Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы
1.1. Ботаническая и биологическая характеристика. Анатомические особенности однодомной конопли 9
1.2. Нормы высева, дозы минеральных удобрений и условия возделывания конопли 13
1.3.Влияние хирургических приемов на формирование анатомоморфологических, биологических признаков и повышение продуктивности растений 21
1.4. Влияние зеленых операций на качество продукции растений 34
2. Условия и методика проведения исследования
2.1. Характеристика метеорологических условий 38
2.2. Почвенные условия, агротехника и краткая характеристика сорта . 40
2.3. Методика исследования 43
3. Формирование морфолого-биологических признаков и свойства растений конопли в зависимости от сроков чеканки
3.1. Влияние чеканки прохождение наступления фенологических фаз
растений 48
3.2. Изменение соотношения основных половых типов растений 53
3.3. Архитектоника растений 57
4. Анатомическое строение растений выращенных после чеканки 70
5. Сроки чеканки растений и их влияние на урожайность и качество продукции
5.1 .Формирование урожая 79
5.2.Качественные показатели основных видов продукции 88
6. Продуктивность конопли в зависимости от чеканки в производственных условиях 97
7. Энергетическая эффективность 100
Выводы 105
Рекомендация производству 106
Список литературы 107
Приложения 124
- Нормы высева, дозы минеральных удобрений и условия возделывания конопли
- Влияние зеленых операций на качество продукции растений
- Почвенные условия, агротехника и краткая характеристика сорта
- Изменение соотношения основных половых типов растений
Нормы высева, дозы минеральных удобрений и условия возделывания конопли
Одним из резервов увеличения производства продукции из конопли является дальнейшее совершенствование агротехнических приемов ее возделывания. Они должны осуществляться в любых агроэкологических условиях в период вегетации растений, что требует обобщения имеющихся литературных данных. В условиях Чувашской республики были проведены исследования по выявлению норм влияния высева на формирование урожая и качества семян (Димитриев, 2001). Было рассмотрено 10 вариантов нормы высева семян: 2,7 млн. всхожих семян на 1 га, 2,4; 2,1; 1,8; 1,5; 1,2; 0,9; 0,6; 0,3; 0,1 млн. всхожих семян на 1 га. Урожайность семян при норме высева 0,9 млн. всхожих семян на га составила 17,2 ц/га, что на 6,2 больше, чем при норме высева 2,7 млн. всхожих семян на 1 га. Урожайность стеблей и волокна тем выше, чем больше норма высева, но для получения наивысшей урожайности семян оптимальной нормой высева оказалась 0,9 млн. всхожих семян на 1 га. Г. Кръстев и И. Фурджев (1986) считают, что орошение обеспечивает прибавку урожая стеблей на 18-20% при норме высева 300-350 всхожих семян на 1 м и ширине междурядий 12,5 см, чем без орошения с нормой высева 450-500 всхожих семян на 1 м2 с такой же шириной междурядий. В 1981-1983 гг. В. П. Ситник и А. Д. Бондаренко (1986) изучали влияние норм и способов посева на фракционный состав семян конопли ЮСО-14.
Установлено, что фракционный состав семян зависит от погодных условий, норм и способов посева, размера высеваемых семян. Исследованиями проведенными на Золотоносной оп. станции Черкасской области в 1979-1982 гг. установлена оптимальная доза внесения удобрений -N135P90K90 Коноплю сорта ЮСО-16 высевали на двусторонее использование с нормами высева 1,0; 1,5; 2,0 и 2,5 млн. всхожих семян на 1 га широкорядным способом с междурядьями 45 см и 3,0; 1,0; 5,0 и 6,0 млн. всхожих семян на 1 га обычным рядовым способом с междурядьями 15 см. Наибольшая урожайность семян при широкорядном посеве получена при норме высева 1,5 млн. всхожих семян на 1 га. Урожайность семян при рядовом способе посева не имела преимуществ перед широкорядным. При широкорядном посеве формировались более крупные семена, чем при обычном рядовом, с увеличением норм высева снижалось содержание жира в семенах и повышался номер длинного волокна (Голобородько, Дышлева, 1985). По определению оптимальной нормы внесения минеральных удобрений ряд исследований провели Г. Р. Бедак и И. И. Репях (1978). В опыте вносили следующие дозы минеральных удобрений: без удобрений, N45P90K90, N6oP9oK9(b N90P90K90, Ni2oP9oK9o N9o- Установлено, что оптимальной нормой удобрений не зависимо от окультуренности почвы, являлась N oPsioKgo, так как урожайность семян и волокна были наибольшие. Была изучена также реакция отдельных сортов однодомной (ЮСО-1) и двудомной (ЮС-6) конопли на различные дозы минеральных удобрений (Бедак, Ре-пях, 1978). Установлено, что наибольшая урожайность соломы, волокна и семян формируется при внесении N180P135K135 (сорт ЮСО-1: 84,0; 22,1; 14,3 ц/га; сорт ЮС-6: 83,5; 23,4; 10,0 ц/га), но при увеличении дозы минеральных удобрений качество волокна снижалось. Поэтому оптимальной дозой внесения минеральных удобрений считается N120P90K90 (С0РТ ЮСО-1: 78,5; 21,5; 13,2 ц/га; сорт ЮС-6: 75,8; 22,8; 9,7 ц/га). П. М. Аверкин и А. С. Куликов (1992) провели опыты с применением повышенных доз минеральных удобрений рассчитанных на прибавку урожайности стеблей конопли 5 и 6 т/га (N225P185K125 и N27oP222Ki5o)-
Прибавка урожайности при этом составила соответственно 87,6 и 78,8% от планируемой. Следовательно, с повышением доз минеральных удобрений уменьшается использование коноплей питательных веществ. Е. С. Мерхалев (1991) установил, что в Центральном регионе конопле-сеяния на выщелоченном черноземе оптимальную дозу минеральных удобрений ПОД КОНОПЛЮ Ni2oP9()K90 Аналогичные результаты были получены П. А. Горшковым, Н. Г. Город-ним и И. И. Репях (1963). Увеличение урожайности семян и волокна при N120P90K90 наибольшее и составило к контролю 196 и 138%. На темно-серых оподзоленных почвах Сумской области Б. И. Шатун (1986) установил, что предшественники конопли оказьшают неравноценное влияние на питательный режим почвы. В этой связи дозы применяемых под коноплю удобрений для получения близких по величине урожаев изменялись в зависимости от предшественников. Применение под коноплю удобрений с учетом удобренности предшественников позволяет по сравнению с внесением ранее рекомендованных
Влияние зеленых операций на качество продукции растений
О. Wolk J., D. W. Kretchman, D. G. Ontega (1983) на сортах томатов Heinz - 2653 и Ceampbell - 37 изучали несколько вариантов удаления листьев: 100% листьев при посадке рассады в грунт, 25, 50 и 80% в фазы единичного и массового цветения, а также завязывания плодов (0 до 2,5 см). Удаление листьев проводили путем обламывания долей листьев. Оказалось, что количество растворимых сухих веществ в плодах снижается пропорцианально числу удаленных листьев. При этом удаление листьев не оказывало влияния на титруемую кислотность и рН плодов. На наш взгляд, заслуживающие внимания исследования по практическому использованию "зеленых операций" были выполнены на растениях табака.
Так, R. Avrestier, В. Violal, J. Albo, J. Chautean (1983-1984) считают, что верш-кование положительно влияет на качество табака: растения, на которых провели вершкование, содержат алкалоидов на 0,59% больше в сравнении с контролем и почти в 3 раза больше, чем у растений без вершкования. W. J. Arsenault (1986) доказывает, что увеличение высоты вершкования всегда обуславливает снижение содержания алкалоидов в растениях табака. J. Wisniewske (1991) считает, что химический состав листьев табака не зависит от мероприятия по вершкованию и пасынкованию растений. Содержание никотина в вариантах опыта различалось незначительно и колебалось от 2,20 до 2,47%. J. Choutean (1987) отмечает, что табак от растений с прищипкой отличается замедленным сгоранием, содержит больше никотина, общего N и нитратов, но меньше золы и К. По данным М. P. Lamprecht, F. J. Shawe, С. J. Pretorius, A. H. Botha, M. C. De Beer и др. (1979), в результате четырехразового прищипывания верхушек растений табака содержание алкалоидов возрастало с увеличением количества листьев. М. Lamarre (1979) утверждает, что прищипка не влияет на урожайность и созревание. Поздняя прищипка уменьшает прирост, содержание никотина, количество общих алаколоидов и содержание N. По данным J. Hartana (1981), при удалении верхних побегов урожайность семян табака (12,57 г на растение) были выше, а качество семян (масса 1000 шт. - 70,18 мг) лучше, чем в контроле (10,87 г и 66,27 мг). При удалении нижних и средних побегов урожайность и качество семян хуже, чем в контроле. Следует остановиться на результатах исследований J. G. Bhatt, С. V. Raman, К. N. Kutty (1984), по удалению прицветников у завязавшихся коробочек хлопчатника. Семена из раскрывшихся коробочек анализировали на содержание масла и белка, определяли качество волокна. Эксперименты показали значительное снижение массы семян и волокна при удалении прицветников. При этом содержание масла в семенах увеличилось, белка - снизилось. Независимо от сортовых особенностей снизилась длина волокна, но увеличивалась его тонина. М. P. Lamprecht и др. (1979) доказали, что содержание сухого вещества, N, Р, К и хлоридов повышается при увеличении количества удаленных листьев и увеличении длины удаленной верхушки. Очевидным является тот факт, что мелкие неразвитые верхушечные листья и стебель соцветия способны синтезировать значительно меньше сухого вещества, чем крупные и хорошо развитые нижние листья. Однако соцветия и верхние молодые листья содержали больше N, Р, К и меньшее количество хлоридов, чем нижние листья.
Наибольшее количество алкалоидов отмечено в вариантах с большим количеством удаленных листьев. По мнению Н. Астаджова и др. (1986), подрезка побегов масличной розы влияет на содержание эфирного масла в цветках. Так, при подрезании на высо ту 8-Ю см содержание эфирного масла было 0,058%, при подрезании на 20-25 см - 0,068%, при подрезании на 30-35 см - 0,065%, в контроле 0,058% . Н. А. Александров и В. А. Григорьев (1976), проводили опыты в совхозе «Октябрьский» Чувашской АССР с сортом хмеля Брянский и отмечают, что сроки обрезки главных корневищ влияют на содержание общих горьких веществ. Обрезку проводили в 3 срока: 1 - контроль (в обычные сроки - 1 декада мая), 2 - весеняя обрезка в ранние сроки (до появления почек возобновления на подземных частях стебля), 3 - осенняя обрезка. Содержание общих горьких веществ во 2-ом и 3-м вариантах было ниже чем в контрольном. Исследования А. С. Шабранского (1984), показывают, что сроки обрезки главных корневищ хмеля на качество шишек не подтвердилась. А. Д. Муляр (1988), считает, что опаздывание с проведением ручной ра-мовки на хмеле обуславливает уменьшение содержания альфа-кислот, а химическая рамовка (40%-ой аммиачной селитрой) в более поздние сроки повышала качество и сбор альфа-кислот. Способы рамовки не оказывали существенного влияния на сохранность альфа-кислот. Э. А. Верновский (1983) подчеркивает, что в ягодах винограда сортов Мускат белый и Мюскадель при удалении всех бесплодных побегов происходит незначительное повышение сахаристости и снижение кислотности. По мнению М. В. Мелконяна, В. М. Мелконяна (1989) существует зависимость между содержанием аминокислот в ягодах и длиной обрезки: сумма аминокислот в соке ягод снижается при обрезке на 8-10 глазков и повышается при обрезке на 11-13 глазков по сравнению с обрезкой на 5-7 глазков (контроль). Согласно исследованиям В. Коннель, И. Таммерт (1980), при удалении цветков возникают существенные изменения в развитии и в метаболизме алкалоидов в дурмане обыкновенном. Активизируются ферментные системы биосинтеза алкалоидов, ускоряется образование новых цветков и листьев, а также рост растений. Удаление цветков стабилизирует содержание алкалоидов в ли
Почвенные условия, агротехника и краткая характеристика сорта
При полевом изучении и картографировании почвы ГНУ Чувашского НИИ сельского хозяйства были выделены 9 типов почвообразования. Преобладающую площадь занимают серые лесные, что составляет 62,7% от общей площади. (90 ) Данные агрохимической характеристики почвы опытного участка представлены в таблице 3. Лучшими почвами для конопли считаются черноземные почвы речных долин и осушенные торфяники. Коноплю можно высевать также на хорошо удобренных темно-серых и светло-серых почвах с рНС0Л 6-7. Опыт закладывали на выровненном участке по пласту многолетних трав. Осенью на участке провели 2-х кратное дискование на глубину 10-12 см, затем зяблевую вспашку плугом с предплужником на глубину 28-30 см. Весной под предпосевную обработку вносили минеральные удобрения из расчета Nl2o Р90 К90 кг/га действующего вещества (рекомендуемая норма внесения минеральных удобрений). Предпосевную обработку проводили на глубину 6-8 см комбинированным агрегатом РВК-3,6.
Посев проводили овощной сеялкой СО-4,2 на глубину 3-4 см с нормой высева 0,9 млн. всхожих семян на 1 га с последующим прика-тыванием. Междурядные обработки проводили: при появлении первой пары листьев - на глубину 5-6 см; - при образовании 3-х пар листьев на глубину 7-8 см; - при образовании 5 пар листьев на глубину - 5 см. Чеканку растений проводили в сроки, предусмотренные программой опытов. В течение вегетационного периода почву поддерживали в чистом от сорняков состоянии, уборку проводили вручную в период созревания 75% семян в соцветиях у большинства растений. Сорт Ингреда выведен методом принудительного самоопыления и направленного переопыления лучших родоначальных желтостебельных растений с использованием метода резервов (авторское свидетельство № 30682 от 08.02.1999г). От обычных зеленостебельных сортов отличается светло-желтой окраской надземных вегетативных органов (табл. 4). - отсутствие в растениях психотомиметически активных каннабиноид-ных соединений (гашиш); - скороспелость. Вегетационный период составляет 105 дней, что позволяет возделывать его на волокно и семена, тем самым существенно повышать эффективность отрасли; - экологическая пластичность в сочетании с высокой урожайностью семян (8-12 ц/га) и волокна (20-25 ц/га); - достаточно высокие показатели качества волокна. Например, в лубово-локнистом слое средняя длина первичного элементарного волокна достигает 14-16 мм (для сравнения, у льна-долгунца - 18-20 мм), следовательно, получаемое техническое волокно вполне может быть пригодно для текстильной промышлености; - высокая выравненность по признаку однодомности. Доля однодомных растений составляет 99,8%, что обеспечивает одновременность созревания, механизированную уборку урожая и получение стеблей и волокна однородного качества (Степанов, Фадеев, Николаев, Романова, 1999).
Таким образом, первый в мировой практике сорт однодомной конопли среднерусского типа Ингреда вполне может быть использован для возделывания по интенсивной ресурсосберегающей технологии. Исследования проводили на пространственно изолированном от других посевов конопли экспериментальном участке (2 км) ГНУ Чувашского научно-исследовательского института сельского хозяйства (ГНУ ЧНИИСХ). Способ посева широкорядный, с междурядьями 45 см и растоянием между растениями 5 см. Чеканку растений в фазу 3-х пар листьев проводили скоростной косилкой КС-2,1. В опытах проводили следующие наблюдения, учеты и анализы: - фенологические наблюдения за ростом и развитием растений по методике Института лубяных культур (Сенченко, Тимонин, 1978). Отмечали даты посева, начала и полных всходов, начала и полной бутонизации, начала и полного цветения, созревания 75%) семян в соцветиях у большинства растений. Начало всходов отмечали в период появления 25% растений, полные всходы - при появлении 60% растений. Началом цветения считали за цветение отдельных цветков у 25% растений. Полное цветение отмечали при зацветании 60% растений. Аналогично отмечали наступление фазы бутонизации. Фенологические наблюдения вели по мужским цветкам в соцветиях однодомных растений. - чеканку растений проводили ножницами (полевой опыт). При чеканке в фазу 3-х пар листьев удаляли точку роста длиной 1-1,5 см после образования 3-ей пары листьев. В фазах начала и полной бутонизации удаляли соцветие длиной 15 см, а в фазах начала и полного цветения - 20 см. Ножницы дезинфицировали спиртом перед чеканкой каждого варианта. В день уборки отбирали
Изменение соотношения основных половых типов растений
Наблюдение за развитием агрофитоценоза конопли позволили установить, что чеканка, как хирургический прием, существенно влияет на соотношение основных половых типов растений в популяции однодомной конопли сорта Ингреда. Результаты исследований приведены в таблице 8. Так, например, количество идеальных однодомных растений в контрольном варианте составило 37,6% (в среднем за 3 года), при чеканке в фазу 3-х пар листьев - 38,1, однодомных растений с преобладанием женских цветков над мужскими в контрольном варианте 28,9, а при чеканке 3-х пар листьев - 32,4%. У однодомных растений с преобладанием мужских цветков над женскими, однодомной феминизированной посконью и маскулинизированными растениями от ранних сроков чеканки к более поздним и к контрольному варианту идет увеличение данных половых типов. При чеканке растений в фазу 3-х пар листьев количество идеальных однодомных растений составило в 1997 г. - 37,2% , 1998 г. - 38,2, 1999 г. - 39,0%, что на 0, 0,7 и 1% больше чем в контрольном варианте. В 1997 г. количество идеальных однодомных растений в контрольном варианте и при чеканке в фазе 3-х пар листьев одинаковое. Погодные условия тоже оказывали влияние на соотношение половых типов конопли в посевах. Количество идеальных однодомных растений уменьшается при более поздних сроках чеканки. Аналогичная закономерность выявлена у однодомных растений с преобладанием женских цветков над мужскими. Так, при чеканке в фазе 3-х пар листьев их количество составляло соответственно в 1997 г.- 33,5% , в 1998 г. -32,5,1999 г. - 31,2%, что на 4,5, 3,8,2,2%) больше, чем в контрольном варианте. Влияние срока чеканки растений на половые признаки конопли
У однодомных растений с преобладанием мужских цветков над женскими и одномодной феминизированной посконью количество данных половых типов увеличивается от ранних сроков чеканки к более поздним и к контрольному варианту. Так, в 1997 г. при чеканке в фазе 3-х пар листьев однодомных растений с преобладанием мужских цветков над женскими составило 27,0%, однодомной феминизированной поскони - 1,3%, соответственно в 1998 г. - 27,5, 0,8 в 1999 г. - 28,0, 0,5, что на 1,8 и 0,7, 0,8 и 1,2, 0,5% и 1,2% меньше чем в контрольном варианте. При чеканке в ранние сроки (3-х пар листьев, начало бутонизации) растений феминизированной поскони не было, при более поздних сроках чеканки данный половой тип появляется. Маскулинизированные растения были выявлены лишь при чеканке в фазах начала и полного цветения и в контрольном варианте. Чеканка не оказывала влияние на количество растений обычной матерки, независимо от сроков их количество не изменяется. В 1997 г. в 4-х вариантах опыта (за исключенеием 2-х - чеканка растений в фазе 3-х пар листьев и начало бутонизации) нами были выявлены растения обычной поскони. Считаем, что погодные условия повлияли на соотношение половых типов в посевах конопли и в данном случае на отсутствие или появление растений обычной поскони в годы исследований.
Проведенные исследования позволяют сделать вывод для практики - при проведении чеканки растений в ранние фазы (3-х пар листьев или начало бутонизации) смещение пола происходит в сторону феминизации за счет увеличения количества однодомных растений с преобладанием женских цветков и идеальных однодомных растений, уменьшения маскулинизированных растений, однодомной феминизированной поскони и однодомных растений с преобладанием мужских цветков над женскими. Естественно можно предположить, что чеканка растений в ранние сроки может служить основой формирования высоких урожаев семян. Давно было замечено, что у малины в результате пинцировки образуются несколько разветвлений на одном стебле (Павлов, 1986). Обрезка масличной розы также вызывала активное развитие боковых спящих почек (Георгиев, Астаджов, Камбурова, Пешев, 1931, 1986), а у камелии и рододендрона прищипывание верхушечных почек способствовало увеличению в два раза числа боковых побегов (Richards; Wilkinson, 1984). Известно, что стебель конопли в загущенных посевах совершенно не ветвится и только в верхней части обнаруживается слабое развитие цветоносных побегов, которые образуют соцветия с мужскими и женскими цветками. В разреженных посевах в пазухах листьев развиваются цветочные побеги и стебли ветвятся (Сенченко, Тимонин, 1978). В наших опытах также происходит увеличение количества репродуктивных веток (рис. 3, приложение 2).
