Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы по культуре чумизы в одновидовых и поливидовых посевах 7
1.1. Краткая история культуры, значение и морфобиологические ее особенности 7
1.2. Исследования и опыт создания высокопродуктивных посевов в различных почвенно-климатических условиях 14
1.3. Технологические особенности и перспективы просовидных культур в условиях сухостепной зоны Поволжья 22
1.4. Роль микроэлементов и биологических препаратов в формировании урожайности сельскохозяйственных культур 25
2. Агроклиматические и почвенные ресурсы степной и сухостепной зон поволжья и саратовской области ... 33
2.1. Климат и сравнительная потенциально возможная;урожайность, чумизы и традиционных просовых культур 33
2.2. Почвенные ресурсы и их соответствие биологическим потребностям чумизы 41
3. Методика и условия проведения исследований... 48
3.1. Схемы опытов и объекты исследования 48
3.2. Методика проведения учетов и наблюдений 50
3.3. Условия проведения полевых экспериментов 54
4. Морфобиологические основы создания продуктивных агроценозов чумизы при разных сроках, способах и нормах высева 61
4.1. Полнота всходов и выживаемость растений 63
4.2. Динамика роста и продолжительность вегетации 71
4.3. Фотосинтетическая деятельность и прирост биомассы 76
4.4. Репродуктивный потенциал и степень его реализации 90
5. Агробиологическая адаптивность чумизы в одновидовых и поливидовых посевах и формирование элементов их продуктивности 98
5.1. Формирование структуры урожая при разных сроках, способах и нормах высева и различных соотношениях компонентов в смесях 100
5.2. Динамика химического состава и энергетическая питательность зерна и кормовой массы 111
6. Урожайность чумизы в одновидовых и поливидовых посевах в зависимости от сроков, способов и норм высева и их оптимальные агротехнические параметры 119
6.1. Сроки посева 119
6.2. Способы посева 124
6.3. Нормы высева для о дновидовых посевов 129
6.4. Соотношение компонентов в поливидовых посевах с чумизой... 134
6.5. Влияние защитно-стимулирующих препаратов на урожайность чумизы и ее кормовые достоинства 138
7. Биоэнергетическая оценка и экономическая эффективность агротехнических приемов выращивания чумизы в одновидовых и поливидовых посевах 153
Выводы 164
Предложения производству 168
Список литературы 170
Приложения 189
- Исследования и опыт создания высокопродуктивных посевов в различных почвенно-климатических условиях
- Климат и сравнительная потенциально возможная;урожайность, чумизы и традиционных просовых культур
- Методика проведения учетов и наблюдений
- Фотосинтетическая деятельность и прирост биомассы
Введение к работе
Актуальность работы. Чумиза — Panicum italicum (итальянское, китайское или головчатое просо) является ценной и перспективной культурой для засушливого степного Поволжья, что обусловлено весьма высоким биологическим потенциалом растения, универсальностью его использования, неприхотливостью к условиям произрастания, отличными кормовыми достоинствами зерна и зеленой массы. Являясь более теплотребовательной культурой, чем кукуруза, чумиза обладает сравнительно большей засухоустойчивостью и меньшей требовательностью к почвенным условиям.
Урожайность зерна чумизы в условиях сухостепного Заволжья на темно-каштановых почвах в среднем за годы испытаний (2005-2007 гг.) составила 2,2 т/га, в отдельных хозяйствах, культивирующих головчатое просо, урожайность зерна культуры достигает 2,8-3,2 т/га и более, а урожайность зеленой массы 25,2-28,4 т/га. К сожалению, эта уникальная культура мало распространена и в большинстве случаев ее урожайность в производственных посевах далеко не соответствует ее биологическому потенциалу, что свидетельствует о недостаточной изученности агробиологических свойств культуры, отсутствии сортового разнообразия и эффективных, конкретизированных агротехнологий ее выращивания.
Развитие устойчивого и эффективного отечественного кормопроизводства с учетом требований продовольственной и экологической безопасности страны предполагает максимальное использование биологического продуктивного и средообразующего растительного потенциала и совершенствование технологии создания высокопродуктивных кормовых агроценозов (А.С. Шпаков, Д.В. Якушев, ВНИИ кормов им. В.Р.Вильямса). В этом отношении исследования биологических особенностей чумизы в конкретных почвенно-климатических условиях и разработка основных элементов технологии ее возделывания, направленных на формирование максимальной урожайности зерна и зеленой массы вполне актуальны и своевременны.
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке и научном обосновании основных агротехнических приемов формирования вы-
сокопродуктивных агроценозов чумизы (оптимальных сроков, способов, норм высева и применения ростостимулирующих препаратов в предпосевной обработке семян) в одновидовых и поливидовых посевах в условиях сухостепной зоны Саратовского Заволжья, способствующих получению урожаев зерна не менее 2,5-3,3 т/га и зеленой массы — до 35-40 т/га и более.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
провести сравнительную оценку продуктивности чумизы, проса и суданской травы;
изучить особенности роста и развития чумизы в одновидовых и поливидовых посевах в зависимости от сроков, способов, норм высева и соотношения компонентов в смешанных агроценозах;
определить оптимальные агробиологические параметры высокопродуктив--ных агроценозов чумизы в чистых и смешанных посевах;
изучить фотосинтетическую деятельность чумизы в зависимости от усло-г вий и приемов выращивания;
выявить эффективность предпосевной обработки семян чумизы ростости-мулирующими препаратами;
провести анализ биоэнергетической и экономической эффективности рекомендуемых технологических агроприемов выращивания чумизы на зерно и зеленую массу в одновидовых и поливидовых посевах.
Практическая значимость работы. Внедрение усовершенствованных и разработанных приемов выращивания чумизы в одновидовых и поливидовых посевах обеспечивает в условиях сухостепной зоны Саратовского Заволжья формирование урожайности зерновой продукции на уровне 2,85-3,35 т/га и высококачественной зеленой массы - 36,0-41,5 т/га с экономическим эффектом: условно чистым доходом до 8032 руб. с 1 га и уровнем рентабельности до 171%.
Основные положения, выносимые на защиту:
- результаты сравнительной оценки продуктивности чумизы, проса и судан
ской травы в условиях сухостепной зоны Саратовского Заволжья;
особенности роста, развития и продуктивность чумизы в зависимости от основных элементов технологии возделывания - сроков посева, способов и норм высева семян, применения ростостимулирующих препаратов в предпосевной обработке семян;
показатели фотосинтетической продуктивности чумизы в одновидовых и поливидовых посевах;
биоэнергетическая оценка и экономическая эффективность агротехнических приемов возделывания чумизы.
Научная новизна исследований. Впервые на темно-каштановых почвах сухо-степной зоны Саратовского Заволжья изучен ход продукционных процессов чумизы в одновидовых посевах, определены оптимальные параметры сроков, способов и норм высева культуры при выращивании на зерно и зеленую массу, установлено оптимальное соотношение компонентов в смешанных посевах с чумизой.
Реализация результатов исследований. Результаты научных исследований по срокам, способам и нормам высева:чумизы прошли производственную проверку на полях Краснокутского и Федоровского районов Саратовской области на площади 120 га, а также используются в учебном процессе кафедры ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И.Вавилова».
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов СГАУ им. Н.ИіВавилова (Саратов, 2005-2008 гг.), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 119-й и 120-й годовщинам со дня рождения Н.И.Вавилова (Саратов, 2007).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 1 статья в журнале по перечню ВАК РФ. Список опубликованных работ приводится в автореферате, все работы включены в диссертацию в список использованной литературы.
Исследования и опыт создания высокопродуктивных посевов в различных почвенно-климатических условиях
До 50-х годов прошлого столетия наибольшее распространение посевов чумизы на территории бывшего Союза было сосредоточено на приусадебных участках. Таким способом ее культивировали в Курской, Воронежской, Липецкой областях, в Казахстане и на Украине. Незначительное производственное значение чумиза имела лишь на Северном Кавказе, Дальнем Востоке, в южных районах Сибири, в Грузии и в республиках Средней Азии. В 50-х годах ее посевы стали внедряться в колхозно-совхозное производство на Украине, Кубани, в Крыму, в Ставропольском крае, в Воронежской и Курской областях. По сведениям А.А. Ритуса (1952), уже в 1950 году под посевами чумизы насчитывалось несколько сот тысяч гектаров.
Опыт возделывания чумизы в более широких масштабах свидетельствовал о возможности ее производства в различных почвенно-климатических условиях, но требовал отбора форм и создания сортов с менее продолжительной вегетацией, приспособленных к использованию в различных направлениях на зерно, зеленую массу, сено, силос, в основных, промежуточных посевах, в одновидовых и поли-видовых агрофитоценозах. Ею стали заниматься опытные станции Кубани, Башкирии, Куйбышевской, Саратовской, Сталинградской и других областей страны.
На Краснодарской государственной селекционной станции чумизу стали изучать в качестве покровной культуры для многолетних трав. Эксперимент тальные посевы чумизы осуществляют на опытных полях Саратовского и нсти-тута земледелия: Юго-Востока, опытных сельскохозяйственных станциях об-,; ласти (Краснокутской с.-х. опытной станции, Балашовской с:-х. опытной станции, Саратовской областной с.-х. опытной станции и др.).
Сравнительное изучение продуктивности разных видов кормовых культур позволило выявить значительное преимущество чумизы перед традиционными культурами: урожайность ее зеленой массы и сена в среднем за ряд лет составила 18,7 и 5,2 т/га соответственно (П.З. Смирнов, 1950; А.И. Смирнов, 1952; Л.И. Казакевич, 1952; труды и отчеты опытных сельскохозяйственных станций). На Балашовской сельскохозяйственной опытной станции урожайность сена чумизы достигала 6,41 т/га, оно охотнее поедалось животными, чем сорго-вое и могаровое. Биологические особенности и агротехнику культуры изучают на Камышинской государственной селекционной станции. Ученые определяют степень ее засухоустойчивости, отношение к теплу и свету, изучают корневую систему и основные приемы агротехники: нормы высева, сроки и способы посева (Е.Т. Вареница и А. Шаповал, 1950; Е.Т. Вареница, 1953; Е.Т. Вареница, Н.Н. Коровин, 1953 и др.). С первых лет возделывания чумизы в Сталинградской, ныне Волгоградской области ее урожайность зерна в производственных условиях колебалась от 1,5 до 3,0 т/га, в хозяйствах Харьковской области достигала 4,0-4,5 т/га, превышая урожайность проса в 2,2-2,6 раза, причем большинство исследователей отмечали высокую устойчивость культуры против осыпания, ее неприхотливость к условиям произрастания и высокие кормовые качества.
Во всех районах возделывания чумиза обеспечивала высокие урожаи сена и зеленой массы с более высоким содержанием протеина, чем в кормах сорго и проса.
Ученые Украинского филиала ВНИИ кормов им. В.Р.Вильямса изучали чумизу в зеленом конвейере в смеси с викой, испытывали культуру в пожнивных посевах, как источник дополнительных урожаев сена и зеленой массы (И.Я.Тараненко, 1950).
Исследователи выявили высокий коэффициент семенного размножения чу- = мизы. Так, .при средней норме высева чумизы на семенные цели 8-10 кг/га и среднем урожае зерна-на семенныхпосевах 3,0гЗ,5т/га, появилась возможность таким количеством семян засевать до 300-400 та кормовых угодий. Эта особен-.; ность культуры чумизы позволяет быстро наладить ее семеноводство и в короткий период значительно расширить ее посевные площади.
В зоне каштановых почв Саратовского Заволжья урожайность чумизы в условиях весьма контрастных первых лет испытания (1954-1959) составила 2,87 т/га сена (К.В.Ливанов, 1967), несколько раньше на Безенчукской опытной станции урожайность сена чумизы составила 3,92 т/га (В.Ф.Быстриков, 1951; Н.П.Обыденов, В.Ф.Быстриков, 1948). Исследователи отмечали, что чумиза уступает по продуктивности таким культурам, как суданская трава и могар, однако при более поздних сроках использования ее посевов в зеленых и сырьевых конвейерах она представляет большой интерес в обеспечении животных сочным зеленым кормом.
Н.Н.Ельчанинова (1973), анализируя ход ростовых процессов у чумизы, выявила, что в годы с прохладной весной или в годы с дефицитом почвенной влаги во второй половине лета культура отличается более высокой интенсивно . . . . . стью прироста надземной массы, по сравнению с могаром. В благоприятные годы темпы роста и прироста надземной массы у могара выше, чем у чумизы. Благодаря этим особенностям, а также разным срокам использования, могар и чумиза в зональном разрезе могут удачно дополнять друг друга.
Исследователь сообщает, что более продолжительный период вегетации позволяет чумизе лучше использовать благоприятные условия III декады июля и начала августа и к укосной спелости формировать урожай зеленой массы выше, чем могар.
На основных сенокосных посевах исследователь рекомендует производить косьбу чумизы в фазе выметывания, так как получаемый недобор урожая, получаемый при укосе в фазе выхода в трубку, не компенсируется за счет отавы (Н.Н.Ельчанинова, 1973). Более эффективным приемом удлинения периода использования посевов чумизы исследователь считает высев культуры в два срока: обычный и через 15 дней.
Второй: срок посева позволяет более тщательно очистить поле от сорной растительности а более высокий температурный режим обеспечивает активное развитие растений культуры. Такое маневрирование сроками посева позволяет в условиях Среднего Поволжья формировать более устойчивые урожаи кормовой массы чумизы.
Климат и сравнительная потенциально возможная;урожайность, чумизы и традиционных просовых культур
В каждой географической зоне и даже в каждом ландшафте наблюдается довольно четкое сочетание климата, водного режима, растительности, почв и рельефа. В.В.Докучаев (1900) впервые высказал мысль о том, что характер географического ландшафта в значительной мере зависит от распределения тепла и влаги.
Позднее А.А.Григорьев (1954) создал учение об определяющей роли балансов тепла и влаги в развитии географической среды, а В.Р.Волобуев (1958) сформулировал периодический закон географической зональности.
По современной системе природно-сельскохозяйственного районирования земельного фонда страны (Москва: Агропромиздат, 1986) территория Саратовской области входит в Поволжский регион и включает степнуюзону южнорусской степной провинции; и сухостепную — заволжской сухостепной провинции, которые характеризуются фациальными особенностями почвенного покрова, нарастанием континентального климата, суровости и бесснежности зим, изменениями в тепло- и влагообеспеченности вегетационного периода, гидротермического режима почвы и биологической продуктивности.
Степная и сухостепная зоны Поволжского района, простираясь на расстояние свыше 1000 км с севера на юг и с запада на восток, отличаются разнообразием почвенно-климатических условий и природных ландшафтов. Они подчинены общей географической закономерности: по мере продвижения с северо-запада на юго-восток возрастает засушливость климата, резко возрастает испаряемость, а гидротермический коэффициент (ГТК) изменяется от 1,0-1,1 в северо-западных районах региона до 0,30-0,35 - в южных.
В системе природно-сельскохозяйственного районирования территория Поволжского района подразделяется на пять зон: лесостепную, степную, сухо-степную, полупустынную и пустынную (М.: Агропромиздат, 1986). Степная зона Поволжья простирается по территории Волгоградской, Пензенской, Саратовской, Самарской областей и Предкавказским степным провинциям Калмыкии.
В зону засушливой черноземной степи входят северные районы Волгоградской области с черноземными почвами, центральная и южная части ее Правобережья, а также северные районы Заволжья Саратовской и южные районы Самарской областей. Сухостепная зона охватывает Манычско-Донскую провинцию Волгоградской области, Заволжскую сухостепную провинцию Саратовской области и территорию трех административных районов Калмыкии. К пустынной степи относят Астраханскую область, часть южных районов Правобережья и преобладающую часть Заволжья Волгоградской области, крайние юго-восточные районы Заволжья Саратовской области. Долиной реки Волги и линией Ергенинских высот эта территория расчленяется, на две обособленные части - западную и восточную, резко различающихся между собой по абсолютным высотам и рельефу, по геологическому строению и климатическим условиям, равно как и по растительному покрову. На территории юго-восточного Поволжья наблюдается падение высот в направлении к югу и юго-востоку, более сильно выраженное для Заволжья и южного При-волжья, и менее резко - для нагорного правобережья Волги, где приволжская полоса остается на всем протяжении доминирующей над западными окраинами. Саратовская область расположена в центральной части Поволжья. Протяженность ее с севера на юг составляет 350 км и с запада на восток 600 км. Территория области длится рекой Волгой на две части Правобережье и Левобережье. Вся территория области занимает площадь 100,2 тыс. км2. Саратовская область, как и вся территория юго-восточной степной, зоны Поволжья крайне неоднородна в почвенном и климатическом отношении. Климат области — континентально-засушливый. Континентальность климата, возрастая с северо-запада на юго-восток, наиболее ярко проявляется в Левобережье. Количество осадков невелико. Годовая сумма осадков в районах Пра вобережья 400-460 мм, в Левобережье - 275-360 мм. Наибольшее их количество выпадает в теплую часть года (около 300 мм в Правобережье, 165-230 мм в Левобережье). Высокая испаряемость осадков - одна из причин больших непроизводительных расходов влаги, поэтому накопление и сбережение влаги - главная задача земледелия. Для характеристики увлажненности территории применяется условный баланс влаги - гидротермический коэффициент (ГТК). По Г.Т.Селянинову ГТК -это отношение суммы осадков к сумме активных температур воздуха (выше 10С) за определенный период вегетации, умноженное на 10. Лесостепная зона на оподзоленных и выщелоченных черноземах относится по степени увлажнения к слабо засушливой, где ГТК колеблется в пределах 0,8-0,9; территория степной зоны с обыкновенными и южными черноземами относится к засушливой зоне по увлажнению, где ГТК колеблется от 0,65 до 0,9; сухая степь на темно-каштановых и каштановых почвах по степени увлажнения относится к очень засушливому региону, где ГТК составляет 0;5-0,65 и полупустынно-степная природная зона - сухая зона по степени увлажнения, где гидротермический коэффициент менее 0,5. Область располагает большими тепловыми ресурсами. Продолжительность безморозного периода 130-165 дней. Сумма положительных температур воздуха за период с температурой выше 10С (сумма активных температур) составляет 2400-3000С, что позволяет возделывать большой набор сельскохозяйственных культур.
Весной самые поздние заморозки наблюдаются в первой декаде июня, в долине Волги - во второй и третьей декадах мая. Осенью самые ранние заморозки в Левобережье могут быть в первой декаде сентября, в Правобережье — во второй декаде сентября. Из-за недостатка влаги значительная часть термических ресурсов недоиспользуется и даже при полном использовании весенних запасов влаги в метровом слое почвы разрыв между испаряемостью и имеющимися ресурсами влаги составляет от 400 до 500 мм, а в засушливые годы значительно больше. Частая повторяемость засух и суховеев — главная особенность климата. Засушливые годы составляют около 53%, с колебаниями по зонам от 82 на юго-востоке до 26% на северо-западе. В годы интенсивных засух число дней с относительной влажностью воздуха ниже 30% за май-июль колеблется по области от 40 до 75, в благоприятные по увлажнению годы их число снижается до 10-30. Известно, что только при влажности метрового слоя почвы около 100-125 мм (65-70%) НВ) полностью устраняется вредное действие суховеев на полевые сельскохозяйственные культуры. Повторяемость запасов продуктивной влаги более 150 мм, то есть высокого увлажнения почвы, случается в северных районах Левобережья 1-3 раза в десять лет, в центральных и юго-восточных районах в 6-18%) лет.
Методика проведения учетов и наблюдений
Б.А.Доспехова (1985) методами дисперсионного и корреляционного анализов на ПЭВМ с использованием Excel 97, Statistica 6.0. Полученный цифровой ма териал находится ВІ пределах достоверности; биоэнергетическую оценку ю экономическую эффективность, технологиче ских приемов выращивания чумизы, суданской травы и проса проводили по со ответствующим методикам Всероссийского института кормов имени В.Р.Вильямса (1989, 1995) и ВАСХНИИЛ (1983, 1989). Исследования выполнены автором работы. В проведении учетов и наблюдений принимали участие студенты дипломники СГАУ им. Н.И.Вавилова. 3.3. Условия проведения полевых экспериментов Полевые исследования проводились с 2005 по 2007 гг. Территория землепользования ООО «Александрия» расположена в центральной левобережной микрозоне Саратовской области в 30 км от районного центра г. Красный Кут. Для условий хозяйства при сумме температур более 10С - 2000С и сумме годовых осадков 283-330 мм, коэффициент биологической продуктивности равен 0,93, а БКП 2,69. При данном значении БКП климатически обеспеченный урожай озимой пшеницы составляет 3,36 т/га, а кукурузы на зерно — 4,0 т/га. Наиболее распространенные на территории почвы — темно-каштановые среднемощные, частично слабосмытые. Половина площади пашни подвержена слабой водной эрозии, другая - дефляционно-опасная. Обработка почвы в системе севооборотов должна быть направлена на накопление, сохранение и рациональное использование влаги. Снегозадержание следует проводить посевами кулис, установкой щитов, полосным уплотнением снега. Для улучшения структуры почвы, ее плодородия необходимо вносить органические удобрения, измельчать при уборке урожая солому и разбрасывать ее по полям, вводить в структуру посевных площадей зернобобовые культуры и бобовые травы. Мощность гумусового горизонта здешних почв составляет 0,28-0,32 м, а содержание гумуса в слое 0-0,20 м - 2,6-3,05%. С увеличением глуби-, ны данный показатель уменьшается до 2,0-2,25% в слое 0,2-0,25 м и до 1,35-1,86% в слое 0,35-0,50 м. Гидролизуемого азота (по Тюриной и Коноповой) - 3-3,5 мг на 100 г почвы, подвижного фосфора (по Мачигину) — 2,2-4,4 мг на 100 г почвы; доступного калия (из 1%-ной углеаммонийной вытяжки) — 35 мг на 100 г, рН водной: натяжки - 7,4. Гранулометрический состав каштановых почв- характеризуется; наличием значительного количества глинистых частиц (5,26-60,7%). Содержание водорастворимых солей - 0,109-0,212%). Грунтовые воды на территории хозяйства залегают на глубине 15-18 м. Воды слабосоленые. Почвопоглотительная способность темно-каштановой почвы опытного участка невелика. Сумма поглощенных оснований в верхней части профиля составляет 28,2-28,7 мг-экв. на 100 г почвы. Среди поглощенных оснований преобладает кальций, которого в горизонте А содержится до 77,2% от суммы поглощенных оснований. Содержание магния — 20,7-23,5%. На долю натрия приходится не более 3,1-3,6%, что характеризует почвы как слабосолонцеватьте. Район проведения полевых экспериментов характеризуется вполне благоприятными световыми и тепловыми условиями. Ранее было отмечено, что местный климат, как и всей сухостепной зоны Поволжья - сухой, резко континентальный. Среднегодовое количество осадков — 320 мм. Основные агроклиматические показатели за годы проведения исследований представлены в табл. 1 и 2. Они свидетельствуют о неустойчивости погодных условий по годам, месяцам и декадам, и, что за рассматриваемый период - 2005-2007 гг., напряженность факторов была весьма различной, погодные условия отличались существенным разнообразием, но в целом они были характерными для сухостепного Саратовского Заволжья. Для оценки условий увлажнения использовали такой показатель как ГТК (отношение суммы осадков к сумме активных температур с коэффициентом 0,1), который определяли по формуле: По температурному фактору наиболее благоприятным оказался 2007 год. В апреле месяце среднесуточная температура воздуха на 4,4С превышала средний многолетний показатель, что способствовало более быстрому прогреванию почвы. В мае и июне устанавливалась температура воздуха, не превышающая среднемноголетнюю норму. Самая высокая среднесуточная температура воздуха была зафиксирована во второй и в третьей декадах июля, она составляла соответственно 27,1 и 28,8С, что было выше нормы на 4,6 и 6,3С. Август оставался достаточно жарким, среднесуточная температура воздуха во второй декаде составляла 26,3С, что на 5,8С превышало среднемесячную норму. Температура воз духа, в осенний период существенно не отличалась от сред-немноголетних показателей. Так, за сентябрь месяц;среднесуточная-температу-ра воздуха составила 16,6С при среднемноголетней норме 15;4С и.в октябре -7С при среднемноголетней норме 8,1С. Весьма контрастным годом по температурному режиму был 2005 год. Среднесуточная температура апреля на 3,6С превышала среднемноголетнюю норму, сравнительно теплой погодой отличалась третья декада апреля, когда среднесуточная температура воздуха составила 15,9С, что создавало благоприятные температурные условия для посева опытных культур, в том числе и чумизы. Однако май месяц оказался прохладным, среднесуточная температура в первой декаде оказалась на 6,7С ниже среднемноголетней нормы, еще прохладнее было во второй декаде мая, когда среднесуточная температура воздуха снизилась до 8,5С, что не могло не сказаться на развитии всходов чумизы и способствовало значительной засоренности ее посевов. В третьей декаде мая происходит резкое повышение температуры до 17,1 С, т.е. достигает средней многолетней нормы. В июне температурный режим находится в пределах показателей средней многолетней нормы. В июле и августе среднесуточные температуры превышают многолетние: в июле на 1,9С, а в третьей декаде месяца на 4,6С; а в августе - в среднем за месяц среднесуточная температура превышала многолетнюю норму на 3,4С, а в первой декаде - на 4,8С.
Условия температурного режима 2006 года складывались почти в соответствии с многолетними средними нормами. Из анализируемых лет апрель 2006 года был самым холодным, его среднесуточная температура в третьей декаде месяца оказались на 2,4С ниже, чем в 2005 году и на 4,9С ниже среднесуточной температуры 2007 года. Майские температуры были ниже (на 2,0С) средне-многолетних норм и значительно превышали среднесуточные температуры первой и второй декад мая 2005 года. В июне температурный режим сложился в пределах средней многолетней нормы, июль отличался знойной и очень жаркой погодой. В отдельные дни температура воздуха превышала 36-37С, а на поверхности почвы достигала в полуденные часы 48-50С. Август и сентябрь по температурному режиму были почти в пределах сред-немноголетней нормы (см.табл. 1). По количеству выпавших осадков за теплый период года (апрель-октябрь) наиболее благоприятным был 2006 год, количество осадков было почти на уровне среднемноголетних норм на протяжении всего периода вегетации (табл.2).
Фотосинтетическая деятельность и прирост биомассы
Наименьшей общей выживаемостью отличались варианты с наибольшим загущением посевов при высеве. Это варианты обычного рядового посева с нормой высева 3,5 млн всхожих семян на 1 га, где она составила всего 57,8%. За весенне-летний период, как показали наши исследования, гибель высеянных всхожих семян и растений чумизы достигала 33,4-42,2%.
Сохранность или выживаемость растений за период от полных всходов до уборки урожая в среднем за три года испытаний колебалась от 76,1 до 88,2%, при этом выявлена тенденция снижения показателей сохранности растений с увеличением нормы высева. Так, при обычном рядовом посеве с повышением нормы высева с 1,5 млн/га всхожих семян до 3,5 млн сохранность растений в среднем за годы испытаний снизилась с 86,5 до 76,1%, на варианте рядового посевах междурядьями 30 см — с 88,2 до 80,2%, а на широкорядном посеве - с 84,6 до 78 2%. Наибольшая; сохранность растенийот всходов до уборкиурожая отмечена в 2006 году, который: отличался более благоприятными условиями по водообеспеченности. Таким образом, влияние на полевую всхожесть семян, на процесс формирования всходов и на дальнейшее развитие растений во все фе-нопериоды, вместе с почвенными, температурными условиями и водообеспе-ченностью значительное влияние оказывают и агротехнологические воздействия, которые сказываются и на общей выживаемости растений и на формировании полноценных всходов.
Жизненный цикл растений, общая его продолжительность, длительность отдельных этапов органогенеза, габитус, размеры и число органов для того или иного вида культуры характеризуются относительным постоянством. В то же время, все эти признаки подвержены изменчивости в зависимости от разнока-чественности потомства и варьирующих условий среды.
Нельзя не согласиться с И.Г. Серебряковым (1962), что морфологические признаки растений, как в фокусе, отражают их приспособленность ко всему комплексу не только географических, почвенно-климатических факторов, но и агротехнических операций.
Вегетационный период чумизы, как и других мятликовых культур, исчисляется временем от посева до уборки урожая (фазы спелости растений для той или иной цели использования).
На протяжении вегетационного периода в растениях культуры осуществляются процессы питания, обмена веществ, синтеза. На их основе происходит рост и развитие растений - увеличение их размеров и массы, сопровождающиеся новообразованием веществ, тканей, органов и т.д.
Проведенные нами фенологические наблюдения показали изменчивость вегетации и продолжительности отдельных межфазных периодов в зависимости от метеорологических условий года, густоты посева, способа размещения растений, срока посева, соотношения и видов компонентов в смешанных посевах. И, в первую очередь, было выявлено; что продолжительность межфазных периодов чумизы, в зависимости от- складывающихся; метеорологических условий подвержена значительным колебаниям.
В наших опытах единичные всходы чумизы при сравнительно ранних сроках посева появлялись на 6-8 день после посева. При сравнительно более высокой температуре посевного слоя почвы единичные всходы чумизы появлялись на 6-й день после посева (12,6С; 2007 г.), а при сравнительно более низком температурном режиме (8,8С; 2006 г.) всходы единичные обнаруживались на 8-й день после посева. В дальнейшем, при благоприятных условиях - наличии достаточного количества влаги и температуре +12-14С, в течение 8-10 дней формируются полные всходы. Ранее мы отмечали, что всходы чумизы менее чувствительны к поздним весенним заморозкам, чем просо, и кратковременное понижение температуры воздуха до 0С и ниже задерживает развитие всходов, но не убивает их. Длительная сырая и холодная погода вызывает загнивание набухших или проросших семян, вследствие чего их полевая всхожесть снижается на 20-25%. Признаки кущения у отдельных растений чумизы появляются на 15-16-й день, а полное фиксирование фазы приходится на 18-20-й день после появления всходов. На зародышевом стебельке образуются подземные узлы, из которых к фазе кущения самый близкий узел к поверхности почвы превращается в узел кущения. Образовавшиеся узловые корни быстро распространяются в глубину почвы и разрастаются горизонтально вокруг растения. Узловая корневая система чумизы интенсивно развивается вплоть до фазы образования соцветий. По данным Л.И. Казакевича (1951), корневая система чумизы проникает в почву на глубину до 2 м. Сама корневая система культуры состоит из большего количества корневых тяжей и корневых мочек.
В период выметывания суточный прирост корней культуры в длину достигает 4-6 см. Наибольшая глубина проникновения корней чумизы в почву отмечена в условиях 2006 н., когда она составляла более 120 см. В засушливые 2005 и 2007 гг. глубина проникновения корней чумизы в почву не превышала 68-70 см, что- свидетельствуют о зависимости глубины проникновения:: корней культуры в почву от наличия в ней доступной влаги (более 10% от абсолютно сухой навески почвы).
В первый период вегетации (до начала кущения ив первый период кущения) рост надземных органов растений проходит очень медленно, что связано с активным развитием в этот период корневой системы культуры (табл. 8 и рис. 1).
В наших опытах корневая система чумизы к фазе начала трубкования проникала в почву на глубину до 48-52 см, тогда как высота стеблестоя находилась в пределах 20-24 см. В первой декаде июля, к фазе начала выметывания, темпы роста корневой системы заметно замедляются и значительно активизируется рост надземных органов — стеблей и листьев чумизы.
В благоприятные годы по водообеспечению (2006 г.) корневая система чумизы проникала в почву на глубину до 76 см, а высота травостоя составляла более 130 см. В условиях острозасушливого 2007 года корни чумизы останови лись в росте уже в период начала цветения и их длина составляла не более 65-66 см, замедленно развивалась и надземная масса растений, их высота к началу плодообразования не превышала 86 см.
Похожие диссертации на Приемы адаптивной технологии выращивания чумизы в одновидовых и поливидовых посевах в сухостепной зоне Поволжья
