Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I Обзор литературы 14
1.1 Народнохозяйственное значение и пищевая ценность кабачка и патиссона 14
1.2. Отношение кабачка и патиссона к факторам окружающей среды 17
1.3. Роль органических и минеральных удобрений в формировании урожая кабачка и патиссона 20
1.4. Влияние минеральных удобрений на изменение пола тыквенных культур. 30
1.5. Влияние регуляторов роста на изменение пола цветков кабачка и патиссона 31
1.6. Влияние цеолитов на урожайность сельскохозяйственных культур 34
1.7. Технология возделывания кабачка и патиссона 36
II. Методика проведения исследования 40
2.1. Объект и предмет исследования 40
2.2. Климат 42
2.3. Почвенные условия 45
2.4. Методика проведения исследования 46
2.5. Агротехника в опыте 47
III. Результаты исследования 49
3.1. Влияние действия и последействия систем удобрений и регулятора роста на изменение содержания подвижных форм питательных элементов орошаемой аллювиальной луговой почвы при выращивании кабачка и патиссона 49
3.1.1. Азотный режим 50
3.1.2. Фосфорный режим 52
3.1.3. Калийный режим 54
3.1.4. Реакция почвенного раствора з
3.2. Влияние удобрений и регулятора роста на изменение пола цветков кабачка и патиссона 58
3.3. Влияние удобрений и регулятора роста на урожайность и качество плодов кабачка и патиссона 63
3.4. Содержание, вынос и коэффициент использования элементов минерального питания растениями кабачка и патиссона в зависимости от систем удобрений
3.4.1. Содержание питательных элементов в растениях кабачка и патиссона в зависимости от систем удобрений 72
3.4.2. Вынос и потребление питательных элементов с урожаем 74
3.4.3. Коэффициенты использования питательных веществ из почвы и удобрений 79
IV. Биоэнергетическая и экономическая оценки систем удобрений на кабачке и патиссоне 81
Выводы 88
Предложения производству 90
Список использованной литературы
- Роль органических и минеральных удобрений в формировании урожая кабачка и патиссона
- Влияние цеолитов на урожайность сельскохозяйственных культур
- Влияние удобрений и регулятора роста на изменение пола цветков кабачка и патиссона
- Содержание питательных элементов в растениях кабачка и патиссона в зависимости от систем удобрений
Роль органических и минеральных удобрений в формировании урожая кабачка и патиссона
Отношение к факторам окружающей среды и агротехника кабачка и патиссона практически одинаковы.
Отношение к температуре. Для выращивания кабачка сумма положительных температур должна составлять 2306С, патиссонов - 2100С (Кулакова, 1981). Кабачок - теплотребовательная культура. Семена кабачка начинают прорастать при +8.. +9С, а оптимальная температура для прорастания семян и последующего роста растений +22...+25С, минимальная для роста +12...+15С. Заморозков растения кабачка не переносят, но могут выдерживать кратковременные понижения температуры до +6...+10С (Велик, 2000). Патиссон более требовательная к теплу культура, чем кабачок. Семена его начинают прорастать при температуре +13...+14С, но оптимальная температура для прорастания семян и последующего роста растений +25...+27С. При температуре ниже +15С рост и развитие растений патиссона задерживается (Юрина, 1967; Ермоленко, 1982).
Наиболее критический период роста и развития тыквенных культур - время от появления всходов до образования 3-х настоящих листьев. Относительное понижение ночных температур в этот период способствует более раннему созреванию женских цветков и одновременно тормозит развитие мужских цветков. Интервал между раскрытием женских и мужских бутонов определяется уровнем минимальных и суммой среднесуточных (активных) температур в этот период. Если сумма температур в течение 30 суток после всходов не превышает +400...+450С, цветение растений, особенно мужских цветков, значительно задерживается. Под влиянием пониженных температур в период дифференциации генеративных органов не только замедляется начало цветения мужских цветков, но также сокращается их количество в первые дни цветения (Ермоленко, 1982).
Д. О. Лебл (1954) установил, что промораживание набухших семян кабачка при температуре -2...-5С в течение 24 ч значительно увеличивает начальный рост растений и прибавку урожая на 9,2-21,6 %. Отношение к свету. Кабачок и патиссон - растения короткого дня, быстрее развивающиеся при 10-12 часовом дне. Затенение задерживает развитие растений, урожайность снижается и поэтому совместный посев с затеняющими их растениями не рекомендуется. Эти культуры наиболее требовательны к свету после появления всходов в фазе семядолей. Когда питательные вещества семени уже израсходованы, недостаток освещения влияет и на корневую систему: у затененных растений она гораздо слабее, чем у растений, выращенных на свету. Наиболее интенсивный свет нужен растениям в период цветения и созревания плодов (Балашев, 1976; Велик и др., 1979; Велик, Андреева, 1980; Тараканов, 2002).
А.А. Борисовым (1969) установлено, что выращивание рассады кабачка и патиссона в условиях сокращенного светового дня (9 ч) ускоряет наступление цветения, влияет на дифференциацию пола и способствует образованию пестичных цветков у растений.
Отношение к почве. Растения кабачка требовательны к плодородию почвы (Ганичкина, 1988; Дукаревич, 1979; 1990). Участок для его выращивания выбирают со склоном на юг (Марков, 1974). Представляет интерес выращивание кабачка на наклонных грядах и с применением кулисных посевов (Бексеев, 1978). Для него не подходят малоплодородные, тяжелые, заплывшие, переувлажненные, кислые и солонцеватые почвы (Федотов и др., 1998). Для кабачка лучшими считаются почвы черноземные, супесчаные, легко- и среднесуглинистые, суглинистые плодородные некислые почвы.
Кабачок и патиссон нуждаются в значительном количестве легко доступных для усвоения питательных веществ. Предпочитает плодородную богатую органическим веществом, влагоемкую, с хорошей аэрацией почву, без близкого залегания грунтовых вод. При недостатке кислорода в почве корневая система задерживается в росте (Балашев, Земан, 1972).
Предшественник. Лучшими предшественниками кабачка и патиссона являются пласт или оборот пласта, лук, корнеплоды, бобовые, зеленные культуры и картофель. Во избежание заболевания растений не рекомендуется выращивать тыквенные культуры более 1-2 лет на одном месте, поскольку многие болезни и вредители у них общие (Велик, 1984; Пивоваров, 1995).
Лучшим предшественником в специализированном овощном севообороте является морковь с последействием сидеральных культур (горохово-овсяная смесь) (Авдеенко, 2001).
Кабачок и патиссон по своим ботанико-биологическим особенностям не слишком истощают почву и могут быть хорошим предшественником для яровых зерновых культур, большинства овощных культур, таких как морковь, петрушка, лук репчатый (Даскалов, Колев, 1958).
Отношение к воде. Кабачок и патиссон требуют повышенной влажности почвы (не ниже 80% ПВ) в период интенсивного роста растений и плодов, а в начале вегетации и в период созревания - умеренную влажность почвы (70% ПВ). Патиссон более требователен к влаге, чем кабачок (Режимы орошения и техника полива овощных культур (Рекомендации), 1985)).
Количество поливов зависит от зоны выращивания. До цветения растений кабачка и патиссона проводят 2-3 полива (на глубину 25-30 см по 250-300 м3/га), во время роста плодов поливные нормы увеличивают (для увлажнения слоя 0-40 см 300-500 м3/га) (Андреев, 2002). Дополнительное орошение кабачка и патиссона на дерново-подзолистой суглинистой почве увеличивает урожайность на 14 % (Велик, 1967; Судницын и др., 1990).
В условиях Ростовской области для создания оптимального водного режима кабачка следует применять режимы орошения с влажностью почвы 80 % НВ и глубиной увлажнения 0,3 м (Авдеенко, 2001).
При капельном орошении за период вегетации проводят необходимое количество поливов, поливная норма которых зависит от глубины корнеобитаемого слоя почвы, её механического состава и водно-физических свойств (обычно колеблется от 100-200 м3/га).
Влияние цеолитов на урожайность сельскохозяйственных культур
В сезоне 2014 г. среднемесячная температура воздуха за вегетационный период (май-август) составила 17,5С и превысила среднемноголетнюю температуру на 2,4С. Среднесуточная температура на +2...+6С превышала среднемноголетнюю в мае, начале июня, и весь июль и август. Однако середина и конец июня оказались прохладными - среднесуточная температура была ниже ереднемноголетней на +2...+3С. Среднемесячная относительная влажность воздуха в период с мая по август составила 67,3 % и оказалась выше среднемноголетней на 2,5 %. Июнь
Сумма выпавших осадков была на уровне 203,2 мм, что составило 76,7 % от среднемноголетнего значения. Последняя декада июня характеризовалась очень обильными осадками, однако весь последующий месяц оказался засушливым. В остальное время количество выпавших осадков соответствовало среднемноголетним значениям. В целом, погодные условия 2014 г. были благоприятными для роста и развития кабачка и патиссона, за исключением засушливого июля, в течение которого недостаток влаги компенсировали поливами (рис. 10). ? Осадки в поле ВНИИО, мм
Почвы под опытом относятся к типу аллювиальных луговых насыщенных почв. Почва среднесуглинистая, окультуренная, влагоемкая, глубина пахотного слоя 27 см, глубина залегания грунтовых вод более 2,0 м. Наименьшая влагоемкость пахотного слоя почвы 29,5-30,3 %, слоя почвы 40-60 см - 30,0-31,3 %. Объемная масса верхнего слоя - 1,18-1,22 т/м3, нижележащих слоев - 1,22-1,24 т/м3. Плотность твердой фазы почвы (удельная масса) - 2,58-2,60 т/м3. Скважность почвы оптимальная для сельскохозяйственных культур колеблется по слоям от 52,1 до 55,0 %.
Почва опытного участка хорошо окультуренная, имеет высокий уровень естественного плодородия, рН солевой вытяжки 5,3-5,8, содержание гумуса в пахотном слое колеблется от 2,71 до 3,36 %. Гидролитическая кислотность низкая 0,7-0,8 мг-экв./ЮО г, сумма поглощенных оснований средняя 35,65-36,42 мг-экв./ЮО г, степень насыщенность почвы основаниями высокая 97,82-98,9 % (табл.
Агрохимические показатели почвы (Петербургский А.В., 1981; Минеев В.Г., 2001). При проведении агрохимических анализов почвы определяли: нитратный азот - в вытяжке алюмокалиевых квасцов на ионометре И-500 с ион-селективным электродом; подвижный фосфор - по методу Чирикова; содержание гумуса - по Тюрину; общего азота - по микрометоду Къельдаля; сумму поглощенных оснований по методу Каппена-Гильковица; гидролитическую кислотность почвы - по методу Каппена; кислотность почвы в солевой вытяжке (1,0 N КС1) -потенциометрическим методом; обменный калий - в вытяжке по Масловой на пламенном фотометре.
Образцы почвы отбирали до внесения удобрений, в фазе 3-4 настоящих листьев, начала плодоношения и перед уборкой на глубине 0-20 см на каждом фоне отдельно.
Фенологические наблюдения проводили перед уборкой согласно "Методике полевого опыта в овощеводстве и бахчеводстве" (В.Ф. Велик, 1992; С.С. Литвинов, 2012). Подсчет числа женских и мужских цветков производили визуально каждый день. Соотношение пола определяли как частное мужских цветков к женским.
Биохимические анализы. В плодах сухие вещества определяли термостатно-весовым методом при температуре 105С; моно- и дисахара - ферментативным методом с использованием готовых наборов глюкозооксидазы; аскорбиновую кислоту - фотометрическим методом с использованием ксилольной вытяжки; нитраты - спектрофотометрическим методом по Х.Н. Починку.
Математическую обработку проводили методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1985) с помощью программы MSExcel, пакета Анализ данных. Агротехника - общепринятая для Центральных районов Нечерноземной зоны. Под перепашку вносили минеральные и органические удобрения (аммиачную селитру, гранулированный двойной суперфосфат, хлористый калий, биокомпост и цеолит) согласно схеме опыта. Посев семян проводили в первой декаде июня. Уход за растениями включал две междурядных обработки культиватором КРН-4,2. Первую культивацию проводили в фазу 2-3-х настоящих листьев, вторую - перед смыканием рядов и две ручные прополки. Против вредителей растения обрабатывали препаратом Децис Экстра, Ж. нормой 0,06 кг/га. Поливы проводили один раз в неделю нормой по 250 м3/га.
Сбор плодов в опытах 5 раз. Молодые завязи кабачка и патиссона убирали с плодоножкой, не допуская перезревания и прорастания. Уборка урожая сплошная поделяночно вручную, с определением общего урожая плодов, товарной и нестандартной частей по нижеследующим ГОСТам:
ГОСТ Р 53084-2008 «Кабачки свежие, реализуемые в розничной торговле. Технические условия». Диаметр плода для реализации в торговой сети 100 мм, для цельноплодного консервирования 60 мм, для других видов переработки 100 мм. Содержание плодов: больших, чем установленные ГОСТом размеров - 10 %, неправильной формы - 15 %.
Влияние удобрений и регулятора роста на изменение пола цветков кабачка и патиссона
В плодах контрольного варианта данный показатель был на уровне 5,7 %. Стабильно высокое содержание витамина С в плодах кабачка отмечено в варианте N90P90K120 + Тенсо-коктейль (5,3 мг%). Применение органических и минеральных удобрений способствовало значительному снижению моносахаров в плодах кабачка (2,06-2,46 %), в контроле - 2,53 %. Вариант N90P90K120 + гумистар + Тенсо-коктейль привел к увеличению суммы Сахаров до 2,84 % (в контроле - 2,6 %). В остальных испытанных вариантах содержание суммы Сахаров в плодах оказалось на уровне или ниже контроля.
Согласно СанПиН 2.3.2.1078-01 уровень ПДК свободных нитратов в плодах кабачка и патиссона должен быть 400 мг/кг. В наших исследованиях в плодах кабачка в контрольном варианте этот показатель был на уровне 385 мг/кг. Минимальное его значение отмечено в варианте N90P90K120 + Тенсо-коктейль (350 мг/кг), максимальное - при N90P90 и N90P90K120 - расчетная (498 мг/кг).
Содержание сухих веществ в плодах патиссона к периоду уборки составило от 5,7 % (N90P90K120 + гумистар и биокомпост) до 6,7 % (РдоКш). В плодах контрольного варианта данный показатель был на уровне 5,9 %. Стабильно высокое содержание витамина С в плодах патиссона отмечено в варианте N90P90K120 + Тенсо-коктейль (8,3 мг%). РодКш и N90P90K120 + цеолит способствовали высокому накоплению в плодах суммы Сахаров - 2,9 %. Содержание нитратов в плодах патиссона был минимальным в варианте N90P90K120 + циркон (358 мг/кг), максимальным - при N90P90- 490 мг/кг, в контроле -367 мг/кг.
Таким образом, урожайность плодов кабачка высшего сорта увеличилась на 40,9 %, 36,2 % и 35,6 % при применении N90P90K120 + цеолит, N90P90K120 + биокомпост и N90P90K120 + циркон соответственно по сравнению с контролем - без удобрения. Увеличение урожайности плодов патиссона первого сорта обеспечили варианты N90P90K120 + биокомпост (на 48,8 %) и N90P90K120 + циркон (на 47,3 %) по сравнению с контролем. Применение N90P90K120 + Тенсо-коктейль в 1,3-1,4 раза повысило содержание витамина С в плодах кабачка и патиссона по сравнению с контролем.
Содержание, вынос и коэффициент использования элементов минерального питания растениями кабачка и патиссона в зависимости от систем удобрений
Общая потребность растений в питательных элементах может быть охарактеризована тем количеством азота, фосфора и калия, которые растения вынесли из почвы вместе с урожаем. Для овощей обычно рассчитывается на 10 т продукции. Потребление в большой степени изменяется в зависимости от агротехнических приемов, от почвенных и климатических условий, биологических особенностей культуры, уровня урожайности, сорта, густоты стояния растений, удобрений. Расчет выноса питательных элементов необходим для расчета доз удобрений под планируемый урожай.
Содержание питательных элементов в растениях кабачка и патиссона в зависимости от систем удобрений Анализ содержания зольных элементов в растениях (табл. 10) показал, что в период формирования плодов кабачка происходило увеличение содержания азота (в среднем до 2,56 %) в них из-за оттока из вегетативных органов; в стеблях и ботве содержание азота составило 2,47 и 2,35 % соответственно. У патиссона эти показатели равны 2,07 %, 2,04 и 1,91 % соответственно.
Несколько иным было поступление фосфора. В период формирования плодов происходило накопление фосфора в среднем до 0,80-0,87 % у кабачка; у патиссона до 0,85 % в плодах, а в стеблях оставалось фосфора до 0,68 % (в 1,2 раза меньше). Таблица 10 - Содержание элементов питания в растениях кабачка гибрида Белогор Fi и патиссона сорта Чебурашка в зависимости от нормы внесения минеральных и органических удобрений, % (среднее за 2012-2014 гг.) Фон питания Плод Ботва Стебель
Поступления калия в плоды кабачка и патиссона происходило аналогично азоту. Для кабачка и патиссона, характерно более высокое накопление калия в стеблях (в 1,4 и 1,3 раза соответственно), нежели в плодах. По содержанию в растениях элементы питания располагаются следующим образом: для кабачка -плоды N K P, ботва и стебель K N P; для патиссона - плоды и стебель K N P, ботва N K P.
У кабачка вариант N90P90K120 + биокомпост способствовал большему накоплению фосфора в плодах (0,98 %), фосфора и калия в ботве (1,04 и 3,87 % соответственно), калия в стебле (3,75 %). Применение биокомпоста повысило содержание азота в ботве (2,64 %) и стебле (2,68 %). N90P90K120 + гумистар + Тенсо-коктейль повысили содержание азота (2,9 %) и калия (2,82 % в плоде, азота в ботве (2,65 %). NPK + циркон наибольшее влияние оказал на содержание азота в плоде (2,94 %) и калия в стебле (3,77 %).
Таким образом, результаты исследований свидетельствует о значительном изменении содержания азота, фосфора и калия в растениях кабачка и патиссона. Более сильные изменения отмечены для содержаний азота и калия, чем для фосфора.
В оценке эффективности той или иной системы удобрений большое значение играет расчёт выноса элементов питания урожаем. Размеры выноса азота, фосфора и калия из почвы культурами может колебаться в широких пределах в зависимости от почвенно-климатических условий, удобрений, биологических особенностей возделываемых культур, сорта и др. Тем не менее, размер выноса элементов питания определяется величиной содержания сухого вещества в растениях и их химическим составом. Урожаем сельскохозяйственных культур выносятся из почвы в разном соотношении питательные вещества, возмещение которых, в первую очередь азота, фосфора и калия, во избежание потери почвенного плодородия должно осуществляться за счет удобрений и других источников.
Содержание питательных элементов в растениях кабачка и патиссона в зависимости от систем удобрений
Система энергетических показателей, в отличие от системы стоимостных показателей, не нуждается в сведении к неизменным ценам (при сопоставлении во времени), от инфляционных факторов и ценовых искажений пропорций. Энергетический метод позволяет установить пути экономии энергетических затрат, выявить основные направления повышения их экономической эффективности. Но энергетический анализ следует рассматривать в качестве дополнительного аналитического приёма, существенно увеличивающего возможности экономического анализа.
При расчёте энергетической эффективности технологии возделывания кабачка и патиссона рассчитывали затраты совокупной энергии, непосредственно связанные с выполнением работ по технологической карте на основе энергетических эквивалентов. Для оценки энергии в основной продукции от минеральных удобрений учитывали содержание общей энергии в 1 кг сухого вещества данной культуры. Энергоёмкость возделывания кабачка и патиссона вычисляли путём деления затрат совокупной энергии на выход продукции данного вида. Коэффициент энергетической эффективности находили следующим образом: накопленную в урожае энергию делили на затраты совокупной энергии. Приращение валовой энергии в МДж на 1 га - это разница между энергией, полученной с урожаем и затратами совокупной энергии на эту площадь.
Результаты исследований энергетической эффективности возделывания кабачка и патиссона показали, что применение различных систем удобрений позволили получить достаточно значительную прибавку урожая. Затраты техногенной энергии по вариантам опыта составляли у кабачка от 12518,2 (N90K120) до 19016,4 МДж/га (N90P90K120 + цеолит), у патиссона от 12957,0 (Р90К120) до 18747,1 (N90P90K120 + биокомпост) по сравнению с неудобренным вариантом (табл. 14).
Применение удобрений считают энергетически оправданным при коэффициенте биоэнергетической эффективности 1. Все варианты, в которых применяли различные системы удобрений, обеспечивали высокую биоэнергетическую эффективность. Однако следует отметить варианты с внесением N90P90K120 + цеолит на кабачке и N90P90K120 + биокомпост на патиссоне, в которых получены наибольшие энергетические коэффициенты (1,94 и 1,92 соответственно).
Анализ биоэнергетической оценки технологии возделывания кабачка и патиссона позволяет сделать следующие выводы: - применение различных систем удобрений позволяет получать достаточно значительную прибавку урожая; - наиболее биоэнергетически эффективным является использование N90P90K120 + цеолит на кабачке и N90P90K120 + биокомпост на патиссоне, обеспечивающие наиболее высокие биоэнергетические коэффициенты 1,94 и 1,92 соответственно; - прибавка урожайности, а, следовательно, энергетическая эффективность технологии возделывания кабачка и патиссона позволяет сделать вывод о достаточно высокой эффективности применения систем удобрений на аллювиальных луговых почвах.
Основным показателем экономической эффективности любого производства является выход валового дохода или чистой продукции в текущих ценах. В связи с нестабильностью цен на удобрения и сельскохозяйственную продукцию, а, следовательно, и со сложностью подсчёта экономической эффективности применения удобрений методом расчёта рентабельности, в данной работе даётся оценка экономической эффективности по показателю окупаемости внесенных удобрений прибавкой урожая. Данный подход применяется для экономической оценки любых культур, в том числе и кабачка, и патиссона, без особых сложных методических расчётов.
По обобщенным данным В.Г. Сычева и Л.Н. Державина (2004), в зависимости от почвенно-климатических условий опыта окупаемость 1 кг д.в. NPK прибавкой урожая озимой пшеницы находится в пределах 3,4-5,1 кг, овса и ячменя соответственно 2,0-4,1, клубней картофеля - 18,1-33,7 кг; льна-долгунца -1,5-3,4 кг (Бакенова, 2012).
Выявлено, что показатели биоэнергетической оценки систем удобрений на посевах кабачка и патиссона в известной мере согласуются с данными экономической эффективности. Расчёт экономической эффективности систем применения удобрений под кабачок и патиссон с учётом последействия приведены в табл. 15.