Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы и обоснование исследований.
1.1. Просо как кормовая культура 6
1.2. Оптимальные сроки посева проса в зависимости от назначения использования 11
1.3. Влияние нормы высева проса на условия произрастания 21
1.4. Сроки уборки проса в зависимости от назначения использования 26
1.5. Уровень урожайности проса, выращиваемого на корм и семена 27
1.6. Анализ сортов проса, пригодных для Уральского региона 30
1.7. Экономические показатели возделывания проса 36
1.8. Заключение 37
Глава 2. Программа, методика и условия проведения исследований.
2.1. Методика закладки опыта 39
2.2. Почвенно-климатические условия 45
Глава 3. Рост и развитие растений проса .
3.1. Полевая всхожесть 51
3.2. Выживаемость 54
3.3. Сроки прохождения основных фаз развития 56
Глава 4. Влияние норм высева, сроков посева и уборки на структурные показатели растений проса .
4.1. Биометрическая характеристика растений проса 61
4.2 Структура растений проса : 67
4.3 Площадь листовой поверхности проса на 1 гектаре 77
Глава 5. Урожайность и продуктивность проса в зависимости от основных элементов технологии его возделывания .
5.1. У рожай ность зеленой массы 82
5.2. Уровень засоренности 86
5.3. Основные показатели продуктивности при возделывании проса на зеленую массу 91
Глава 6. Водопотребление проса 103
Глава 7. Изучение перспективных сортов проса для условий среднего урала .
7.1. Рости развитие растений изучаемых сортов проса 108
7.2. Структура растений проса 117
7.3. Урожайность и продуктивность сортов проса 120
Глава 8. Энергетическая и экономическая оценка основных элементов возделывания проса и изучаемых сортов .
8.1. Энергетическая эффективность основных элементов технологии возделывания проса и изучаемых сортов 130
8.2. Экономическая эффективность основных элементов технологии возделывания проса и изучаемых сортов 134
Выводы 143
Предложения производству 145
Список литературы 146
Приложения 158
- Оптимальные сроки посева проса в зависимости от назначения использования
- Биометрическая характеристика растений проса
- Основные показатели продуктивности при возделывании проса на зеленую массу
- Рости развитие растений изучаемых сортов проса
Оптимальные сроки посева проса в зависимости от назначения использования
Правильный выбор срока посева для проса имеет решающее значение. Причиной низких урожаев, а иногда и гибели проса, бывает неправильно подобранный срок посева.
При слишком раннем посеве всходы рискуют попасть под сильные весенние заморозки, а запоздалый посев в пересохшую почву приводит к изреженным, недружным всходам. Кроме того, растения поздних всходов, не успевшие полностью созреть, могут быть повреждены осенними заморозками.
Возникает необходимость разработки данного вопроса в связи с производственной необходимостью использования самых различных сроков посева: от ранних - в семеноводстве, до поздневесенних и летних - при организации зеленого конвейера для летней подкормки скота и приготовления разных видов кормов.
Кроме того, выбор срока посева проса оказывает решающее влияние на полевую всхожесть семян, равномерность всходов, кустистость, габитус и темп развития растений, продуктивность и качество зерна. Необходимо учитывать слабую конкурентоспособность проса в борьбе с сорняками в период развития от всходов до выметывания и высокую потребность во влаге в фазы выметывания и налива. В нашей зоне ранневесенние сроки значительно задерживают прорастание семян из-за холодной весны. В результате сорняки набирают силу быстрее, выходят в первый ярус, угнетая культуру. От срока сева и предпосевной обработки почвы зависит засоренность посевов. Поскольку в большинстве районов прососеяния наблюдается режим недостаточного или неустойчивого увлажнения, важнейшим условием получения полных равномерных всходов является заделка семян во влажный слой почвы.
Сроки посева проса могут быть различны не только по отдельным природным зонам или в зависимости от времени наступления весны, но и в одной и той же природной зоне в зависимости от почвы, предшествующей культуры, местоположения поля и т.д. (И.Н. Елагин, 1981).
Вопросу выбора оптимального срока посева проса посвящено много работ, однако, несмотря на многочисленные исследования, до сих пор нет единого мнения его влияния на урожайность, так как сила влияния срока посева на урожай определяется местными погодными условиями -температурным режимом и характером распределения осадков в период вегетации, а исследования проводятся в разных агроклиматических условиях и с разными по скороспелости сортами.
Просо - теплолюбивая культура, минимальная температура прорастания 8-10С. Поэтому ранний посев в непрогретую почву даёт редкие и недружные всходы, которые часто страдают от низких температур. Прорастание более энергично при приближении к температуре 30С. Оптимальной температурой считается 32...35С. Для появления всходов средняя температура должна быть не ниже 10-12С (В.И. Степанов, 1948).
Всходы проса чувствительны к низким температурам, при заморозках -3,5...-4,0С большая часть всходов гибнет (В.И. Степанов, 1-964). В то же время, по данным А.А. Сиротина и др. (1992), если семена проращивать при 15С в течение 3 суток, затем воздействовать отрицательной температурой (-4С) в течение суток и продолжить проращивание при 15С, то ростовые процессы снизятся, но не прекратятся совсем. Н.А. Корнилов (1968) на основании своих исследований установил, что набухание семян проса начинается при +3...+50 С, прорастание при +6...+7С, а при температуре +9...+10С появляются всходы, поэтому в районах, где нарастание дневных температур идёт быстро, посев проса он рекомендует начинать при прогревании почвы на глубине заделки семян до+7...+10С.
В производственных условиях устанавливают разные сроки посева проса в зависимости от складывающихся погодных условий весной и особенно засоренности почв, плодородия земель, расположения участков, особенностей высеваемых сортов и назначения культуры. На почвах, чистых от сорняков, посев проводят раньше, на засоренных землях - несколько позже, чтобы лучше подготовить участок за счет дополнительных культивации. Рассматривая сроки сева проса в связи с его требованием к влаге, температуре и устойчивости к заморозкам, ряд авторов (А.А. Корнилов, 1960; П.И. Смирнов и Б.Х. Хазаева,1960; Н.Н. Бородин, 1961; А.И. Дорофеев, 1962; Н.П. Агафонов, 1963; И.Н. Елагин, 1960,1963 и др.) считает, что посев следует проводить, когда температура почвы на глубине 10 см равна 15 градусам. При этих условиях происходит дружное появление всходов с высокой полевой всхожестью.
А.Ф. Глянцев(1957) указывает, что при выборе срока сева проса в первую очередь необходимо учитывать степень засоренности полей. На чистых от сорняков полях он рекомендует высевать просо в первой декаде мая в условиях Харьковской области.
Б.Н. Журавель(1960) отмечает, что многолетняя практика прососеяния в Белоруссии и многолетние данные научно-исследовательских учреждений свидетельствуют о том, что наиболее благоприятный срок посева проса в южных районах - начало второй декады мая, а в остальных районах республики - середина мая. Июньские посевы в разные годы во всех почвенно-климатических районах Белоруссии давали снижение урожая.
Большинство авторов (К. Г. Маньковский,1914; Л.Н. Знаменский, 1939; А.В. Ватагин,1949; Г.Е. Чухрай,1951; Г.Г. Ашкрумов,1953; A.M. Галактионова,1954; М.М. Буцерога и К. А. Савицкий, 1956; Л.П.Пономарев,1956; А.А.Корнилов,1960; К.А.Савицкий, 1960; Д. Арбузов и И. Калинин,1961 Д.И. Бородько и В. Зеленков,1966; В.П. Пищик,1966; Н.М. Федулова и Л.П. Жгут,1967; В.А. Романов,1967; Болдырев и др., 1969; Л.С. Роктанэн,1976; В.А. Ильин,1977; А.Г. Калинин, Г.А. Корнеев,1983; И.Н. Елагин, 1987; A.M. Кадыргалиев,1988; П.Т. Корольков и А.Н. Душкин, 1989) сходятся во мнении, что к посеву проса надо приступать, когда почва на глубине 10 см прогреется до 12-15С и наступит устойчивая теплая погода. Высев семян в этот период на 4-5-й день обеспечивает появление дружных всходов, которые хорошо развиваются в первый период и меньше зарастают сорняками. Они не рекомендуют запаздывать с посевом проса во избежание сильного иссушения верхнего слоя почвы. Молодые растения в сухую жаркую погоду плохо укореняются и не могут использовать влагу из глубоких горизонтов почвы. При позднем севе выбрасывание метелки и цветение могут совпасть с массовым летом просяного комарика. В то же время появляется возможность проведения предпосевных обработок, обеспечивающих лучшую борьбу с сорной растительностью.
Биометрическая характеристика растений проса
В тесной зависимости от нормы высева, сроков посева и уборки находился характер формирования биометрических показателей проса.
В жизненном цикле растений выделяют два периода: первый -формирование вегетативной сферы растений (корней, стеблей, листьев), второй - формирование генеративной сферы (соцветий, цветков и органов размножения плодов и семян) (Куперман, 1982). Рост и развитие связаны друг с другом, определяются особенностями организма и находятся в тесной зависимости от факторов среды. По данным В.Н. Лысова (1968), растения каждой экогруппы характеризуются определенными количественными признаками, подверженными колебаниям, одним из которых является высота главного стебля.
Прирост растений зависит от внешних факторов, в первую очередь от температур (А.А. Сиротин и др., 1992). Интенсивный прирост наблюдается, начиная с III-IV этапов органогенеза, затем ростовые процессы замедляются.
В нашем опыте прирост главного стебля наблюдается вплоть до молочно-восковой спелости (последней изучаемой фазы уборки на зеленую массу) при II, II и IV сроках посева, что соответствует XI этапу развития проса. В зависимости от срока посева и сложившихся погодных условий к этому моменту величина прироста варьирует. Так, растения проса, высеваемые 30 мая и 10 июня, попав в более благоприятные условия в фазы молочной и молочно-восковой спелости, обеспечили в этот период максимальный прирост - до 25-30 см (табл. 4.1). В варианте посева проса июня более интенсивный рост стебля наблюдался в период «массовое выметывание - молочная спелость», при этом наибольшая высота растений, как и при II и III сроках посева наблюдалась в фазу молочно-восковой спелости зерна. При самом раннем и самом позднем сроках посева высота растений в зависимости от фазы уборки практически не менялась и составляла соответственно 63-70 и 57-81 см.
Увеличение нормы высева при всех сроках посева и уборки заметно повлияло на рост растений. По данным А.Л. Ершова (1995), в посевах проса высота растений последовательно возрастала с увеличением посевной нормы (от 1 до 3 млн. всхожих зерен на 1 га) на 1-3 см. В нашем опыте данная закономерность не подтвердилась. Напротив, наибольшей высоты достигали посевы с минимальной нормой высева (2 млн. всхожих зерен на 1 гектар). При увеличении посевной нормы до 4-8 млн. высота растений последовательно снижалась на 2-8 см, чему способствовало уменьшение площади питания и общей кустистости.
Сроки сева оказывают существенное влияние на интенсивность ростовых процессов. По ростовой реакции растений можно судить об их устойчивости к температурному фактору. Следует отметить, что длительность и условия прохождения второго этапа играют решающую роль в формировании вегетативной сферы растений. (А.А. Сиротин и ДР., 1992).
Сроки сева также оказали немалое влияние на высоту растений. Максимального значения этот показатель достиг при высеве проса 30 мая, 10 и 20 июня (118-136 см). Растения проса, высеваемые в самый ранний срок, в начальный момент своего развития попадали в условия низких температур, что приводило к снижению высоты. Ведь этот период включает в себя II и III этапы органогенеза, когда идет формирование вегетативной системы. «Конус нарастания несколько вытягивается в длину; у основания конуса начинают формироваться первые междоузлия стебля. После образования зачатка листа конус нарастания восстанавливает свой объем и только затем переходит к формированию нового листового зачатка. На конусе закладываются членики оси соцветия. При пониженных температурах сегментация конуса нарастания замедляется, он вытягивается значительно слабее, что в дальнейшем сказывается на росте растения... » (Ростовцева, 1969).
Условия второй половины лета, напротив, оказывались благоприятными для роста и развития просовидных культур, но при этом, естественно, менялся световой режим, что также влияло на высоту растений. При посеве проса 30 июня этот показатель был низким (57-66 см в фазу молочно-восковой спелости зерна), так как растения, стремясь как можно быстрее завершить период вегетации и сформировать зерно, не успевают вытягиваться в длину.
Фотосинтетическая поверхность нарастает от III - IV этапов органогенеза к VII, затем снижается вследствие отмирания части листьев. Площадь листьев в конце вегетации зависит от условий года, в частности от количества осадков (А.А. Сиротин и др., 1992). И.Н. Елагин (1982) отмечает, что рост стеблевых листьев в длину завершается быстрее, чем развитие самого стебля. Листовая поверхность большего размера достигает к фазе цветения.
В неблагоприятном по погодным условиям для роста и развития растений 1997 году трудно проследить какую-либо зависимость площади листовой поверхности от срока посева. Но можно заметить ее увеличение к фазе молочной спелости при всех сроках посева и нормах высева на 11-30%. Также отметилось снижение площади листьев с увеличением посевной нормы от 2 до 8 млн. всхожих семян на 1 га в среднем на 30-40% (прилож. 8).
Основные показатели продуктивности при возделывании проса на зеленую массу
Урожайность является одним из главных показателей, по которым можно оценивать тот или иной изучаемый фактор. В нашем опыте по урожайности зеленой массы мы изучали влияние различных норм высева, сроков посева и уборки на зеленую массу.
По свидетельству B.C. Сапрыкина (1997) , существует тенденция к росту урожая с увеличением нормы высева с 3 до 6 млн. семян на 1 га. Повышать норму высева целесообразно только в северных районах земледелия. Однако, учитывая, что загущенные посевы лучше борются с сорняками, дают нежностебельную, хорошо облиственную массу при рядовом, перекрестном и узкорядном способах в условиях лесостепи Сибири оптимальной нормой высева следует считать 4,5-5,0 млн. всхожих зерен на 1 га. Кроме того, такие посевы проса можно боронить до всходов, в фазе шильца и по окрепшим всходам. На кормовые цели его можно высевать с 20 мая до конца июня, получать высокие урожаи зеленой массы и использовать ее с III декады июля до середины сентября.
В условиях пониженных температур и повышенной влажности в 1997 году максимальный урожай зеленой массы (17,4-26,6 т/га) был получен при самом раннем посеве (20 мая) с повышенными нормами высева - 6-8 млн. (прилож. 22). При этом при всех нормах высева отмечена тенденция к увеличению урожайности зеленой массы к фазе молочно-восковой спелости зерна. Минимальный сбор зеленой массы зафиксирован в этот срок при норме высева 2 млн. семян на 1 га. Второй и четвертый сроки посева отличались низкой урожайностью вследствие неблагоприятных погодных условий в критические фазы его развития (кущения, выхода в трубку, цветения). В зависимости от нормы высева сбор зеленой массы в этих вариантах составил 3,7-9,1 т с 1 гектара, при этом увеличение посевной нормы до 6, 8 млн. обеспечивало рост урожайности в 1,5-2,5 раза. Дополнительная культивация, уничтожавшая часть сорняков и сложившиеся погодные условия позволили при третьем сроке посева к фазе массового выметывания обеспечить 10,5-13,2 т с 1 гектара зеленой массы, что в 1,5-3,0 раза больше в сравнении с посевом 30 мая и 20 июня. Повышение нормы высева с 2 до 6, 8 млн. семян на 1 га дает достоверную прибавку урожая зеленой массы (в 1,3-3,0 раза) при всех сроках посева.
В благоприятном для роста и развития просовидных культур 1998 году (повышенные температуры, умеренная влажность) во всех вариантах опыта мы получили высокую урожайность зеленой массы. При всех сроках посева и нормах высева в этот год был отмечен достоверный рост данного показателя от фазы массового выметывания к фазе молочно-восковой спелости зерна. Так, максимальный рост зеленой массы зафиксирован в варианте посева 20 июня с нормой высева 8 млн. семян на 1 га, он составил 43,0 т с 1 гектара (прилож.23 ). Наименьшая урожайность была в фазу массового выметывания при посеве 30 июня с нормой высева 2 млн. всхожих зерен на 1 га.
По данным B.C. Сапрыкина (1997), ранние посевы проса на кормовые цели в условиях Сибири обычно сильно угнетаются сорняками и не имеют преимущества перед поздними, проведенными в конце первой - начале второй декад июня. При поздних посевах (20-25 июня и 3 июля) в условиях укороченного светового дня наблюдается снижение урожайности. Максимальной величины она достигала при посеве 10-15 июня. Эти выводы подтвердились и нашими исследованиями, проведенными в условиях Среднего Урала. Урожайность проса, посеянного 30 мая, к фазе молочно-восковой спелости при норме высева 6-8 млн. семян на 1 га составила 33,3-34,3 т/га. Затягивание с посевом до 10-20 июня увеличило этот показатель на 5-10 т с 1 гектара. Установлено, что продолжительность вегетационного периода растений проса проявляет тесную отрицательную связь с урожаем зеленой массы (г = -0,81). При самом позднем сроке посева - 30 июня -величина урожайности зеленой массы при повышенных нормах высева находилась на уровне 30,5-33,1 т с 1 гектара, т.е. снизилась по сравнению с предыдущими сроками посева порядка на 25%. Нормы высева также оказали влияние на уровень урожайности. При всех сроках посева и фазах уборки увеличение посевной нормы с 2 до 4, 6, 8 млн. семян на 1 га позволило достоверно повысить данный показатель.
Типичный по погодным условиям для Урала 1999 год так же, как и предыдущий характеризовался высоким уровнем урожайности зеленой массы. В этот год отмечен рост изучаемого показателя в период от фазы массового выметывания к молочно-восковой спелости при всех сроках посева и нормах высева. Так, в зависимости от срока посева максимальный сбор зеленой массы проса наблюдался в фазы молочной и молочно-восковой спелости при норме высева 8 млн. семян, он составил 30,0-40,4 т с 1 гектара (прилож. 24). Во всех случаях увеличение нормы высева сопровождалось достоверной прибавкой урожая. Наибольший прирост урожайности с повышением посевной нормы с 2 до 8 млн. наблюдался при II и IV сроках посева во все изучаемые фазы развития (до 100%).
Рости развитие растений изучаемых сортов проса
По экономному и продуктивному расходованию влаги, устойчивости к действию засухи и высоких температур просо занимает одно из первых мест среди культурных растений, в том числе засухоустойчивых, как сорго, кукуруза, суданская трава и могар (B.C. Сапрыкин, 1997).
Исследования, проведенные с 1997 по 1999 гг. в условиях Среднего Урала, позволяют выявить влияние сроков посева и норм высева на водопотребление проса и его требовательность к водному режиму почвы, или способность извлекать из почвы необходимое количество воды. При этом необходимо учитывать метеорологические условия года, более подробная характеристика которых приводится при рассмотрении климатических условий зоны (глава 2).
Приход воды с осадками напрямую зависит от продолжительности вегетационного периода растений. Однако выпадение осадков в течение весенне-летнего периода происходит неравномерно. И количество дождевой влаги, потребляемой растениями разных сроков посева и норм высева, варьирует. В среднем за 1998 -1999 гг. вегетационный период растений первого срока посева оказался самым продолжительным, но осадков за это время выпало наименьшее количество - 1212 т/га (табл. 6.1). Растения, посеянные 10 июня (III срок), получили с осадками в среднем за два года максимальное количество влаги - 1382 т/га. Укорочение вегетационного периода растений последних сроков сева привело и к снижению прихода дождевой воды. Так, при посеве 20 июня, он составил 1332 т/га, а 30 июня (V срок) - на 115 т/га меньше.
Приход почвенной влаги также варьировал. По этому показателю наблюдалась четкая тенденция увеличения с повышением нормы высева до 6, 8 млн. всхожих зерен на 1 га и снижения к более поздним срокам посева. Так, максимальный приход воды к растениям из почвы (1526-2007 т/га) наблюдался при первом сроке посева, что объясняется самым продолжительным вегетационным периодом. При посеве на 10 дней позже период вегетации растений сократился, соответственно уменьшилось количество влаги, поступающей из почвы на 108-26 т/га. Третий срок посева с нормой высева 2 млн. семян на 1 гектар обеспечил уровень данного показателя 1237 т/га. При повышении посевной нормы до 6, 8 млн., на 1 га поступало воды из почвы на 285-452 т больше. В результате сокращения вегетационного периода растений последних сроков сева приход воды из почвы оказался наименьшим и составил при четвертом сроке посева 621-1021 т/га; при пятом - 518-605 т/га, что в 2,9-3,3 раза ниже в сравнении с посевом 20 мая (V срок). Во все изучаемые сроки посева сохраняется тенденция увеличения прихода почвенной влаги к растениям на 1 гектаре в связи с повышением нормы высева семян до 6, 8 млн.
Суммарное водопотребление растений складывается из поступления почвенной влаги и воды, приходящей с осадками. В среднем за два года выявилась закономерность снижения данного показателя при более поздних сроках посева и увеличения при повышенных нормах высева. Это можно объяснить сокращением периода вегетации при затягивании с посевом и загущенностью травостоя в вариантах высоких посевных норм. Растения самого раннего срока сева в среднем за два года при норме высева 2 млн. расходовали 2738 т воды на 1 га; 4 млн. - 2815 т; 6 млн. - 3090 ти 8 млн. - 3219 т. При втором сроке посева суммарное водопотребление растений в зависимости от нормы высева составило 2777-3340 т/га. Посев 10 июня с нормой высева 2-4 млн. обеспечил расход воды растениями проса 2619-2772 т/га; увеличение посевной нормы до 6, 8 млн. повысило данный показатель на 5-16%. Суммарное водопотребление растений четвертого срока сева при норме высева 2, 4 млн. составило 1908 и 1953 т/га; при норме высева 6 и 8 млн. - 2290-2353 т/га. Минимальным данный показатель зафиксирован в вариантах самого позднего срока посева (30 мая). В зависимости от нормы высева он составил 1735-1822 т/га. Здесь также сохраняется тенденция увеличения потребления воды растениями проса на 1 га с повышением загущенности травостоя.
Основным показателем, дающим представление о расходовании воды для создания единицы урожая, является коэффициент водопотребления. Он напрямую зависит от суммарного водопотребления и урожайности культуры. По данным многих авторов (B.C. Сапрыкин, 1997 и др.), просо относится к засухоустойчивым культурам, которые на синтез единицы сухого вещества тратят наименьшее количество влаги. Одни исследователи связывают это с особенностью строения устьичного аппарата (В.В. Колкунов, 1926; Вакар,1929), другие - с генным уровнем регуляции адаптивных процессов (Н.А. Сатарова, 1971) и биохимическими свойствами протоплазмы (Н.А. Максимов, 1952 и др.).
В нашем опыте в среднем за 1998-1999 гг. обозначилось закономерное снижение коэффициента водопотребления с увеличением нормы высева с 2 до 4-8 млн. всхожих зерен на 1 га и задержкой с посевом на 10-40 дней. В вариантах первого срока посева суммарное водопотребление было максимальным, вследствие чего наибольшим оказался и расход воды для синтеза 1 т зеленой массы и сухого вещества (144-107 и 608-436 т/т соответственно). При посеве 30 мая с нормой высева 2 млн. коэффициент водопотребления зеленой массы проса составил 120, сухого вещества - 452 т/т. Повышение нормы высева до 6 и 8 млн. привело к росту урожайности, что снизило коэффициент на 22,2-32,0%. Расход воды для создания 1 т зеленой массы и сухого вещества при третьем сроке посева составил в зависимости от нормы высева 86-95 и 309-345 т; при четвертом - 59-73 и 197-251 т соответственно.
Отличившись минимальным суммарным водопотреблением и высокой урожайностью, последний срок посева (30 июня) обеспечил и наименьший расход влаги для синтеза 1 т зеленой массы и сухого вещества - 56-69 и 174-217 т соответственно. Это в 2,0-2,5 раза меньше в сравнении с первым сроком посева. Закономерность снижения коэффициента водопотребления с повышением посевных норм здесь также сохраняется.
Таким образом, в среднем за два года (1998-1999) выявилась тенденция снижения расхода воды на формирование 1 т зеленой массы и сухого вещества в связи с повышением нормы высева до 6, 8 млн. семян на 1 га и затягиванием с посевом на 10-40 дней.
