Содержание к диссертации
Введение
І Литературньїй обзор 6
1.1 . Роль сорговых культур в создании агробиоценозов на деградированных почвах в аридных зонах юго-востока европейской части России 6
1.2.Происхождение и распространение сорговых культур. Центры происхождения и ботаническая классификация рода Sorghum Moench 8
1.3.Биологические особенности сорговых культур. Отношение к теплу 12
1 АСолеустойчивость сорго 16
1.5.0собенности роста и развития растений сорго 18
І.б.Характеристика сортов силосного сорго 21
1.7.0сновные элементы технологии возделывания 24
2. Почвенно-климатические условия и методика проведения исследований 35
2.1.Почвецно-климатические условия 35
2.2.Методика проведения исследований 42
3. Биологические особенности роста, развития и формирования урожайности сахарного сорго в связи с условиями выращивания 49
3.1. Рост и развитие сахарного сорго 49
3.2.Динамика формирования фотосинтетического аппарата и продуктивность его работы 61
4. Подбор и сравнительная оценка продуктивности сортообразцов сахарного сорго 69
4.1. Конкурсное сортоиспытание кормового сорго на южном черноземе Правобережья Саратовской области 73
4.1.1.Особенности роста и развития различных образцов силосного сорго 73
4.1.2.Урожайность и качество зеленой массы образцов сахарного сорго 81
4.1.3.Семенная продуктивность сортообразцов сахарного сорго 85
4.2.Экологическое испытание лучших сортообразцов сахарного сорго 89
5. Продуктивность сахарного сорго сорта Волжское в зависимости от норм высева и способов посева 101
5.1. Особенности и развитие сахарного сорго в зависимости от нормы высева и способа посева 102
5.2.Влияние нормы высева и способов посева на продуктивность сахарного сорго Волжское 51 106
5.3.Влияние способа посева и норм высева на засоренность агроценозов сорго 115
5.4.Эффективность использования влаги посевами сорго 116
б. Биоэнергетическая и экономическая эффективность возделывания сорго сахарного 121
6.1.Биоэнергетическая оценка технологии 121
6.2.Экономическая эффективность возделывания сорго сахарного 124
Выводы 127
Предложение производству 128
Список литературы 129
Приложения 144
- Роль сорговых культур в создании агробиоценозов на деградированных почвах в аридных зонах юго-востока европейской части России
- Рост и развитие сахарного сорго
- Конкурсное сортоиспытание кормового сорго на южном черноземе Правобережья Саратовской области
- Особенности и развитие сахарного сорго в зависимости от нормы высева и способа посева
Введение к работе
Концепция сельского хозяйства в любом регионе зависит от почвенно-климатических условий. Поволжский регион не является исключением. Засушливость климата и постоянный дефицит влаги в зоне неустойчивого увлажнения Саратовской области требует поиска культур, приспособленных к почвенно-климатическим условиям региона, с целью повышения устойчивости земледелия, увеличения производства зерна и кормов.
Важным резервом в решении этой проблемы является выращивание засухоустойчивых поздних культур сочного и зеленого корма. Сорго является засухоустойчивой культурой, обеспечивающей получение высоких урожаев зерна и зеленой массы. На смену раннее созданным сортам и гибридам в производство внедряются новые, сочетающие в себе высокую продуктивность, засухо - и жароустойчивость. Таким требованиям отвечает древнейшая культура - сорго.
Решение проблемы широкого внедрения этой ценной культуры в резко различающихся по почвенно-климатическим условиям зонам Поволжского региона возможно лишь путем создания новых сортов и гибридов силосного сорго и совершенствование технологии их выращивания. Они должны быть хорошо адаптированы к конкретным условиям выращивания и иметь потенциальную урожайность зеленой массы 30-35 т/га.
Целью исследований являлось выявление лучших сортообразцов кормового сорго и разработка агротехнических приемов, обеспечивших высокую их продуктивность, а также их экологическое испытание в условиях полупустыни Нижнего Поволжья.
В задачи исследований входило:
провести подбор и сравнительную оценку продуктивности различных сортообразцов сахарного сорго;
изучить рост и развитие, определить параметры фотосинтетической деятельности посевов у различных сортообразцов сахарного сорго;
- установить оптимальную норму высева семян при различных
способах посева семян при различных способах посева сахарного сорго с
целью создания наилучшей площади питания растений;
изучение имеющегося в ФГНУ РосНИИСК «РОССОРГО» сортового и селекционного материала кормового сорго в коллекционном питомнике;
дать оценку лучших сортообразцов сахарного сорго в конкурсном сортоиспытании;
провести экологическое испытание выделенных по хозяйственно-полезным признакам образцов на светлокаштановых солонцеватых почвах полупустыни Волгоградского Заволжья;
организация производственного испытания лучших сортообразцов ' кормового сорго.
Научная новизна исследований. Проведены комплексные исследования по подбору и сравнительной оценке сортообразцов сахарного сорго. Подобраны оптимальные сочетания способа посева и нормы высева культуры с целью создания наилучшей площади питания растений.
Впервые в условиях полупустыни Нижнего Поволжья Приэлтогья проведено экологическое испытание большого набора лучших сортообразцов кормового сорго, выделенных по хозяйственно-полезным признакам из коллекционного и селекционного питомников РОССОРГО.
Практическая ценность работы. Усовершенствованная технология возделывания наиболее продуктивных сортообразцов сахарного сорго на основе оптимизации густоты растений и способов посева позволяет получать по 28,5-35,0 т зеленой массы и 3,5-4,0 т зерна с гектара. Результаты научных исследований прошли производственную проверку и внедрены в 2004-2005 годах в хозяйствах Саратовской области. Доказана возможность в условиях континентального климата и малоплодородных почв полупустыни Волгоградского Заволжья за счет расширения диапазона изучаемых сортообразцов получать устойчивые урожаи зерна и зеленой массы сахарного сорго.
Реализация результатов исследований. Полученные в опытах результаты внедрены по площади 80 гектар в ЭКО „Эталонная ферма,, п.Вишневка Палласовского района Волгоградской области и на площади 100 га в ГПЗ «Еланский» Самойловского района Саратовской области. Экономическая эффективность составила 145 тыс. руб.
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы доложены на межрегиональной научной конференции молодых ученых (Саратов,2003), научно-практической конференции «Пути увеличения производства продукции растениеводства и животноводства» (Саратов,2004), научно-практической конференции, посвященной 117-ой годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова (Сарвтов,2004).
По материалам диссертации опубликовано 7 работ.
Положения, выносимые на защиту:
конкурсное сортоиспытание кормового сорго на южном черноземе Правобережья Саратовской области;
оптимальные сочетания способа посева и нормы высева сахарного сорго;
экологическое испытание лучших сортообразцов сахарного сорго;
- производственное испытание лучших сортов кормового сорго в
условиях полупустыни Прикаспийской низменности.
7 1 .Литературный обзор
1.1 Роль сорговых культур в создании анробиоцинозов на
деградированных почвах в аридных зонах Юго - Востока
Европейской части России
На специальной сессии ученых Россельхозакадемии «Научное обеспечение устойчивого развития сельскохозяйственного производства в засушливых зонах России» (Саратов, 2000) Было отмечено, что в шести экономических районах, где проживает более 70 млн. человек, а площадь
V земельных угодий составляет 197 млн. га, в последние годы всё резче
проявляются процессы, дестабилизирующие развитие сельскохозяйственного
* производства: часто повторяющиеся засухи, деградация почв антропогенного
характера, опустынивание земель, ухудшение экологической ситуации и др.
По данным Антончикова А. Н. и др. (2002), опустынивание затронуло громадные территории Юго-востока России (табл. 1).
Таблица 1
Индекс аридности и степень опустынивания сельскохозяйственных угодий
юга европейской России.
Даже такие благополучные в отношении почвенно-климатических условий регионы как республика Татарстан и Самарская область не лишены признаков опустынивания.
Мощный толчок усилению деградации почв, особенно в зоне сухих степей и полупустынь, дала массовая распашка земель, которая разрушила веками сложившийся баланс экосистем. А деградация естественных пастбищ была вызвана экономически и биологически необоснованным увеличением поголовья скота.
Исследованиями С. И. Пряхиной и др.(2001) установлено, что полупустынные районы Саратовской, Волгоградской, Астраханской областей относятся к ареалу низкой биологической продуктивности. Биоклиматический потенциал этих зон не превышает 1,1-1,2, а климатический индекс биологической продуктивности составляет всего 6,0-6,1 балл. Они хорошо обеспечены теплом, но здесь выпадает всего 273 мм осадков, а величина испаряемости превышает их в 3-4 раза.
Всё это приводит к распаду аграрного сектора, ухудшает условия проживания населения, которое мигрирует в более благоприятные районы проживания.
В настоящее время приходит понимание необходимости перехода на деградированных почвах сухих степей и полупустынь на адаптивно-ландшафтные системы земледелия.
Подобные подходы к улучшению сенокосов и пастбищ в полупустыне изучались ещё в 30-ые годы известными учёными: А. Димо, Б. А. Келлер, Б. Б. Польков, В. А. Ковда, И. В. Ларин, Н. В. Орловский, Ф. П. Саваренский, Н. И. Усов и др. (А. Ф. Большаков и др., 19830). Наиболее плодотворно в этом направлении работает Джаныбекский стационар АН РФ, организованный в 1950 г. северной полупустынной части Прикаспийской низменности в 30 км на север от озера Эльтон.
В опытах стационара иногда применялись для тех или иных целей сорговые культуры, но чаще всего в виде кулис. Имея большой опыт работы
9 с этими культурами (более 40 лет), мы считаем, что сорго в силу своих биологических особенностей должно играть более активную роль, как в восстановлении деградированных почв, так и в создании страховых запасов кормов для мясного скота. Следует отметить, что трудно отыскать более универсальную в использовании культуру.
1.2. Происхождение и распространение сорговых культур. Центры происхождения и ботаническая классификация рода Sorghum
Moench.
Швейцарский натуралист Альфонс Декандолль (1885) провёл тщательный анализ всех теорий о происхождении сорго, высказанных различными биологами, начиная с К. Линнея. На основании этого анализа, а также собственных исследований, он пришёл к выводу, что родиной сорго может быть только экваториальная Африка. По мнению академика Н. И. Вавилова (1935) культура сорго ведёт своё начало из Африки и Китая, которые он считал самостоятельными очагами происхождения культурных растений. Вторичным очагом возделывания сорго Н. И. Вавилов называл Индию, где оно является одним из важнейших хлебных злаков.
Один из ведущих специалистов по сорговым культурам России Е. С. Якушевский (1964) указывал, что первоначальные виды культурного сорго образовались из диких форм, которые обнаружены в различных районах африканского континента. Поскольку в других районах мира их не найдено, можно с уверенностью называть Африку первичным центром происхождения сорго. Эту точку зрения разделял известный учёный ботаник П. М. Жуковский (1964) и другие.
Анализ большого количества литературных источников по вопросам происхождения сорговых культур, проведённый нами, подтверждает точку зрения А. Декандоля и Н. И. Вавилова.
10 Род Sorghum Moench относится к семейству мятликовых (Роасеае). Систематика рода Sorghum до настоящего времени подвергается многократным ревизиям. Рассмотрев 3000 образцов сорго из мировой коллекции, Сноуден разбил род Sorghum на 6 подсерий и 31 вид, куда вошли все возделываемые виды сорго. Затем классификация Сноудена была
уточнена Гарбером и Селарье на основании цитологических и
цитогенетических исследований (Д. Р. Куинби, Д. X. Мартин, 1954; П. М.
Жуковский, 1964).
Степень морфологической вариабельности внутри вида так велика,
что Snowden(1936), De Witt, Huscebay(1976), систематизировали его на
| несколько секций и подсекций, выделив при этом 28 возделываемых и 24
диких родственных подвидов.
Более поздняя попытка усовершенствовать классификацию сорго
была предпринята Л. К. Иванюкович(1991). Она предложила новую систему
рода Sorghum, в которой всё разнообразие видов(70) объединила в семь
секций, представленных пятью сериями. И классификация Snowdena- Stapfa,
и классификация Л. К. Иванюкович.
Для теоретических исследований сорго использование классификаций
Snowdena - Stapfa и Л. К. Иванюкович наиболее целесообразно. Но для
і, практической селекционной и агрономической работы они слишком сложны.
Поэтому крупнейший специалист по сорго Е. С. Якушевский(1969) предложил существующее эколого-географическое многообразие возделываемых видов сорго систематизировать по способу их использования на хозяйственные группы: зерновое, сахарное, веничное и травянистое. Затем Е. С. Якушевский предложил более совершенную схему(1970).
Sorghum guineense - сорго зерновое гвинейское. Возделывают этот вид
v в странах западной Экваториальной Африки. Он имеет ряд полезных
признаков, поэтому используется нами в селекционных программах.(рис).
Sorghum caffrorum - сорго зерновое кафрское. Возделывается в
ф странах Южной Африки. Этот вид является закрепителем стерильности и
широко используется в селекционных программах. Нами выведено несколько сортов и гибридов этого вида, которые имеют, как правило, белое зерно и высокое содержание крахмала (рис.).
Sorghum bantuorum - сорго зерновое негритянское. Культивируется в странах Центральной Экваториальной Африки. Сорта этого вида отличаются замедленными темпами начального роста. Очень требовательны к теплу, особенно в период прорастания. Хороший восстановитель фертильности. Представителем этого вида является сорт Перспективное 1 (рис.). Используется негритянское сорго широко в скрещиваниях для получения сортов и гибридов зернового направления.
Sorghum durra - сорго хлебное. Один из самых возделываемых видов: в странах Средней Азии бывшего СССР, Северо-Восточной Африки, Индии. Этот вид имеет широкий ареал распространения, в том числе и в нашей стране используется в селекционных программах - линия Майло 10 (рис.). Стерильная цитоплазма типа «майло» имеет хорошую комбинационную ценность, что даёт возможность получать высокопродуктивные гибриды.
Многие формы хлебного сорго имеют крупное белое зерно (джугара), которое представляет интерес для переработки на крахмал, оно используется на пищевые цели.
Sorghum chineense - сорго китайское (гаолян). Один из первых был завезён в нашу страну солдатами во время русск.- японской войны.
Гаолян возделывают больше всего в странах Восточной Азии (Китай, Корея, Япония). Этот вид характеризуется относительной холодостойкостью, скороспелостью. Цвет зерна сортов этого вида, как правило, красновато-бурый с разными оттенками. Зерно содержит много танинов, которые предают ему горький вкус. Поэтому в России он практически не возделывается. На первых этапах интродукции сорго селекционерами было получено несколько сортов (Гаолян272, Гаолян карликовый 418 и др.), но большого распространения они не получили.
Гаолян используется в селекционных программах как донор холодостойкости, скороспелости и устойчивости к некоторым видам болезней и вредителей.
Sorghum saccuratum (сорго сахарное). Этот вид используется в качестве кормового, а в связи с высоким содержанием водорастворимых Сахаров в соке стебля, является также источником производства патоки. Ещё в начале 20 века в г. Сарепте был построен первый сорго - сахарный завод и патока из сорго широко использовалась в кондитерских изделиях.
Е. Ф. Якушевский (1969) подразделял сахарное сорго на 2 подвида: контрактум (сорта имели сжатые метёлки) и эффузум (сорта с развесистыми метёлками). Сахарное сорго широко используется на Юго-востоке и Юге России для производства зелёного корма, сенажа, силоса. Селекционерами выведено большое количество сортов этого вида (рис.). Интерес к сахарному сорго в последние годы стали проявлять чернозёмные области России, Белоруссия и даже Дальний Восток РФ.
Sorghum sudanense (сорго травянистое). Из всего вида в культуру интродуцированы только две разновидности - суданская трава и сорго щедрое.
Суданская трава является одной из наиболее ценных однолетних трав и широко возделывается в различных почвенно-климатических условиях. Она несколько уступает сорго по засухоустойчивости, но хорошо выдерживает определённую степень засоленности почв.
Селекционерами создано большое разнообразие сортов суданки. А при скрещивании со стерильными зерновыми линиями она даёт сорго-суданковые гибриды, которые превосходят по многим показателям своих родителей. Суданская трава и сорго-суданковые гибриды прекрасно отрастают и могут дать полноценный второй укос отличного зелёного корма.
Sorghum technikus - сорго техническое (или веничное). Этот вид преимущественно используется для производства высококачественных веников, щёток, мётел, которые пользуются большим спросом в народном
13 хозяйстве. Кроме того, некоторые линии используются в гибридизации. В отдельных случаях гибриды с веничным сорго отличаются уникальной продуктивностью. В качестве примера можно привести гибрид сорго «Гигант» Узбекистан, полученный с участием веничного сорго. Урожай зелёной массы его достигал 180 т/га. Подобный гибрид с несколько меньшей урожайностью был создан в НИИСХ Юго-Востока. Урожай зелёной массы его в богарных условиях 750-800 центнеров с 1 гектара.
Таким образом, нами сделан обзор видового разнообразия сорго, которое в настоящее время используется в различных странах Дальнего и Ближнего зарубежья.
1.3. Биологические особенности сорговых культур. Отношение к теплу.
Длительная эволюция родоначальных форм сорговых культур в сухих тропиках Африки и жарких субтропиках Индии, Китая заложила в наследственную основу их уникальную жаро - и засухоустойчивость. По требованиям к теплу на протяжении всего периода роста и развития сорго относится к одним из самых теплолюбивых культур мирового земледелия.
Проведённые нами лабораторные опыты с различными сортами сорго показали, что процессы набухания и прорастания семян начинаются при температуре 8-10 С, но протекают очень медленно. Всходы при этом появляются изреженными, проростки ослабленными. Оптимальный температурный режим для проращивания семян сорго находится в пределах 25-30 С.
В полевых условиях температурный режим на глубине заделки семян сорго оказывает ещё большее влияние на начальный период роста и на полевую всхожесть семян (рисі).
Рис.1 Влияние температуры почвы на глубине заделки семян сорго на продолжительность периода посев - всходы. Сорт Перспективный 1, в среднем за 2000 - 2004 гг.
Рис. 2 Влияние температуры почвы на глубине заделки семян сорго на полевую всхожесть их. Перспективный 1, в среднем за 2000 - 2004 гг.
По данным разных исследователей для прохождения полного цикла развития растений сорго требуется определённая сумма активных температур: для скороспелых сортов - 2000 - 2500 С, среднеранних - 2500 -
15 3000 С, среднеспелых 3000 - 3500 С, позднеспелых - более 3500 С. На первых этапах интродукции сорговых культур в Поволжском регионе не было скороспелых сортов, способных давать семена. И только напряженная и целенаправленная селекция на скороспелость, в том числе и учёными РосНИИ сорго и кукурузы (Саратов), позволила продвинуть эту культуру в северные районы региона.
Для достижения укосной спелости кормового сорго, суданской травы достаточно 1600-1800 С.
Сорго относится к наиболее жаростойким растениям. При оптимальной густоте стояния растений за 50 лет работы с этой культурой мы не наблюдали угнетение их даже в годы, когда температура воздуха приближалась к 40 С.
С другой стороны, растения сорго не выдерживают даже кратковременные заморозки -0,5 - 1,0 С. Попытки вести селекцию на холодостойкость сколько - нибудь заметных результатов не принесли.
Отношение к влаге.
В районах с засушливым климатом особенно ярко проявляется способность сорго противостоять засухе. По засухоустойчивости оно превосходит многие виды культурных растений (Д. В. Федоров, 1915; Г. В. Богаевский, 1925; К. К. Фильберт и В. Кабанцев, 1934; Р. Н. Прянишников и Н. В. Якушкин, 1938; П. М. Жуковский, 1964; А. С. Dillman, 1910,1916).
Изучая водопотребление у различных сортов сорго, кукурузы и суданской травы, в филиале экспериментальной станции Гарден Сити (the State Branch Experiment Stetion dat Garden City, Kansas) установили, что для создания единицы сухого вещества кукурузе нужно на 16-18% больше воды, чем сорго. Сорго отличается экономным расходованием влаги (Е. С. Miller, 1916).
Сорго менее других культур требовательно к регулярной обеспеченности влагой. Оно не увядает и в период засухи находится в
состоянии покоя, возобновляя рост с выпадением осадков. При этом сорго сравнительно мало снижает продуктивность (Н. Н. Кулешов, 1933; В. А. Белугин и Г. М. Пономарёв, 1934; Мартин Дж, Стефенс Дж, 1958; И. Н. Елагин, 1961).
В 1965 году мы имели возможность наблюдать посевы кукурузы и сорго в учхозе № 2 Саратовского СХИ в условиях сильной воздушной и почвенной засухи. В самые жаркие дни листья кукурузы теряли тургор, становились вялыми, принимали сероватую окраску, в то время как листья сорго оставались сочными и зелёными. Засуха во время цветения кукурузы привела к чрезернице початков. В результате гибрид кукурузы Буковинский 2 дал 14, 1 ц/га гибридная популяция сорго ВИР 33,2- 31,2 ц зерна с 1 га.
Даже в условиях резкой, когда погибают растения многих культур, сорго способно давать удовлетворительные урожаи зерна и зелёной массы. Поэтому в засушливых районах нашей страны, а также в других странах оно является наиболее урожайной полевой культурой (М. С. Трусов, 1935; П. П. Бегучев, 1941; К. В. Ливанов, 1950; С. К. Чаянной, 1958; С. Димитров, 1959; Дино Дини, 1960; И. Е. Емельянов, 1962; Н. Зенков, А. Извеков, 1963; П. 3. Смирнов, 1963; Я. И. Исаков, 1964).
По данным Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур в засушливых районах Юго-Востока России средний урожай зерна за период с 1938 по 1955 гг. составил: кукурузы - 13,0, проса -11,4, а сорго -15,6 ц с 1 га.
Засухоустойчивость сорго определяется несколькими
приспособительными реакциями и морфоанатомическими признаками.
Так семена сорго прорастают при сравнительно невысокой влажности - для их набухания требуется лишь 35% воды от массы семян. Кукуруза, например, требует 40%, чумиза - 42, пшеница - 55 - 60%.
Установлено, что на образование единицы сухого вещества сорго расходуется 300 - 330 частей воды, кукурузы - 388, пшеницы - 515, ячменя -
17 534 и т. д. Только просо расходует меньше влаги на единицу продукции - 270 -275.
Сорго формирует мощную корневую систему. По разным данным она достигает у разных групп и сортов 2 и более метров. Корни сорго остаются работоспособными и после созревания семян, поэтому растения сорго всегда зелёные, а после скашивания они быстро отрастают и могут дать ещё 1-2 укоса.
В жаркую погоду на листьях и стеблях сорго образуется восковой налёт, который также способствует экономному расходованию влаги.
1.4. Солеустойчивость сорго.
Благодаря мощной корневой системе и высокой сосущей силе клеток сорго лучше других культур переносит повышенное содержание солей в почве. Это свойство так же позволяет успешно возделывать его в сухостепной зоне на засоленных почвах, где урожай других культур ниже уровня экономической целесообразности.
Сравнивая солеустойчивость различных видов сельскохозяйственных растений, Керней ставит сорго на первое место среди злаковых культур. Сорго на сено можно выращивать при засолении 0,6 - 0,8% растворимых солей в почве; зерновое сорго выносит засоление до 0,6%. Кукурузу же, по Кернею, можно возделывать при засолении не более 0,4% (С. И. Бунтяков, 1934; И. В. Гущин, 1950; А. А. Шахов, 1956).
Сильно развитая корневая система и высокая избирательная способность протоплазмы сорго позволяет ему нормально развиваться на засоленных почвах и давать более высокие урожаи в сравнении с другими культурами. По данным Ф. К. Лангельда (1934) на солонцах получили 14,6 ц зерна с 1 га, тогда как урожай яровой пшеницы, подсолнечника и сафлора не превышали 3-4 ц.
Н. М. Тулайков в своей работе «Солонцы, их использование и улучшение» писал, что Калифорнийская с- х. опытная станция рекомендует
18 сорго для посева в качестве кормового растения на самых «злых» солонцах (цитируется по Г. М. Шекун, 1964).
На Камышенской с- х. опытной станции на солонцеватом и малогумусовом участке кукуруза в засушливом 1931г. дала от 2 до 5 ц зерна с 1 га, а сорго- 10 ц. На Ершовском опытном поле за три года (1928-1930) урожай зерна кукурузы составил 1,2, подсолнечника 3,0, а сорго 6,0 ц с 1 га (В. А. Белугина и Г. М. Пономарёв, 1934).
В некоторых хозяйствах Дагестанской АССР в 1962 г. произвели посев сорго на засоленных почвах. На слабо засоленных участках с общим содержанием водорастворимых солей от 0,3 до 0,5% растения сорго имели четырёхметровую высоту, а урожай зелёной массы достигал 450-550 ц с 1 га. На участках со средним засолением почв (0,7-0,9%) урожай зелёной массы был более 350 ц с 1 га. На сильно засоленных почвах и солончаках, где общее количество растворимых солей достигает 1,8-2,3% и где практически невозможно выращивание многих культурных растений, сорго дало от 90 до 120 ц зелёной массы с 1 га (Я. И. Исаков, 1964).
Засухоустойчивость, солевыносливость, неприхотливость к почвам сочетается у сорго с хорошей отзывчивостью на высокий агрофон (И. Е. Емельянов, 1961; Я. И. Исаков 1961; В. Г. Погребняк, 1963; В. Ф. Абаимов, 1964; Г. М. Шекун, 1964; М. Казиев, Т. Р. Хамраев, 1966; Н. N. Winall, 1924). Исключительно высокие урожаи сорго были получены в условиях орошения. По данным Дино Дини (1962) урожай зерна гибридов сорго достигал 90 ц с 1 га. В колхозе «Политотдел» Ташкентской области в 1962 г. вырастили по 1972 ц зелёной массы с 1 га (В. Т. Корленко, 1963).
1.5. Особенности роста и развития растений сорго.
Наблюдения за производственными посевами и специально поставленными опытами с культурой сорго неизменно свидетельствуют, что одной из характерных особенностей этого растения является очень
19 медленный рост в период всходы - кущение, когда зародышевые корни (третий лист, всходов сорго соответствует укоренению и появляется он в первой декаде июня) не в состоянии обеспечить достаточное питание. В этот период сорго легко заглушают сорняки (П. 3. Смирнов, 1963).
Замедленный рост продолжается 3-4 недели. За это время формируется вторичная корневая система, что совпадает с образованием 3 -4 хорошо сформированных листьев. Все это создаёт условия для прохождения процесса кущения. Кущение начинается через 29-33 дня после всходов. Энергия кущения у различных сортов сорго не одинакова, но в большинстве случаев при нормальных условиях растение образует 4-5 вполне развитых стебля. У некоторых сильно кустящихся сортов образуются вторичные стебли, которые не достигают полного развития.
Энергия и продолжительность периода кущения определяются также условиями развития. В загущенных посевах растения не кустятся. По данным Кубанской опытной станции ВИР продолжительность кущения была следующей: раннеспелые сорта - 20-21 день, среднеранние - 32-36 дней, среднеспелые - 34-50, и позднеспелые - 43-60 дней.
Из этих данных видно, что более скороспелые сорта проходят фазу кущения быстрее.
Кущение сменяется фазой выхода в трубку, и у сорго начинается период усиленного формирования вегетативной массы, который продолжается до начала вымётывания - цветения. По П. 3. Смирнову (1963) наземная масса нарастает в течение всего вегетационного периода до молочной спелости. Но наибольший прирост приходится на период выхода в трубку - вымётывания метёлок. В этот период вторичная корневая система и ассимиляционный аппарат хорошо развиты, и суточные приросты вегетативной массы достигают наибольшей высоты, длина стебля увеличивается на 4-8 см. Продолжается дальнейшее формирование листьев, общее число которых у зернового сорго достигает 10-16, а у сахарного - 20-22.
По Г. М. Шекуну (1964) максимум нарастания наземной массы приходится на фазу полного вымётывания - начало цветения, после чего из-за отмирания листьев и прекращения кущения урожай наземной части растений снижается. У всех групп сорго ощутимая разница в темпах роста проявляется в период перед выходом в трубку - вымётыванием. Образование метёлки начинается у сорго примерно на 40-45 день после всходов и продолжается обычно около двух недель, после чего начинают формироваться цветки. Сначала на конусе нарастания развиваются вытянутые валики - зачатки будущих веток метёлки. Впоследствии на этих валиках появляются новые бугорки - веточки второго порядка и т. д.
Образование соцветий или фаза вымётывания метёлок начинается у раннеспелых сортов через 55-68 дней, среднеранних - 59-72 дня, среднеспелых - 62-75 дней, позднеспелых - 74-89 дней.
В жаркую, сухую погоду эта фаза наступает раньше (Г. М. Шекун, 1964).
Зацветает сорго через 3-4 дня после вымётывания метёлок, в утренние часы. Сначала раскрываются верхние обоеполые цветки. Но рыльце пестика восприимчиво к пыльце за 1-2 дня до цветения. На четвёртый - пятый день цветения, когда метёлка уже полностью сформирована, в том же порядке (сверху вниз) раскрываются мужские цветки. Цветение в этот момент наиболее интенсивно и продолжается 8-12 дней (П. 3. Смирнов, 1963; Л. К. Иванюкович, 1970; И. И. Хазова, 1970).
На сроки цветения решающее влияние оказывает температура и влажность воздуха. Б. Г. Демиденко (1950) отмечает, что максимум цветения наступает при температуре 16-18 С и влажности воздуха 60-80%. Цветки сорго дают удовлетворительную завязь и при температуре 38 С, что объясняется способностью сорго к самоопылению (П. 3. Смирнов, 1963).
Продолжительность цветения каждого цветка - 1-2 часа. За это время нити трёх пыльников удлиняются, и пыльца из ярко жёлтой превращается в бурую, что свидетельствует о её созревании. Тычинки почти одновременно с
21 пестиком выходят из цветка. Созревающие пыльники лопаются, и пыльца из них воздушными потоками разносится по полю (Г. М. Шекун, 1964; А. Г. Ишин, 1970).
У сорго ярко выражена избирательная способность оплодотворения, и перекрёстное опыление происходит в пределах сорта. Возможно у него и самоопыление, которое происходит в плотной метёлке или под изолятором. При чём растения сорго даже при длительном самоопылении не показывают сильно выраженной депрессии. Тем не менее, самоопыление у сорго несколько снижает качество семян по сравнению со свободным опылением. (Б. Г. Демиденко, 1956).
Межфазный период от начала выбрасывания метёлки до фазы молочной спелости равняется в среднем 35 дням. Восковая спелость наступает на 14-18 дней после молочной. Позднеспелые сорта сорго в условиях Саратовской области в отдельные годы не достигают молочно -восковой спелости (П. 3. Смирнов, 1963; А. Г. Ишин, 1970).
Таким образом, биологические особенности сорго, которые сформировались в результате длительного эволюционного процесса в условиях недостаточного увлажнения, делают культуру сорго весьма ценным кормовым растением в засушливых районах Юго-востока.
1.6. Характеристика сортов силосного сорго.
Сорго относится к семейству мятликовых. Род соргум включает около 50 однолетних и многолетних культурных и диких видов. Большое разнообразие видового и сортового состава сорго, широта возделывания, использования определяют широкий диапазон морфологического строения растений и условий, оптимальных для этой культуры.
По морфологическому строению для наиболее приспособленных к условиям Саратовской области сортов в целом характерны: густо разветвленная, мощно развитая корневая система, проникающая в почве до 200 см в глубину и на 102-120 см по сторонам, прямостоячий гладкий
22 стеблей с различным (5-12) числом междоузлий, широко варьирующей толщиной (4-25 мм) и высотой (70-400 см).
Лист с хорошо развитым влагалищем имеет листовую пластинку 5-10 см в ширину и 40-60 см в длину.
Соцветие - метелка овальной, грушевидной или удлиненной формы (15-40 см), различной окраски (от белой до темно-коричневой) в неодинаковой степени покрыто цветковыми и колосковыми чешуями.
Для сорго наиболее характерны высокая засухоустойчивость, требовательность к теплу, жаростойкость, короткодневность, низкая устойчивость к отрицательным температурам, светолюбивость, солевыносливость, медленный рост в начале вегетации, способность к кущению и отрастанию.
Главными лимитирующими условиями для возделывания сорго в Саратовской области являются тепло и влага. Сравнительно высокие температуры (20-30) необходимы доя сорго во все периоды вегетации. Оптимальная температура прорастания семян 25-30. Однако, достаточно дружные и полные всходы сорго дает уже при температурах 15-18. При пониженных температурах (ниже 10-12) не только удлиняется период прорастания семян, но и резко снижается полевая всхожесть.
При температуре воздуха ниже 15-14 резко затормаживается рост и развитие растений во все периоды вегетации. Всходы сильно повреждаются или погибают при снижении температур до -2. В фазу цветения и вначале созревания для сорго опасны заморозки в -1.
Считают, что по способности переносить длительные засухи сорго не имеет себе равных среди культурных растений. Засухоустойчивость обусловлена как пассивными, так активными способами приспособления.
Лист сорго защищен от непродуктивного испарения плотным восковым налетом и способен скручиваться в трубку при дефиците влаги. У сорго меньше, чем у других культур, размер устьиц, что также обуславливает экономный расход влаги.
Растение приостанавливает рост и как бы входит в анабиотическое состояние при снижении влажности почвы до 30% наименьшей влагоемкости (НВ), но возобновляет активную вегетацию при выпадении осадков.
Сорго обладает хорошо разветвленной корневой системой мочковатого типа, причем корни достигают глубину двух и более метров.
Прежде всего сорго активно формирует корневую систему, а затем надземную часть. Самый интенсивный прирост биомассы наступает у него уже при хорошо развитой корневой системе.
Для набухания и прорастания семян ему требуется влаги намного меньше, чем другим полевым культурам. Транспирационный коэффициент сорго равен примерно 300, что значительно ниже, чем у других распространенных в Поволжье зерновых и кормовых культур, за исключением проса. Особое строение листьев (обеспечивающих экономный расход влаги) и хорошо развитые корни позволяют сорго легко переносить сильную жару и суховеи.
У большинства засухоустойчивость сорго сочетается с хорошей отзывчивостью на увлажнение. Коэффициент неустойчивости урожаев у сорго самый наименьший среди полевых зерновых культур. Он в два раза меньше, чем у ячменя.
Сорго отличается не прихотливостью к почвам. Оно хорошо растет как на легких песчаных, так и на тяжелых глинистых почвах, на различных типах каштановых почв, способно давать удовлетворительные урожаи даже на очень бедных почвах, выносит солонцеватые и засоленные почвы.
Вегетационный период от всходов до полной спелости у районированных сортов сорго составляет в среднем 95-115, за исключением гибрида Саратовский силосный.
При благоприятных условиях сорго всходит через 6-8 дней. В течение 25-30 дней после появления всходов надземная часть растет очень медленно. Кущение начинается через 15-20 дней после всходов, что значи-
24 тельно позднее, чем у ранних хлебов. В этот период идет интенсивное формирование вторичной корневой системы.
Кустистость сорго зависит от условий выращивания (наличия питательных веществ, влаги, тепла, способа размещения растений). В конце фазы кущения рост надземной массы усиливается, ее максимальная суточная прибавка совпадает с периодом выметывания метелок - цветение. К этому сроку значительно возрастает потребность растение во влаге и минеральном питании.
Цветение и созревание у сорго проходят неравномерно. Временной разрыв в созревании зерна даже в пределах одной метелки колеблется от 8 до 15 дней. На 8-15 дней запаздывает, относительно главного побега, цветение и созревание метелок на побегах кущения.
Сорго относительно устойчиво к болезням и вредителям, но может поражаться вирулентными расами головни, бактериозом, при прорастании семян - плесенью, повреждаться тлей, гусеницами кукурузного и лугового мотылька, совками, паутинным клещом.
Все эти особенности должны учитываться при разработке сортовой технологии возделывания культуры. Выделено несколько основных направлений возделывания сорго, объединяющих виды и сорта его в группы с наиболее характерными признаками и свойствами: зерновое, сахарное, травянистое и венечное. По систематике Е.С. Якушенко, они отличаются по комплексу признаков и свойств.
Сорта и гибриды сорго на зерно. Сорго, возделываемое на зерно, охватывает несколько видов, для которых характерны: очень низкий, низкий или невысокий рост (70-160 см); слабая или средняя кустистость, комовая или в незначительной степени рыхлая метелка, наиболее питательное или крупное открытое зерно (масса 1000 семян 20-40 г), сухостебельность.
При сравнительно низких урожаях общей надземной массы (100-200 ц/га) сорта зернового сорго выделяются высокой зерновой продуктивностью (50-80 ц/га), некоторые сорта зернового сорго наряду с зерном дают
25 значительные урожаи зеленой массы и благодаря этому наиболее ценные для использования на зерносенаж или монокорм.
1.7. Основные элементы технологии возделывание
Сорго одна из немногих культур, имеющих большой коэффициент размножения, что выгодно отличает ее от традиционной фуражной культуры - ячменя. Сравнительная оценка семенной продуктивности зерновых культур проведена в опытах В.М. Труновой (1995г.) в проектно -техническом научно-исследовательском институте сорго и кукурузы (табл. 1.2).
Таблица 1.2 Сравнительная оценка возможности размножения зерновых культур в зависимости от способов посева, 1999г.
Таблица 1.3 Сравнительная оценка продуктивности и питательной ценности зерна
различных культур
26 Как видно из таблицы 1.2, достаточно высевать всего 10-20 кг на гектар семян сорго, чтобы получить семена для посева на площади 60-210 га, тогда как ячменя на 5,6 га с нормой высева 170 кг/га, высокий коэффициент размножения семян сорго позволяет в кратчайшие сроки провести сортосмену и сортообновление.
Ежегодное получение зерна сорго таких сортов как Старт, Перспективный 1 ставит их в разряд надежных сортов и позволяет получать стабильный урожай.
Из таблицы 1.3 видно, что зерновое сорго превышает ячмень по выходу белка и углеводов на ОД 1 и 0,53 тонны.
Сорго является отличным сырьем для крахмалопаточной промышленности. Изучаемые сорта содержат в зерне 62,4-70,2% крахмала. Поставляемое в крахмалопаточную промышленность зерно сорго должно быть белого цвета, голозерное и соответствовать требованиям ГОСТ 8759-74. Таким требованиям отвечает зерновое сорго Перспективный 1.
Анализ продуктивности различных сортов сорго позволяет сделать вывод, что в острозасушливые годы зерновое сорго способно давать высокие урожаи зерна и может составить конкуренцию традиционной фуражной культуре - ячменю.
В исследованиях Т.З. Давлетшина (2000), выполненных в Казанской с.-х. академии и В.М. Труновой (1995), проведенных в НПО "Саратов сорго" установлено, что с учетом продуктивности и устойчивости по годам наиболее эффективным является зерновое сорго следующих сортов Старт и Перспективный 1, обеспечивающие получение зерна и белка соответственно 2,11, 1,71 и 0,31, 0,22 т/га, что на 29,4 и 32,9 % превышает ячмень.
Способы посева и нормы высева. Одним из основных элементов интенсивной технологии, влияющей на продуктивность сортов и гибридов сорго, является способ посева и густота стояния растений. Неправильный
27 выбор способа посева и нормы высева является одной из наиболее частых причин неудач при возделывании сорго.
Для нормального развития растения одни сорта сорго требуют значительной площади питания, другие же способны выдерживать загущение и давать хорошие урожаи зерна. Разнообразие сортов по высоте, кустистости, облиственности и другим биологическим особенностям представляют широкую маневренность в выборе способа посева и густоты стояния растений.
Однозначного мнения среди исследователей по способам посева и нормам высева семян нет.
Малиновский Б.Н.(1979) пишет, что все новые сорта и гибриды, как правило, дают высокие урожаи зерна при междурядьях 45 см и густоте стояния растений 180-200 тыс. шт/га.
Выблов Б.Р., Скляр В.И. (1979) считают, что лучший способ посева при выращивании на зерно и силос в богарных условиях пунктирный с междурядьями 70 см. наиболее приемлемый способ посева сорго на зерно в степи УССР квадратно - гнездовой 70 х 70. Пунктирные посевы следует применять на окультуренных, чистых от сорняков посевах (Гириенко А.Б., ЮхноГ.Я.,1964).
Данные Г.М. Шекуна (1963) указывают на высокую эффективность посева зернового сорго с междурядьями 60 см. в годы с недостаточным увлажнением на гектаре надо иметь около 60 тысяч плодоносящих стеблей, в годы с достаточным запасом влаги - до 80 тысяч.
Ишин А.Г. (1978)в условиях Среднего Поволжья рекомендует зерновое сорго Волжское 2 высевать с густотой от 60 до 90 тысяч растений на 1 га, в зависимости от зоны возделывания при междурядьях 70 см, а скороспелое 89 - с густотой 350-400 тысяч растений на 1 га при междурядьях 30 см.
Исаков Я.И. (1976) при посеве зернового сорго отдает предпочтение сплошному способу посева с шириной междурядий 15 см и нормой высева 600 тыс.- 1 млн. всхожих семян на 1 га.
Опыты Жуковой М.П. и Вахонского Э.К. (1989) из НПО "Нива Ставрополья" показали, что чаще всего самую высокую урожайность зерна сорт Ставропольское 25 формирует при высеве 450 всхожих семян на 1 гектаре.
В опытах В.Г. Васина, Н.И. Ельчаниновой (2003) в условиях Среднего Поволжья установлен оптимальный способ посева сорго зернового -широкорядный (70 см ) при норме высева семян 250 тыс. всхожих семян на 1 га. В южной части РФ в Ростовской области в опытах Донского НИИСХ установлено, что лучшим способом посева зернового сорго является широкорядный с междурядьями 45 и 60 см и нормой высева 300 и 250 тыс. всхожих семян на гектар, соответственно.
В НИСХ Юго-Востока в опытах В.В. Гусева (1998) проводилась сравнительная оценка продуктивности сортов сорго в зависимости от нормы высева, что позволило установить оптимальную норму высева: для зернового сорго - 450-500 тыс. всхожих семян на 1 га.
А.И. Заварзин (1989) в результате проведенных многолетних опытов сделал вывод о целесообразности и эффективности посева зернового сорго обычным рядовым способом, а на засоренных участках применять широкорядный способ посева при норме высева 250-300 тыс. всхожих семян гектар.
Т.З. Давлетшин (2000) в опытах Казанского сельскохозяйственного института и В.Ф. Унгенфук в исследованиях НИИСХ Юго-Востока рекомендуют высевать зерновое сорго нормой высева от-160 тыс семян на 1 га .(широкорядный способ посева) до 750 тыс. всхожих семян на 1 га при обычном рядовом посеве.
Такое различное мнение объясняется большим видовым и сортовым разнообразием сорго, а также различными природно-климатическими его произрастания.
Густота стояния растений сорговых культур на богаре колеблется: при возделывании на зерно 80-250 тыс/га, на силос - 70 -300 тыс/га, на
29
зеленый корм и сено 250-600 тыс/га, с корректировкой по сортам, способам
и зонам (Рекомендации, 1988).
Для возделывания на зерно и силос мощных, хорошо кустящихся сортов и гибридов наиболее приемлем широкорядный сев с междурядьями 60-70 см.
Для районированных в Саратовской области сортов и гибридов Волжское 2, Саратовский 80 и Саратовский силосный этот способ посева следует считать основным. При наличии соответствующего комплекса машин для посева и ухода Волжское 2 и Саратовский 80 в среднем и хорошо увлажненные годы дают высокие урожаи и при посеве с междурядьями 45 см. Еще более низкорослые слабокустящиеся сорта, такие, как Скороспелое 89 лучше высевать с междурядьями 45 см, а в условиях хорошего обеспечения влагой даже с междурядьями 30 см. Сорт Кинельскозе 3 на силос лучше сеять с междурядьями 45 см, на семена 45-70 см.
В засушливых условиях Левобережья, при очень ограниченных ресурсах продуктивной влаги, этот способ посева бывает эффективен для низкорослых и слабокустящихся сортов сорго зернового.
На зеленый корм сорго целесообразнее сеять с междурядьями 45, 30, 15 см, но следует подчеркнуть, что посев с расширенными (30 см) междурядьями и сплошным рядовым способом эффективен только а условиях хорошего увлажнения и при применении надежных гербицидов. В районах юго-восточной микрозоны как сорт Кинельское 3, так и гибриды Сордан и Саркин даже при использовании на зеленый корм будут более урожайны при широкорядном размещении.
Оптимальная густота стояния растений сорговых культур в зависимости от сорта, назначения и условий возделывания может изменяться от 60-70 до 600-700 тыс. шт./га.
Согласно методическим указаниям (1992) научно-производственной системы "Сорго " каждая из четырех зон возделывания сорго требует определенной
густоты стояния растений. При посеве сорта с междурядьем 45 см можно предусматривать густоту стояния на 10-20 % выше, чем для посевов с междурядьями 70 см. Так, почвенно-климатические условия четвертой зоны (Саратовский, Татищевский, Красноармейский, Самойловский и Воскресенский районы) обеспечивают получение максимального количество силоса при густоте стояния растений от 100 до 260 тыс. шт./га и зерна от 160 до 200 тыс. шт./га при широкорядном способе посева (70 см).
Наиболее продуктивный посев сорго на зеленый корм и сено (междурядье 30 см) обеспечивает густота стояния растений от 350 до 800 тыс. шт./га. При этой же ширине междурядий, но для возделывания сорго с целью получения семян ориентировочную густоту стояния растений понижают до 280-300 тыс. шт./га (Методические указания, 1992).
А.П. Царев, В.И. Гричук, А.В. Костин (1993) отмечают, что приведенные ориентировочные нормы требуют дополнительной корректировки в зависимости от условий увлажнения, качества семян, степени засоренности и других факторов.
При установке нормы высева для получения запрограммированной густоты стояния растений надо учитывать не только лабораторную всхожесть семян, но и то, что их полевая всхожесть чаще всего составляет 60— 70%. Поэтому норма высева семян сортовых культур должна рассчитываться с учетом данных показателей по полевой всхожести.
В 1986—1988 гг. в Поволжском НИПТИ сорго и кукурузы изучались способы сева и густота стояния растений наиболее перспективных сортов и гибридов сорго.
Фенологические наблюдения показали, что существенной разницы в развитии растений на первых этапах в зависимости от способов сева и густоты стояния растений не наблюдалось. Исследовали четыре сорта зернового сорго — Волжское 4, М-1119, ВС-36, Перспективный-1.
31 По зерновому сорго испытывали три способа сева: с междурядьями 70, 30 и 15 см; по силосному — широкорядный способ сева с междурядьем 70 см.
Наивысшая урожайность сортов зернового сорго с междурядьями 70
см получена с густотой стояния 200 тыс. шт./га, наименьшая — на
* участках с густотой стояния 50 тыс. шт./га.
Необходимо отметить пластичность данных форм сорго. В диапазоне густот (от 100 до 400 тыс. шт./га у М-1119 и ВС-36 и от 100 до 300 тыс. шт./га у сорта Волжское 4) урожайность существенно не изменялась.
Высокая пластичность в урожайности достигается за счет изменения
|| продуктивности и величины метелок при различной густоте стояния.
При сплошном способе сева зернового сорго ВС-36 самая высокая урожайность зерна получена с густотой от 300 до 400 тыс. шт./га. Дальнейшее увеличение густоты стояния привело к значительному снижению продуктивности.
Лучший способ посева сорго в условиях Ростовской области —
широкорядный с междурядьями 70 см (Рекомендации , 1983) Норма высева
при этом дифференцируется в зависимости от наличия влаги и запаса
питательных веществ в почве. Например, на предкавказских черноземах для
t\ низкорослых сортов Скороспелое 89, Хазипс 4 при широкорядном посеве
она составляет 300 — 400, для гибридов Кубанский 10, Зерноград 2 — 150 — 180 тыс. всхожих зерен на гектар.
Широкую маневренность в выборе способа посева и норм высева семян сорго отмечают А.И. Заварзин и А.П. Царев (1989)
Так, согласно полученным ими результатов исследований, для рай
онированных сортов в Саратовской области, сорго при возделывании на
*, зерно и силос больше подходят широкорядные (с междурядьями 70 и 45
см) способы посева, на зеленый корм и сено — рядовой и широкорядный (с междурядьями 45 см) способ.
Густота стояния растений сорговых культур на богаре может быть при возделывании на зерно и пределах от 80 до 300 тыс/га, на силос — от 70 до 400 тыс., на зеленый корм и сено — от 250 до 1600 тыс., при соответствующей корректировке по сортам и с учетом способа посева и зоны.
Норма высева семян на единицу площади зависит от их качества, режимов температуры, влажности поля и других факторов и в среднем составляет примерно 130—180% от требуемой густоты стояния растений.
Установку сеялок на норму высева лучше проводить в стационарных условиях или путем проката сеялки в рабочем режиме по уплотненной земляной площадке с подбором нужного числа высеянных семян на 1 линейный метр рядка.
В засушливых условиях посев зернового сорго следует проводить только широкорядным способом с междурядьем 70 см и густотой стояния растений 200 тыс. шт./га. При расчете нормы высева необходимо делать поправку на всхожесть семян, а также учитывать, что полевая всхожесть их обычно на 20-25% ниже лабораторной. При полевой всхожести сорго в пределах 60-70% норма высева будет 280-300 тыс. всхожих зерен /га.
Оптимальная ширина междурядий зависит и от биологических особенностей выбранного сорта или гибрида. У низкорослых сортов норма высева при рядовом посеве должна составлять 350-400 тыс. всхожих зерен на га и густота стояния растений перед уборкой не должна превышать 200-300 тыс. шт./га.
Высокорослые сорта зернового сорго, имеющие более мощные растения надо высевать широкорядно с нормой высева 200-220 тыс. шт./га (густота стояния растений перед должна составлять 140-160 тыс. /га.)
Согласно рекомендациям (Саратов, 1978) в юго-восточных районах Саратовской области густота стояния растений на семена превышает 80 тыс. шт./га, в Приволжских районах - 80-100 тыс/га, в Правобережных -100-120 тыс. шт./га (с учетом хозяйственной годности семян, полевой
33 всхожести и поправки на изреживание всходов при бороновании норма высева составляет 4,5; 5,6 и 6,7 кг/га (для семян 1 класса посевного стандарта).
Низкорослые сорта зернового сорго типа Скороспелый 89 должны иметь несколько большую густоту стояния: 80-100, 120-50 и 150-200 тыс. шт. растений/га.
Неправильный выбор способов сева и норм высева - наиболее частые причины неудач при возделывании сорго. Так, по данным А.П. Царева, А.И. Заварзина, Е.В. Морозова и др. (1990) при возделывании сорго на зерно лучший способ посева - широкорядный (70 см). Посевы зернового сорго на богаре должны иметь наименьшие значения густоты стояния растений в условиях наиболее засушливых районов: Ал-Гайского, Новоузен-ского, Питерского, Дергачевского и Перелюбского -100 тыс. шт./га.
Предельных значений (180 тыс. шт./га) густоты достигают в четвертой зоне соргосеяния, в которую входят Саратовский, Татищевский, Красноармейский и Воскресенский районы.
Надо иметь в виду, что в полевых условиях для получения оптимальной густоты стояния растений на метр погонный необходимо высевать (с учетом полевой всхожести) 15-25 тыс. шт. вех. семян/га, что соответствует высокой норме (7-10 кг/га).
Для посева сорго указанным способом можно применять различные сеялки, но наиболее качественный посев с междурядьями 70 см дают сеялки точного высева СПЧ - 6 М и СУПН - 8.
Унгенфухт В.Ф. и Волнянский В.П. (1995) на территории НИИСХ Юго-Востока для изучения влияния технологии выращивания на качество семян линий сахарного сорго закладывали опыт на посевах с густотой 10 и 20 растений на 1 м2. Изучение густоты посева показало, что урожай семян был выше при 200 тыс. растений на гектаре (в среднем за три года - на 10-12%).
34 Изучавшиеся нами густоты посева не влияли на сроки созревания, массу 1000 семян, выход и посевные качества их.
На урожай и посевные качества семян заметно влияли сроки уборки. Таким образом, густота посева линий сахарного сорго на семена должна соответствовать 200 тыс. растений на гектар. Убирать ее следует с предварительной десикацией реглоном. Лучшие результаты (24,5 ц/га) обеспечивают применение реглона в фазу восковой спелости зерна и уборке созревших метелок. Сорго на силос
Кинельское 3 - раннеспелый сорт сахарного сорго. Высота растений 180 — 250 см. Отличается хорошей продуктивностью зеленой массы и семчн, высокой сахарностью сочного стебля. Склонен к полеганию, сильно поражается пыльной головней.
Волжское 51 - Среднеранний - продолжительность вегетационного периода ПО - 120 дней. Растения высотой 180 - 190 см, хорошо облиственные. Кустистость средняя - 3-4 стебля на 1 растение. Среднеустойчив к полеганию. Засухоустойчивость высокая. Сорт предназначен для использования на зеленый корм, сенаж и силос. Урожай зеленой массы на богаре в Заволжье 150-160 ц/га, в Правобережье - 180 - 200 ц/га. Семенная продуктивность -12-15цс1га. Устойчив к пыльной головне.
Роль сорговых культур в создании агробиоценозов на деградированных почвах в аридных зонах юго-востока европейской части России
На специальной сессии ученых Россельхозакадемии «Научное обеспечение устойчивого развития сельскохозяйственного производства в засушливых зонах России» (Саратов, 2000) Было отмечено, что в шести экономических районах, где проживает более 70 млн. человек, а площадь земельных угодий составляет 197 млн. га, в последние годы всё резче проявляются процессы, дестабилизирующие развитие сельскохозяйственного производства: часто повторяющиеся засухи, деградация почв антропогенного характера, опустынивание земель, ухудшение экологической ситуации и др.
По данным Антончикова А. Н. и др. (2002), опустынивание затронуло громадные территории Юго-востока России (табл. 1).
Даже такие благополучные в отношении почвенно-климатических условий регионы как республика Татарстан и Самарская область не лишены признаков опустынивания.
Мощный толчок усилению деградации почв, особенно в зоне сухих степей и полупустынь, дала массовая распашка земель, которая разрушила веками сложившийся баланс экосистем. А деградация естественных пастбищ была вызвана экономически и биологически необоснованным увеличением поголовья скота.
Исследованиями С. И. Пряхиной и др.(2001) установлено, что полупустынные районы Саратовской, Волгоградской, Астраханской областей относятся к ареалу низкой биологической продуктивности. Биоклиматический потенциал этих зон не превышает 1,1-1,2, а климатический индекс биологической продуктивности составляет всего 6,0-6,1 балл. Они хорошо обеспечены теплом, но здесь выпадает всего 273 мм осадков, а величина испаряемости превышает их в 3-4 раза.
Всё это приводит к распаду аграрного сектора, ухудшает условия проживания населения, которое мигрирует в более благоприятные районы проживания.
В настоящее время приходит понимание необходимости перехода на деградированных почвах сухих степей и полупустынь на адаптивно-ландшафтные системы земледелия.
Подобные подходы к улучшению сенокосов и пастбищ в полупустыне изучались ещё в 30-ые годы известными учёными: А. Димо, Б. А. Келлер, Б. Б. Польков, В. А. Ковда, И. В. Ларин, Н. В. Орловский, Ф. П. Саваренский, Н. И. Усов и др. (А. Ф. Большаков и др., 19830). Наиболее плодотворно в этом направлении работает Джаныбекский стационар АН РФ, организованный в 1950 г. северной полупустынной части Прикаспийской низменности в 30 км на север от озера Эльтон.
В опытах стационара иногда применялись для тех или иных целей сорговые культуры, но чаще всего в виде кулис. Имея большой опыт работы с этими культурами (более 40 лет), мы считаем, что сорго в силу своих биологических особенностей должно играть более активную роль, как в восстановлении деградированных почв, так и в создании страховых запасов кормов для мясного скота. Следует отметить, что трудно отыскать более универсальную в использовании культуру.
Швейцарский натуралист Альфонс Декандолль (1885) провёл тщательный анализ всех теорий о происхождении сорго, высказанных различными биологами, начиная с К. Линнея. На основании этого анализа, а также собственных исследований, он пришёл к выводу, что родиной сорго может быть только экваториальная Африка. По мнению академика Н. И. Вавилова (1935) культура сорго ведёт своё начало из Африки и Китая, которые он считал самостоятельными очагами происхождения культурных растений. Вторичным очагом возделывания сорго Н. И. Вавилов называл Индию, где оно является одним из важнейших хлебных злаков.
Один из ведущих специалистов по сорговым культурам России Е. С. Якушевский (1964) указывал, что первоначальные виды культурного сорго образовались из диких форм, которые обнаружены в различных районах африканского континента. Поскольку в других районах мира их не найдено, можно с уверенностью называть Африку первичным центром происхождения сорго. Эту точку зрения разделял известный учёный ботаник П. М. Жуковский (1964) и другие.
Анализ большого количества литературных источников по вопросам происхождения сорговых культур, проведённый нами, подтверждает точку зрения А. Декандоля и Н. И. Вавилова.
Рост и развитие сахарного сорго
Начальным показателем формирования густоты стояния растений является полевая всхожесть. Получение дружных и полноценных всходов зависит от сочетания гидротехнических факторов - наличие тепла и влаги в посевном слое.
В наших опытах полевая всхожесть семян у сорго в среднем за 3 года колебалась от 67,7 до 77 % (табл. 3.1).
Низкий процент полевой всхожести в опытах объясняется незначительным для сорго запасов влаги в период посева, а также тем, что в засушливых условиях Нижнего Поволжья быстрое нарастание весенних температур приводит к сильному иссушению верхнего слоя почвы в период посев - всходы, что также отражается на прорастании семян.
Полученные в нашем опыте данные показали интересную закономерность - увеличение нормы высева сорго приводит к некоторому увеличению полноты всходов. Некоторые авторы, также отмечавшие данную особенность прорастания семян сорго, объясняют ее увеличением сосущей силы при посеве большей массы семян, то есть активным «подсасыванием» влаги из нижележащих горизонтов почвы (Ишин А.Г., 1999).
Данные по сохранности растений показывают, что она была довольно высокой - 84,6-91,2%. В значительной степени этот показатель зависел от сочетания ряда факторов - погоды, способа посева и нормы высева. Хотя сорго и отличается высокой засухоустойчивостью, но все же сохранность в среднезасушливом 2003 году была заметно ниже, чем в более влагообеспеченном 2004 году (прилож. 4-6).
Влияние способа посева на сохранность необходимо рассматривать обязательно во взаимоотношении с нормой высева. Так если при сплошном рядовом посеве сохранность растений сорго при высеве 350 тыс. всхожих семян на 1 гектар составляла 91,2%, то при широкорядном посеве (70 см) той же нормой - 86,4%, то есть сохранность растений при их загущении в рядках резко снижается.
Увеличение нормы высева сорго от 350 до 950 тыс. всхожих семян на 1 га приводит к снижению густоты стояния растений в период всходы-кущение в среднем на 22%. В этот период сорго обладает слабой конкурентной способностью против сорняков. В последующие фазы влияния нормы высева на густоту стояния растений, их выживаемость незначительное.
Более значительное выпадение растений сорго - 5-6% наблюдается в вариантах с повешенными нормами высева.
Увеличение ширины междурядий до 70 см при повышенных нормах высева (350, 450 тыс. шт/га) приводит к более значительному выпадению растений - 10-12%, чем в вариантах с более низкими показателями нормы высева (70, 140, 210 тыс. шт. семян на га). Такая же закономерность установлена и при рядовом способе посева.
Оптимальная продолжительность вегетационного периода позволяет сорту наилучшим образом использовать почвенно-климатические ресурсы зоны и в максимальной степени избегать отрицательного влияния неблагоприятных условий. Поэтому установление соответствия сорта любой полевой культуры конкретным экологическим условиям требует обязательного детального изучения вегетационного периода, и не только его общей продолжительности, но и длительности отдельных фаз.
По мнению ряда авторов в южных и юго-восточных районах страны, куда относится Среднее Поволжье, наиболее урожайными являются скороспелые сорта сорго (Унгенфухт В.Ф., Филатов Ф.И.) В то же время по данным ИшинаА.О., В.М. Труновой (2000), в сухостепном Поволжье наиболее урожайны среднеспелые сорта сорго с продолжительностью вегетационного периода 90-110 дней.
В условиях Среднего Поволжья созревания сорго на зерно гарантируется выращиванием только скороспелых и среднеспелых форм.
Рост и развитие сорго сахарного в условиях богары определяют погодные условия. исследований и составляло от 108 до 112 у сорта Кинельское 3, до 115-120 дней у сорта Волжское 51. Самый короткий период вегетации по всем сортам наблюдался в 2004г.
Это обусловлено тем, что срок посева был оптимальным, сумма эффективных температур составила 2370 С (при средней многолетней сумме - 1900 С), количество осадков в период вегетации было равным среднемноголетним данным. В 2004 г. сумма эффективных температур была ниже среднемноголетней и составила 2200 С.
Такие условия обеспеченности теплом, ранний срок посева и резкое понижение температуры после всходов сорго обусловили более продолжительный, чем в 2002г. вегетационный период 120 дней для сорта Волжское 51. Такая же закономерность установлена по другим сортам. Таким образом, на прохождение фаз вегетации большое влияние оказывают погодные условия и сроки посева культуры.
В наших исследованиях значительных изменений в наступлении фаз вегетации густота стояния растений не оказала (табл. 3.4, приложение 4,5,6). Наблюдалась тенденция замедления темпов развития с увеличением густоты стеблестоя. Оптимальное прохождение межфазных периодов в наших условиях отмечается при густоте 200-250 тысяч шт. на га, и при дальнейшем загущении их наступление замедляется. В среднем за годы исследований вегетационный период варьировал от 111 до 121 дня, в зависимости от увлажнения и густоты стояния растений (табл.3.5).
Рост растений отражает сложный комплекс их видовых (сортовых) условий выращивания и поэтому нуждается в уточнении. Темпы роста растений по всем изучаемым сортам сорго характеризуются следующими особенностями (табл. 3.6). Первые 10-15 дней темпы роста растений незначительные и составляют 0,2-0,5 см в сутки. В дальнейшем темпы роста растений в высоту увеличива ются и составляют 3-4 см в сутки. Максимальный прирост растений в высоту начинается за 10-15 дней до выметывания и продолжается 20-25 дней. К концу фазы выбрасывания метелки - цветения прирост растений в высоту прекращается.
Конкурсное сортоиспытание кормового сорго на южном черноземе Правобережья Саратовской области
В соответствии с разработанной нами моделью в 2003-2005 гг. была проведена оценка имевшегося генофонда в конкурсном сортоиспытании. Анализ селекционного материала в 2003-2005 гг. по периоду посев -всходы показал, что достоверных различий по его продолжительности между образцами не наблюдалось. В среднем всходы появлялись на 8-10 день после посева. Но некоторые линии отличались большей дружностью всходов. В какой-то степени это характеризует большую устойчивость их к пониженным температурам в период прорастания семян.
Фаза кущения наступала у всех образцов на 20-25 день после всходов. То есть, и по этому признаку заметной дифференциации не отмечено.
Достоверные отличия по скорости прохождения фенофаз отмечены, начиная с 4 этапа органогенеза.
Образцы силосного сорго различались по длине межфазного периода всходы-вымётывание. Среднее значение за 2003-2005 гг. величины признака колебалось у образцов силосного сорго от 54 до 65 дней (табл. 4.2).
Самый продолжительный период от всходов до вымётывания у большинства образцов был в условиях 2004 года, обеспечивших максимальную высоту растений. Результаты исследований показали, что продолжительность межфазного периода всходы-вымётывание наиболее скороспелых образцов сахарного сорго Волжское 51 (отбор) и Л-16 составила 54 дня, при величине признака у стандарта Кинельского 3-55 дней. Линии Л-5 и Л-9 достигли фазы вымётывания на 56 и 57 день после всходов соответственно, в то время как у более позднеспелого стандарта Волжское 51 величина этого межфазного периода составила 58 дней. Образцы Л-7, Л-8, Л-6, Л-13, Л-14, Л-15 вымётывали на 58 - 59 день, что было на уровне или приближалось к стандарту Волжское 51. Остальные образцы - Л-12, Л-11, Л-10 характеризовались более продолжительным межфазным периодом -61-65 дней.
Изменчивость продолжительности периода всходы - вымётывание в зависимости от сложившихся погодных условий у разных образцов достигала 16 дней (Л-11). У отдельных образцов, таких как Л-12, Л-13, Л-16 этот период практически не варьировал по годам. Наиболее стабильные по срокам прохождения фенофаз образцы, как правило, отличались меньшей вариабельностью и других признаков в годы исследований.
Учитывая большое агротехническое значение темпов начального роста (высота растений через 30 дней после всходов), образцы силосного сорго прошли оценку по этому показателю. По темпам начального роста сорго прошли оценку по этому показателю. По темпам начального роста у силосного сорго отмечена заметная дифференциация. Анализ результатов измерений темпов начального роста сортообразцов силостного сорго показал, что через месяц после всходов высота растений в среднем за 2003 - 2005 гг. колебалась от 34,9 см (стандарт Волжское 51) до 49,9 см у Л-7.
Наибольшей высотой отличались растения в 2005 году. Селекция сортов силосного сорго на скорость начального роста является весьма сложной, хотя наличие нескольких быстрорастущих образцов позволяет надеяться на успешное решение этой задачи. Семь образцов обнаружили высокую скорость начального роста и имели высоту растений через 30 дней после всходов свыше 40 см: Кинельское 3, Л-5, Л-6, Л-7, Л-9, Л-13, Л-16(табл. 4.3).
Интенсивный стартовый рост в начальный период является важным признаком силосного сорго, способствующим эффективной борьбе с сорняками. Самый высокий показатель был у линий Л-5, Л-6 и Л-7 (45,6 -49,9 см), которые превысили скороспелый стандарт Кинельское 3 на 2,2 6,5 см, все остальные образцы уступали ему. При сравнении темпов начального роста в разные годы исследования отмечена разная реакция изучаемых форм на сложившиеся погодные условия. Через 30 дней после всходов в наибольшей степени высота варьировала по годам у Л-5, Л-7, Л-15. Высота растений этих образцов сильно варьировала в годы исследований и в фазу полной спелости (табл.4.4).
В целом все образцы сахарного сорго в фазу полной спелости имели наибольшую высоту растений в 2004 году. В 2005, отличавшимся благоприятными условиями для роста в начальный период, растения в конце вегетации в результате летнее-осенней засухи были ниже. Высота образцов силосного сорго в среднем за 2003-2005 гг. составила 192,1 см (Кинельское 3) - 246,3 см (Л-10). Высокорослыми оказались линии кормового сорго Л-7 (239,1см) и Л-10 (243,3 см). Большинство образцов превосходили стандарт Волжское 51.
Не менее ценным признаком силосного сорго является кустистость, которая способствует повышению урожайности. Общая и продуктивная кустистость изученных образцов силосного сорго варьировала в среднем за годы исследований от 1,4/1,1 у Л-15 до 2,5/2,3 у образца Л-11(табл.4.5).
Наиболее раннеспелый сорт силосного сорго Кинельское 3 в среднем за 2003-2005 гг. имел общую кустистость 1,5, продуктивную- 1,3 стебля с метёлкой на одно растение. Приближались к нему по величине признаков образцы Л-10, Л-12, Л-14. Два образца кустились ещё меньше и имели отношение общей и продуктивной кустистости 1,4/1,2 у Л-7 и 1,4/1,1 Л-15. Большая часть изученных образцов отличилась повышенной кустистостью, и приближались по величине признака к стандарту Волжское 51, имевшему соотношение общей кустистости к продуктивной кустистости: 2,4 / 2,0. Среди изученных образцов выявлен наиболее кустящийся - Л-11, который превзошёл стандарт Волжское 51 по общей и продуктивной кустистости.
Особенности и развитие сахарного сорго в зависимости от нормы высева и способа посева
Процесс создания урожая сорго складывается из поэтапного формирования таких важнейших показателей, как число растений и побегов площади к моменту уборки, облиственность растений их общая масса и метелки. Только на основании количественной и качественной характеристики этих элементов продуктивности можно дать заключение об эффективности того или иного агротехнического приема. Проведенные исследования позволили точно установить параметры элементов продуктивности у сорта сорго Волжское 51 при изменении способа посева и нормы высева от 350 до 950 тыс. штук при рядовом способе посева и от 70 до 350 тыс. штук при широкорядном (70 см).
Продуктивность растений сорго в посевах находится в большой зависимости от количества сформировавшихся зерен. Данные исследований показывают, что число зерен на растении - это один из наиболее вариабельных элементов структуры урожая сорго. Потенциальная способность сорго формировать цветки и зерна очень высока, но ее реализация существенно зависит, как от сочетания экологических факторов, так и применяемых приемов агротехники.
Однако в посевах сорго очень часто биологическая урожайность резко отличается от хозяйственной. Дело в том, что большое технологическое значение при уборке сорго имеет созревание семян в метелке. Наши опыты показали, что с увеличением норм высева разница в созревании семян в различных частях метелки. Это объясняется тем, что загущении посевов происходит конкуренция отдельных растений в борьбе за свет. Растения больше затеняют друг друга. В результате чего они больше кустятся происходит наибольший рост их в высоту и темпы налива и созревания семян снижаются.
В разреженных же посевах создаются лучшие условия освещения растений. Рост узловых побегов в значительной степени замедляет рост главного стебля. Растения отличаются большей облиственностью, но меньшей высотой и более равномерно идет формирование и налив семян в метелке при оптимальной структуре различных элементов продуктивности сорго.
С увеличением густоты стояния растений снижалась кустистость, масса зерна с 1 метелки, масса 1000 зерен (табл. 5.3). Так на вариантах рядового посева (среднее за 2003 - 2005г) масса зерна с 1 метелки колебалась от 8.31г при густоте 350 тысяч растений на 1 га до 2,32г при густоте стояния растений 950 тыс. на га. Такая же зависимость была отмечена и при широкорядном способе посева обеспечивая образование массы зерна с 1 метелки 25,77 при густоте стояния растений 70 тыс. до 9,66 (350 тыс. растений на 1 га).
Таким образом, наши многолетние исследования позволили установить оптимальный вариант посева сорго сахарного при выращивании на зерно (табл.5.4) в Саратовском Правобережье применение ширины междурядий 15 см и нормы высева 350 - 450 тыс. всхожих семян на 1 га (10 кг/га), который обеспечивает максимальную урожайность зерна - 3,46 - 3,50 т/га соответственно. При посеве с шириной междурядий 70 см наиболее эффективно применение нормы высева 140 тыс. всхожих семян на 1 га (15 кг/га) - обеспечивает получение 4,10 т/га зерна. Применение нормы высева более 210 тыс. всхожих семян на га при ширине междурядий 70 см для сорго сахарного Волжское 51, является также оптимальной, так как она формирует урожайность не уступающей нормевысева семян 140 тыс. на га.
В результате вышеизложенного можно сделать следующее заключение.
Максимальная урожайность зерна сахарного сорго получен при рядовом способе посева с междурядиями 15 см и нормой высева 350 - 450 тыс. всхожих семян на 1 га - 3,52 т/га. Высокую урожайность обеспечивает оптимальное сочетание ширины междурядий и нормы высева. Семян на 1 га) - 3,36 т/га.
При возделывании на семена лучшим способом посева является широкорядный с междурядьями 70 см и густотой стояния растений 140 и 210 тыс. на 1 га. Урожайность зерна в среднем за 3 года составила 4,1 -4,03 тыс. с га соответственно тогда как при густоте 350 тыс. - 2,91, а урожайность всей массы при густоте стояния растений 140 тыс. на га. составила 53,98, что на 23,82 выше, чем при 350 тысяч растений на гектар.
На рядовых посевах лучшая урожайность была сформирована при густоте стояния растений 350 и 450 тыс. на гектар составила 3,46 и 3,50 соответственно при общей урожайности всей массы 35,64 и 35,70 т/га. Наивысшее отношение зерна к листостебельной массе отмечено на вариантах 750 тыс. Растений и составило 1: 13.7 при рядовом посеве и 1: 10.8 при посеве широкорядным способом с междурядьями 70 см и густотой стояния растений 140 тыс. на 1 га.
