Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние изученности вопроса (Обзор литературы) 12
1.1. Методы интродукции . 12
1.2. Использование сорговых культур 18
1.3. Эволюция и классификация рода Sorghum Moench 37
1.4. Ботаническая характеристика и биологические особенности сорго 52
1.5. Направления и результаты селекции сорговых культур 83
1.6. Химический состав, кормовые достоинства сорго и способы их регулирования 94
1.7. Технологические аспекты возделывания сорговых культур 103
ГЛАВА 2. Агроэкологические условия, объекты и методические основы исследований 127
2.1. Почвенная характеристика 127
2.2. Агрометеорологические условия 128
2.3. Объекты исследований 136
2.4. Методические основы исследований 137
ГЛАВА 3. Скрининг мирового генофонда сорговых культур 145
3.1. Фенотипическая изменчивость и полиморфизм рода Sorghum 147
3.2. Особенности онтогенеза сорговых растений в условиях умеренного климата 182
3.3. Биологическая урожайность перспективных сортообразцов сорговых культур 203
ГЛАВА 4. Реализация продуктивного и адаптивного потенциала сорговых культур в условиях серых лесных почв брянской власти 218
4.1. Морфобиологическая и хозяйственная характеристика изучаемого сортимента сахарного сорго 211
4.2. Оценка адаптивных свойств и особенностей развития сортов и гибридов сахарного сорго
4.3. Параметры оценки адаптивности, экологической пластичности, стабильности сортов и гибридов сахарного сорго 221
4.4. Особенности формирования урожая надземной массы кормового сорго в зависимости от загущенности посевов
4.5. Реакция сорговых культур на изменение сроков посева 25
4.6. Влияние минерального питания и физиологически активных веществ (ФАВ) на продукционный процесс
4.7. Особенности создания смешанных и уплотненных (всевных) посевов сахарного сорго 27
4.8. Агробиологические особенности послеукосного отрастания кормового сорго в реализации продуктивного потенциала
4.9. Оценка средообразующей функции сорговых культур
4.10. Направления хозяйственного использования сорговых культур и разработка зональной ресурсосберегающей технологии возделывания сахарного сорго на корм
ГЛАВА 5. Химический состав, питательная ценность и энергетическая оценка кормовой массы сорго
ГЛАВА 6. Агротехническая и биоэнергетическая эффективность возделывания сорговых культур
Выводы 327
Предложения производству 338
Литература 339
Приложения 405
- Эволюция и классификация рода Sorghum Moench
- Технологические аспекты возделывания сорговых культур
- Особенности онтогенеза сорговых растений в условиях умеренного климата
- Морфобиологическая и хозяйственная характеристика изучаемого сортимента сахарного сорго
Введение к работе
Интродукция растений является одним из реальных путей развития повышения эффективности растениеводства. Гений мировой и отечественн науки Н.И. Вавилов подчеркивал историческую роль правильной интродукц новых растений в развитии мирового сельского хозяйства. В этой ев* академик РАСХН B.C. Шевелуха (2003) отмечает, что одно из преимущес нетрадиционных и малораспространенных культур - повышенная, генетичес детерминированная устойчивость к стрессовым факторам среды, впереди этих культур - большое будущее, переоткрытие их экономическ значимости. Весьма актуальной признана в последние годы пробле интродукции в селекции новых и нетрадиционных кормовых растений.
В структуре посевов однолетних кормовых культур Нечерноземн полосы Европейской части России значительный удельный вес занимаї бобово-мятликовые и другие смеси (мешанки), кукуруза, кормов корнеплоды, однолетние травы, но кормопроизводство, в целом, пока перестроено по принципу высокой адаптивности и устойчив продуктивности, получению биологически полноценной продукции. достижении этого интродукция, расширение ассортимента кормовых растен являются одним из решающих факторов оптимизации систем полевс кормопроизводства.
5 Известно, что стабильность функционирования агроэкосистемы можно
обеспечить увеличением многообразия видов растений ценоза, в том числе и
нетрадиционных (Мальцев, Кашеваров и др., 2000; Парахин, 2002; Шпаков,
Якушев, 2002а). Ведение их в агроэкосистемы позволяет повысить роль
биологических факторов в первичной и вторичной продуктивности растений.
В настоящее время многие ученые-исследователи (Жученко, 1998,1999,2001;
Лихачев 2000; Северов, 2000; Чирков, 2000; Артюхов, 2002; Новоселов, 2002
и др.) обосновывают целесообразность организации адаптивного
растениеводства и кормопроизводства на основе эколого-эволюционного
подхода в создании высокопродуктивных агрофитоценозов путем подбора
культур, расширения ареала и повышения экологической пластичности новых
видов и экотипов, наиболее полно использующих био- и агроклиматические
ресурсы конкретных природно-экономических (региональных) условий
страны. Эволюционная обусловленность такого подхода была подтверждена
на 22-ой Международной конференции Европейского Союза селекционеров
EUCARPIA (октябрь, 1999) в Санкт-Петербурге.
К числу нетрадиционных и альтернативных кормовых культур следует отнести сорговые, отличающихся высокой пластичностью и широким экологическим потенциалом, нейтральной реакцией на длину дня, стабильной урожайностью и кормовыми достоинствами, устойчивостью к комплексу стресс-факторов, ограниченной потребностью в интенсивных средствах химизации, многоплановым использованием в производстве травянистых кормов. Поэтому агробиологическое обоснование интродукции и расширение видового состава агрофитоценозов в Российском Нечерноземье за счет кормового сорго будет способствовать обеспечению стабильного производства и использования высокопитательных кормов в зеленом и сырьевом конвейерах.
В связи с этим, на наш взгляд, актуальным является комплексное исследование сорговых культур, изучение их адаптивного и продуктивного потенциала на популяционном, видовом и экотипическом уровнях в юго-
западном регионе Центральной России. Наши агропопуляционш
г исследования по интродукции сортовых культур укладываются в общ)
схему, сформулированную классическими популяционно-ботаническю трудами Е.Н. Синской (1935, 1938, 1961, 1963), Е.В. Тюриной (1978), И. Белюченко (19856, 1992, 1995), Б.П. Михайличенко, З.Ш. Шамсутдино (1992а, 19926), З.Ш. Шамсутдинова и др. (1989,2002,2003).
Вопросам интродукции, эволюции, агротехники и селекции культуры
основных соргосеющих районах России, СНГ, странах Старого и Нового Све
посвящено значительное число работ (Вавилов, 1931,1965; Stapf, 193
Snowden, 1936; Якушевский,1967, 1969а; Драненко, 1968; Калашник, 196
1969, 1978; Шекун, 1968; Dogget, 1970; De Wet, 1972, 1978; Исаков, 19'
1 1975а, 1982, 2003; Шорин, 1973, 1986; Малиновский, 1974, 1975, 1992, 20С
Шепель, 1975, 1985; Иванюкович, 1979, 19906; Олексенко, 1979, 19* Мангуш, 1990, 1993, 1996, 1999; Гурский, 1992, 1995, 1996, 1998, 20( Землянов, 1993,1994, 1997а, 1999, 2004; Царев, 1996а, 20016; Алабушев и д 2000, 2003; Костина, 2000; Федотов и др., 2002; Большаков, 2003; Коломиє Ляшов, 2003; Кравцов, 20046; Янкелевич, Юровский и др., 2004; Телих, 20С Каргин, 2006 и др.). Однако научные сведения о возможности выращивай сортовых культур и направлениях их использования в Нечерноземной поле Европейской части России крайне ограничены.
Поэтому данная диссертационная работа посвящена научной производственной проблеме - возможной интродукции сорго в Нечернозем] познанию биологии и экологии культуры в нетрадиционных услови произрастания, а также разработке основных элементов адаптивно-зональн технологии возделывания и получению разнообразных травянистых кормої регионе.
Цель и задачи исследований. Основной целью нашей работы являет агробиологическое обоснование интродукции сортовых культур, изучен особенностей их продукционного процесса в агроклиматических услови юго-запада Нечерноземья России.
7 Для достижения этой цели в программу исследований были поставлеї
г следующие взаимосвязанные задачи:
скрининг современного генофонда сорговых культур;
изучение особенностей их онтогенеза;
выявление продуктивного потенциала сорговых культур и уровня є реализации в условиях региона;
разработка и обоснование основных элементов зональн ресурсосберегающей и сортовой технологии возделывай сахарного сорго и суданской травы;
определение эффективности смешанных и уплотненных (всевнь посевов сахарного сорго;
определение направлений хозяйственного использования сортов] культур в условиях НЗ России для получения разнообразн] травянистых кормов и их питательности;
биоэнергетическая оценка возделывания сорговых культур кормовые цели.
Научная новизна исследований. Впервые для условий НЗ РФ проведе сравнительное биоморфологическое изучение особенностей онтогене: продукционного процесса сорговых культур и их устойчивости неблагоприятным условиям выращивания (пониженные температур избыточное увлажнение, сорная растительность, полегание, болезни вредители). Дана оценка по основным хозяйственно-биологическим признак; и свойствам современного генофонда, выявлены перспективные генотип Определены оптимальные сроки и способы посева сортов и гибрид кормового сорго. Изучены особенности развития и формирования фитомаа сахарного сорго в чистых и смешанных (уплотненных) посевах с кукурузе зернобобовыми и капустными культурами. Установлены 4 типа механиз послеукосного отрастания кормового сорго. Выявлена эффективное уплотненных посевов, характеризующихся высокой продуктивностью обеспечивающих получение сбалансированного и высококачественного кор:
8 в позднелетний и осенний периоды. Проанализированы основные элемен'
* семенной продуктивности и посевные качества семян перспективных сорт
сахарного сорго и суданской травы. Создана признаковая рабочая коллекц
основных видов, групп и экотипов сорго. Экспериментально подтвержде
целесообразность интродукции сорговых культур в Европейскую час
Российского Нечерноземья.
Основные положения, выносимые на защиту:
Популяционная изменчивость и фенотипический полиморфизм ро Sorghum.
Результаты скрининга современного генофонда сорговых культур основным хозяйственно-биологическим признакам и свойствам.
* 3. Уровни реализации продуктивного, адаптивного потенциала
средообразующей функции сорговых культур в условиях региона.
Основные элементы технологии возделывания сортов и гибрид кормового сорго.
Направления хозяйственного использования сорго в полеві кормопроизводстве.
Агротехническая и биоэнергетическая эффективность технолог возделывания и использования сорговых культур в полеві кормопроизводстве юго-запада Нечерноземья России.
Практическая значимость. Теоретические положения могут бы использованы в практике интродукции сорговых растений в новые райої произрастания и отбора лучших форм с последующим их размножение Результаты исследований применимы при установлении оптимальных срок и норм посева, высоты, частоты и сроков уборки кормового сорго на зелені корм, сено, сенаж, силос и семена. Определено место сорговых культур полевом кормопроизводстве региона, выделены наиболее перспективні виды, сорта и гибриды для многовариантного использования в зеленом ^ сырьевом конвейерах.
9 Реализация результатов исследований. Результаты исследован]
использованы при составлении «Практические рекомендации і
возделыванию сахарного сорго и суданской травы» (2003, 2005), которые
настоящее время применяются в практике хозяйств Брянской, Курске
Орловской областей, в научно-исследовательских учреждениях,
сортоиспытательных участках.
Реализация результатов исследований осуществлялась путем внедрен рекомендаций в УОХ «Кокино» Выгоничского района, СПХК «Госома» ОС «Птицефабрика Снежка» и ОПХ «Бежицкое» Брянского района, ОГ «Первомайское» Почепского района, совхозе «Аленовский» Унечско района, СПХК «Ударник» Новозыбковского района Брянской обласі военном совхозе-заводе №5 Орловской области. Научные положен используются при чтении лекционных курсов по растениеводству кормопроизводству в Агроэкологическом институте, на факульте ветеринарной медицины и биотехнологии, Институте повышен квалификации кадров агробизнеса Брянской ГСХА и ее филиалах в Курском Смоленской областях.
Апробация работы. Результаты научных исследований бы апробированы и получили положительную оценку на годичных научи практических конференциях профессорско-преподавательского соста Брянской ГСХА (Брянск, 1995-2006 гг.); Международной научи практической конференции Воронежского ГАУ (Воронеж, 1995); I и V Международной научно-практической конференции Белгородской ГО (Белгород, 1997, 2004); XXXII научно-практической конференц Великолукской ГСХА (Великие Луки, 1997); Российской научно-практическ конференции Орловского ГАУ (Орел, 1999); Всероссийской научк практической конференции молодых ученых (Санкт-Петербург, 200 Международной научной интернет-конференции, посвященной 100-летию дня рождения выдающихся ученых А.И. Державина и А.А. Корнило (Ставрополь, 2002); Третьих и Четвертых Саввичевских научных чтени
10 (Брянск, 2001, 2003); Научно-практической конференции «Инновационні
технологии в АПК Брянской области» (Брянск, 2002); Конференции д
специалистов агропромышленного комплекса «Кормовая база
продуктивность животноводства в АПК Брянской области» (Брянск, 2003);
Международном Симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения
перспективы их использования» (Пущино, 2003); VIII Всероссийской научк
практической конференции Пензенской ГСХА «Селекция и семеноводст
сельскохозяйственных культур» (Пенза, 2004); Научно-практическ
конференции «Передовой опыт в АПК Брянской области» (Брянск, 2005).
Личный вклад автора. Личное участие автора заключается в разработ научной гипотезы и рабочей программы исследований, в течение 14 л проведены при его непосредственном участии полевые опыты и лабораторні анализы. Автор доказал возможность интродукции и использования кормово сорго в условиях региона.
Публикации материалов исследований. Результаты исследован: отражены в 63 публикациях в научных, научно-производственных журнал* сборниках и научных трудах, изданы монографии «Кормовое сорго Нечерноземье» (Брянск, 2003), «Сорговые культуры: особенное интродукции, биологии, возделывания в Российском Нечерноземье» (Брян( 2007), практические рекомендации по возделыванию суданской травы сахарного сорго на Брянщине (2003,2005). Общий объем научных публикац: по теме диссертации составил 25,09 п.л.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит введения, 6 глав, выводов и предложений производству, списка литературы приложения. Диссертация изложена на 539 страницах компьютерного текс экспериментальные данные приведены в 70 таблицах, 2 рисунках, 3 схемах 100 приложениях. Список литературы включает 664 наименований, в т< числе 89 иностранных авторов.
Автор выражает глубокую благодарность своему научному консультан
і доктору сельскохозяйственных наук, профессору Борису Степанови
Лихачеву и научному наставнику доктору биологических наук, профессо Ивану Степановичу Белюченко, а также искренне благодарен мноп коллегам и сотрудникам Агроэкологического института и кафеді кормопроизводства, селекции и семеноводства Брянской ГСХА за ценні советы, предложения при проведении экспериментальных работ, оформлені диссертации. Автор глубоко признателен за методическую помои консультации и предоставленный семенной материал для агроэкологическо испытания члену-корреспонденту РАСХН, профессору Б.Н. Малиновско\ ведущему сорговеду ВИР, сотрудникам ВНИИ зерновых культур им. И, Калиненко докторам с.-х. наук А.В. Алабушеву, П.А. Мангушу, Н, Гурскому, В.В. Метлину, селекционеру кандидату с.-х. наук П.И. Ляшої сотрудникам Кубанской опытной станции ВИР и Российского НИНІ И соргс кукурузы «Россорго» доктору с.-х. наук А.П. Цареву, Т.Г. Хуснетдиновс Е.П. Малиновской.
Эволюция и классификация рода Sorghum Moench
Прогрессивя эволюция заключается не в стремлении всего живого ко всему больше] совершенству, а к увеличению многообразия живого мира. По мнені профессора отдела флоры ГБС РАН А.К. Скворцова (1996): «Никто не мои представить объективных общих критериев, кто более совершенен,-... челов или сосущий его кровь комар.... Для природы все равны. И, в сущносі только увеличение диапазона разнообразия... и может служить обьективні показателем прогресса. ...Большая сложность или большая просте организации - это не ступени совершенства, а варианты разнообразиз Интродукция - это есть способ удовлетворения человечества к многообразі мира растений и воспроизведения этого природного богатства. И как бы ранее отмечено, что существует множество теорий и методов интродукц (климатические аналоги, родовые комплексы и др.). В настоящее время, отказываясь от многих традиционных методов интродукции растет приемлемых в тех или иных условиях для определенных жизненных фор весьма активно разрабатываются теоретические основы и осваиваю! практические подходы популяционной интродукции, элементы которой бы заложены еще Н.И. Вавиловым. В своей работе по интродукционно] изучению сорговых культур в условиях умеренного климата средней полої Российского Нечерноземья мы придерживаемся данному подходу обосновываем адаптацию и пластичность популяции сорговых растений нетрадиционной зоне.
Еще Ч. Дарвин говорил, что «значительная степень изменчивости ... буд очевидно, являться обстоятельством, благоприятствующим образован! новых форм. Так как очень часто в пределах рода встречаются вил обитающие в жарких и холодных странах, то, допуская правильное положения, что все виды одного рода происходят от общих родителей, ь должны ожидать, что в длинном ряду поколений они могут успеш акклиматизироваться» (Дарвин, 1939). Полную солидарность с оптимизмом Дарвина проявлял и И.В. Мичурин, который неоднократно подчеркив большую пластичность гибридов, их высокую выносливое приспособляемость к новым условиям, обусловленные «расшатанн наследственностью» (Мичурин, 1906,1924). Под «расшатанн наследственностью» Мичурина следует понимать обогащение их генотипої увеличение гетерозиготности в результате гибридизации. А по А.К. Скворцо (1986, 1996) «Внутривидовое генетическое многообразие - это одновремен и основа устойчивости вида ко всяческим неблагоприятным воздействиям, залог возможности дальнейшей эволюции вида».
Таким образом, можно отметить общую тенденцию развития, что эволюции культурных растений генеральная линия основана гетерозиготности и человек широко использует эту закономерное: Гетерозиготность обеспечивает значительную изменчивость и жизненное потомства, а гомозиготность нужна лишь для выравнивания отдельні признаков у скрещиваемых линий.
В XX веке человек открыл значение гетерозиса в растительном животном мире. В настоящее время наступила эра селекции на качество, которой невозможно повышение экономики растениеводства, и селекции гетерозис. Гетерозис возникает как в межвидовой, так и межлинейн гибридизации - это ныне достаточно хорошо известно. Так, в селекции сор гетерозис повышает урожай зерна и кормовой массы на 40-50%. У ря культур с гетерозисом связывают ЦМС - цитоплазматическую мужск) стерильность (кукуруза, сорго, лук, люцерна, тыква, виноград и др.). Никак общности между гетерозисом и ЦМС не существует, они оказали связанными лишь с экономической стороны, чтобы избежать и сократи время и расходы на ручную кастрацию тычинок или обламывания метелок селекции на гетерозис используют естественную мужскую стерильность цветках для предотвращения самоопыления. Мужская или женская стерильность - закономерное эволюционное, а патологическое явление. Известна морфологическая и объемная редукц гаметофита в процессе эволюции. Но суть не только в объеме, а постепенн стерилизации андроцея или гинецея без вреда для самого статуса полово воспроизведения. Возникновение ЦМС - закономерный эт внутрисемейственной эволюции, порождаемой гетерозиготностью. Проце стерилизации андроцея или гинецея, ведущий к двудомности и тем самым полному преобладанию сложной гетерозиготности, как генеральной лин: эволюции, объясняет нам так называемую ЦМС. И в этой закономерное можно видеть одно из проявлений закона гомологических рядов Н.И. Вавилої Вот почему ЦМС находят у большего числа культурных растений (пшениі ячмень, рис, кукуруза, сорго, жемчужное просо, лен, картофель, табак и др.). Современный взгляд на происхождение культивируемого сорго мож констатировать посредством доступных доказательств, представленні различными авторами. В таксономии культурных растений мало бесспорш классификаций. Наиболее ярким примером спорных являются роды Огу: Secale, Sorghum и др. Таксономия была исторически построена сравнительно-морфологической основе, что в ревизиях мног і филогенетических родов не оправдало себя (Triticum, Sorghum, Zea). Конечь сравнительная морфология является весьма существенным и могуч] фактором, но в наше время он должен сочетаться с генетикой, так как таксої возникают в результате всех генетических «двигателей» эволюции. Если основу положить только морфолого-географический статус вида, то э приведет к резкому расхождению в таксономии (Жуковский, 1985). Н.И. Вавилов в своей классической работе «Линеевский вид как система» д широкое понимание так называемого линеевского вида, его обширного объем значительной дифференциации на внутривидовые таксоны. В биосистематн растений происходили и в настоящее время встречаются значительн: изменения. В генетических основах биосистематики необходимыми фактора являются скрещиваемость, нормальный мейоз, нормальная фертильнос Примером может служить систематика рода Sorghum.
Технологические аспекты возделывания сорговых культур
При освоении культуры сорго в различных природных зонах продвижении его в новые, более северные районы России, наряду с создани скороспелых, хорошо приспособленных к местным условиям сортов гибридов особая роль принадлежит технологии их возделывания. Для то чтобы получить высокие урожаи зеленой массы и зерна сорго, необходш продумать и правильно спланировать весь комплекс агротехничесю мероприятий, куда входят: подбор сортов и гибридов; выбор участь предшественники; применение рациональной системы обработки почв удобрений; подготовка семян; определение оптимальных сроков и способ посева, норм высева и глубины заделки семян; эффективных приемов ухода посевами, борьба с вредителями и болезнями; способы и сроки уборки.
Агротехника сорго должна строится с учетом биологических особенное этой культуры и ее использования (на зеленый корм, сено, сенаж, силос HJ зерно). Необходимо иметь в виду, что у сорго в первые периоды жизни (30-дней от всходов) надземная часть растения в этот период развивает медленно, что способствует зарастанию сорняками. Вследствие того, ч интенсивный рост сорго начинается во второй половине лета, потребности е во влаге в начале вегетации небольшие. Поэтому основными задачами п] составлении технологических карт возделывания сорговых культур являют максимальное накопление и сохранение почвенной влаги, питательні веществ и систематическая борьба с сорняками, преимущественно допосевной период. Обобщение результатов экспериментальных работ и ош передовых хозяйств за последние годы позволили разработать наибол целесообразную агротехнику кормового сорго.
Сортовой состав сорговых культур определяется характером ] использования, скороспелостью (вегетационный период от 90 до 150 и бол дней), высотой стебля (от 0,5 до 3 м и даже более), уровнем кустистости (от до 5 стеблей на 1 растении), типом метелки (прямостоячая или изогнул плотная или рыхлая).
Предшественники и место в севообороте. Как в нашей стране, так зарубежом разработке элементов возделывания сорговых по сравнению другими культурами уделяется недостаточное внимание. Поэтог исследований по рациональному размещению сорго в севообороте не толь: мало, но нередко они носят противоречивый характер. Хорошо известно, ч для сорго необходимо отводить поля, чистые от сорняков и не заселенні проволочниками. В зависимости от целей выращивания сорго можно высева как в полевых, так и в кормовых севооборотах. Сорта и гибриды зерново направления лучше размещать в пропашном поле зернового севооборот сахарное, суданское сорго и сорго-суданковые гибриды размеща преимущественно в прифермских севооборотах вблизи животноводчесю ферм и силосных сооружений (Шорин, 1973, 1976, 1986). Лучшш предшественниками для него считают зернобобовые, озимые и ярові колосовые культуры, оборот пласта многолетних трав, картофель, корнепло; и кукурузу (Соловьев, 1956; Бугай, 1963; Исаков, 19756,1975в, Керефов, 197Шепель, 1975). В условиях центральной части штата Квинсленд (Австралк испытывали в качестве предшественников люцерну посевную и зернобобов) культуру - маш, которые повысили урожай зерна сорго на 118% и содержан белка на 0,21-0,70% (Armostrong et al, 1999).
В литературе по-разному оценивается возможность повторных посеве Так, сорго выращивают бессменно на постоянных участках (4-5 лет подря, об этом свидетельствуют данные М.Д. Васильева (1970) и американскі исследователей в долине реки Миссисипи (Heatherly, Wesley, Elmore, 1990). опытах ВНИИ кукурузы в течение 10 лет урожайность семян сорго постоянном участке не снижалась и составляла в среднем 2,69 т/га, а в зве севооборота (занятый пар - озимые - озимые - сорго) - 2,49 т/га. Посеї сахарного сорго в течение 5 лет в монокультуре по результатам опытов ВНИИ сорго не дали больших различий в урожайности зеленой масс которая колебалась от 44,5 до 48,0 т с 1 га (Шорин, 1989; Шепель, 19S Посыпанов и др., 1997). Авторы отмечают, что сорго менее отрицатель] реагирует на бессменное выращивание по сравнению с кукурузой. Хотя ран в литературных источниках отмечалось, что сорго нельзя размещать повтор из-за развития болезней (Козловский, 1913; Стебут, 1957 и другие). Но в зті связи следует отметить, что при высокой культуре земледелия впол допустимо продолжительное возделывание сорго на постоянных участках б снижения продуктивности. Накопление вредителей и усиление болезней п длительном возделывании сорго на одном месте не отмечено. Не снижаеі урожайность зерна сорговых культур и при двух - трехлетнем выращивании их семена с применением удобрений (Исаков, 1982; Алабушев, 1984,1985,1993,2000
По - разному оценивается сорго и как предшественник для других культ) При уборке на силос сорго служит таким же предшественником, как кукуруза для яровых культур (Демиденко, 1957; Шинявский, 1963; Исаке 1977). При сплошном посеве на зеленый корм сорго и сорго-суданкові гибриды подобно суданской траве являются плохими предшественника поскольку длительное пребывание их в поле (с весны до осени) обедш почву. В таких случаях сорговые культуры целесообразно размещать последних полях севооборота, предшествующих пару (Алабушев, Анипені Гурский и др., 2003).
Несмотря на большой вегетационный период, сорго очень пластично, е высевают в качестве парозанимающей культуры, а также повторно, пос уборки различных смесей на зеленый корм или силос. Повторные посевы своим кормовым качествам намного превосходят весенние посевы. Растен при одинаковых фазах развития содержат значительно больше азота и друг ценных питательных веществ. В них протеина на 1-1,5% больше, чем растениях весеннего посева. В повторных посевах следует высева скороспелые сорта сахарного сорго и сорго-суданковые гибриды в возмож сжатые сроки. Повторные посевы проводят загущено, уход за ними и убор такие же, как на основных посевах.
Обработка почвы. Сорго чувствительно к сорнякам в начальный перис нуждается в хорошо разделанной и выровненной поверхности, а во втор половине своего развития требует достаточного запаса влаги и пищи. Это можно добиться только тщательной и своевременной подготовкой почвы. отечественной и зарубежной литературе имеется немало публикаций : вопросам агротехники сорго, в том числе и по обработке почвы. Мног авторы считают необходимым проводить глубокую основную обработку п сорго. Обычно применяют традиционную систему подготовки почвы главным элементом - зяблевой вспашкой. В данном случае целесообраз использовать плуг с предплужником и обработку проводить на глубину менее 20 см. Н. А. Зенков и А. С. Извеков (Краснодарский НИИСХ, 196 считают, что чем глубже вспашка, тем лучше развивается корневая система тем выше урожай. В условиях Заволжья, как отмечает К. В. Ливанов (195! глубокая вспашка способствует очищению почвы от сорняков, к которь сорго очень чувствительно в начале своего развития.
Особенности онтогенеза сорговых растений в условиях умеренного климата
В основном использовалась методика исследования коллекций сор ВНИИ зерновых культур им. И.Г. Калиненко, которая была применима в уел виях коллекционного питомника и стационара опытного поля академии.
Для выполнения поставленных задач были проведены следующие опыты
Опыт 1. Скрининг коллекций сортовых культур с целью выделения наибол перспективных генотипов для хозяйственного использования в условиях ЮІ запада Нечерноземья России. Объектом изучения послужили 75 сортообразц сахарного сорго, 22 образца зернового сорго и судзерна, 4 образца веничне сорго, 10 сортов суданской травы и 1 сорго-суданковый гибрид (Приложение Г
Коллекционный материал предоставлен б. ВНИИ сорго и других зернові культур, НПО «Саратовсорго», ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова его Кубанской опытной станцией.
Коллекция из 56 сортов и сортообразцов сортовых культур высевалась в II декаде мая 1995-97 гг. без повторностей. Делянка однорядковая, шири междурядий - 70 см, длина рядка - 3 м, способ посева - пунктирный, вручну Уборка урожая - одноразовая, в конце вегетации, что обусловлено целью пытания: выявить потенциал биологической продуктивности зерна и надзе ной массы сортообразцов сорго в условиях достаточного увлажнения и yiv ренного климата средней полосы России. В течение 3-х лет жесткого отбо по основным морфобиологическим, хозяйственным и адаптационными пр знакам из 56 изучавшихся сортов и сортообразцов выделились 22, в дальне шем -10 перспективных образцов (урожай 1998 года).
Коллекция 15 сортов зернового сорго и суданки зерновой (судзерн) вые валась в 1998-1999 г г. на стационарном участке коллекционного питомниі Опыт - мелкоделяночный, делянки трехрядковые, учетная площадь -2м размещение делянок рендомизированное. Посев коллекции произведен в декаде мая, широкорядным способом (ширина междурядий -70 см).
Опыт 2. Сравнительное агроэкологическое испытание сортов и гибрид кормового сорго (1993-2004 гг.) на серых лесных почвах Брянской обласі Объектами изучения явились перспективные сорта сахарного сорго: Сахарн 29, Север 2, Север 86, Зерноградский янтарь, Редколистный сахаронос, Севе ное 44, гибриды первого поколения Зерсил и Мартовский, сорго-суданкові гибрид Интенсивный Fi, 10 сортов суданской травы и качестве контроля : годам изучения - гибриды кукурузы Харьковский 18Т, БЕМО -182 СВ, НАР1 150 СВ. Полевой опыт - мелкоделяночный, повторность - четырехкратная, j\ лянки расположены систематически, площадь каждого варианта - 5 м2, уче ная - 2,5 м2. Посев проведен вручную, по годам во И-Ш декаде мая с межд рядьями 70 см, глубина заделки семян - 3-4 см.
Опыт 3. Сравнительное изучение влияния сроков посева и минерально питания на сорта сахарного сорго проводили в 1996 -1998 гг. на коллекцио ном питомнике посевом сортов Сахарное 29, Север 2, Север 86 и раннеспел го гибрида кукурузы Бемо - 182 СВ (ФАО 200) в качестве контроля. Повто ность опыта - 4-х кратная, каждый сорт высевали 4 рядками: длина рядка - 2 расстояние между рядками - 70 см. Сорго высевали в 4 срока по годам исал дований: 1 срок - в конце III декады апреля, 2 срок - через 10 дней, 3 срок - ч рез 20 дней и 4 срок - через 30 дней после первого. Норму минеральных удо рений в форме нитрофоски - фон (NPK)6o вносили в предпосевную культов цию и азотные удобрения в виде аммиачной селитры (подкормка): дозы - N N бо и N90 (начало кущения) на данном фоне.
Опыт 4. Реакция кормового сорго на сроки посева с целью их оптимизаці разного направления хозяйственного использования. В опыте изучались т\ генотипа кормового сорго (сахарное сорго Зерсил Fi, сорго-суданковый гирид Интенсивный Fj, суданская трава Черноморка), высеваемых в пять разні сроков (I- II - III декады мая , I - II декады июня). Посев проводился в сое ветствии с методикой ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко вручную с междурядья] 70 см на глубину 4-5 см, норма высева семян сахарного сорго - 50 шт./м , ее го-суданкового гибрида - 100 шт./м2 и 200 шт./м2 суданской травы. Площа делянки составляла Юм2, размещение вариантов рендомизированное, повте ность трехкратная.
Опыт 5. Полевой опыт по изучению реакции сортов сахарного сорго на не му высева и загущенность посевов был заложен в 4-х кратной повторности, ка дый сорт высевали 3 рядками по вариантам: 400, 600, 800 и 1000 тыс. шт. во жих семян на 1 га, что соответствует весовым нормам 8, 12, 16 и 20 кг на 1 Сорта сахарного сорго (Север 86 и Зерноградский янтарь) в 1997-2003 гг. с не мами 500,600,700 и 800 тыс. шт. всхожих семян/га. Зерновое сорго (сорт Х& не 28) высевали: 100,200,300 и 400 тыс. шт. всхожих семян на 1 га в 4-х кратн повторности, площадь делянки - 10 м2. Влияние ширины междурядий (15,45, см) сахарного сорго, суданской травы и сорго-суданкового гибрида изучено в 1 факторном опыте, повторность - 3-х кратная, площадь делянки -Юм2.
Опыт 6. Для смешанного посева в 1 ряд использовали семена сахарно сорго сорт Сахарное 29, гибрид кукурузы Бемо -182 СВ, сорт сои Брянская 1 Для создания 2-х компонентного посева сахарного сорго с желтым, узколж ным люпином, кормовым горохом, подсолнечником и горчицей провели ме коделяночный опыт уплотнением посевов в 3-х кратной повторности. Кажді вариант уплотнения проведен 4 рядками, подсев зернобобовых культур, гс чицы и подсолнечника в междурядья сахарного сорго произведен в фазе 3 листа после междурядной обработки. Возделывали люпин желтый - сорт Бря ский 6, узколистный люпин - сорт Кристалл, кормовые бобы - Янтарные, ко мовой горох (пелюшка) - сорт Малиновка.
Опыт 7. В 2002 - 2004 гг. проводили производственные посевы сахарно сорго сеялкой СО - 4,2 (I - II декада июня) на стационаре опытного поля а» демии площадью 0,5 га и 2002-2003 гг. суданской травы (посев рядовоі
Предшественником были озимые зерновые культуры. Подготовка ПОЧ] включала следующие агротехнические приемы: зяблевая вспашка на глуби 22-24 см, ранневесеннее боронование, 2-3 сплошные культивации с бороної ниєм и предпосевную обработку РВК - 3,6 в 2 следа. Под культивацию внос ли минеральные удобрения из расчета (NPK)45 (нитрофоска 4 ц/га). В течен вегетации проводились мероприятия по борьбе с сорняками.
Посев семян сорго (сорт Сахарное 29) произведен вместе с нитрофоской соотношении 1: 3 к норме высева, в производственном опыте испытывали нормы высева - 500, 600, 700 и 800 тыс. шт. всхожих семян на 1 га. Площа каждого варианта составляла 1680 м , повторность - 4-х кратная (по 420 м учетная площадь - 100 м . Исследовали 3 фона минерального питания - азе ные подкормки аммиачной селитрой в дозах - N3o, N60, N90 (фаза кущения) применение гербицидов - 2,4 ДА и диален в дозах по препарату - 1 л/га. В сение гербицидов - ручным опрыскивателем (ОПП - 8).
Суданская трава высевалась сеялкой СН-16 рядовым способом с норм 2,5 млн. шт. всхожих семян или 26 кг/га. Использовали семена сортов Черн морка и Камышинская 51, в день посева семена обрабатывались гумистимі из расчета 15 л на 1 т семян.
В период вегетации сорговых культур в чистых и смешанных посевах пр водили фенологические наблюдения за ростом и развитием, определяли вые ту растений, толщину главного стебля, параметры листьев (длина и ширин; метелок, количество побегов кущения по 20 этикетированным растениям. П] фенологических наблюдениях регистрировали даты полных всходов, кущені выхода в трубку, выметывания, цветения, молочной, восковой и полной спел сти зерна (Методические указания по проведению полевых опытов с корм выми культурами, 1997).
Морфобиологическая и хозяйственная характеристика изучаемого сортимента сахарного сорго
Как видно из данных таблицы 15, по накоплению сухого вещества в фг молочной спелости зерна лидировали высокопродуктивные гибриды Зерсил и ССГ Интенсивный Fi, которые превысили стандарт на 16,3-35,3%. След) также назвать высокоурожайными сорта сахарного сорго отечественной сел ции Северное 44 и Зерноградский янтарь (1458,6 и 1518,1 г/м соответственн которые могу быть рекомендованы хозяйствам юго-западной части НЗ Росс для производственных посевов и заготовки силоса и зерносенажа (корнажа). этой связи следует напомнить, что наиболее ценным компонентом урожая в ] зу созревания зерна являются метелки с зерном, но долевое участие их нео; наково и широко варьирует у изучаемых генотипов. В урожае сухой массы дс метелок колебалась от 5,9% (Оранж Сумэк) до 19,7% (Чернопленчатое). Сре сортов и гибридов лучшими по данному показателю выделены Север 86, 3 сил Fi и ССГ Интенсивный Fi (15,1-19,3%), имеющие наиболее выгодное оби соотношение элементов в урожае.
Все изучаемые сорта, гибриды и образцы кормового сорго в агроклимати1 ских условиях региона достигают фазы молочной - начало восковой спелое зерна, что позволяет рекомендовать их использование на силос и корнаж. I званные раннее скороспелые сорта и гибриды (Зерсил F!, Северное 44, Кам шинское 7, Янтарь ранний днепропетровский, ССГ Интенсивный Fj) наибої быстро в течение 111-116 дней после посева достигают фазы молочной cnej сти, что делает их наиболее походящими для заготовки консервируемых кс мов. Сорт сахарного сорго Северное 44 по годам исследований достигал фа полной спелости зерна, стабильно вызревал, что свидетельствует о возможь сти получения полноценных семян в условиях региона.
В целом, резюмируя особенности развития сорговых культур и обобш анализ динамики формирования урожая надземной массы, можно предпо; жить перспективы многовариантного использования этих высокопродуктивн] кормовых культур в производстве травянистых кормов. В зависимости от хождения фазы роста и развития рекомендуем использовать кормовое сорго фазу трубкования - на зеленый корм, заготовку сена и травяной муки, в фа выметывания - на сенаж, при наступлении молочной - начало восковой спел сти зерна - на силос и зерносенаж. Данные экологического сортоизучения со тов, линий и образцов сахарного сорго коллекции ВИР по урожайности на земной массы и содержания Сахаров в соке стеблей представлены в таблице 1 Анализ данных таблицы 16 указывает на значительные различия в проду тивном потенциале изучаемых видов, сортов, образцов и линий. В среднем за года максимальная урожайность зеленой массы была получена на делянках л нии Л-305 (8,74 кг / 1 м2), сорта Сахарное 30 (8,01 кг) и линии Л-1806 (7,: кг/м ), что выше, чем урожайность гибрида кукурузы НАРТ-150 СВ Fi ] 33,4%, 22,3 и 11,0 % соответственно. Данные сортообразцы характеризовали высокорослостью (до 2,8 м), толстостебельностью (диаметр стеблей 2,6-2,8 ел растения находились в фазе цветения и содержание Сахаров в соке стеблях б] ло в пределах 12,5-13,5%. На уровне контроля урожайность кормовой масс отмечена у сортообразца Л-281 (6,17 кг/м ), в стеблях которого определено в] сокое содержание Сахаров-15,2 %. Остальные образцы сахарного сорго из ко лекции ВИР по урожайности как зеленой, так и сухой массы уступали кукуруз Достаточно высоким накоплением Сахаров в соке стеблей следует также отм тить сорт Сахарное 35 (12,0 %), сортообразец Сахарное 2622 (12,5 %) и образі из США Red Amber (13,3 %). Полученные данные нами были использованы д. расчета энергетической питательности, сбора кормовых единиц и сахара с ур жаем зеленой массы. Результаты расчетов и их анализ будут приведены в дал нейших разделах диссертационной работы.
Выделенные высокоурожайные сортообразцы сахарного сорго (Сахар» 30, Л-305, Л-1806) можно рекомендовать на кормовые цели и для адресной с лекции на повышение содержания Сахаров. Определение урожайности сорго зернового и суданки зерновой (судзерна) течение 1998-1999 гг. выявило достаточно высокую потенциальную возмоз ность этих видов сортовых, как перспективных культур для условий региоі (Табл. 17). Как было уже сказано, гидротермические условия в годы испытания (199 1999 гг.) были наиболее благоприятны для роста и развития кормового сорг Практически все сортообразцы достигли фазы восковой или полной спелое зерна, что указывает на возможную перспективу заготовки зерносенажа и п лучения семенного и фуражного зерна. По данным таблицы 17 следует, высокой урожайностью зеленой массы среди зернового сорго выделился обр зец «Голубые», который отличался мощным формированием площади листові поверхности (1,64 м /1 м ). Другой отличительной особенностью образца «Г лубые» является длинная метелка - свыше 25 см и ее выдвинутость («ножк метелки - 44 см). Урожайность зеленой массы составила 2,5 кг или сухой свьн 0,7 кг с 1 м при сборе зерна 220 г/м . Сорт пищевого сорго Перспективный 1 данной коллекции также отличался дружным созреванием зерна, урожайное которого была в пределах 128-144 г/м . Другие сорта Пищевое 35, Пищевое і и Пищевое 614 в условиях Брянской области цвели, формировали зерно моло ной спелости с урожайностью сухой массы от 518,4 до 615,2 г с 1 м . Сорт П щевое 614 выделялся широкими листьями, которые имели площадь свыше 1, м /м , урожайность зеленой массы была более 2,2 кг /1 м . Анализируя результаты урожайности надземной массы и зерна суданки зе новой (судзерна), следует сказать об особенностях сортообразца SA -124, отл чающегося среднерослыми побегами - свыше 120 см, развитым листовым апг ратом - 1,44 м /м , урожайностью листостебельной - 2,02 кг или 525,8 г сухі массы сім. Метелки образца SA-124 были хорошо выполненными, длин» свыше 21 см, урожайность зерна достигала более 120 г/м .
Похожие диссертации на Агробиологическое обоснование интродукции сорговых культур в юго-западный регион Нечерноземья России
