Введение к работе
Актуальность темы. В связи с острым дефицитом растительного белка все большее значение в мировом сельском хозяйстве приобретает возделывание зернобобовых культур. Одной из широко распространенных зернобобовых культур является горох, который характеризуется высокими пищевыми и кормовыми достоинствами. В семенах его содержится до 28% белка, 60% БЭВ, 1,2% жира, 3,3% золы и 6,5% клетчатки. В пищу горох употребляется в целом виде или в виде крупы и муки, сахарные сорта используются для консервной промышленности.
В животноводстве горох можно использовать в качестве концентрированного корма и как силосную культуру.
Горох имеет большое агротехническое значение. Он, как и все зернобобовые культуры, обладает способностью в симбиозе с клубеньковыми бактериями усваивать азот воздуха, оставляя после себя до 150 кг/га азота. Кроме того, его выращивают в качестве промежуточной культуры в поукосных и промежуточных посевах, что позволяет получать два урожая в год, увеличивать сбор кормовых единиц и белка с 1 га, и проводить полупаровую обработку почвы.
Поэтому, поиск путей дальнейшего повышения урожайности гороха является актуальной задачей науки и производства.
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке практических приемов повышения продуктивности гороха путем подбора высокопродуктивных сортов, установления для них оптимальных способов посева и предпосевной инокуляции семян биопрепаратами с применением минеральных удобрений.
В задачу настоящих исследований входило:
- определить оптимальный способ посева различных по скороспелости
сортов гороха;
- установить уровень минерального питания для реализации потенциальной
продуктивности различных сортов гороха;
- определить целесообразность предпосевной инокуляции семян гороха
биопрепаратами ассоциативного и симбиотического характера;
- определить структуру урожая, продуктивность и качество семян
различных сортов, а также содержание тяжелых металлов (Zn, Ni, Си, Fe) в
продукции;
- дать экономическую и энергетическую оценку изучаемым агроприемам,
определяющим рентабельность производства гороха;
разработать и внедрить в производство рекомендации по совершенствованию технологии возделывания гороха в условиях лесостепной зоны РСО-Алания.
Научная новизна заключается в том что, впервые в условиях лесостепной зоны Северной Осетии:
-
Разработана технология возделывания гороха с использованием нового ростостимулирующего бактериального препарата штамм 17.1;
-
Изучены закономерности влияния удобрений, биопрепаратов и способов
посева на рост и развитие гороха, формирование элементов продуктивности и качества урожая. Получены экспериментальные данные по продуктивности гороха в зависимости от условий выращивания, на основе которых определены экономическая и энергетическая эффективности изучаемых агроприемов.
Исследования являются составной частью тематического плана НИР Горского ГАУ (государственный регистрационный номер 01.2.007 08210).
Объект исследований - перспективные сорта гороха Кубанской селекции.
Предмет исследований - агротехнические приемы, способствующие повышению продуктивности семян гороха, с целью получения экологически чистой продукции.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Рост, развитие, фотосинтетическая и симбиотическая деятельность посевов гороха в зависимости от изучаемых агротехнических приемов;
-
Продуктивность и качество семян (включая содержание Zn Ni Си Fe) в зависимости от удобрений, биопрепаратов и способов посева различных сортов гороха;
-
Экономическая и энергетическая оценка возделывания различных сортов.
Методология исследований заключается в использовании методов полевого эксперимента с применением стандартных методик, приборов, оборудования с обработкой экспериментальных данных методами математической статистики.
Личный вклад автора заключается в постановке целей и задач исследований, выборе методик, проведении полевых исследований, обработке и анализе полученных данных, подготовке диссертации, выводов и рекомендаций, внедрении полученных результатов в сельскохозяйственное производство.
Достоверность результатов подтверждается большим объемом
экспериментальных данных, полученных в результате трехлетних опытов;
достаточным объемом расчетных данных и полученных зависимостей на
компьютере; высокой достоверностью результатов обработки
экспериментальных данных и положительными результатами производственной проверки.
Практическая ценность и реализация работы. Установлены оптимальные способы посева различных сортов гороха (как на удобренном фоне, так и без удобрений) с применением биопрепаратов в условиях лесостепной зоны РСО-Алания. Результаты исследований внедрены на площади 3 га с урожайностью 2,5 -3,0 т/га и экономическим эффектом 69,3 -83,3 тыс. руб.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на: кафедре общего и мелиоративного земледелия Горского ГАУ в 2006-2009 гг; III Международной конференции «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки» (Владикавказ, 2007); II туре Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых (Краснодар, 2007; 2008); III туре Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых (Москва, 2007); IV Международной конференции «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки» (Владикавказ, 2008); II
2,66 и 2,69 т/га. Инокуляция семян биопрепаратами способствовало повышению урожая (в среднем по сортам) на 0,21-0,23 (ризоторфин) и 0,17-0,20 (штамм 17.1) т/га (без удобрений) и на 0,47-0,63 и 0,41-0,56 т/га (при внесении N3oP9oK6o) Сочетание биопрепаратов превышало контроль соответственно на: 0,32-0,36 и 0,59-0,82 т/га.
Максимальный урожай формировался при комплексном применении удобрений и биопрепаратов и составил: 2,96, (Аргон); 2,92 (Лавр) и 3,04 Ареал, или на: 0,82; 0,59 и 0,67 т/га выше контроля.
Показатели урожайности при широкорядном посеве были почти в два раза ниже.
10. Содержание белка в семенах гороха на контроле было у сорта Аргон -
24,01%: Лавр - 23,51 % и Ареал 23,34%.
От применения биопрепаратов (ризоторфина и штамма 17.1) содержание белка повышалось на: 3,74 и 2,49% (Аргон); 1,60 и 1,12% (Лавр); 2,73 и 1,57% (Ареал). Самое высокое содержание белка - 28,25, 25,31 и 27,53% отмечено при сочетании биопрепаратов.
Жира в семенах контрольных вариантов содержалось: 1,50 (Аргон); 1,57 (Лавр) и 1,55 (Ареал) %, а при совместном применении удобрений и биопрепаратов оно снижалось и составило: 1,47; 1,49 и 1,44%.
Особых различий в содержании углеводов от применения биопрепаратов, удобрений и их сочетаний не установлено.
Наибольший сбор белка с 1 га (791,8 кг), жира (43,8 кг) и углеводов (1249,4 кг) отмечено при предпосевной обработке семян смесью биопрепаратов на фоне внесения удобрений.
11. Содержания Zn в семенах по сортам составило: 12,723 - 18,681; Ni 2,142
-4,894; Си 2,148 - 3,263 nFe 17,158 - 26,167мг/кг.
Применение биопрепаратов симбиотического и ассоциативного действия способствовало их снижению. Наибольшее влияние на это оказывало комплексное применение удобрений и биопрепаратов и по сравнению с контролем составило: Zn от 9,796 (Лавр) до 18,681 (Ареал); Ni - от 0,797 (Аргон) до 4,894 (Лавр); Си от 0,885 (Аргон) до 3,263 (Ареал) и Fe от 17,158 (Аргон) до 26,167 (Ареал) мг/кг. На всех вариантах содержание Zn, Ni, Си и Fe было значительно меньше ПДК.
12. При комплексном использовании удобрений и биопрепаратов и
узкорядном способе посева прибыль составила: Аргон - 80855; Лавр - 79655 и
Ареал - 83255, (или на 12460, 15315 и 17715 руб/га выше контроля), с
рентабельностью 101,8%, 100,3% и 104,8%. Значительно ниже они были при
широкорядном посеве: 44605 (Аргон), 46105 (Лавр) и 47905 (Ареал) руб с
рентабельностью 66,6%, 68,9% и 71,6%.
Максимальное количество энергии аккумулировалось в урожае (Аргон-40,87; Лавр - 39,58; Ареал - 41,35 ГДж/га) на узкорядных посевах при комплексном использовании удобрений и биопрепаратов и превышало контроль на: 9,84; 6,32 и 7,82 ГДж/га. Чистый энергетический доход увеличивался при этом на: 4,31; 0,79 и 2,29 ГДж/га. КПД посевов (в среднем по сортам) составил 1,81-1,89, а энергетическая себестоимость - 1,47-1,61 ГДж/га. При широкорядном посеве эти показатели были ниже.
4. Максимальная высота растений установленная при совместном
применении биопрепаратов и минеральных удобрений была: Аргон - 74,3, Лавр
- 108,5 , Ареал - 134,5 см, против 59,4; 91,0 и 111,1 см на контроле.
При этом площадь листьев составила: 28,3 (Аргон); 18,7 (Лавр) и 27,0 (Ареал) и превысила контроль на: 2,1; 1,0 и 1,4 тыс. м2/га. Более облиственными (15,5-28,3 тыс. м2/га) были узкорядные посевы, чем широкорядные (6,6-14,0 тыс. м2/га).
5. Внесение N3oP9oK6o приводило к росту урожая сухой биомассы растений
на 0,65; 0,45 и 0,58 т/га (Аргон, Лавр и Ареал). Применение биопрепаратов
(ризоторфин и штамм 17.1) увеличивало этот показатель на: 1,36 и 0,73; 1,20 и
0,66; 1,49 и 0,78 т/ га, а их сочетание соответственно на: 2,14; 2,11 и 2,48 т/ га.
Максимальный урожай сухого биомассы был накоплен при комплексном
использовании биопрепаратов и удобрений: 9,06 (Аргон); 7,94 (Лавр) и 9,50
(Ареал) т/га, что на: 3,3; 2,52 и 2,93 т/га выше контроля.
Из различных способов посева лучшим оказался узкорядный.
6. Максимальной величины ФП (в фазу цветения) достигал при
комплексном использовании биопрепаратов и удобрений (Аргон - 833,7; Лавр -
562,4 и Ареал - 935,8) с превышением контроля на 174,9; 217,9 и 202,6 тыс.м2/га
дней.
Использование ризоторфина и штамма 17.1 повышало 2ФП на: 156,7 и 86,0 (Аргон); 86,0 и 44,8 (Лавр) и 198,8 и 107,0 (Ареал); внесение удобрений на: 71,5; 76,0 и 122,2, при показателях на контроле соответственно 1150,1; 749,3 и 1297,8 тыс. м2/га х дней.
Максимальные показатели ЕФП отмечены при комплексном использовании биопрепаратов и удобрений и составили при узкорядном посеве: 969,9 (Лавр); 1477,0 (Аргон) и 1683,6 (Ареал), а широкорядном: 485,8; 716,7 и 815,4 тыс.м2/га х дней.
7. Инокуляции семян ризоторфином повышала ЧПФ на: 0,57(15x15) и
0,70(15x30) - Аргон; 0,99 и 1,32 - Лавр; 0,63 и 0,68 - Ареал, а штаммом 17.1
соответственно на: 0,47 и 0,54; 0,40 и 0,79 и 0,37 и 0,46 г/м2 в сутки. Совместное
их применение (в среднем по сортам) увеличивало ЧПФ на 0,97-1,81 г/м2 в сутки.
От внесения удобрений ЧПФ возрастала на: 0,31 - 0,51 (Аргон); 0,67- 0,69 (Лавр)
и 0,33 -0,57 (Ареал) г/м2 в сутки.
Наибольшего значения ЧПФ достигала при комплексном применении N30P9oK6oH биопрепаратов (Аргон - 1,65 - 1,54, Лавр - 2,40 - 1,79 и Ареал - 1,61 -1,29 г/м2 в сутки). При посеве 15x15 см она была выше по сортам на 0,27; 0,50 и 0,35 г/м2 в сутки.
8. КПД ФАР на контрольных посевах был в пределах 1,36-1,44 % (15x15 см)
и 0,74-0,78% (15x30 см). Удобрения незначительно (0,03-0,10% и 0,03-0,04%)
влияли на его величину, а биопрепараты повышали КПД ФАР на 0,52-0,53% и
0,25-0,26% соответственно.
Комплексное использование удобрений и биопрепаратов, повышало КПД ФАР при узкорядном посеве на: 0,70% (Аргон), 0,53% (Лавр) и 0,60% (Ареал), а при широкорядном на: 0,34%; 0,25% и 0,27%.
9. Продуктивность сортов гороха (в ср за 3 г) составила: 2,14 (Аргон); 2,33
(Лавр) и 2,37 (Ареал) без внесения удобрений, а при внесении N30P9oK6o - 2,65;
Международной научно-практической конференции «Рациональное использование биоресурсов в АПК» (Владикавказ, 2008); Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение устойчивого развития агропромышленного комплекса горных и предгорных территорий» (Владикавказ, 2008). По результатам исследований опубликовано 12 научных работ. В том числе 7 работ, входящих в перечень рецензируемых журналов ВАК РФ.
Место и годы проведения опытов. Полевые опыты проводились в лесостепной зоне РСО-Алания на базе Северо-Кавказского НИИ горного и предгорного сельского хозяйства в 2006-2008 гг.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 202 страницах, в т.ч. основного текста 127 страниц. Работа содержит 24 таблицы, 10 рисунков, 41 приложений. Список использованной литературы включает 135 источников, в том числе 17 работ иностранных авторов.
