Введение к работе
Актуальность темы. Фасоль обыкновенная (Phaseolus vulgaris L.) является высокобелковой зернобобовой культурой, имеющей важное значение в повышении общего уровня белкового питания населения. В ее семенах содержится также жир, крахмал и витамины С, каротин, В1, В2, В6, и РР. Энергетическая ценность 100 г семян составляет около 135 КДж. В связи с этим фасоль широко распространена в мировом земледелии. Её возделывают в различных почвенно-климатических зонах более 70 стран на площади около 27 млн. га. В России основные посевные площади фасоли (примерно 4,8 тыс. га) сосредоточены на Северном Кавказе.
Факторами, сдерживающими её распространение в России и на Северном Кавказе, в частности, являются: отсутствие достаточного количества сортов, адаптированных к разным почвенно-климатическим условиям; незначительные объемы производства элитных семян; низкий уровень механизации технологических процессов ухода за растениями и уборки урожая. Поэтому разработка агротехнических приёмов, обеспечивающих получение высоких урожаев качественных семян, является актуальным.
Цель исследований заключалась в установлении и научном обосновании продукционных особенностей и продукционных возможностей новых, перспективных и районированных сортов фасоли в условиях лесостепной зоны РСО-Алания в зависимости от сроков сева, плотности посева и условий их минерального питания, для обоснования технологических приёмов реализации потенциальной урожайности и белковой продуктивности, путём эффективного использования природно-ресурсного потенциала зоны.
Для достижения намеченной цели были исследованы:
– сравнительные параметры роста, развития и накопления биомассы разными сортами фасоли;
– геометрические параметры (архитектура) разных сортов и радиационный режим растительного покрова;
– особенности формирования ассимиляционной поверхности листьев и чистая продуктивность фотосинтеза за период вегетации;
– количественный и качественный состав фотосинтетически активных пигментов (хлорофиллов и каротиноидов);
– спектральные коэффициенты листьев и эффективность использования ФАР (КПД ФАР) посевами;
– поступление и накопление основных макро– и микроэлементов в растениях и их отчуждение с урожаем;
– продуктивность растений (посевов), структура урожая и качество зерна;
– энергетическая эффективность возделывания фасоли в лесостепной зоне Республики Северная Осетия – Алания.
Научная новизна выполненных исследований заключается в том, что установлены основные биометрические, физиологические и количественные параметры растений и посевов новых и районированных сортов кустовой фасоли зернового направления, определяющие их продукционные процессы и продукционные возможности в условиях лесостепной зоны РСО-Алания.
На основе учета природно-ресурсного потенциала зоны и биологических особенностей разных сортов фасоли выявлены: особенности формирования фотосинтетического аппарата и интенсивности его работы; различия в накоплении и перераспределении в растениях синтезируемой биомассы; лучшие сорта и направления развития признаков для повышения потенциальной продуктивности растений и посевов при разных сроках посева семян, разной плотности (густоте) растений в посеве; сорта, отличающиеся стабильностью по продуктивности и другим количественным показателям в контрастные по метеоусловиям годы.
По показателям поверхностной плотности листьев установлены: мезоструктурные изменения, количественный и качественный состав фотосинтетически активных пигментов; спектральные коэффициенты (отражение, пропускание и поглощение световой энергии) листьев; коэффициенты полезного действия приходящей на посевы ФАР и параметры архитектуры посевов.
Исследован агрохимический состав выщелоченных чернозёмов по содержанию валовых и подвижных форм минеральных элементов, определены особенности поступления и накопления макро– (N, Р, К) и микроэлементов (Zn, Fe, Mn, Al, Cu, Ni, Ti, Pb, Мо, Cd, Se, Co, Cr) в растениях.
Определены параметры модели высокопродуктивного агрофитоценоза фасоли для получения запрограммированного урожая.
Исследования являются составной частью тематического плана НИР Горского ГАУ, государственные регистрационные номера: 01.980003166 и 01.2.0708210.
Основные положения, выносимые на защиту:
закономерности продукционного процесса растений и посевов новых и районированных сортов кустовой фасоли зернового направления, пригодных для промышленного возделывания;
параметры пластичности наиболее важных количественных и качественных признаков растений при разных погодных условиях и агротехнических воздействиях;
основные признаки, определяющие продуктивность и методы достижения потенциальной продуктивности посевов фасоли.
Практическая значимость выполненных исследований заключается в решении важной народно-хозяйственной и растениеводческой проблемы – повышении урожайности посевов фасоли и сбора растительного белка в условиях лесостепной зоны РСО – Алания путём регулирования сроков и норм высева семян, внесения обоснованных норм минеральных удобрений, определения лучших районированных и перспективных сортов фасоли.
Выявленные хозяйственно-биологические признаки и элементы продуктивности сортообразцов фасоли, их реакция на сроки сева, нормы высева семян и удобрения, дают возможность оценивать пластичность, приспособляемость и потенциальную урожайность агрофитоценозов фасоли в конкретных почвенно-климатических условиях, управлять ходом формирования урожая для достижения высокой продукционной активности.
Разработанные технологические приёмы возделывания фасоли позволили разработать рекомендации для их использования в агропромышленном комплексе РСО-Алания и других горных и предгорных районов Северного Кавказа. Внедрение их способствует экологизации растениеводческой отрасли республики, экономии материально-технических средств и пополнению белкового дефицита в питании людей.
Личный вклад автора. Все исследования проведены лично соискателем самостоятельно или при непосредственном участии.
Апробация работы и публикации. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы с 2002 года ежегодно докладывались и обсуждались на: заседаниях кафедры растениеводства и ботаники Горского ГАУ, учёном совете Северо-Кавказского НИИ горного и предгорного сельского хозяйства, I Региональной конференции молодых ученых «Новые и редкие растения Северного Кавказа» (г. Владикавказ, 2003 г.); Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы экологии и сохранения биоразнообразия России» (г. Владикавказ, 2008 г.); Международной научно-практической конференции «Развитие производственной и экологически безопасности в ХХI веке. Проблемы и решения» (Санкт-Петербург – Владикавказ, 2009).
По материалам диссертации опубликовано 14 работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 208 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 7 глав, 42 таблиц, 21 рисунка, 56 приложений, библиографического списка, включающего 250 источников, в том числе 17 иностранных авторов.
