3.6 Урожайность и качество зерна риса исследуемых сортов в зависимости от применения в технологии его возделывания гуминовых препаратов 79
4. Экономическая эффективность применения гуминовых препаратов на рисе 87
Выводы 94
Рекомендации производству 97
Список литературы 98
- Технология возделывания риса
- Схема опыта и методика исследований
- Влияние обработки семян и растений риса гуминовыми препаратами на формирование листового аппарата
- Урожайность и качество зерна риса исследуемых сортов в зависимости от применения в технологии его возделывания гуминовых препаратов
Технология возделывания риса
Рис (Oryza) – род однолетних и многолетних травянистых растений семейства Злаковых (Poaceae). Родина риса - тропический и субтропический пояс Юго-Восточной Азии [10].
Корневая система риса мочковатая и поверхностная, длиной 30-40 см. Она находится на глубине 0-15 см. Рис способен образовывать придаточные корни не только из подземной части, но и из узлов надземной ее части. Образование этих корней обычно индуцируется затоплением. Корневая система риса имеет развитую воздухоносную ткань, которая находится также в листьях и стеблях. Благодаря этому в растении поддерживается необходимая концентрация кислорода. Корни имеют сравнительно небольшое количество корневых волосков [45].
Стебель – округлая, в большей части полая соломина, образованная влагалищами листьев, высотой 80-120 см. Стебель разделен плотными узлами на отдельные отрезки – междоузлия. В зависимости от длины соломин, растения риса могут быть подразделены на прямостоячие, наклоняющиеся, полусклоненные и т.д. В среднем на растении образуется около трех – пяти продуктивных стеблей [5].
Листья у риса длинные, линейно-ланцетные с параллельным жилкованием. По середине пластинки проходит самая крупная центральная жилка. Утолщаясь к основанию листа, она на всем протяжении содержит воздухоносные полости. Листья имеют пильчатозаостренные края, длину – 20-25 см и ширину – 1,5-2 см [6].
Соцветие метелка, 20-30 см длиной, с большим числом ветвей. Колоски одноцветковые, от 30 до 200 штук в метелке. Цветки имеют шесть тычинок и продолговатую завязь. Рис - растение самоопыляющееся. Зерно пленчатое, при обмолоте выпадает целыми полосками с цветковыми и колосковыми чешуями [5, 6]. Отношение риса к температуре. Температура принадлежит к числу наиболее активных факторов, влияющих на интенсивность биохимических процессов в зерновке. Воздействуя на температурный режим рисового поля, можно увеличивать размеры и массу зародыша и эндосперма, изменять содержание в зародыше растворимых углеводов, азотистых соединений, кислоторастворимого фосфора, липидов, сокращать или удлинять фазу созревания и таким образом, влиять на качество семян [38, 60].
Рис очень теплолюбив. Семена прорастают при температуре 11-12С, жизнеспособные всходы появляются при температуре 14-15С. Оптимальная температура для роста растений 25-30 С, а максимальная 40С. Низкие температуры сильно тормозят рост и развитие риса. Недостаточное количество тепла задерживает разрастание пазушных почек. Если температура слоя воды в течение недели будет 17-20С, то пазушные почки не разрастаются. При температуре воды 28-30С инициируется рост боковых побегов. Но наиболее интенсивное их разрастание происходит при 26-28С. Даже кратковременное изменение температуры окружающей среды в период дифференциации конуса нарастания может повлиять (положительно или отрицательно) на число закладывающихся колосков будущей метелки. Важным периодом в формировании урожая риса является фаза трубкования, в процессе которой закладывается продуктивность метелки. Оптимальная температура для этого периода 20-22С, что на 4-6С меньше оптимальных температур для предыдущих фаз развития растений риса. Цветение риса не наступает в естественных условиях раньше момента, когда нарастание температур, достигнув максимума, не начнет спадать. Снижение температур на 1,5-3,0С от средней температуры самой жаркой декады и есть момент начала цветения. В оптимальных условиях (25С и выше) цветение у риса открытое, а при температуре ниже 20С происходит во второй половине дня и чаще бывает закрытым. Для созревания риса оптимальной является температура 24С, ее повышение более 30С вызывает снижение урожайности. При температуре ниже 17-18С рис не дозревает. Заморозки - 0,5С уже опасны для него, а в - 1С губительны. Рис резко реагирует на суточные колебания температуры. В этом смысле слой воды при затоплении выполняет определенную защитную функцию, в частности, он снижает колебания температуры почвы [5, 45].
Отношение риса к влаге. Рис по своей экологической природе гигрофит. Он выдерживает длительное затопление слоем воды 10-15 см, который создает своеобразный микроклимат рисового поля [47].
Транспирационный коэффициент колеблется от 500 до 800. Постоянный слой воды приводит к снижению транспирации риса. Наиболее экономно он расходует влагу на образование сухого вещества. Наибольшая потребность в воде отмечается в критический период, поэтому без орошения рис дает низкие урожаи даже в очень увлажненных районах [45].
Сосущая сила корней слабая, так как мало корневых волосков. Необходимость обильного водоснабжения объясняется и малым содержанием воды в тканях риса. Слой воды на поле улучшает тепловой режим и условия минеральною питания, промывает засоленные почвы, сохраняет их от эрозии, способствует борьбе с сорняками и допускает длительное бессменное возделывание риса, создавая благоприятную среду для его произрастания [45, 47].
Отношение риса к свету. Рис – культура короткого дня, требовательная к интенсивной инсоляции. Оптимальное освещение для риса 40-60 тыс. люкс. Для выметывания большинство тропических сортов нуждается в 11-12 часовом дне. В северных районах эти сорта не выметываются. Однако имеются сорта риса нейтральные к фотопериодизму. Длительный световой день не ограничивает наступление выметывания у них, а способствует более мощному вегетативному развитию растений благодаря длительному периоду вегетации. Особенно отрицательно действует слабая освещенность в начале фазы всходов [6, 47].
Схема опыта и методика исследований
Гумат K/Na с микроэлементами - жидкое органо-минеральное на основе гуминовых кислот, производимое из биогумуса, обработанного гидроокисями калия и натрия, с добавлением гумата и макро- и микроудобрений. Массовая доля (в пересчете на сухое вещество): гуминовых кислот - не менее 80 г/л, общего азота - не менее 10 г/л, фосфора (Р2О5) - не менее 8 г/л, калия (К2О) - не менее 8 г/л, магния (Mg) - не менее 1 г/л, натрия (Na20) - не менее 1 г/л, молибдена - не менее 0,005 г/л, серы - не менее 0,3 г/л, кобальта - не менее 0,002 г/л, марганца -не менее 0,1 г/л, меди - не менее 0,2 г/л, железа - не менее 0,3 г/л, брома - не менее 0,06 г/л, цинка - не менее 0,04 г/л. Производитель - ООО НПО «Сила жизни» [63, 123].
Реасил марка Универсал - удобрение на основе гуминовых кислот, производимое путем обработки тонкоразмолотого бурого угля водным раствором гидрата окиси калия (или едкого натра) при повышенной температуре в течение 2-4 часов, с последующей фильтрацией, добавлением растворов макро- и микроудобрений и повторной фильтрацией. Массовая доля гуминовых кислот -не менее 5,0 %, массовая доля общего азота - не менее 4,0 %, массовая доля общего фосфора - не менее 3,0 %, массовая доля общего калия - не менее 10,0 %, массовая доля серы - не менее 0,5 %, массовая доля магния - не менее 0,8%. Массовая доля микроэлементов: железо - не менее 0,5 %, медь - не менее 0,8 %, марганец - не менее 0,8 %, бор - не менее 0,8 %, цинк - не менее 0,8 %, молибден - не менее 0,01 %, кобальт - не менее 0,006 %, натрий - не менее 0,5 %; кислотность (рН) - не более 9,5, массовая доля сухого остатка - не менее 25,0 %. Производитель - ООО НПО «Сила жизни» [63, 123].
Лигногумат (ЯГ) - это высокоэффективное и технологичное гуминовое удобрение с микроэлементами в хелатной форме со свойствами стимулятора роста и антистрессанта. Он обладает широким спектром действия на все сельскохозяйственные культуры и это действие направлено на: увеличение урожайности сельскохозяйственных культур (на 10-15 % - в зависимости от культуры и агротехники);
Лигногуматы всех марок предназначены для использования в сельском хозяйстве в качестве самостоятельного удобрения или в сочетании с минеральными удобрениями, в качестве антистрессанта при использовании пестицидов.
Лигногумат используется для комплексных обработок сельскохозяйственных растений, начиная от обработки посевного или посадочного материала и далее обработки вегетирующих растений. Эффективны также корневые поливы растений, если это соответствует технологии их возделывания. Благодаря полной растворимости всех марок Лигногумата его можно применять в системах капельного полива, как в открытом, так и защищенном грунте. Совместное применение Лигногумата с биопрепаратами усиливает их действие, что позволяет снизить общие затраты на их внесение и повысить эффективность использования. Производитель – ООО «Научно-производственное объединение «Реализация экологических технологий» [33, 34]. В опытах применяли Лигногумат жидкий марки Б. Бигус (гумат К из сапропеля) – регулятор роста растений с содержанием действующих веществ – гуминовых кислот (калиевые соли) 50-55 г/л, получаемый путем щелочной экстракции (КОН) из сапропелевого сырья. Препарат представляет собой жидкость – водный раствор коричневого цвета.
В состав стимулятора входят такие биологически активные компоненты, как модифицированные соединения гумусового комплекса (гуминовые кислоты, фульвокислоты, меланоиды), аминокислоты, пектины, низкомолекулярные карбоновые кислоты (янтарная, малоновая, гликолевая и др.), также моносахариды.
Минеральная часть препарата включает широкую гамму микро- и макроэлементов (Ni, Со, Си, Mn, Si, Al, Fe, Ca, P, S и др.). Так, калий, входящий в состав соли гуминовой кислоты, являясь одним из элементов продуцирования неспецифического иммунитета растений, обеспечивает повышение устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды и регулирует важнейшие физиологические процессы в растениях.
Гумат калия стимулирует прорастание семян, ускоряет созревание на 5-10 дней, снижает содержание нитратов в получаемой продукции, способствует значительному повышению урожайности сельскохозяйственных культур. В практических условиях гумат калия совмещается с известными пестицидами и агрохимикатами, не фитотоксичен.
Влияние обработки семян и растений риса гуминовыми препаратами на формирование листового аппарата
В большинстве стран мира рис является очень трудоемкой культурой. Даже в Японии, древнейшей стране его возделывания, затраты труда на га и сейчас составляют 900-1000 чел.-ч, что в 10 раз больше чем в Российской Федерации. Поэтому в мировом земледелии посевы риса сосредоточены в самых густонаселенных странах, располагающих большими ресурсами рабочей силы. С 30-х гг., благодаря внедрению средств механизации, затраты труда и средств на производство риса стали резко снижаться. Большое значение имело распространение инженерных рисовых систем на основе поливной карты краснодарского типа, что повысило производительность труда при возделывании риса в 3 раза [95, 141].
Рис в условиях Кубани способен давать устойчивые урожаи порядка 6—8 т/га. Даже в неблагоприятные по метеоусловиям годы в передовых хозяйствах с высоким уровнем технологической дисциплины и организации производства собирают урожаи до 5 т/га. Недобор урожая в отстающих хозяйствах является следствием, прежде всего, нарушения комплекса технологических операций.
Производство зерна риса в хозяйствах с урожайностью от 3 до 4,5 т/га убыточно или низкорентабельно. Это происходит по той причине, что в этих хозяйствах, кроме недостаточного уровня урожайности, очень низкая реализационная цена из-за плохого качества зерна, что приводит к значительному снижению денежного дохода.
Отсюда следует вывод, что рис, будучи интенсивной культурой, при больших затратах на его производство, требует высокой технологической дисциплины. Производство риса с урожайностью ниже 4,5 т/га экономически невыгодно [117].
В связи с вышесказанным необходима экономическая оценка возделывания сельскохозяйственных культур как один из критериев, позволяющих выявить эффективность в земледелии той или иной технологии, обеспечивающей повышение урожайности. Особенно велико значение такой оценки в условиях рыночной экономики. При сложившихся экономических условиях товаропроизводителям нужны такие технологии возделывания, которые бы отвечали конкретным требованиям выращивания культур, а по материально-финансовым затратам были приемлемы для хозяйств с различным уровнем экономического развития и культуры земледелия [107].
Технологии возделывания полевых культур должны быть направлены прежде всего на сохранение плодородия почвы и на его высоком фоне обеспечивать реализацию биологического потенциала культуры, снижение себестоимости производства и повышение конкурентоспособности.
Следовательно, одной из первоочередных задач, стоящих перед аграрной наукой – разработка энергосберегающих технологий выращивания сельскохозяйственных культур, внедрение которых обеспечит получение конкурентоспособной продукции [27].
Ранее отмечалось наличие связи урожайности риса с отдельными факторами и условиями производства. Рис лучше других сельскохозяйственных культур обеспечен водой, минеральными удобрениями. Вместе с тем он сильно реагирует, снижая урожайность, на нарушение сроков и качественных показателей технологии производства, снижение качества строительных работ и планировки рисовых чеков, ухудшение мелиоративного состояния почв [117].
Подготовка программирования урожаев начинается с определения всех влияющих на урожай факторов: содержание в почве подвижных форм питательных веществ, гарантированные дозы минеральных и органических удобрений в пересчете на 1 га и их формы, возможность своевременного внесения удобрений, поскольку с возрастанием их доз увеличивается необходимое число подкормок и становятся более жесткими требования к своевременности их проведения, почвенно-мелиоративные, агротехнические, инженерно- и организационно-технические факторы [5].
Повышение урожайности, рост производительности труда и упорядочение системы его оплаты, соблюдение режима экономии в расходовании материальных и денежных средств - основные пути дальнейшего снижения себестоимости риса и повышения экономической эффективности его производства [141].
Разработаны методические положения, позволяющие оценить отраслевую, хозяйственную, внутрихозяйственную экономическую эффективность агротехнических приемов, применение пестицидов и биологических средств защиты растений, регуляторов роста.
Применение регуляторов роста растений и агрохимикатов усиливает ростовые и формообразовательные процессы растений, повышает иммунитет растений к болезням, в результате чего на обработанных посевах повышается урожай и улучшается его качество. Однако при их использовании приходится затрачивать средства и труд на их приобретение, хранение и осуществление обработок [8, 42].
Экономическая эффективность применения регуляторов роста в технологии возделывания риса зависит от соотношения величин сохраненного урожая, с учетом его качества, и затрат на их использование.
К основным показателям, с помощью которых осуществляется экономическая и организационная оценка результатов в опыте, можно отнести следующие: 1) выход продукции с единицы площади (урожайность, т/га); 2) себестоимость 1 т продукции, руб.; 3) прибыль (чистый доход) на 1 га, руб. Стоимость валовой продукции на 1 га определяется путем умножения урожайности на среднюю цену реализации с учетом товарных качеств продукции.
Размер производственных затрат с 1 га риса выбирается из технологической карты с учетом затрат на организацию и управление производства, размер которых определяется по их фактическому удельному весу в себестоимости данной культуры.
Себестоимость 1 ц продукции рассчитывается делением производственных затрат на валовой сбор. Размер прибыли (чистого дохода) – это разница между суммой, полученной от реализации продукции или стоимостью её по средним ценам реализации, и затратами на её производство и реализацию.
Рентабельность определяется отношением чистого дохода к производственным затратам (ПЗ) выраженным в процентах. Окупаемость определяется отношением стоимости прибавки урожая растений риса к производственным затратам (ПЗ), обеспечивающим получение прибавки урожая [42].
Валовая продукция сельскохозяйственных предприятий, произведенная в течение года, характеризует деятельность предприятия. Она измеряется в натуральной или стоимостной форме. Часть стоимости валовой продукции, которая остается после возмещения всех материальных затрат, является валовым доходом. Для выявления эффективности производства пользуются таким показателем, как денежный доход, который с политико-экономической точки зрения выступает как сумма денежной выручки за реализованную продукцию, включая в себя часть стоимости потребленных средств производства. Денежная выручка является одним из важнейших показателей развития экономики хозяйства. Рост ее свидетельствует о повышении товарности, улучшении качества производимой продукции [112].
Урожайность и качество зерна риса исследуемых сортов в зависимости от применения в технологии его возделывания гуминовых препаратов
Установлено, что во всех опытных вариантах урожайность риса исследуемых сортов была выше, чем в контроле. Наибольшая урожайность и, следовательно, стоимость валовой продукции была получена в варианте 8 с обработкой семян и растений препаратом Бигус (таблица 4.1, 4.2).
Несмотря на то, что производственные затраты здесь были максимальные и составляли 52,5 тыс. руб./га, дополнительные затраты были не намного выше, чем в других опытных вариантах. Поэтому себестоимость по отношению к контрольному варианту снизилась на 6,7-11,2 %.
Чистый доход является важной составляющей валового дохода организации, которая остается после окончательного формирования фонда заработной платы работников. Кроме того, важно помнить о том, что чистый доход является определенным инструментом стимулирования рабочего коллектива организации, а также способствует постепенному расширению производства. Особенностью вышеназванного критерия можно считать тот факт, что он достаточно четко отображает прибыльность компании за определенный рассматриваемый период.
Поэтому чистый доход (прибыль) – один из самых важных критериев при расчете экономической эффективности. В опытных вариантах он был на 5,7-9,8 % выше, чем в контроле. А в варианте 8 составил 30,9 тыс. руб.
Более высокая рентабельность (на 17,9 % выше, чем в контроле и на 1,4-7,7 %, чем в других опытных вариантах) при обработке семян и растений Бигусом также свидетельствует о высокой экономической эффективности применения этого гуминового препарата. ВЫВОДЫ
1. Применение испытуемых препаратов (на семенах и растениях) в технологии выращивания исследуемых сортов риса, способствует формированию оптимального стеблестоя и более высокой сохранности и выживаемости растений к уборке, особенно в варианте с применением на семенах и последовательно на растениях препарата Бигус. Выживаемость растений риса к уборке в указанном варианте возросла на 7,3 % у сорта Флагман и на 8,1 % - у сорта Диамант.
2. Испытуемые гуминовые активируют рост растений в высоту и нарастание надземными органами биомассы и сухой массы. В большей степени действие это проявилось у обоих сортов при обработке семян и растений в фазу кущения препаратом Бигус (у сортов Флагман и Диамант в фазы кущения и выметывания соответственно: высота растений – 53,5 и 54,4 см, 86,9 и 81,0 см, в контроле – 46,8 и 46,9 см, 74,9 и 70,4 см; биомасса – 2,93 и 3,58 г, 10,37 и 11,83 г, в контроле – 2,03 и 2,43 г, 7,20 и 7,46 г; сухая масса – 0,68 и 0,84 г, 2,79 и 3,33 г, в контроле – 0,49 и 2,13 г, 0,60 и 2,24 г/растение).
3. Обработка семян и растений риса испытуемыми гуминовыми препаратами усиливает процесс нарастания листового аппарата обоих исследуемых сортов. Наиболее высокие значения площади листьев отмечены в вариантах с обработкой ими семян и растений в фазу кущения (только семян: в фазе кущения – 50,4-55,2 и 53,6-62,0 см2, в выметывание – 60,1-65,8 и 64,2-69,4 см2; семян и растений: 54,1-58,8 и 57,8-67,7 см2,65,5-68,0 и 68,6-76,6 см2; в контроле – 45,0 и 46,1, 55,7 и 57,6 см2 у сортов Флагман и Диамант).
4. Испытываемые гуминовые препараты способствуют сохранению ассимиляционного аппарата в активном состоянии более длительное время. Так, в фазе выметывания число листьев в опытных вариантах составило у сорта Флагман – 5,0-6,4 шт., у сорта Диамант – 5,3-6,9 шт., в контроле – 4,0 и 4,6 шт. соответственно; индекс листовой поверхности – 2,15-2,75 м2/м2 и 2,19-3,00 м2/м2, в контроле – 1,88 и 1,85 м2/м2. Более абсолютные значения рассматриваемых показателей у исследуемых сортов риса отмечены в варианте с применением на семенах и растениях препарата Бигус.
5. Применение на семенах и растениях риса (раздельно и совместно) испытуемых гуминовых препаратов активизирует фотосинтетическую деятельность растений. Как у сорта Флагман, так и у сорта Диамант, чистая продуктивность фотосинтеза в период кущение-выметывание существенно превосходила таковую контрольных вариантов (7,60-8,16 и 7,39-8,36 г/м2.сутки, в контроле – 7,43 и 7,15 соответственно). Тенденция увеличения продуктивности работы листьев у обоих сортов наблюдалась к концу вегетации (сорт Флагман – 4,00-4,32, в контроле – 3,83 г/дм2; сорт Диамант – 4,23-4,68, в контроле – 3,89г/дм2).
6. В вариантах с обработкой семян и растений исследуемых сортов испытываемыми гуминовыми препаратами накапливалось большее количество хлорофилла a+b (сорт Флагман – 1,910-1,955, в контроле – 1,892 мг/г сырого вещества, 1,629-1,745, в контроле – 1,599 мг/г; сорт Диамант – 1,925-1,976 и 1,904 мг/г сырого вещества, 1,842-1,901 и 1,799 мг/г – в фазы кущения и выметывания соответственно) и каротина (сорт Флагман – 0,729-0,766 и 0,720 мг/г сырого вещества, 0,584-0,665 и 0,576 мг/г сырого вещества). Повышение содержания пигментов в опытных вариантах обусловлено замедлением процессов старения листьев и преждевременного разложения в них хлорофилла, особенно в вариантах с применением препарата Бигус (на семенах и растениях).
7. Испытуемые препараты стимулировали формирование элементов структуры урожая. Наиболее крупные по длине, озерненности и массе метелки у обоих исследуемых сортов формировались в вариантах с обработкой семян и последовательно растений препаратом Бигус (сорт Флагман: длина метелки – 14,3-15,5 см, в контроле – 12,1 см, озерненность – 76,5-91,3, в контроле – 68,4 шт., масса зерна – 2,00-2,45, в контроле – 1,79 г/растение; сорт Диамант: 14,3-15,6 и 13,7 см, 103,6-121,6 и 101,4 шт., 2,72-2,85 и 2,04 г/растение соответственно).
8. Обработка семян и растений риса сортов Флагман и Диамант испытуемыми гуминовыми препаратами, усиливая ростовые и формообразовательные процессы, повышает урожайность риса на 7,3-15,2 % (при урожайности в контроле – 67.1 ц/га) – у сорта Флагман и на 8,0-15,5 % (при урожайности в контроле – 65.1 ц/га) у сорта Диамант. Максимальные урожайность (77,3 ц/га – у сорта Флагман, 75,3 ц/га – у сорта Диамант) и прибавка урожая (15,2 и 15,5 % соответственно) получены в варианте с применением препарата Бигус на семенах и последовательно растениях в фазу кущения.
9. Применение в технологии возделывания риса испытуемых гуминовых препаратов привело к улучшению технологических свойств зерна риса. В опытных вариантах формировалось более крупное и выравненное зерно (натура – 530,0-560,4 и 521,8-547,7 г/л, в контроле – 522,8 и 516,9 – у сортов Флагман и Диамант; масса 1000 зерен – 28,2-29,0 и 27,028,8, в контроле – 27,2 и 26,7 г соответственно) с высокой стекловидной консистенцией (94,0-97,0 и 88,7-96,0 %, в контроле – 88,3-86,7 %), более низкой пленчатостью (20,5-17,8 и 21,6-18,6, в контроле – 21,1 и 22,2 %) и трещиноватостью (6,4-2,7 и 7,5-5,2, в контроле – 7,8 и 8,6 %). Это позволяет утверждать, что применение в технологии возделывания риса исследуемых сортов испытуемых гуминовых препаратов, особенно Бигуса, можно рассматривать как прием повышения качества риса-сырца.
