Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретические основы адаптационной модели программируемого выращивания сои
1.1. Ботаническая характеристика, биологические особенности и распространение сои 9
1.2. Агроклиматические ресурсы юга Нечерноземной зоны России для возделывания сои 29
1.3. Проблема кормового растительного белка и сравнительная эффективность выращивания
различных белковых и масличных культур на юге Нечерноземья 33
1.4. Обоснование адаптивной структуры зернового поля 36
ГЛАВА 2. Условия, объект, методика и программа исследований 45
2.1. Условия исследований 45
2.2. Объект исследований 49
2.3. Методика и программа исследований 50
ГЛАВА 3. Оценка изменения уровня продуктивности сои под влиянием природных факторов 71
3.1. Приход фотосинтетически активной радиации (ФАР) 71
3.2. Ресурсы тепла 74
3.3. Влагообеспеченность вегетационного периода 76
ГЛАВА 4. Оптимизация основных факторов жизни растений сои приемами агротехники 80
4.1. Сорта 81
4.2. Предшественники 85
4.3. Обработка почвы 101
4.4. Сроки, способы посева и норма высева 149
4.5. Создание оптимальной структуры посевов сои 200
ГЛАВА 5. Определение потребности сои во влаге и элементах питания 206
5.1. Обоснование оптимальной влагообеспеченности посевов 206
5.2. Оптимизация азотного питания растений 210
5.3. Оптимизация питания растений фосфором 214
5.4. Оптимизация питания растений калием 215
ГЛАВА 6. Обоснование эффективности агротехнических и химических мер борьбы с сорняками в программируемых посевах 217
6.1. Вредоносность сорных растений для сои 217
6.2. Индекс конкурентоспособности растений сои по отношению к сорнякам 226
ГЛАВА 7. Фотосинтетическая активность ультрараннеспелых сортов сои 229
ГЛАВА 8. Оптимизационная модель технологии программированного выращивания сои на зерно 233
Выводы 250
Предложения производству 254
Библиографический список 257
- Ботаническая характеристика, биологические особенности и распространение сои
- Обоснование адаптивной структуры зернового поля
- Приход фотосинтетически активной радиации (ФАР)
- Сроки, способы посева и норма высева
Введение к работе
Актуальность темы. В сельскохозяйственных предприятиях юга Нечерноземной зоны России ежегодно только на фураж расходуется 60 — 75 % производимого зерна. Среднестатистический зерновой рацион животных здесь включает ячменя 60, овса 9, пшеницы 12, ржи 16 и гороха 3 %. По нашим расчетам, при таком соотношении зерна дефицит белка и энергии в рационе достигает 25 — 30 %. Особенно резко выражен недостаток многих незаменимых аминокислот, таких как лизин (до 35 %) и метионин (до 15 %) [31,203,207,235,236].
Главным образом, по этой причине перерасход зернофуража на производство животноводческой продукции составляет 40 - 88 %, что отрицательно сказывается на экономике отрасли [98, 100, 203, 207].
В России недостаточно производится и собственного растительного масла - 7 кг на душу населения (в США — 28, в Англии 21, в Канаде 13 кг) [207].
Структура зернового поля не адаптирована к местным погодным и экономическим условиям. Обеднен состав предшественников, что не дает возможности перейти на плодосменные севообороты.
Производство кормового растительного белка можно увеличить за счет расширения посевов высокобелковых зернобобовых культур. Особое значение в связи с этим имеет соя, так как в зерне ее содержится 35 - 50 % высококачественного, сбалансированного по аминокислотному составу белка.
Включение 1 кг зерна сои в рацион животных экономит до 4 кг зернофуража, повышает качество продукции, укрепляет здоровье молодняка. Соя, как ни одна другая культура отвечает требованиям ресурсосбережения. Из всех возделываемых в России зернобобовых растений она обеспечивает наибольшие сборы самого дешевого и высококачественного белка. Однако для юга Нечерноземной зоны соя — новая культура. Поэтому актуальным направлением здесь является разработка и адаптирование технологии ее возделывания к почвенно-климатическим условиям региона.
Как показали наши результаты сравнительного испытания белковых и масличных культур, по организационным, агротехническим, экологическим соображениям, соя больше подходит для региона. Рапс, как влаголюбивая культура, из-за майско-июньской засухи, типичной для юга Нечерноземной зоны, отстает в росте, повреждается вредителями и болезнями, дает масло с большим содержанием канцерогенных веществ. Подсолнечник на юге зоны вызревает не каждый год. Для выращивания рапса и подсолнечника необходимо внесение больших доз азотных удобрений. Напротив, соя, являясь поздней яровой культурой, мало страдает от засухи, не требует применения инсектицидов и десикантов, на черноземах выращивается без азотных и калийных удобрений, дает высококачественное масло.
Таким образом, возделыванием сои в южных областях Нечерноземья решается проблема экологически безопасного ресурсосберегающего производства растительного белка и масла.
Для управления ростом и развитием растений сои, формированием запрограммированного урожая зерна агроному необходимо иметь банк информации, который давал бы возможность принимать оперативные решения, вносить коррективы в элементы технологии в зависимости от складывающихся погодных условий. Применение для этого персональных компьютеров облегчает выбор оптимального варианта.
Программированное выращивание сои требует подбора ультрараннеспелых, холодостойких и засухоустойчивых сортов; определения их биоклиматического потенциала для конкретных условий; адаптации агротехники к этим условиям с учетом уровня программируемой урожайности сои на конкретном участке; создание фона для производительной работы уборочной техники.
Научная новизна исследований заключается в том, что впервые для условий юга Нечерноземной зоны страны доказана целесообразность возделывания сои; предложена и обоснована эффективность новой адаптивной структуры зернового поля; разработана и адаптирована технология программированного выращивания ультрараннеспелых сортов сои; предложена агротехника сои в программированных посевах конкретного поля; разработаны динамико-статические модели, описывающие особенности роста и развития растений в течение вегетации; разработаны алгоритм и программа для ПЭВМ по обоснованию и прогнозированию формирования урожайности ультрараннеспелых сортов сои; усовершенствована формула расчета доз азотных удобрений под программируемый урожай бобовых культур; разработана и обоснована новая методика оценки засоренности посевов; усовершенствована методика статистической обработки данных многофакторных опытов при разработке адаптивных технологий.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы освещены и получили положительную оценку на зональных научных и научно-производственных семинарах и конференциях (г. Тула, 1983; г. Новгород, 1984; г. Пушкин, 1985, 1990, 1995; г. Киров, 1985, 1989; г. Архангельск, 1987; г. Йошкар-Ола, 1990; г. Екатеринбург, 1991, 1993; г. Н. Новгород, 1992, 2000, 2001, 2002; г. Кострома, 1994; г. Суздаль, 1995; г. Рязань, 1996; г. Тверь, 2000, 2001; г. Ульяновск, 2000, 2001; г. Иваново, 2002), на Всесоюзной научно-производственной конференции по кормовым растительным ресурсам (г. Киев, 1989), на научно-производственной конференции по проблемам увеличе-
ния производства кормового растительного белка (г. Пенза, 1994), на семинаре-совещании по разработке и освоению адаптивных технологий в земледелии (г. Саранск, 1995). Результаты ее прошли производственную проверку в ОПХ «Ялга» и ОПХ «1 Мая» Мордовского НИИСХ, на полях птицефабрики «Октябрьская» Лямбирского района и еще в 28 хозяйствах Республики Мордовия на общей площади 7200 га.
Цель и задачи исследований - разработать теоретическое обоснование адаптации технологии программированного возделывания ультрараннеспелых сортов сои на юге Нечерноземной зоны России.
На разных этапах выполнения работы ставились следующие задачи:
Теоретически обосновать и оценить варьирование уровня продуктивности сои под влиянием природных факторов.
Выбрать и обосновать лучшие предшественники, рациональные системы основной и предпосевной обработки почвы под сою, обеспечивающие программируемую урожайность.
Обосновать оптимальные параметры влагообеспеченности посевов сои, плотности почвы.
Определить биологический и экономический пороги вредоносности сорняков для сои.
Оценить эффективность агротехнических и химических мер борьбы с сорняками.
Обосновать оптимальную площадь питания растений сои при разных сроках посева.
Обосновать оптимальную обеспеченность растений сои влагой и элементами питания в программированных посевах.
Установить параметры фотосинтетической активности растений сои.
9. Разработать алгоритм и программу для персональных компьютеров по обоснованию и прогнозированию формирования урожайности ультрараннеспелых сортов сои.
На защиту выносятся: ^доказательство экономической целесообразности возделывания сои в регионе; 2)обоснование адаптивной структуры зернового поля в сельхозпредприятиях юга Нечерноземной зоны России; 3Теоретическое обоснование агротехнических основ адаптивной технологии программируемого возделывания ультрараннеспелых сортов сои в условиях конкретного поля; 4)методы формирования оптимизационной модели обоснования и прогнозирования урожайности ультрараннеспелых сортов сои на юге Нечерноземной зоны России.
Ботаническая характеристика, биологические особенности и распространение сои
Соя относится к роду Glycine L. семейства бобовых (Fabaceae). По утверждению многих исследователей, культурная соя произошла от дикорастущей G. soja [40]. Известный отечественный соевед В.Б. Енкен считает наиболее близкими к культурной сое виды G. tomentosa Benth и G. soja Sibet Luss [77].
Корневая система сои состоит из главного сравнительно короткого корня и большого количества длинных боковых корней и корешков, проникающих на глубину 1,5 - 2 м [14, 77, 142]. Главный корень толще боковых только до глубины 10 - 15 см. Доля тонких корней в общей массе составляет 60 %. Корневые волоски очень короткие (90 — 110 мкм). Основная масса корней (63 - 88 %) сосредоточена в пахотном слое [25, 26, 54, 130].
На главном и боковых корнях сои под действием клубеньковых бактерий образуются клубеньки, которые располагаются, главным образом, в слое почвы 0 - 15 см. От их количества и величины во многом зависят объемы фиксации азота воздуха и, в конечном счете, урожай и качество зерна сои [12,103].
Клубеньки появляются на корнях растений уже через неделю после всходов. Обычно в фазе тройчатого листа они начинают фиксировать молекулярный азот атмосферы. Максимальное количество клубеньков (до 120 шт.) на растении сои формируется в период образования нижних бобов [8, 20, 148].
Основная часть клубеньков имеет диаметр 3,5 мм. Причем самые крупные из них располагаются ближе к главному корню или непосредственно на нем. Количество клубеньков и их масса изменяются с ростом и развитием растений. Так, при выращивании сои с применением ризоторфина в условиях Курской области, в фазе трех настоящих листьев на каждом растении сои насчитывалось 12 клубеньков с массой 140 мг, в фазе цветения — 20 клубеньков с массой 560 мг, в фазе образования бобов — 34 клубенька с массой 3500 мг. В последующем начинается отмирание клубеньков [148]. На почвах с более благоприятным сложением пахотного слоя, слабокислых и нейтральных образование клубеньков идет активнее. Применение интенсивных способов междурядной обработки, по данным ВНИИМК, увеличивало количество клубеньков на 24,4 - 29,4 и массу -на 14,0 - 24,6 % [20]. Внесение азотных удобрений и трефлана, напротив, уменьшало численность клубеньков [7]. На рост и развитие клубеньков положительно влияет обработка семян молибденом и нитрагином. В опытах ЮжНИИГиМ, в середине июля на одном растении сои при посеве чистыми семенами формировалось 5 клубеньков с массой 25 мг, на вариантах с обработкой молибденом их было 9 шт. при массе 123 мг, с обработкой нитрагином - 29 шт. и 293 мг [58]. Оптимизация условий увлажнения почвы стимулирует образование клубеньков на корнях сои [15, 17, 19, 58]. Большинство почвенных гербицидов является токсичными для клубеньковых бактерий [186]. Таким образом, агротехническими приемами можно оказывать существенное влияние на рост и развитие клубеньков и улучшать тем самым азотное питание растений. Стебель у сои округлой формы, грубый, чаще всего опушенный волосками белого или рыжего цвета разных оттенков. Высота стебля от 50 до 200 см, толщина от 3 до 13 мм (внизу до 22 мм). Ко времени созревания он бывает песчаного, буро-желтого или коричневого цвета [10, 14]. Длина междоузлия от 3 до 15 см, число ветвей на растении достигает 2 — 5 (иногда больше). Высота прикрепления ветвей к стеблю в зависимости от сорта и условий выращивания бывает в пределах 3 — 20 см. Считается, что цвет волосков на стебле, как и цвет самого стебля, является сортовым признаком, причем наиболее опушенные растения устойчивы к болезням и вредителям [143, 186]. Растения сои ультрараннеспелых сортов Магева, Окская и СибНИИК 315 (вегетационный период 89 - 90 дней) имеют стебель высотой 51-76 см, а раннеспелых сортов Омская 4, Соер 1, Лучезарная, Светлая и Рассвет (вегетационный период 95 - 110 дней)-60-92 см [61, 88, 128, 169]. При формировании структуры посева сои высота стебля - очень важный элемент, поскольку он положительно коррелирует с урожайностью культуры [10]. На интенсивность роста растений сои наиболее существенно влияет изменение площади питания. По многолетним опытным данным, полученным в Северной степи Украины, при уменьшении площади питания одного растения сои с 2025 до 337 и 203 см2, высота растений сои уменьшалась соответственно с 68,3 до 65,2 и до 63,9 см [11]. Аналогичная закономерность наблюдалась и в условиях Краснодарского края, Курской, Амурской областей [2, 21, 134, 149,182]. На ранних посевах обычно высота растений бывает больше, чем на поздних. Так, в опытах, проведенных в Восточном Казахстане, при посеве сои 20, 25, 30.05 и 05.06 высота растений к моменту уборки составляла соответственно 54,6; 52,2; 47,3 и 36,4 см [151]. Наиболее интенсивный линейный рост растений сои в высоту наблюдается на почвах с плотностью 1,1-1,3 г/см3. При более низкой и при более высокой плотности почвы стеблестой сои оказывается ниже на 5 - 10 % [232]. На почвах с благоприятными параметрами рН, хорошим обеспечением элементами питания вырастают более высокие растения сои [16, 148]. Орошение увеличивает рост сои в высоту на 15,2 % [10]. На развитие растений культуры значительно влияет матрикальная раз-нокачественность семян. В частности, растения, выращенные из семян, собранных с нижнего яруса стебля, формировали 3,1, а с верхнего яруса — 2,5 ветвей [16]. Следовательно, воздействием приемов агротехники — срок сева, масса 1000 семян, норма высева, способ посева, направление рядков — можно активно влиять на формирование архитектоники растения сои. Листья у сои сложные: они тройчатые и имеют прилистники. Семядольные и два примордиальных листочка супротивные, а последующие тройчатые - очередные. Форма листочков разнообразная — широколанцетная, овальная, ромбическая, широкояйцевидная и почти округлая. На одном и том же растении можно увидеть листья разной формы и разных размеров. У одних сортов сои самые крупные листья образуются в верхнем, у других — в среднем ярусе. Листовая пластинка гладкая или морщинистая, мягкая или грубая, светло- или темно-зеленая, преимущественно, опушенная [14, 232]. Максимальная площадь листьев у растений сои формируется к началу налива семян [16]. Лист сои обеспечивает рост и развитие только тех бобов, которые находятся в его пазухе [28]. Ассимилирующая же способность листьев, расположенных в разных частях растения, неодинакова. По этой причине качество семян, формирующихся на разной высоте по стеблю, тоже разное [232].
Обоснование адаптивной структуры зернового поля
Поскольку соя - короткодневное растение, то наиболее благоприятные условия по этому фактору для нее складываются в Брянской и Орловской об ластях. Продолжительность солнечного сияния за период вегетации сои (май — август) в регионе составляет 1011 — 1122 ч. Наименьшей она бывает в западных областях региона.
Приход фотосинтетически активной радиации (ФАР) за вегетационный период сои колеблется в пределах 1018 - 1140 104 МДж/м2. Наибольших значений он достигает в Рязанской области (1140 104), Чувашии (1080 104), Орловской области и в Мордовии (1055 104).
Сумма активных температур выше 10 С наиболее благоприятна для сои в Орловской, Рязанской, Брянской областях и в Мордовии. По степени увлажнения в вегетационный период выделяются территории Брянской (гидротермический коэффициент - ГТК = 1,29) и Тульской (1,26) областей. Меньше обеспечены влагой Рязанская область и Мордовия (ГТК = 1,06 — 1,07).
Регион располагает самыми разнообразными почвами: дерново-подзолистыми, серыми лесными, черноземами выщелоченными и оподзо-ленными. Кислотность почв (рН) находится в пределах 4,6 - 6,9.
Таким образом, район эффективного возделывания ультрараннеспелых сортов сои имеет самые разнообразные сочетания почвенно-климатических факторов, что требует создания адаптационной модели технологии этой культуры, способной обеспечить оптимальные условия для ее роста и развития на любом поле.
Площадь земель, пригодных для возделывания сои, здесь составляет 2586 тыс. га: в Брянской области - 262 тыс. га, Тульской - 587 тыс. га, Орловской — 631 тыс. га, Рязанской — 466 тыс. га, в Мордовии - 410 тыс. га, Чувашии - 230 тыс. га. Разумеется, при максимальном насыщении севооборотов этой культурой (25 % в структуре зернового поля) фактическая площадь посева ее может быть 323 тыс. га. Но, даже на этих более или менее однородных земельных массивах существует достаточное разнообразие условий - уровень плодородия, механический состав, экспозиция. На это накладываются климатические различия: приход света, тепла, характер распределения осадков в течение года и в период вегетации. Например, в одной только Мордовии, черноземы выщелоченные и оподзоленные насчитывают 6 почвенных разновидностей с колебаниями содержания гумуса в пределах 6,8 - 11,8 %, с механическим составом от легкосуглинистого до тяжелосуглинистого. Среднегодовая температура на территории Мордовии изменяется от 4,0 С на западе до 3,6 С на востоке, годовое количество осадков на западе республики соответственно составляет 550, на востоке - 430 мм. Отсюда очевидна актуальность решения адаптационных задач в технологии культуры.
Проблема кормового растительного белка в животноводстве хозяйств юга Нечерноземной зоны России стоит очень остро. Среднестатистический зерновой рацион животных здесь включает ячменя 60, овса 9, пшеницы 12, ржи 16 и гороха 3 %. По нашим расчетам, дефицит энергии и протеина в нем достигает 25 - 30 %. Особенно резко ощущается недостаток многих незаменимых аминокислот, в частности, таких, как лизин (до 35 %) и метионин (до 15 %) [100, 207, 235, 236, 241]. По этим причинам, перерасход кормов на производство единицы молока составляет 40, мяса — 88 %. Например, в хозяйствах Мордовии на производство 1 кг свинины в 1990 г. затрачивалось 18, в 1991г. - 24, в 1992 г. - 30, в 1993 г. - 36 кг зерна при норме 10 кг, т. е. перерасход составляет 80 - 260 % [100, 241, 235]. Динамика его зеркально копирует тенденцию уменьшения доли бобовых в структуре зернового поля (в 1990 г. - 12,2, в 1991 г. - 4,5, в 1992 г. - 2,5, в 1993 г. - 2,3 %). Безусловно, такое положение отрицательно влияет на рентабельность отрасли.
Решить проблему кормового растительного белка за счет увеличения площадей только под горохом и рапсом по ряду причин не удается. С появлением ультрараннеспелых сортов сои возникла возможность за счет возделывания ее в регионе уменьшить дефицит белка и незаменимых аминокислот в концентрированных кормах.
По результатам семилетнего испытания (1982 — 1988 гг.), проведенного нами на выщелоченном тяжелосуглинистом черноземе опытного поля Мордовского НИИСХ, урожайность сои колебалась в пределах 1070 - 2250, гороха - 1130 - 2460 и рапса ярового - 320 - 1520 кг/га, сбор белка — соответственно составлял 400 - 920, 220 - 490 и 60 - 270 кг/га (табл. 1.2.).
Горох - основная зернобобовая культура на юге Нечерноземной зоны. Однако, как свидетельствуют полученные данные, на 1 га горохового поля белка произведено в два раза меньше, чем на 1 га соевого поля. Даже при самом низком урожае зерна соя обеспечивала примерно одинаковый сбор белка, что и горох при максимальном урожае. К тому же белок сои является более полноценным, так как в 1 кг содержит 210 г незаменимых аминокислот (горох - 99 г). «Критических» аминокислот в зерне этих культур присутствует соответственно 39,7 и 19,8 г.
Преимущество сои перед горохом фактически будет еще значительнее, если из собранного урожая вычесть семена, пошедшие на посев (для сои — 80, для гороха - 350 кг на 1 га). Кроме того, соя давала 190 - 400 кг жира с 1 га. Масло, произведенное из зерна сои, полностью компенсирует затраты на выращивание этой культуры. На производство 1 т соевого белка расходуется в 3 - 5 раз меньше энергии и ресурсов, чем на производство 1 т горохового белка.
Приход фотосинтетически активной радиации (ФАР)
По средним многолетним наблюдениям, к началу вегетации сои в метровом слое почвы накапливается 200 мм продуктивной влаги. С осадками, учитывая коэффициент их использования, за период вегетации сои в регионе поступает влаги еще 254 — 196 мм (см. табл. 1.1) [234, 265]. Коэффициент водопотребления (по нашим средним многолетним опытным данным) составляет 0,093 мм га на 1 кг сухой биомассы.
Подставив эти данные в формулу 3.4, можно найти возможные колебания урожая сухой биомассы сои или, зная стандартную влажность и соотношение основной и побочной продукции, соответственно по формулам 3.2 и 3.3, можно определить урожай зерна (1770 — 1980 кг/га, в среднем — 1860 кг/га) (см. табл. 3.1).
Таким образом, основным фактором, лимитирующим урожай зерна сои в регионе, является влагообеспеченность посевов.
Все эти расчеты раскрывают потенциал культуры, обеспеченный нерегулируемыми климатическими факторами и могут быть использованы для прогнозирования урожая в масштабах крупного региона. Однако, при переходе к программированию урожайности для конкретного хозяйства и поля нужно выполнить еще три этапа прогнозных расчетов. Очень удобна в этом отношении методика, предложенная академиком В.А. Семеновым [218, 219].
Второй этап прогнозирования продуктивности сельскохозяйственных культур требует определения так называемой нормальной урожайности по относительно стабильным климатическим факторам для конкретного уровня (зона, область, хозяйство, поле). При этом в расчет берутся экономические факторы и инструментом прогнозирования служат модели, представляющие собой производственные функции урожайности. В качестве аргументов при этом выступают балл оценки земель, минеральные удобрения, энергетические мощности, выработка на эталонный трактор, размер основных производственных фондов, трудовые ресурсы.
На третьем этапе определяются общие функции урожайности: ее зависимость от содержания в почве гумуса, подвижного фосфора и калия, от кислотности (рН). Для тех хозяйств, в которых проведена оценка плодородия почв каждого участка и для всех сельскохозяйственных культур, использование почвенных функций можно заменить простым расчетом урожайности по цене балла.
Все описанные выше этапы прогнозирования дают возможность определить величину урожайности в зависимости от сравнительно стабильных факторов. Каждый очередной этап прогнозирования выполняется как бы внутри предыдущего. Например, производственные функции урожайности -в рамках климатически однородных территорий, почвенные функции — в пределах однородных экономических условий, а погодные функции (четвертый этап прогнозирования) - на фоне однородных в агрономическом отношении почвенных условий.
Точный прогноз погоды и связанный с ним прогноз урожая, пока еще проблематичны. Поэтому большинство исследователей предлагает определять нормативы возможных отклонений от прогнозов предыдущего этапа, построенных по средней многолетней обеспеченности климатическими ресурсами (нормальная урожайность культуры на конкретном участке при конкретных погодных условиях) [1, 32, 35, 191, 196].
Многие исследователи предлагают решать эту задачу через построение моделей, учитывающих критические периоды растений [74, 123, 180, 181].
К практическому использованию рекомендуется методика оценки метеоусловий выращивания сельскохозяйственных культур, предложенная А.Н. Полевым [191]. Он определяет степень отличия динамики фотосинтетической деятельности посевов под влиянием метеоусловий оцениваемого периода от оптимального или среднего ее многолетнего хода по соотношению биомассы зерна, рассчитанной по модели с использованием информации, характеризующей условия оцениваемого периода, и биомассы, вычисленной по модели на основе средних многолетних данных.
Вообще же разработки четвертого этапа прогнозирования имеют оценочную направленность. Они дают возможность по агрометеорологической информации за определенный фрагмент вегетационного периода выявить отклонение возможной урожайности на конкретном поле от нормальной, установленной по почвенной функции, и на этой основе прогнозировать результат производства культуры, потребность в трудовых, технических и финансовых ресурсах на уборку, подработку и переработку урожая. В условиях действия хозрасчета такой подход позволяет объективно оценить качество работы производственных коллективов.
Для агрономической службы выполнение последнего этапа прогноза связано с разработкой наиболее эффективной (адаптивной) тактики получения запрограммированного урожая, с оптимизацией факторов жизни растений агротехническими приемами. К сожалению, в силу малой распространенности сои, для нее нет нужных нормативов прогнозирования урожая.
Предназначение агротехнических приемов — обеспечить растения всеми факторами жизни в близких к оптимальному уровню градациях.
Нами в многофакторных полевых опытах ставилась цель — разработать агротехнические условия получения запрограммированной урожайности сои 1500 - 2000 кг/га. Для этого оценивалась эффективность а) разных сортов сои, б) разных предшественников, в) систем основной и предпосевной обработки почвы под сою на фоне агротехнических и химических способов борьбы с сорняками в условиях естественного увлажнения и при орошении, г) сроков, способов и схем посева разных сортов сои.
Сроки, способы посева и норма высева
Срок и способ посева прямо или косвенно воздействуют на факторы жизни растений сои: световой и температурный режимы, влагообеспечен-ность растений, динамику подвижных элементов питания в почве.
Как правило, при позднем посеве снижается полевая всхожесть семян и уменьшается густота стеблестоя [12, 60, 103]. Но здесь в допосевной период удается выполнить до трех культивации. На участках раннего посева борьба с сорняками в допосевной период сводится к одной культивации. К этому времени семена поздних яровых сорняков еще не успевают прорасти, отсюда засоренность таких посевов в 1,7 - 2,0 раза выше, чем у поздних [12, 103, 105, 149]. И в том, и в другом случае изменяются световой и температурный режимы растений сои.
Более равномерная освещенность растений сои достигается при расположении рядков с севера на юг. За счет этого урожай зерна повышается на 11 % [47].
Прослеживается прямо пропорциональная зависимость между размером площади питания растений и их облиственностью. С сокращением ее количество листьев, площадь листовой поверхности на растении соответственно уменьшаются [21, 149]. Увеличение густоты стояния растений наиболее эффективно при улучшении их обеспеченности влагой и подвижными элементами питания [10, 11].
Отсюда можно предположить, что в условиях юга Нечерноземной зоны ультрараннеспелые сорта будут лучше обеспечены влагой и теплом на протяжении всей вегетации на ранних широкорядных посевах. Вместе с тем первые бобы (самые нижние) на растениях сои формируются чаще всего при более благоприятных гидротермических условиях и поэтому содержат самое полноценное зерно. При уборке оно может быть потеряно, так как минимальная высота среза серийных отечественных жаток составляет 13 см. На широкорядных посевах высота прикрепления первых бобов составляет 7 — 9 см. Поэтому очень важным направлением разработки технологии таких сортов сои является оптимизация площади питания, научное обоснование условий применения рядовых посевов, допустимого загущения в рядках.
Требует проверки эффективность такого фактора, влияющего на тепло-и светообеспеченность растений сои, как ориентация ее рядков: как повлияет на рост и развитие растений, на формирование урожая размещение рядков с севера на юг при раннем, среднем и позднем сроках посева, при разной ширине междурядий, при вариации норм высева.
Посев сои Северная 5. В полевых опытах (1984 - 1986 гг.) нами изучалась эффективность разных сроков (при достижении суммы активных температур выше 10 С на уровне 100, 200 и 300 град.) и способов сева (ширина междурядий 15,45 и 60 см) сои сорта Северная 5.
Предшественник сои - озимая рожь Чулпан, идущая по занятому пару. Основная обработка почвы включала лущение стерни сразу же вслед за уборкой ржи, через 15 - 20 дней вспашку плугом с предплужниками на глубину 27 — 30 см. Весенняя обработка почвы в зависимости от срока посева состояла из боронования, 1 - 3 культивации с боронованием. После посева почва прикатывалась кольчатыми катками. Затем через 3-4 дня выполнялось довсходовое боронование, в фазе первого тройчатого листа - боронование посевов. И в том, и в другом случае применялись средние бороны. За вегетацию до смыкания рядков в широкорядных посевах проводились три обработки междурядий. Уборка сои осуществлялась прямым комбайнировани-ем.
Густота всходов сои в годы исследований и по срокам существенно не отличалась, сохранность растений к уборке была тоже одинаковой, что дало возможность считать площадь питания растений постоянной. На посевах с междурядьями 15 см оценивались две схемы посева (6x15 см и 17,8x15 см) с площадью питания соответственно 90 и 268 см2; на посевах с междурядьями 45 см площадь питания растений составила 315 см2 (7x45 см), с междурядьями 60 см - 348 см2 (5,8x60 см).
Существенное влияние на засоренность посевов сои оказали сроки посева (табл. 4.24). Наибольшее количество сорняков наблюдалось на участках второго срока посева (масса сырых сорняков — 18,4 г/м2, общее количество — 24,2 шт./м ). На делянках раннего срока посева масса сорняков была 10,7, позднего срока - 7,6 г/м при общей численности соответственно 23,0 и 15,8 шт./м .
В посевах сои преобладали поздние яровые сорняки - щирица обыкновенная, щетинник зеленый и куриное просо. В ранних посевах эти сорняки угнетаются хорошо развившимися растениями сои, а в поздних - уничтожаются третьей допосевной культивацией. Поздние посевы сои оказываются значительно чище от корнеотпрысковых, зимующих и озимых сорных растений.
Широкорядные посевы, благодаря междурядным обработкам, были чище от сорняков, чем сплошные рядовые посевы. Масса сырых сорняков на широкорядных посевах сои в среднем составляла 10,5 - 11,0, на сплошных - 1,9 - 15,5 г/м2, общая численность сорных растений — соответственно 18,7 — 20,7 и 21,0 - 27,6 шт./м2. При этом корнеотпрысковых, озимых и зимующих сорняков больше насчитывалось на широкорядных посевах (в среднем 1,7 — 2,0 и 1,3 - 1,7 шт./м2 против 1,0 и 0 - 1,0 шт./м2).
