Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 7-27
Глава 2. Почвенно-климатические условия зоны проведения экспериментальных исследований 28-34
Глава 3. Актуальность темы, цель, задачи, программа и методика исследований 35
3.1. Актуальность темы, цель и задачи исследований 35-37
3.2. Программа и методика исследований 38-41
Глава 4. Изменения биометричсеких и фотосинтетических параметров нута в зависимости от приемов возделывания 42-43
4.1. Полевая всхожесть семян и выживаемость растений нута 43-46
4.2. Особенности развития растений нута 46-49
4.3. Динамика высоты роста растений нута 49-52
4.4. Среднесуточный прирост высоты растений нута 52-55
4.5. Динамика формирования биомассы нута 55-58
4.6. Среднесуточный прирост сухой биомассы нута 58-60
4.7. Динамика формирования площади листьев нута 60-64
4.8. Фотосинтетический потенциал (ФП) нута 64-66
4.9. Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) нута 66-67
4.10. Продуктивная работа листьев (ПРЛ) и плодовая нагрузка листьев (ПНЛ) нута 67-71
4.11. Приходи использование ФАР посевами нута 71-73
4.12. Влияние способов и норм посева семян нута на формирование симбиотического аппарата нута 73-78
4.13. Поражаемость растений нута аскахитозом 78-81
Глава 5. Урожайность и структура урожая нута 82
5.1. Структура урожая нута 82-84
5.2. Урожайность нута в зависимости от инокуляции ризоторфином, способа посева и норм высева семян 85-90
Глава 6. Энергетическая оценка экономической эффективности опыта 91-95
Выводы 96-98
Рекомендация производству 98
Список использованной литературы 99-108
- Актуальность темы, цель и задачи исследований
- Полевая всхожесть семян и выживаемость растений нута
- Динамика формирования площади листьев нута
- Урожайность нута в зависимости от инокуляции ризоторфином, способа посева и норм высева семян
Введение к работе
Дальнейшее увеличение производства растительного белка - одна из важнейших мировых проблем. Дефицит белка приводит к увеличению потребления хлеба, а в животноводстве - к перерасходу кормов в рационе. По данным ФАО среднесуточное потребление белка на человека должна составлять 90-100 г., а в нашей республике фактически оно составляет около '/4 нормы.
В решение белковой проблемы важнейшая роль принадлежит увеличению производства продукции высокобелковых зернобобовых культур, путем расширения посевных площадей, разработки и внедрения научно-обоснованных, зональных технологий их возделывания с учетом биологических особенностей районированных сортов.
Продукция зернобобовых культур имеет стратегическое значение, они дают высококалорийный энергетический материал для питания человека.
Академик Д.Н.Прянишников писал "... в решении проблемы растительного белка главная роль принадлежит высокобелковым зернобобовым культурам".
Среди зерновых бобовых культур в этом плане особое внимание заслуживает засухоустойчивая, традиционная, высокобелковая культура -нут. Поэтому нут распространен преимущественно в странах с засушливым, жарким климатом.
В Таджикистане нут - древнейшая, очень ценная, широкоиспользуемая в пищу населением, продовольственная зернобобовая культура.
Акад. Б.Г.Гафуров (1989), в своей легендарной, научно-исторической книге "Таджики" пишет, что на территории древнего Таджикистана нашли семена нута относящегося к YI-YII векам.
В 1992 г. - нут в республике занимал 2,07 тыс.га, с 1999 г. площади его посева увеличились до 6,02 тыс/га. В 2004 г. площади посева под нут составляла 4483 га, около 40% от всех площадей зернобобовых культур в республике, при средней урожайности - 6,3 ц с 1 га, а в 2005 г.- 5700 га и 7,8 ц/га соответственно.
Основной причиной низкого урожая нута - несовершенство приемов его возделывания и несоблюдение технологической дисциплины.
Перспективность этой важной продовольственной культуры в условиях республики, обуславливается очень ценными хозяйственно-биологическими особенностями, высокой засухоустойчивостью, не высокой требовательностью к почве, слабой поражаемостью зерновкой и приспособленностью к жестким условиям богары.
Нут имеет и важное агротехническое значение. При соблюдении агротехники и инокуляции семян нитрагином, накапливает до 70-80 кг на гектар биологического азота в почве, и является хорошим предшественником для многих культур.
Поэтому среди важнейшей проблемы в земледелии, особо важное значение имеет в перспективе, широкое использование биологического азота атмосферы путем активизации деятельности симбиотического аппарата у бобовых культур.
Для частичной компенсации дефицита белка животного происхождения в питании населения необходимо увеличить площади посева и сбор продукции нута, семена которого содержат до 28-30% белка, 4-5 % жира и до 50-60% БЭВ.
По питательности нут превосходит другие зернобобовые культуры, включая горох, чечевицу, сою, хотя по содержанию белка значительно уступает сое. Однако питательная ценность зерна нута определяется не только количеством белка, но и его качеством, которое зависит от сбалансированности его аминокислотного состава, содержанием незаменимых аминокислот, перевариваемости белка и характера влияния на утилизацию белка некоторых неблагоприятных факторов. По этим показателям и по количеству основных, незаменимых аминокислот -метионина и триптофана, нут превосходит другие зернобобовые культуры.
Содержание витамина С в семенах нута колеблется в пределах 2,2-20 мг на 100 г биомассы, причем, в прорастающих семенах его содержание быстро увеличивается, и на 12-й день после прорастания его количество достигает 147,1 мг на 100 г сухого вещества (Балашова Н.Н., 2003).
Задачи обеспечения продовольственной безопасности страны требуют изучения и совершенствования приемов возделывания зерновых культур, в том числе нута, обеспечивающих существенное повышение его продуктивности и увеличение производства. Этому актуальному вопросу посвящены наши научные исследования.
Актуальность темы, цель и задачи исследований
Нут - как высокобелковая, ценная, традиционная, продовольственная, зернобобовая культура играет важную роль в питании населения республики и в решении белковой проблемы. Поэтому в программе выведения АПК из кризиса на период до 2005 г, утвержденной Постановлением Правительства РТ (сентябрь,2000 г.), было предусмотрено повышение реальной урожайности семян нута на богаре до 12-15 ц с 1 га.
Нут - распространенная, основная и незаменимая по биологическим особенностям засухоустойчивая зернобобовая культура в условиях богары Таджикистана. Кроме того, как зернобобовая культура нут способен накапливать биологический азот воздуха и использовать его для формирования урожая. Однако средняя урожайность нута по республике низкая и не превышает 6-7 ц/га. Одной из основных причин низкой урожайности нута является не соблюдение требования технологии выращивания, несовершенство отдельных элементов афотехники, недостаток минеральных удобрений. Поэтому значение использования биологического азота воздуха и неотложности его решения в земледелии Таджикистана возрастает в связи с острым дефицитом минеральных удобрений и чрезмерно высоких их цен.
Способы посева и нормы высева семян, как важнейшие элементы афокомплекса оказывают существенное влияние на пищевой, водный, тепловой и световой режимы растений, а следовательно на фотосинтетические параметры посевов и продуктивность нута. Важнейшим элементом афотехники нута является предпосевная инокуляция его семян нитрагином для обеспечения растений биологическим азотом.
Согласно обзора литературы норма высева семян нута по данным исследований варьирует от 0,3 до 1,1 млн.всхожих семян, т.е. максимальная норма превышает минимальную почти в 4 раза. Нет единого мнения среди ученых и по способам посевам нута, встречаются нередко противоречивые данные по этим вопросам. Как изреженные, так и загущенные посевы приводят к снижению урожая семян. Поэтому экспериментальные исследования по изучению способов посева и норм высева семян нута в сочетание с инокуляцией штаммом клубеньковых бактерий рода ризобиум в специфических условиях Гиссарской долины актуально, имеет теоретическое и практическое значение. Данный вопрос в условиях Таджикистана недостаточно изучен. Цель исследований. Целью исследований является установление научно-обоснованных оптимальных способов посева и нормы высева семян нута в сочетание их с нитрагинизацией, обеспечивающие более интенсивную симбиотическую фиксацию биологического азота воздуха, улучшение фотосинтетической деятельности посевов и повышение урожайности нута в условиях богары Центрального Таджикистана. В задачу исследований входило: - изучить особенности роста, развития и формирования урожая нута сорта Муктадир в зависимости от инокуляции семян ритзоторфином, способа посева и нормы высева семян; -определить фотосинтетические параметры посева нута (площадь листьев, фотосинтетический потенциал (ФП), чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ), продуктивность работы листьев (ПРЛ) и плодовую нагрузку листьев (ПНЛ) в зависимости от изучаемых агроприемов); - определить коэффициент использования ФАР и продуктивность фотосинтеза в зависимости от вариантов опыта; - изучить динамику формирования клубеньков, образование леггемоглобина, определить общий и активный симбиотическии потенциал, в зависимости от инокуляции, способа посева и нормы высева семян нута; -установить влияние инокуляции, способа посева и нормы высева семян на продуктивность нута; - дать энергетическую оценку эффективности опыта по изучаемым вариантам; - разработать рекомендацию производству по оптимальным способам посева и норме высева семян нута в сочетание с инокуляцией, обеспечивающих существенное повышение урожайности культуры в условиях богары Гиссарской долины. В результате трехлетних (1997-1999 гг.) научных исследований в условиях богары Гиссарской долины изучены и научно обоснованы: - особенности роста, развития и формирования урожая нута сорта Муктадир в зависимости от инокуляции, способа посева и нормы высева семян; -динамика формирования клубеньковых бактерий по изучаемым вариантам опыта; - фотосинтетические параметры нута по вариантам опыта; - коэффициент использования ФАР посевами нута и продуктивность фотосинтеза; -оптимальные способы посева, нормы высева семян нута и их сочетание с инокуляцией семян, обеспечивающие существенное повышение урожая нута; -энергетическая оценка эффективности опыта по изучаемым агроприемам; Результаты исследований внедряли в колхозе им. Ю.Раджабова Ленинского района на площади 5 га. Основные положения диссертационной работы опубликованы в S" статьях и доложены на расширенном заседании кафедры растениеводства, на ежегодных научных конференциях преподавателей Таджикского аграрного университета и агрономического факультета, на республиканской конференции посвященной 85 летию акад. Г.А.Алиева (2000 г.), на республиканской конференции посвященной 70 летию Аграрного университета (2001 г.), на научной конференции, посвященной 15 летию независимости Республики Таджикистан (2006 г.).
Полевая всхожесть семян и выживаемость растений нута
Наиболее высокие величины ПНЛ установлены при инокуляции семян, которые в зависимости от нормы высева семян варьирует от 97,0 до 100,0 г/м при сплошном рядовом посеве, и от 96,1 до 99,3 г/м при широкорядном посеве.
В посевах без инокуляции разница по показателю ПНЛ между нормой высева 0,4-0,7 млн./га, в зависимости от способа посева составила 2,1-1,7 г/м , а на инокулированных посевах - 1,2 г/м .
Показатели ПНЛ на инокулированных посевах в зависимости от нормы высева семян превосходят неинокулированные посевы на 4,6-5,5 г и 5,2-6,7 г/м соответственно способам посева.
Рациональное использование природных факторов в земледелии, в том числе фотосинтетической активной радиации, одна из перспективных проблем 21 века.
Повышенную продуктивность сельскохозяйственных культур путем максимального использования ФАР посвящены научные труды многочисленных исследователей: Ничипоровича А.А. (1980), Шатилова И.С., Каюмова М.К. (1982), Каримова Х.Х., Чернер (1978), Насырова Ю,С, Набиева Т.Н. (1995), Муминджанова Х.А. (2003) и др. По мнению авторов теоретическое обоснование уровня урожайности полевых культур по приходу ФАР обеспечивает выявление потенциальной продуктивности. Ряд научных исследований в этом направлении, связаны с круглогодичным использованием орошаемых земель и биоклиматического потенциала регионов в условиях Центральной Азии. В этих работах также особое внимание уделяется разработке приемов повышения КПД ФАР, как детерминанта повышения продуктивности выращиваемых культур.
В зависимости от зональных условий, культуры, сорта, технологии выращивания КПД ФАР подвержена значительным изменениям. В условиях Таджикистана экспериментальные исследования по изучению влияния способов посева, норм высева семян и инокуляции на КПД ФАР на посевах нута проводится впервые. КПД ФАР определяли по формуле Шатилова И.С., Каюмова М.К. (1978): Кфар=100хУбиО1 xqiC ap, Убит- урожай биомассы нута, ц/га; q - калорийность и теплотворная способность биомассы кДж/см /га; Офар. приход ФАР, кДж/см . Для перевода в миллиард этот показатель умножают на 108. Приход ФАР рассчитывали по данным Гиссарской агрометеорологической станции. Согласно данным табл. 4.11, приход ФАР в наших опытах за период вегетации нута в зависимости от вариантов опыта составил 125,3...130,8 кДж/см , или 12,5-13,08 млрд. кДж/га. Приход ФАР снижался с увеличением нормы высева семян с 0,4 до 0,6 млн./га, с разницей между смежными вариантами опыта на 0,9-1,8 кДж/га. Однако, это различие между крайними вариантами с нормой высева семян в зависимости от способов посева и инокуляции возрастало до 3,0-3,8 кДж/га в пользу посевов с нормой высева семян 0,4 млн./га. Следует отметить, что различие между посевами с нормой 0,6-0,7млн./га семян по приходу ФАР очень незначительно. Снижение прихода ФАР по мере увеличения нормы высева семян объясняется повышением густоты стояния растений и плотностью посевов. В зависимости от нормы высева семян приход ФАР без инокуляции при сплошном посеве составил 128,5-125,3 кДж/см, а широкорядном, незначительно больше - 130,7-127,1 кДж/см , с незначительной разницей в пользу широкорядного посева (1,7-1,8 кДж/см2). Эта разница при инокуляции между способами посева увеличилась до 3,8-3,2 кДж/см2. КПД ФАР в наших опытах, в зависимости от способа посева, норм высева семян и инокуляции варьировал в пределах 0,5...0,69%, что следует считать низкой, но соответствует урожайности нута на богаре. С повышением нормы высева, а, следовательно, увеличением густоты стояния растений, КПД ФАР возрастал. Максимальный КПД ФАР отмечен при норме высева 0,7 млн./га, который в зависимости от способа посева составил 0,59-0,62% без инокуляции, и 0,66-0,69% при инокуляции ризоторфином. Самый низкий КПД ФАР (0,50-0,52 и 0,50-0,57%) отмечен при норме высева 0,4 млн./га семян нута. На широкорядных инокулированных посевах КПД ФАР превышал сплошные посевы на 0,02-0,03% без инокуляции, а с инокуляцией на 0,01-0,03%. Таким образом, максимальный КПД ФАР в опытах установлен при высоких нормах высева семян, особенно при инокуляции семян. Незначительно превосходил этот показатель на широкорядных посевах, по сравнению со сплошным способом посева. На показатели КПД ФАР больше влияния оказал индекс биомассы. С увеличением биомассы, возрастало аккумулирование фотосинтетической активной радиации посевами нута.
Динамика формирования площади листьев нута
В условиях перехода к рыночной экономике цены на материальные ресурсы и услуги не устойчивы, они постоянно изменяются, что не позволяют ранее рекомендованными методиками объективно оценивать эффективность выполненных экспериментальных исследований.
С целью более достоверной оценки результатов эксперимента Посыпановым Г.С., Долгодворовым В.Е. (1985) рекомендован новый энергетический метод.
Он основан на сопоставлении данных количества энергии аккумулированной в урожае выращиваемых культур и энергии совокупных затрат на производство полученной продукции в расчете на 1 гектар. При этом расход энергии на производство полученной продукции складывается из энергоемкости использования сельскохозяйственной техники, обрудования, энергозатрат на удобрения, семена, пестицидов, горючесмазочных материалов, амортизационные отчисления на трактора, с.х. машины, автотранспорт, затраты на текущий ремонт техники, на электроэнергию и труд людей.
Зная, показатели энергозатрат на выращивание культуры и энергосодержание урожая основной и побочной продукции определяют энергетическую эффективность возделывания выращенной культуры. Чистый энергетический доход определяется как разница между энергосодержанием урожая и общими затратами для его выращивания. Коэффициент энергетической эффективности - это отношение чистого дохода к энергозатратам. Биоэнергетический коэффициент (КПД) посева является отношение энергии, полученной урожаем к энергозатратам. Энергетическая себестоимость продукции - это затраты энергии на единицу урожая. В соответствии с вышеуказанным методом нами дана энергетическая оценка эффективности полученной продукции нута по изученным агроприемам (табл.6.1). По данным таблицы 6.1., изученные нами агроприемы оказали соответствующее влияние на показатели энергетической оценки нашего опыта. В зависимости от способов посева, нормы высева семян и инокуляции затрачивалось от 12,8 до 15,0 гДж/га энергии. Энергозатраты возрастали с увеличением нормы высева семян. В опытах с нормой высева семян нута более показатели полученной энергии (75,0-84,7 гДж/га), чистого энергетического дохода (62,9-71,4 гДж/га), коэффициента энергетической эффективности посева (4,59-4,76), КПД посева (5,59-5,76) обеспечил вариант с высокой нормой высева семян (0,7 млн./га), с преимуществом в пользу широкорядных и инокулированных посевов. Однако, вариант с нормой высева 0,6 млн./га по ряду показателей не уступает посевам с нормой высева 0,7 млн./га, а по нескольким показателям превосходит его. У этого варианта по сравнению с высевом 0,7 млн./га семян затрачено меньше энергии, более высокий коэффициент энергетической эффективности, КПД посева, а также он не уступает и по энергетической себестоимости. Если учесть дополнительные расходы семян при более высокой норме высева (0,7 млн./га) и затраты, связанные с посевом, уборкой, обмолотом, то по показателям энергетической оценки результатов опыта, преимущество этого варианта очевидно. Некоторое превосходство по всем показателям энергетической оценки опыта установлено у широкорядного посева, с междурядьем 30 см, по сравнению со сплошным рядовым способом. При сравнении данных энергозатрат у аналогичных вариантах опыта с нормой высева семян и способам посева, с инокуляцией и без инокуляции, отчетливо выделяется эффективность применения ризоторфина, причем со значительной разницей. Согласно данным таблицы 6.1, самая высокая энергетическая эффективность возделывания нута обеспечивается при высеве 0,6 млн./га инокулированными семенами, с междурядьем 30 см. На основании результатов опыта по изучению способов посева, норм высева семян нута и их сочетания с инокуляцией ризоторфином в условиях богары Гиссарской долины можно сделать следующие выводы: 1. По мере повышения нормы высева семян с 0,4 до 0,7 млн./га их полевая всхожесть снижалась с 94,2 до 83,3%. Способы посева не оказали влияния на полевую всхожесть семян. Более высокая выживаемость растений нута к уборке установлена при норме высева семян 0,4-0,5 млн./га - 80,5-79,4% без инокуляции, 82,0-81,1% с инокуляцией ризоторфином. Это показатель на 1,0-1,5% была выше на сплошном способе посева. 2. Вегетационный период нута в опытах в зависимости от изученных агроприемов составил в пределах 191-184 дня. С повышением нормы высева семян, созревание бобов нута ускорялось. Созревание бобов у растений сплошного посева на 2-3 дня опережало широкорядный. Инокуляция задерживало созревание бобов до 3 дней. 3. С повышением нормы высева семян, биомасса закономерно возрастала, достигая максимума в фазе плодообразования нута, которая в зависимости от вариантов опыта без инокуляции составила 41,6...54,1 ц/га, а с инокуляцией, больше - 58,8-62,2 ц/га. Сухая биомасса широкорядного посева превышала сплошные посевы на 1,8-3,5 ц/га без инокуляции и на 4,9-8,1 ц с инокуляцией, в зависимости от нормы высева семян. 4. Увеличение нормы высева семян нута сопровождалось адекватным возрастанием индекса площади листьев. Максимальная площадь листьев нута в фазе плодообразования формировалась на широкорядных посевах, нормой высева 0,6-0,7 млн./га семян - 17,5-17,7 тыс. м2/га без инокуляции и 17,9-18,3 тыс.м2/гас инокуляцией ризоторфином.
Урожайность нута в зависимости от инокуляции ризоторфином, способа посева и норм высева семян
В условиях перехода к рыночной экономике цены на материальные ресурсы и услуги не устойчивы, они постоянно изменяются, что не позволяют ранее рекомендованными методиками объективно оценивать эффективность выполненных экспериментальных исследований.
С целью более достоверной оценки результатов эксперимента Посыпановым Г.С., Долгодворовым В.Е. (1985) рекомендован новый энергетический метод.
Он основан на сопоставлении данных количества энергии аккумулированной в урожае выращиваемых культур и энергии совокупных затрат на производство полученной продукции в расчете на 1 гектар. При этом расход энергии на производство полученной продукции складывается из энергоемкости использования сельскохозяйственной техники, обрудования, энергозатрат на удобрения, семена, пестицидов, горючесмазочных материалов, амортизационные отчисления на трактора, с.х. машины, автотранспорт, затраты на текущий ремонт техники, на электроэнергию и труд людей.
Зная, показатели энергозатрат на выращивание культуры и энергосодержание урожая основной и побочной продукции определяют энергетическую эффективность возделывания выращенной культуры. Чистый энергетический доход определяется как разница между энергосодержанием урожая и общими затратами для его выращивания. Коэффициент энергетической эффективности - это отношение чистого дохода к энергозатратам. Биоэнергетический коэффициент (КПД) посева является отношение энергии, полученной урожаем к энергозатратам. Энергетическая себестоимость продукции - это затраты энергии на единицу урожая. В соответствии с вышеуказанным методом нами дана энергетическая оценка эффективности полученной продукции нута по изученным агроприемам (табл.6.1). По данным таблицы 6.1., изученные нами агроприемы оказали соответствующее влияние на показатели энергетической оценки нашего опыта. В зависимости от способов посева, нормы высева семян и инокуляции затрачивалось от 12,8 до 15,0 гДж/га энергии. Энергозатраты возрастали с увеличением нормы высева семян. В опытах с нормой высева семян нута более показатели полученной энергии (75,0-84,7 гДж/га), чистого энергетического дохода (62,9-71,4 гДж/га), коэффициента энергетической эффективности посева (4,59-4,76), КПД посева (5,59-5,76) обеспечил вариант с высокой нормой высева семян (0,7 млн./га), с преимуществом в пользу широкорядных и инокулированных посевов. Однако, вариант с нормой высева 0,6 млн./га по ряду показателей не уступает посевам с нормой высева 0,7 млн./га, а по нескольким показателям превосходит его. У этого варианта по сравнению с высевом 0,7 млн./га семян затрачено меньше энергии, более высокий коэффициент энергетической эффективности, КПД посева, а также он не уступает и по энергетической себестоимости. Если учесть дополнительные расходы семян при более высокой норме высева (0,7 млн./га) и затраты, связанные с посевом, уборкой, обмолотом, то по показателям энергетической оценки результатов опыта, преимущество этого варианта очевидно. Некоторое превосходство по всем показателям энергетической оценки опыта установлено у широкорядного посева, с междурядьем 30 см, по сравнению со сплошным рядовым способом. При сравнении данных энергозатрат у аналогичных вариантах опыта с нормой высева семян и способам посева, с инокуляцией и без инокуляции, отчетливо выделяется эффективность применения ризоторфина, причем со значительной разницей. Согласно данным таблицы 6.1, самая высокая энергетическая эффективность возделывания нута обеспечивается при высеве 0,6 млн./га инокулированными семенами, с междурядьем 30 см. выводы На основании результатов опыта по изучению способов посева, норм высева семян нута и их сочетания с инокуляцией ризоторфином в условиях богары Гиссарской долины можно сделать следующие выводы: 1. По мере повышения нормы высева семян с 0,4 до 0,7 млн./га их полевая всхожесть снижалась с 94,2 до 83,3%. Способы посева не оказали влияния на полевую всхожесть семян. Более высокая выживаемость растений нута к уборке установлена при норме высева семян 0,4-0,5 млн./га - 80,5-79,4% без инокуляции, 82,0-81,1% с инокуляцией ризоторфином. Это показатель на 1,0-1,5% была выше на сплошном способе посева. 2. Вегетационный период нута в опытах в зависимости от изученных агроприемов составил в пределах 191-184 дня. С повышением нормы высева семян, созревание бобов нута ускорялось. Созревание бобов у растений сплошного посева на 2-3 дня опережало широкорядный. Инокуляция задерживало созревание бобов до 3 дней.
