Введение к работе
Актуальность темы исследований. В решении проблемы производства растительного белка важная роль отводится расширению посевов и увеличению урожайности высокобелковых зерновых бобовых культур. В то же время урожайность этих культур нестабильна, что связано с недетерминированным типом роста растений, усилением вегетативного роста при улучшении влагообеспеченности и других условий выращивания. В настоящее время появились сорта зерновых бобовых культур с ограниченным ростом. Сравнительного изучения параметров формирования урожая, фотосинтетической деятельности у различных морфотипов зерновых бобовых культур не проводилось. Исследования этих вопросов актуально, так как результаты могут быть использованы для оптимизации формирования урожая с учетом конкретных условий.
Цель и задачи исследований. Цель работы состояла в изучении особенностей формирования урожая у видов и разнотипных сортов зерновых бобовых культур при рассмотрении посева как динамической фотосинтезирующей системы. Ставились следующие задачи:
выявить особенности развития видов и разнотипных сортов зерновых бобовых культур;
изучить параметры фотосинтетической деятельности посевов в динамике;
определить особенности накопления азота, фосфора и калия;
изучить влияние метеорологических факторов на урожайность и сбор белка у разнотипных сортов зерновых бобовых культур;
дать энергетическую оценку возделывания культуры и сорта с оптимальными для данных условий параметрами роста, развития и формирования урожайности.
Научная новизна. Впервые в условиях Центрального региона нечерноземной зоны проведено сравнительное изучение особенностей роста, развития и фотосинтетической деятельности различных морфотипов зерновых бобовых культур на примере современных сортов. Установлены видовые и сортовые различия в росте, развитии, фотосинтетической деятельности и накоплении азота. Определены параметры формирования урожая по выделенным периодам вегетации: I- всходы - начало цветения; II- цветение и образование плодов и семян; III- рост плодов; IV- налив семян.
Практическая значимость работы. Установленные видовые и сортовые различия в формировании урожая позволяют дать практи-
- 2 -ческие рекомендации для оптимизации возделывания зерновых бобовых культур в условиях Центрального региона Нечерноземной зоны России. Лучшие характеристики по фотосинтетической деятельности и другим показателям формирования урожая отмечены у среднеспелых сортов с обычным типом роста, по стабильности созревания и урожайности - у сортов с детерминантным типом роста. Выявлено существенное влияние метеорологических факторов на формирование урожая зерновых бобовых культур в условиях ЦР НЗ России и определена реакция сортов с детерминантным и обычным типом роста на изменение метеорологических условий. Изучено накопления азота, фосфора и калия растениями зерновых бобовых культур по периодам вегетации.
Выявлено, что сорта с недетерминированным типом роста характеризуются более высоким потенциалом получения высокой урожайности по сравнению с детерминантными сортами, однако сорта с ограниченным ростом характеризуются большей стабильностью по урожайности и устойчивым созреванием в любые по метеорологическим условиям годы. Уборка урожая семян этих сортов приходится на благоприятный период, когда среднесуточные температуры еще достаточно высоки.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на III и IV Международной научной конференции СОИСАФ. По материалам диссертации опубликовано 3 работы. Диссертационная работа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры растениеводства ТСХА.
Объем и стриктура работы. Диссертационная работа изложена на 140 страницах машинописного текста, включает 38 таблиц, 19 рисунков, 7 таблиц приложения. Библиографический список включает 225 наименований, из них 17 иностранных.
Объекты, место, условия и методика проведения исследований.
В качестве объектов исследования были взяты следующие разнотипные сорта зерновых бобовых культур.
Кормовые бобы: голландский сорт Альфред, характеризующийся ограниченным ростом, допущенный к производству в регионах России, имеющий широкое распространение в странах Западной Европы и являющийся эталоном для сортов такого типа; финский сорт Ук-ко, характеризующийся ранним созреванием.
Люпин белый Старт - сорт, выведенный кафедрой растениеводства Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тими-
- з -рязева совместно с ВНИИЗБК на экспериментальной базе учхоза им. Калинина методом искусственного мутагенеза путем отбора корот-костебельных мутантов с ограниченным ростом. Для белого люпина данный сорт является скороспелым.
Люпин узколистный: Ладный, детерминантный сорт, и Немчи-новский - 97 (Н-97) с обычным типом ветвления.
Горох: Немчиновскнй 85 (Н-85) и беэлисточковый сорт Немчи-новский 91 (Н-91).
Полевые опыты проводились в 1993-1995 гг. на Полевой опытной станции лаборатории растениеводства Московской сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева.
Почва дерново-подзолистая, по механическому составу средний пылеватый суглинок; пахотный слой 22-25 см; рН солевой вытяжки 5,5-6,0; содержание гумуса по Тюрину 2-2,5%; содержание легкогидролизуемого азота по Тюрину и Кононовой - 6-8, подвижного Р2О5 - 21-22 и К2О - около 12-15 мг иа 100 г почвы.
Размещение вариантов методом рендомизации, повторность опыта 4-х кратная, размер учетных делянок 25 м .
Технология возделывания включала зяблевую вспашку на глубину пахотного слоя. Весной проводились ранневесеннее боронование и предпосевная культивация. Срок посева ранний - одновременно или сразу после посева яровых зерновых сеялкой СН-16Б обычным рядовым способом с междурядьями 11,5 см. Глубина заделки семян 3-6 см в зависимости от культуры. Уход за растениями заключался в борьбе с сорняками путём ручных прополок. Однофазную уборку проводили комбайном "Сампо" при полном созревании.
В опыте осуществлялись фенологические наблюдения, определяли густоту стояния растений в фазу полных всходов, во время цветения и в период созревания. Биометрические учеты (высота растений, накопление зеленой массы и сухого вещества, площадь листьев) проводили через каждые 10 дней в течение вегетации путем анализа 40 растений с варианта. Площадь листьев определяли весовым методом, используя фотопланиметр LI-3100 (США), фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза по Ничипоровичу. Учет урожая осуществляли методом сплошной уборки с приведением урожая семян к стандартной 14% влажности и 100% чистоте. Для культур, которые не созрели в 1993 г приведены данные по элементам структуры урожая. Из-за невозможности сохранения урожая гороха, учеты и наблюдения для этой культуры
- A -осуществлялись до периода формирования бобов, затем производили учет биологического урожая по числу сформировавшихся семян и бобов.
Элементы структуры урожая определяли по пробным снопам из 25 растений с каждой повторности. При этом учитывали количество бобов и их распределение по ярусам, количество и массу семян.
Первичная обработка данных, статистическая обработка результатов эксперимента (в изложении Б.А.Доспехова) и оформление диссертации производились на компьютере с использованием программ SuperCalc 5, STRAZ, Lexicon 1.3 и Harward Grafics. Энергетическую эффективность возделывания культур рассчитывали на основе технологической карты по методике Н.С. Балаур и А.В. Тетю, а также в изложении Г.С. Посыпанова и В.Е. Долгодворова.
Метеорологические условия в годы проведения исследований существенно различались между собой и в сравнении со среднемно-голетними данными. 1993 год характеризовался в целом как год с избыточным увлажнением. За вегетационный период выпало 538 мм осадков, что в 1,6 раза больше среднемноголетних значений. Сумма активных (выше 5 С) температур за вегетационный период в 1993 г составила.2035 С. Метеорологические условия 1993 г способствовали усиленному вегетативному росту изучаемых культур и в этих условиях только кормовые бобы Укко, сорта гороха и люпин узколистный Ладный успели созреть. Остальные культуры продолжали вегетацию до поздней осени и к моменту наступления устойчивого похолодания и первых заморозков бобы у них не закончили налив.
Наиболее благоприятными условия вегетации были в 1994 г. Этот год характеризовался более равномерным выпадением осадков-за вегетационный период их выпало 258 мм, что близко к норме. Сумма активных температур составила 2140 С.
Метеоусловия 1995 года были крайне неблагоприятными для роста и развития изучаемых культур. Сумма активных температур за вегетацию в 1995 г составила 2190 С, что на на 155 и 50 С больше, чем в 1993 и 1994 гг соответственно, а осадков по сравнению со среднемноголетними значениями выпало на 80 мм меньше, причем распределение их было неравномерным. В период активного роста до цветения растения изучаемых культур испытывали почвенную и воздушную засуху, когда на фоне почти полного отсутствия осадков среднедекадные температуры воздуха были на 7-10 С выше
- 5 -среднемноголетних значений. Влажность почвы в этот период была на уровне 40-50% от НВ. В целом влияние метеорологических условий 1995 г проявилось в ускорении темпов развития культур за счёт сокращения продолжительности межфазных периодов и в общем снижении продуктивности растений.