Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Аналитический обзор литературы по однолетним масличным крестоцветным культурам 15
1.1. Биоразнообразие культур семейства капустных 15
1.2. Агроэкологическая характеристика и распространение выделенных растений в культуре 16
1.3. Технологические аспекты выращивания однолетних крестоцветных культур 32
Глава II. Объекты, условия и методика проведения исследований 44
2.1. Объекты исследований 44
2.2. Условия проведения исследований 45
2.3. Методика проведения исследований 60
Глава III. Продуктивность крестоцветных культур и их сортов в основных и промежуточных посевах 75
3.1. Формирование биомассы крестоцветных культур в процессе фотосинтеза 76
3.2. Продуктивность сортов озимого рапса при выращивании на маслосемена 85
3.3. Продуктивность яровых крестоцветных культур в основных посевах при выращивании на маслосемена 90
3.4. Урожай зеленой массы различных сортов озимого рапса 94
3.5. Урожай зеленой массы в пожнивных посевах яровых крестоцветных культур 96
3.6. Качественная оценка зеленой массы яровых культур в пожнивных посевах 98
Глава IV. Толерантность крестоцветных культур к условиям их выращивания 105
4.1. Состояние и развитие посевов крестоцветных культур 105
4.2. Восстановительная способность озимого рапса 108
4.3. Влияние хлоридного и сульфатного засоления и глубины стояния грунтовых вод на продуктивность крестоцветных культур в степной зоне 114
Глава V. Исследование технологий выращивания крестоцветных культур в основных и промежуточных посевах 123
5.1. Исследование эффективности различных способов обработки почвы под посевы крестоцветных культур 123
5.2. Система удобрений крестоцветных культур 130
5.2.1. Влияние минеральных азотных удобрений на урожай маслосемян озимого рапса 130
5.2.2. Влияние азотных удобрений на урожай и питательные качества зеленой массы озимого рапса 136
5.2.3. Влияние минеральных удобрений на продуктивность и качество урожая яровых крестоцветных культур 138
5.2.4. Эффективность применения микроудобрений в системе защиты озимого рапса от грибных болезней 145
5.3. Исследование способов посева крестоцветных культур 147
5.3.1. Влияние репродукции на качество семян озимого рапса 147
5.3.2. Влияние способов посева семян крестоцветных культур на их продуктивность 151
5.3.3. Оптимизация сроков пожнивных посевов 162
5.4. Режим использования посевов крестоцветных культур для кормовых целей 167
5.4.1. Отрастание надземной массы и изменение морфоструктуры растений в зависимости от высоты ее отчуждения 167
5.4.2. Минеральные и органические подкормки травостоя крестоцветных культур после их скашивания 171
Глава VI. Крестоцветные культуры в агроценозе 177
6.1 Совместимость однолетних крестоцветных культур с другими видами кормовых растений 177
6.2. Использование посевов крестоцветных культур для сидерации почв 183
6.3. Влияние предшественников на продуктивность озимого рапса при выращивании на маслосемена 192
Глава. VII. Социально-экономические аспекты выращивания крестоцветных культур различного хозяйственного использования урожая 200
7.1. Экономическая эффективность сортов крестоцветных культур и технологии их возделывания 200
7.2. Социальные аспекты выращивания крестоцветных культур 207
Выводы 211
Предложения производству 217
Литература 220
Приложения 248
- Агроэкологическая характеристика и распространение выделенных растений в культуре
- Условия проведения исследований
- Продуктивность сортов озимого рапса при выращивании на маслосемена
- Влияние хлоридного и сульфатного засоления и глубины стояния грунтовых вод на продуктивность крестоцветных культур в степной зоне
Введение к работе
Актуальность работы. Рассматривая систему: земледелие — растениеводство, нельзя не отметить, что важнейшими ее компонентами являются набор культур, преимущественно в севообороте и технологические приемы воздействия на почву, как средство производства, на их выращивание.
В истории развития земледелия и, связанных с ним, различных отраслей растениеводства четко прослеживается закономерность: по мере развития научно-технического прогресса длительность той или иной системы сокращается во времени и ни одна из систем не является общепризнанной для всех регионов сельскохозяйственного производства даже в однотипных природных условиях. К тому же в различных природных условиях практически всегда имеются свои особенности технологического характера и предпочтительное отношение к отдельным, наиболее стабильным по уровню плодоношения, культурам.
Такое положение имеет ряд положительных сторон и, в первую очередь, отработанную технологию выращивания отдельных культур с применением серийно выпускаемой техники, что позволяет в короткие сроки провести их посев и, соответственно - уборку урожая. Однако, имеются и существенные недостатки, которые, в первую очередь, связаны с необходимостью наращивания энергетического обеспечения для подъема продуктивности каждой из традиционных культур.
Так, по данным А.И. Тютюнника (1998), для приращения продукции растениеводства на 1 ккал требуется затратить от 1,5 до 9 ккал энергии в виде удобрений, использования новых средств механизации и защиты растений, уборки дополнительного урожая и др. То есть интенсификация земледелия, направленная на повышение продуктивности растениеводства, в конечном итоге оборачивается снижением окупаемости затраченной энергии. Этот
тезис демонстрируется следующим положением: в экстенсивном
земледелии единица энергии, затраченная на выращивание зерновых культур позволяет получить 20 единиц энергии, заключенной в их урожае. В свою очередь, при интенсивном ведении растениеводства на те же затраты энергии получается урожая в 10 раз меньше. Дальнейшая интенсификация, связанная с организацией растениеводства в закрытом грунте приводит к тому, что 1 ккал затраченной энергии дает только 0,2 ккал, заключенной в выращенном урожае.
Мировая практика знает только один способ, позволяющий избежать
кризиса (разрушения) в сельскохозяйственном производстве. Эта практика
базируется на селекции и внедрении в производство новых
высокопродуктивных сортов (гибридов) и новых (нетрадиционных) культур. Понятие «новых» культур Н.И.Вавилов (1986) трактовал как интродукцию и технологию выращивания растений в новых, выходящих за пределы естественного или созданного в течение многих лет ареала, их произрастания.
«Нетрадиционные культуры» по определению B.C. Шевелухи (1984), это растения, интродуцируемые в новые районы, ранее в них не возделывавшихся, а также выделенные из естественного генофонда и вводимые в культуру.
Внедрение в производство новых, нетрадиционных, культур позволяет не только повысить энергетический баланс в пользу продуктивного растениеводства, но и решить целый ряд проблем экологического и социально-экономического плана. Эти аспекты особенно важны для регионов Центральной части Северного Кавказа, где отмечается постоянное снижение доли пахотных угодий на душу населения, а возможности интенсификации растениеводства традиционными способами практически исчерпаны. К тому же в регионе отмечается устойчивая тенденция к монополизации зерновых культур, преимущественно пшеницы.
За последние 20 лет в условиях только степных районов Кабардино-Балкарии, Северной Осетии - Алании и Ингушетии доля пахотных угодий на одного жителя сократилась с 0,55 до 0,42 га или в 1,3 раза. При этом, урожайность ведущей культуры — озимой пшеницы возросла только на 2,7% (без учета исключительно неблагоприятного 2003 года). В свою очередь, за этот же срок площади пашни, отводимые под пшеницу увеличились более, чем в 2,5 раза и достигли 150 тыс. га ежегодно.
Степная зона центральной части Северного Кавказа включает в себя преимущественно равнинные территории Кабардино-Балкарии, Северной Осетии - Алании, республики Ингушетии. Растениеводство региона более чем на 80% связано с выращиванием зерновых колосовых культур. Менее 1/5 части пахотных угодий используются здесь под кормовые культуры, преимущественно под многолетние травы, бахчевые растения и, незначительно, под картофель и овощные культуры, а также рапс на зеленый корм и, отчасти, на маслосемена. В то же время, благодаря обилию тепла (сумма эффективных температур превышает 3200-3400С) и длительному, свыше 200 дней безморозному периоду здесь создаются благоприятные условия для промышленного выращивания более чем 40 полевых культур (не считая многолетние плодовые и ягодные).
Исходя из условий теплообеспеченности и режима естественного увлажнения, для рассматриваемого региона представляет значительный интерес выращивание озимых культур, способных эффективно использовать осенне-зимние и ранневесенние осадки, а также яровых, с коротким периодом вегетации в качестве промежуточных: поукосных или пожнивных преимущественно для кормовых целей.
Подбор таких культур и разработка технологии их выращивания в условиях острого дефицита влаги является актуальной и современной задачей степного растениеводства рассматриваемого региона. При этом особое место занимают крестоцветные (капустные культуры), как
обладающие сравнительно коротким периодом вегетации, а также разносторонним хозяйственным использованием зеленой биомассы и маслосемян.
Актуальность изучения и хозяйственного использования урожая
крестоцветных культур усиливается фактором необходимости
диверсификации растениеводства в создающихся рыночных условиях.
Ориентация на монокультуру с ограниченной вариантностью использования
урожая приводит к понижению доходов, главным образом из-за снижения
оптовых цен на зерно и, как следствие, обеднению села. В то же время
увеличение набора культур, а равно и разнообразия хозяйственного
использования урожая способствует оперативному реагированию на запросы
рынка в той или иной продукции сельского хозяйства. Так, выращивание,
озимого рапса, маслосемепа которого используются для пищевых нужд, в
лакокрасочной промышленности, парфюмерии, при производстве
пластических масс и, в частности, капрона, а побочные продукты (шрот) в
кормовых целях при откорме птицы, является фактором стабилизации спроса
на продукцию растениеводства. В свою очередь, стабильный спрос на
выращенный урожай обеспечивает повышение устойчивости
экономического положения хозяйства.
Аналогичная ситуация складывается и при выращивании других крестоцветных культур: горчицы сарептской, редьки масличной, ярового рапса и других. Их зеленая масса - хороший сочный корм в ранневесеннее или позднее осеннее время, а в виде силоса и зимой. Маслосемепа же используются в качестве сырья для пищевой, лакокрасочной, мыловаренной, фармацевтической, парфюмерной, химической и в других отраслях промышленности, где всегда ощущается высокая потребность в сырьевых ресурсах.
Благодаря короткому периоду вегетации и способности накапливать значительную, до 30-50 т/га биомассу, богатую азотом, калием, серой и
другими макро- и микроэлементами крестоцветные культуры могут широко использоваться в практике сидерации почв. Тем самым, достигается восстановление их плодородия, что особенно актуально в сложившейся ситуации значительного снижения поголовья скота и недостатка навоза для пополнения содержания органических веществ в почве.
Таким образом, выращивание крестоцветных культур является многосторонним фактором повышения эффективности растениеводства, актуальность исследования которых, требует комплексного подхода, включающего технологические аспекты, оптимизацию видового и сортового состава, определения места в севообороте, направленности использования урожая в зависимости от складывающихся условий среды и конъюнктуры рынка.
С учетом многосторонней актуальности проблемы выращивания крестоцветных культур нами ставилась цель: определить оптимальный видовой и сортовой состав, разработать, испытать и внедрить в производственных масштабах систему выращивания крестоцветных культур с учетом разносторонней направленности использования урожая.
Поставленная цель достигалась путем решения следующих задач:
Исследования параметров фотосинтетической продуктивности озимого и ярового рапса по срокам вегетации при накоплении вегетативной массы и формирования урожая маслосемян
Изучения особенностей роста, развития и характера формирования надземной массы озимого рапса и яровых крестоцветных культур в основных и промежуточных посевах.
Исследования реакции крестоцветных культур на солевой режим степных почв, отличающихся хлоридным и сульфатным засолением, а также на условия места размещения посевов по элементам мезорельефа.
Выявления закономерностей формирования биомассы названных культур в зависимости от условий выращивания.
Определения урожайности различных культур в зависимости от технологических приемов выращивания и условий места размещения посевов.
Выявления характера взаимоотношений между крестоцветными и сорными растениями в антропогенных экосистемах по фазам развития и месту произрастания и способов выращивания культур.
Определения восстановительной способности вегетативных и генеративных органов крестоцветных культур в зависимости от характера и степени поражения растений.
Изучения взаимоотношений крестоцветных культур в типичных звеньях зерновых и зерно - кормовых севооборотов степной зоны.
Определения степени и характера влияния сидератов из крестоцветных культур на плодородие почвы и продуктивность последующих растений.
Исследования изменения качества различных форм урожая, в зависимости от направленности его использования.
Дать теоретическое обоснование эффективности сортообновления крестоцветных культур и применения различных технологических приемов их выращивания.
Экономической и социальной оценки выращивания крестоцветных культур. Определения хозяйственной эффективности различных видов урожая в зависимости от технологических особенностей его выращивания.
Решение поставленных задач является фактором для обоснования системы выращивания крестоцветных культур на доминирующих типах
почв степной зоны центральной части Северного Кавказа. В процессе проведения исследований и обобщения полученных материалов нами выявлены закономерности, по которым выделены положения, выносимые на защиту:
Эффективность стеблевой массы в ассимиляционном процессе формирования урожая семян крестоцветных культур.
Необходимость введения в практику растениеводства степной зоны региона различных видов озимых и яровых форм развития крестоцветных культур.
Целесообразность выращивания крестоцветных культур в основных и промежуточных посевах.
Целесообразность обновления сортов - как стабильного фактора повышения продуктивности посевов крестоцветных культур.
Технологические приемы выращивания крестоцветных культур с учетом их роли в культурных агроценозах и условий размещения посевов.
Принципы определения направленности хозяйственного использования урожая.
Биохимическая оценка качества урожая в зависимости от хозяйственной направленности его использования.
Экономическая оценка урожая в зависимости от направленности его хозяйственного использования.
Приведенные положения обоснованы материалами исследований в масштабах вегетационных (лабораторных), полевых стационарных мелкоделяночных и производственных опытов, а также результатами всестороннего анализа с использованием современных методов математической оценки и прогноза качественных и количественных изменений в сложных антропогенных экологических системах степной зоны Центрального Предкавказья.
Новизна теоретических положений, изложенных в диссертационной работе, заключается в том, что на основе комплексных исследований впервые дано научное обоснование введения в практику растениеводства степной зоны Центрального Предкавказья крестоцветных однолетних растений озимого и ярового типов развития с коротким сроком вегетации для последующего использования маслосемян и зеленой массы.
Новым теоретическим аспектом работы является предлагаемый принцип оценки долгосрочной эффективности сортосмены отдельных крестоцветных культур и отдельных технологических приемов их выращивания.
В широком плане, предлагается обоснованное нами направление развития растениеводства в степных хозяйствах путем его диверсификации, в том числе с использованием масличных культур, урожай которых имеет практически не ограниченный рынок сбыта.
Исследованная нами роль крестоцветных культур в антропогенных
агробиоценозах существенно дополняет известные научные разработки в
области их аллелопатии и толерантности, появляющихся в
производственных масштабах. Установлено влияние однолетних
крестоцветных растений на агрохимические и агрофизические
характеристики степных почв, преимущественно черноземов.
Практическая значимость работы заключается в значительном улучшении экономико-социальных показателей сельского населения: повышении благосостояния работников отрасли растениеводства на 20-25% и увеличении занятости населения на 45-55%. Внедрение в практику растениеводства степных хозяйств крестоцветных культур способствует укреплению кормовой базы, как за счет валового производства кормов, так и в результате продления срока кормления животных зеленой массой на 1,5-2 месяца и сочными кормами - до 10 месяцев в году.
Высокая маркетинговая значимость маслосемян рапса и горчицы сарептской, используемых в пищевой, лакокрасочной, фармацевтической, парфюмерной и мыловаренной промышленности, способствовали широкому внедрению этих культур в хозяйствах региона. Выращивание семян этих культур обеспечивает получение чистой прибыли 2,2-3,1 тыс. рублей с гектара посевов на маслосемена, прибавку урожая кукурузы и сои на 11-35% - на сидераты, и стабильном повышении продуктивности животных на 8-17% при скармливании зеленой или консервированной надземной массы.
Материалы исследований апробированы в процессе работы на различных ее стадиях на Международных, Федеральных и региональных Форумах, совещаниях и научно-практических конференциях, в том числе во Всероссийском институте аграрных проблем и информатики им. А.А. Никонова (Москва,2002, 2004); на Международных научно-практических конференциях: (Самара,2002, 2003,2004), Владикавказ (2002, 2003, 2004, 2005); Ставрополь (2005); региональных НІЖ (Нальчик, 2002, 2003); Владикавказ (2003); выездных заседаниях научно-технического совета МСХ КБР (ст. Екатериноградская, 2003, 2005); г. Прохладный (2001, 2004), ученого совета агрономического факультета Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии (Нальчик, 2000, 2004) и других.
Обобщенные результаты исследований опубликованы в монографиях: «Крестоцветные культуры: роль в агроценозах, технология выращивания и хозяйственное использование» объемом 5,2 у. п. л. Тираж - 500 экз. (Нальчик: Полиграфсервис и Т, - 2005) и «Нетрадиционные кормовые культуры: их интродукция, технология выращивания и хозяйственное использование» (Нальчик: КБГСХА, - 2002. - 6,6 у. п. л. Соавторы - Фисун М.Н., Сарбашев А.С., Чочаева СМ. Доля участия - 25%). Кроме того, отдельные вопросы настоящей работы опубликованы в 42-х статьях в периодической печати, в том числе: в академических («Аграрная наука»,
«Тр. Международного Форума по проблемам науки, техники и образования»), отраслевых (журналы «Земледелие», «Кормопроизводство», «Плодородие») и других центральных и региональных изданиях.
Агроэкологическая характеристика и распространение выделенных растений в культуре
Однолетние растения рода Brassica отличаются активным прорастанием: за первую неделю после посева, при достаточной влажности почвы и положительных температурах воздуха всходит свыше 70% семян, низкой требовательностью к теплообеспеченности: вегетация продолжается даже при нулевой температуре воздуха, высокой устойчивостью к засолению почв, отзывчивостью на дополнительное увлажнение (Агеев, 1984; Беляк, Семенова, Бражников, 1998; Вехов, Губанов, Лебедева, 1978; Власенко, 2002; Жуковский, 1971; Finck, 1997; Makowski, 2002; Potthast, 1999; Schonberger, 2002; Sieling. 2002 и др.). Крестоцветные культуры рассматриваемого рода по праву относятся к растениям-космополитам. Так, в Индии, Китае и странах Средиземноморья горчица уже более 1000 лет в значительных масштабах используется для получения высокоценного масла, обладающего, помимо диетических и лечебными свойствами, (Жуковский, 1971; Синская, 1969; Finck, 1997; Gesunde Pflanz, 1998 и др.). В Европе начало культурного использования рапса известно примерно с 1680 года, что связано с его гибридогенным происхождением от естественного скрещивания капусты и сурепицы (Жуковский, 1971; Rudorf, 1950). Считается, что в Россию рапс попал через Польшу (Жуковский, 1971).
Из числа изучаемых нами культур в наибольшей степени возделываются яровой и озимый рапс. При этом яровой рапс выращивают преимущественно в районах с суровыми зимами: севернее 49-50, а также в Западной Сибири и Дальнего Востока (Авдеенко А., Авдеенко С, 2003; Агеев, 1984; Албегов, Бзиков, Шорин, 1998; Белик, 2002. 2003; Бурнацев, Газданов, Хекилаев, 1998; Власенко А., Власенко Н., 2002; Гортлевский, 1983; Дридигер, 2001; Емельянов, Емельянова, 1990; Казанцев, Неворотова, 1998; Криворученко, 1995; Минин, Мельниченко, 1997; Первушин, Масальская, Гришина, 1997; Рубан, 1990; Сивирин, Дридигер, 1989; Слепцов, 1985; Слободяник и др., 1987; Сатубалдин, 2005; Чеснокова, 2002 и др.).
По данным А.Ф. Матиенко (2000) за период с 1975 по 1999 г.г. мировое производство маслосемян из крестоцветных культур возросло в 4,4 раза и достигло 37 млн. тонн, превысив уровень подсолнечника (26,6 млн. т) и хлопчатника (32,5 млн. т). При этом, если в 1975 году доля рапсовых семян составила 8,5% по отношению к маслосеменам всех масличных культур, то в 1998-1999 г.г. она возросла до 14,7% или в 1,73 раза.
По распространенности в посевах масличных культур горчица сарептская (сизая) из числа крестоцветных растений занимает второе, после рапса место. Она культивируется преимущественно в южных регионах засушливых районов Поволжья и Северного Кавказа (Бурнацев, Газданов, Хекилаев, 1998; Вавилов, Кондратьев, 1976; Медведев, Сметанникова, 1981; Утеуш, 1991; Фисун и др., 2002 и др.).
Семена горчицы сарептской используются как для выработки масла, так и для производства горчичного порошка. Последний применяется в качестве пищевой приправы, для лечебных и профилактических мероприятий в борьбе с простудными заболеваниями и в других отраслях промышленной переработки. Горчичный обезжиренный шрот, а также зеленая масса используется для скармливания скоту, особенно птице (Андреев, 1985; Машковский, 1989; Медведев, Сметанникова, 1981; Растительные ресурсы СССР, 1984; Фисун, Говоров и др., 2002 и др.). Редька масличная введена в культуру 70-ые годы прошлого века, а первые ее сорта Радуга и Тамбовчанка, в отечественном растениеводстве получены в конце 70-х - начале 80-х годов (Утеуш, 1991). В наибольшей степени эта культура получила распространение в системе кормопроизводства, особенно при компоновке сложных травосмесей рано вступающих в фазу потребительской зрелости зеленой массы (Буланенкова, 1990; Говоров, 2003 и др.). В южных районах редька масличная широко используется в пожнивных посевах, большей частью в смеси со злаковыми колосовыми культурами: овсом, яровым ячменем и другими (Азикова, 2002; Албегов, Бзиков, Шорин, 1998; Алоев, 2004; Гребенников, Панков, 1989; Фисун, Говоров, 2002 и др.). Широкое распространение крестоцветных культур рода Brassica обусловлено, помимо ценности масла, поучаемого из семян, также высокой пластичностью растений к условиям произрастания. Так, по данным П.П. Вавилова, (1986) для обеспечения прорастания названных культур требуется температура почвы 2-4С, а для активной всхожести 7-8С. Вегетационный период яровых крестоцветных культур — 55-100, а озимого рапса (с учетом зимнего срока) - 320 - 340 дней в Нечерноземной и Средней Полосе, и 280 - 300 - в условиях Северного Кавказа и Нижнего Поволжья (Говоров, 2005; Медведев, Сметанникова, 1981; Соляник, Харечкин, Агеев, 1981;Утеуш, 1991 и др.). За период вегетации для формирования полноценного урожая семян требуется сумма эффективных температур 1600 - 2100 С. При этом повышенную требовательность к положительным температурам изучаемые крестоцветные культуры проявляют в период вызревания семян. Цветение же и опыление происходит и при среднесуточной температуре 15-18С. Благоприятной температурой воздуха в период начала роста стеблей и формирования репродуктивных органов считается выше 10С при относительной влажности воздуха 80% (Krostitz, 1998). Более высокая относительная влажность воздуха и пониженная ( 10С) температура в период роста стеблей способствует увеличению степени поражения растений рапса белостебельностыо, вызываемой грибком Sclerotinia. В этом случае поражается до 90% растений. Благодаря высокой степени самоопыления, формирование семян происходит практически в любую погоду, хотя из-за наличия автостерильных и автофертильных форм цветение рапса и, особенно горчицы сарептской, в погоду с длительными дождями отмечается снижение урожая маслосемян (Жуковский, 1971; Салтыковский, 1962; Frandsen, 1947; Hagberg, 1955 и др.).
Условия проведения исследований
Рельеф территории, на которой проводились экспериментальные работы, представлен равнинными землями с незначительными повышениями и ложбинными понижениями, образовавшимися в результате сложного взаимодействия факторов дефляции, просадок грунтов и вторичных процессов эрозии. Такие элементы рельефа имеют относительные изменения высот до 10-15 метров (обычно 4-7 м). При длине линии стока названных элементов достигающей 25-70 метров и крутизне местности до 2,5-3, здесь не наблюдается формирования концентрированного стока, способного разрушить сложившиеся типичные катены, характерные для равнинной части степной зоны региона. Территория степной зоны отличается низкой насыщенностью ее временными и постоянными водотоками. В числе постоянных водотоков здесь выделяется русло реки Терек. По правобережью Терека на небольшом, до 5-7 км, удалении, в пределах территории Кабардино-Балкарской республики находится возвышенный массив хребтовых потяжин Арак-дала-Терек, представляющий отроги Терского хребта. В этой части имеется лишь одна пересыхающая малая речка — Курп. Левобережье Терека представлено равнинной территорией со слабовыраженными складками из ложбин и возвышенностей. Постоянных водотоков здесь не имеется, хотя вблизи поймы р. Малка, а также в междуречье Баксана и Малки по пониженным местам отмечается близкое к поверхности почвы расположение уровня пресных грунтовых вод. Вышеназванные хозяйства, в которых проводились стационарные исследования, расположены на левобережной части бассейна р. Терек, в том числе и междуречье Баксана, впадающего в Малку и самой Малки, впадающей в р. Терек. Географическое расположение территории степной зоны является основным фактором, определяющим характер и степень проявления движения воздушных масс. На всем пространстве со стороны северо-востока степная зона полностью открыта для сухих восточных и северо-восточных ветров. В свою очередь, со стороны юго-запада зона закрыта Главным Кавказским хребтом от поступления южных перегретых масс воздуха. Из-за таких условий орографии в зоне создается своеобразный сезонный режим ветров (рис. 1). Так, в холодное время года здесь доминируют ветры восточного и северо-восточного направлений, которые отличаются не только значительной сухостью, но и высокой скоростью движения. Первое вызывает быстрое испарение снега и «сдувание» его с полей, не защищенных лесными полосами или кулисами. В свою очередь, высокая (более 10-15 м/с) скорость движения сухих воздушных масс обусловливает иссушение почвы и ускоренную ее дефляцию. Наиболее часто сухие восточные и северо-восточные ветры дуют в марте-начале апреля, то есть в период начала сева ранних яровых культур. В результате в районе проведения исследований в среднем 1 раз в 4 года в процессе сева отмечается выдувание семян, особенно на участках, где не проводится их прикатывание. С другой стороны, ввиду того, что названные явления наиболее часто наблюдаются в марте - первой декаде апреля, когда среднесуточная температура воздуха достигает положительных значений, здесь периодически возможно раннее проведение посева холодостойких яровых культур и, не в последнюю очередь, крестоцветных, а также гороха, овса, ярового ячменя и других. В свою очередь, посевы озимых способствуют повышению устойчивости почв против дефляции и сохранению влаги талого снега от излишнего испарения. Периодически, один раз в 3-4 года восточные и северо-восточные сухие ветры с пониженной температурой активно проявляются в январе-феврале. В результате чего лишенные снежного покрова озимые культуры подвергаются «вымораживанию», что особенно наглядно проявляется на посевах озимого рапса, а также высеянного под зиму гороха. Летние и ранние осенние суховеи в рассматриваемом регионе повторяются 1 раз в 6-7 лет, обычно в августе-сентябре месяцы. При этом длительность суховеев составляет в среднем 2 дня. Максимальная продолжительность этого явления последние 10 лет составила 5 дней и отмечалась в августе 1998 и июле 2005 г.г. Длительные суховеи в значительной степени сказываются на сроках сева яровых пожнивных и озимых культур. Южные и юго-западные, как правило, насыщенные влагой ветры, дующие в теплое время года, а иногда и зимой, обеспечивают выпадение осадков и/или снижение дефицита влаги в воздухе, что уменьшает потери ее на испарение и транспирацию и положительно сказывается на росте и развитии выращиваемых культур.
Радикальным мероприятием, направленным на нейтрализацию вредного влияния восточных и северо-восточных ветров является создание системы полезащитных лесных полос. По материалам землеустройства за 1988 год лесистость территорий, где проводились исследования, за счет лесополос составляет 2,92% (при оптимуме для рассматриваемого региона равного 3,0-3,5%), что способствует практически полной защите полей от дефляции. Кроме того, в хозяйствах района широко практикуется плоскорезная обработка почвы вместо вспашки ее с оборотом пласта после уборки зерновых колосовых. Такой прием положительно сказывается на устойчивости почвы к дефляции, сохранении снежного покрова и, тем самым, на повышении запасов продуктивной влаги.
Продуктивность сортов озимого рапса при выращивании на маслосемена
В сложившихся и развивающихся экономических условиях, в 90-ые и последующие годы, важно было определить оптимальный набор сортов, пригодных для отдельных видов хозяйственного использования урожая: зеленой массы и маслосемян.
Из вышеприведенного материала следует, что при общем среднем уровне усвоения физиологически активной радиации в отечественном растениеводстве на уровне 1-1,5%, и более 2% в ряде развитых стран Запада и Юго-востока, озимые крестоцветные культуры в условиях степной зоны Кабардино-Балкарии обеспечивают полезное использование ФАР, достигающее 2,84-3,15%, главным образом, путем оптимизации сортового состава и направленности использования выращенного урожая.
В результате многолетних исследований, проведенных в производственных масштабах в условиях землепользования колхоза им. Петровых, нами установлено, что в степной зоне центральной части Северного Кавказа, в долгосрочной перспективе, отечественные сорта по урожаю маслосемян превосходят зарубежные (табл. 10)
Так, из сортов зарубежных только сорт французской селекции Шеин по урожаю маслосемян превосходил сорт Отрадненский и то первые 2 года выращивания. В последующий период, отечественный сорт превзошел зарубежный и, в сумме за 8 лет выращивания, его урожайность оказалась несколько выше. Остальные сорта зарубежной селекции существенно снизили свою продуктивность по сравнению с Отрадненским (более чем на 10-15%).
По приведенным результатам многолетних наблюдений за урожайностью различных сортов озимого рапса видно, что первые два года сорта Апекс, Конкорд, Шеин и Церес существенно превосходили районированный сорт Отрадненский. При этом относительная разница по отношению к стандарту достигала 15-20%. Сравнительно короткий срок выращивания сорта Церес, показывает, что он весьма перспективен для степной зоны с дефицитным режимом увлажнения. Урожай маслосемян у этого сорта за первые 3 года выращивания оказался почти на 5% выше, чем у стандартного.
Иная картина сложилась при введении в посевы новых сортов селекции ВНИИ масличных культур им. B.C. Пустовойта: Метеор, Дракон и Оникс. За 4 последних года выращивания урожай маслосемян у этих сортов на 22-33% превысил урожайность Отрадненского.
Представляют интерес данные по урожайности изучаемых сортов в год с экстремальными условиями. Такая ситуация сложилась осенью 2002 и весной 2003 годов. Осень года посева оказалась исключительно засушливой: за ноябрь месяц выпало всего 6 мм осадков. Также сухими оказались первые месяцы 2003 года. За январь - май сумма осадков оказалась менее 130 мм, что в полтора раза меньше нормы. К тому же весной 2003 года отмечено массовое распространение полевых мышей, которые повредили до 70% растений озимого рапса.
Вследствие сложившихся условий урожайность маслосемян рапса у всех сортов снизилась до уровня 10 ц/га и ниже. У сорта Шеин она оказалась меньше 1 т/га или почти в 2 раза меньше, чем у Отрадненского. Такое положение связано с хорошей восстановительной способностью сорта Отрадненский и высокой степенью побегообразования у растений, поврежденных мышами.
В свою очередь низкий урожай стандартного сорта в 2002м году связан с высоким поражением растений серой гнилью, для развития которой сложились благоприятные условия в ноябре-декабре 2001 года. В эти месяцы отмечалось выпадение снега на не промерзшую почву. К тому же февраль и март 2002г. были теплыми и влажными: в марте выпало 75 мм осадков, что вдвое больше нормы. Такие условия в степной зоне региона бывают редко. По-видимому, сорта селекции Германии, Франции и Польши более приспособлены к подобным условиям осени и зимы, что способствовало их более высокой урожайности, чем районированного сорта Отрадненский.
В целом, за длительный период выращивания только сорта Метеор, Дракон и Оникс оказались существенно продуктивнее, чем Отрадненский. Использование для выращивания на маслосемена сортов зарубежной селекции дает преимущество перед отечественными сортами на срок в 1-2 года. Отмеченная прибавка урожая этих сортов практически не покрывает затрат на приобретение семян первой репродукции.
Из приведенного следует, что разница в масличности семян рапса достигает максимум 5,9%. При этом наиболее значительное увеличение масличности семян отмечено у новых сортов отечественной селекции. Из сортов зарубежной селекции выделяются Фалькон, Церес и Шеин, содержащие жира на 3,5 - 5,6% больше, чем сорт Отрадненский. У двух сортов: Апекса и Конкорда, жирность маслосемян оказалась на уровне, а у одного - Аккорда - на 2,9% ниже, чем у стандарта. Абсолютная разница в выходе жира из маслосемян различных сортов озимого рапса достигает 2,2 кг со 100 кг урожая и отмечена у сорта Метеор по сравнению с Отрадненским. При сложившемся уровне урожая маслосемян за счет увеличения их жирности дополнительный выход полезного продукта достигает 162,5 кг с гектара или на 21,8% больше, чем при выращивании сорта Отрадненский.
В свою очередь, сравнение выхода масла из лучших сортов зарубежной селекции показывает, что разница в пользу сортов Фалькон и Церес за однозначный Зх летний период выращивания достигает 12-91 кг с гектара или менее 10% по отношению к стандартному сорту.
Для оценки степени эффективности внедрения в производство новых сортов отечественной и/или зарубежной селекции нами использован математический аппарат сравнения средних «скользящих» значений урожая маслосемян по годам вегетации, за 8 лет (Приложения, рис. 1).
Влияние хлоридного и сульфатного засоления и глубины стояния грунтовых вод на продуктивность крестоцветных культур в степной зоне
Озимый рапс и крестоцветные яровые культуры отличаются мелкосемянностью - масса 1000 штук менее 6 граммов и сравнительно высокой энергией прорастания: за первые 5 суток прорастает более 80% семян. Эти факторы в значительной степени определяют технологические аспекты подготовки почвы под посев. С учетом того, что для прорастания семена крестоцветных растений потребляют значительное количество влаги, почва под посев должна быть хорошо разрыхлена, а семена прикатаны, особенно в сухую погоду.
Опыты по оптимизации способов основной обработки почвы под посев озимого рапса на маслосемена проведены нами в условиях колхоза им. Петровых на плакорных приводораздельных территориях и в СХПК им. Калинина на припойменных землях в 2001 и 2002 г.г.
В опыте изучали эффективность обработки поля, после уборки яровых колосовых культур, путем дискования на глубину 10-12 см в 2 следа; лущения на 15-18 см, вспашки с оборотом пласта на 22-25 см и плоскорезной вспашке на 15-18 см. На фоне названных вариантов, под обработку почвы вносили по 60 кг действующего вещества фосфорных, в виде двойного суперфосфата и калийных (сернокислого калия) удобрений. Азотные удобрения в виде аммиачной селитры вносили разбрасывателем минеральных удобрений в третьей декаде марта в количестве по 90 кг/га. Для посевов использовали семена первой репродукции сортов Дракон и Метеор.
В результате проведенных исследований установлено, что способ основной обработки почвы под посевы озимого рапса способствует изменению урожая маслосемян на различных землях в пределах 0,9 - 2,2 т/га у сорта Метеор и 1,0-2,1 т/га у сорта Дракон (табл. 20).
Разница между плакорными и припойменными землями достоверная для обоих сортов не зависимо от способов основной обработки почвы, так как для Зх степеней свободы FpaC4. = 9,12, а фактическое = 10,04 то есть F -Fp.
Сравнение относительных изменений урожая маслосемян на различных землях показывает, что на припойменных участках вид обработки почвы под посев озимого рапса оказывает менее значимое влияние, чем на приводораздельных. Так, максимальная разница по вариантам опыта на плакорных землях по отношению к первому варианту, составила у изучаемых сортов 11,5 и 11,2%, а на припойменных - 4,0-4,8%, или в 2,3 - 2,9 раза меньше во втором случае по сравнению с первым. Реакция сортов на изменение способов обработки почвы под посев озимого рапса практически однозначная, что свидетельствует о доминирующем влиянии места произрастания рапса. Об этом же свидетельствует изменение урожайности в зависимости от вида земель, на которых проводился опыт. У сорта Метеор разница по каждому из вариантов обусловленная условиями места произрастания достигает 0,18-0,31 т/га, а у сорта Дракон - 0,09 - 0,2 т/га.
Отмечено, что максимальная разница в изменении урожайности сортов проявляется на фоне дискования почвы в качестве ее предпосевной обработки. Наоборот, минимальная разница отмечена на фоне вспашки на глубину 22-25 см, с оборотом пласта: соответственно по сортам 0,18 у Метеора и 0,09 т/га у Дракона. Такое положение свидетельствует о том, что ведущими факторами в урожайности озимого рапса являются условия места произрастания и биологические особенности сортов. Вид предпосевной обработки почвы позволяет более полно реализовать биологический потенциал сортов на фоне различных условий места произрастания. Об этом свидетельствует тот факт, что как в худших (плакорные земли), так и лучших (припойменные земли) условиях вспашка с оборотом пласта обеспечивает более высокую урожайность, чем на остальных вариантах.
Незначительная разница между вариантами предпосевной обработки почвы путем лущения и плоскорезной вспашки по сравнению с дискованием на приводораздельных землях свидетельствует о низкой эффективности мелкой обработки (дискования) на таких землях. В то же время на приводораздельных землях все эти три варианта практически равнозначны, то есть могут быть взаимозаменяемы в случае, если по каким-либо причинам нельзя провести предпосевную обработку почвы путем вспашки с оборотом пласта на глубину 22-25 см.
Для выявления причин, по которым происходит, отмеченное изменение урожая маслосемян, нами проведены учеты засоренности и глыбистости почвы на приводораздельных и припойменных участках в период, непосредственно предшествующий проведению ее предпосевной обработки. В результате учета засоренности почвы выявлено, что на припойменных землях она в 2,0-2,2 раза выше, чем на плакорных (рис.11).
Из приведенного следует, что на припойменных землях плотность поселения сорных растений по годам наблюдений практически не изменяется. Такая закономерность выявлена как в 2000м году с достаточно влагообеспеченным августом, когда выпало почти 90 мм или вдвое больше нормы осадков, так и в 2001м с засушливым тем же периодом.
В свою очередь, на приводораздельных участках, в год с влажным августом, засоренность полей была почти вдвое выше, чем с засушливым.
Материалы учета глыбистости почвы после ее предпосевной обработки, по состоянию на конец 1 декады сентября показывают, что в слое 0-5 см, на плакорных, сильно пересыхающих землях, содержание комков крупнее 50 мм (глыб) в 10 дм почвы, оказалось значительно больше, чем на пойменных (рис. 12).
Как видно из приведенного, на степень глыбнстости почвы в большей мере сказывается способ подготовки ее под посев озимого рапса, чем место расположения участков. Так, разница в этом показателе между крайними значениями по вариантам обработки составила на плакорных землях 22,4% и на припойменных- 10,8%.
