Содержание к диссертации
Введение
1 Ботанико-морфологическая, биологическая характеристики и технологические приемы возделывания рапса ярового (Обзор литературы) 7
1.1 История и распространение 7
1.2 Продуктивность, питательная ценность и использование рапса ярового 10
1.3 Ботанико-морфологическая, биологическая характеристики рапса ярового 15
1.4 Технологические приемы возделывания рапса ярового на зеленую массу и семена 19
2 Почвенно-климатические условия южной зоны амурской области 33
2.1 Агроклиматические условия Амурской области 34
2.2 Луговые черноземовидные почвы их агрофизическая и агрохимическая характеристика 36
3 Место, условия и методика исследований 40
3.1 Место, схемы и методика закладки опытов 40
3.2 Методика проведения наблюдений, учетов, анализов 42
3.3 Характеристика почв опытного участка 48
3.4 Метеорологические условия в годы исследований 48
3.5 Агротехника в опытах 51
4 Сравнительная оценка сортов рапса ярового 53
4.1 Особенности роста и развития сортов рапса ярового 53
4.2 Динамика формирования наземной массы рапса ярового 58
4.3 Продуктивность сортов рапса ярового 65
5 Влияние сроков посева на продуктивность рапса ярового 74
5.1 Влияние сроков посева на полноту всходов и густоту стояния растений рапса ярового 74
5.2 Влияние сроков посева на засоренность посевов рапса ярового 80
5.3 Влияние сроков посева на рост растений рапса ярового 81
5.4 Влияние сроков посева на продуктивность зеленой массы рапса ярового 86
5.5 Влияние сроков посева на структуру стеблестоя и семенную продуктивность 89
6 Влияние сочетаний норм высева и способов посева на продуктивность рапса ярового 94
6.1 Влияние сочетаний норм высева и способов посева на появление всходов, густоту травостоя и полевую всхожесть рапса ярового 94
6.2 Влияние сочетаний норм высева и способов посева на структуру стеблестоя и урожайность зеленой массы рапса ярового 99
6.3 Влияние сочетаний норм высева и способов посева на урожайность семян и их посевные качества 104
6.4 Производственное испытание рекомендуемой нормы высева и способов посева рапса ярового 109
7 Экономическая и энергетическая оценка рекомендуемых приемов 112
Выводы 122
Предложения производству 124
Список литературы 125
Приложение 142
- Продуктивность, питательная ценность и использование рапса ярового
- Луговые черноземовидные почвы их агрофизическая и агрохимическая характеристика
- Метеорологические условия в годы исследований
- Динамика формирования наземной массы рапса ярового
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время в Амурской области более 70 % кормов производится на пашне, где кормовые культуры в структуре посевных площадей занимают до 30 % (Система земледелия Амурской области, 2003). Первостепенное значение в кормопроизводстве области отводится многолетним травам, кукурузе, овсу, сое и их смесям. В перспективе одно из основных направлений развития отрасли - расширение ассортимента возделываемых кормовых культур, особенно за счет однолетних высокобелковых растений. Одним из таких растений является рапс яровой. Диапазон использования этой культуры довольно широк. Его можно выращивать не только на зеленый корм и силос, но и для получения высокомасличных семян, с использованием в кормлении животных высокобелковых жмыха и шрота. Вместе с тем с точки зрения технологии возделывания эта культура в условиях области малоизученна. Имеющиеся к настоящему времени разработки по технологии возделывания рапса ярового для различных регионов России и, частично Амурской области, не в полной мере обеспечивают качественное их внедрение в производство. Научные учреждения страны создали новые сорта, которые заслуживают внимания своей высокой продуктивностью и низкоглюкозинолатностью, но в условиях Амурской области они до сих пор не изучались. Практически не проводились исследования по изучению сроков посева рапса ярового на семенные цели, требуют уточнения нормы и способы посева с точки зрения их оптимального сочетания, недостаточно полно дана экономическая и энергетическая оценка сортов и основополагающих элементов технологии возделывания.
Цель работы - совершенствование основных технологических приемов возделывания рапса ярового в условиях южной зоны Амурской области, обеспечивающих получение высоких и стабильных урожаев зеленой массы и семян.
5 Задачи исследований:
изучить особенности роста и развития, подобрать наиболее урожайные сорта рапса ярового для внедрения в производство, дать им кормовую и семенную оценку;
определить оптимальные сроки посева рапса ярового на семена и зеленую массу в системе зеленого конвейера;
определить оптимальное сочетание норм и способов посева рапса ярового, обеспечивающих максимальную урожайность зеленой массы и
семян;
провести производственную проверку рекомендуемых приемов;
дать экономическую и энергетическую оценку сортам и приемам возделывания рапса ярового на зеленую массу и семена.
Научная новизна. Впервые в условиях южной зоны Амурской области подобраны новые перспективные сорта, выявлены оптимальные сроки посева рапса ярового сорта Радикал на семенные цели, установлено наиболее оптимальное сочетание норм и способов посева, обеспечивающих высокую продуктивность этой культуры.
Практическая значимость и реализация результатов исследований Рекомендуемые приемы позволят хозяйствам области более эффективнее возделывать рапс яровой, полнее использовать почвенно-климатический потенциал, снизить имеющийся дефицит белка, а также расширить ассортимент кормовых и масличных культур возделываемых в области. Результаты исследований прошли проверку в производственных условиях ООО «Амурская нива» с. Муравьевка Тамбовского района Амурской области и показали их перспективность. Они одобрены департаментом АПК Амурской области и планируется их включить в зональную систему технологий и машин, разрабатываемую ДальНИПТИМСХ на 2005 - 2010 гг.
Апробация. Основные результаты исследований доложены на тематических конференциях преподавателей и сотрудников ДальГАУ (г. Благовещенск, 2003 г.), на региональной научно - практической конференции
« Молодежь XXI века: шаг в будущее » (г. Благовещенск, 2003 г.), международной конференции «Биологические ресурсы Дальнего Востока» (г. Благовещенск, 2004 г.), региональной научно-практической конференции «Аграрное развитие Дальнего Востока: история и современность» (г. Благовещенск, 2004 г.). По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 178 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству. В работе имеется 40 таблиц, 11 рисунков, 37 приложений, акт внедрения в производство. Список использованных источников включает 189 наименований, в том числе 5 иностранных авторов.
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю кандидату сельскохозяйственных наук, профессору Н.А.Морозову, заведующему Тамбовским государственным сортоиспытательным участком Г.П. Лавриченко за оказанную ими всестороннюю помощь и поддержку при выполнении данной работы.
1 БОТАНИКО - МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ РАПСА ЯРОВОГО (Обзор литературы)
1.1 История и распространение
Рапс возделывают с незапамятных времен. Еще за четыре тысячелетия до нашей эры рапсом заинтересовались корабелы и, прежде всего в такой стране известных мореплавателей, как Голландия. Они страдали оттого, что подводную часть судов облипляли ракушки и моллюски. Корабли увеличивали свою осадку и уменьшали грузоподъемность. В борьбе с этим явлением нашлось надежное средство. В краску для покрытия днища корабля добавляли сырое, нерафинированное масло рапса. Оно содержало вредные глюкозиды, имело горький вкус и острый запах (Наумов К.И., 1981).
Одни исследователи считают родиной рапса или репса (южно-германское название) Европу, в частности, ее северо-западные прибрежные районы (приморские земли Швеции, Нидерландов и Великобритании), другие — Средиземноморье. Впервые рапс был введен в качестве культуры в Индии, оттуда распространился в Китай. Эти две страны являлись основными поставщиками рапсового масла на мировой рынок. Масло рапса, ввиду наличия вредных примесей, имело в основном техническое применение (Кузнецова Р.Я., 1975).
К середине XIX века рапс в Европе стал довольно распространенной культурой. Площадь под ним только в Германии достигала в то время 300 тыс. га. Такое сравнительно широкое распространение объясняется использованием его масла для технических нужд. Из Германии рапс через Польшу проник в Западную Украину, где он и в настоящее время занимает довольно устойчивое положение (Наумов К.И., 1981).
В Россию рапс был завезен из Средиземноморья. У русских земледельцев он получил название «репное семя». Довольно быстро семена масличной культуры стали одной из важных статей российского экспорта. Так, уже в 1870 году посевы рапса в нашей стране достигали 25 тыс. га, и на протяжении последующих 30 лет они возросли до 357 тыс. га. Однако появление на европейском рынке большого количества минеральных масел из нефтепродуктов, вызвало резкое падение объемов возделывания рапса, особенно в Европе, где с 1909 по 1917 гг. площади под рапсом сократились до 92 тыс.га. К началу 1950 годов производство рапса в России было почти полностью свернуто. Основная причина - интенсивное развитие производства подсолнечника, с которым рапс не мог конкурировать в экономическом отношении. Но, начиная с 1930 года, рапс опять получает широкое распространение в Великобритании, США, Новой Зеландии, несколько позже - в ряде стран Запада и Востока, прежде всего в Китае, но уже как кормовое растение (Погорлецкий Б.К., Балаян В.М., 1986).
В мировом земледелии рапс занимает в настоящее время более 23,2 млн.га. Главными регионами мира по производству семян является: Азия — 46,8 % мирового производства, Европа - 30,3 % и Северная Америка — ) 9,2 % (Шпаар Д., Маковски Н., Захаренко В., 1999). Финляндия и Норвегия рассматривает рапс не только как масличную, а, прежде всего, как кормовую культуру. Здесь, кроме традиционной переработки семян на масло, используют и прямое получение высокобелкового энергетического корма, увеличив производство маслосемян в 2,5 - 3 раза. В России он получил распространение в 80-х годах прошлого столетия. Здесь возделывают яровой и озимый рапс. Однако распространение озимой формы (за исключением Северного Кавказа и Калининградской области) крайне ограничено из-за суровых условий перезимовки. Поэтому посевы рапса в России представлены в основном яровой формой (Артемов И.В., Первушин В.М., 1996). Эта культура возделывается практически во всех регионах Российской Федерации. Однако её посевы наиболее распространены в Поволжском (около 30% общей площади), Северо-Кавказском (18%), Цен-
9 тральном (15%), Западно-Сибирском (9%) и Восточно-Сибирском (около 8%) регионах (Матиенко А.Ф., 2000).
С целью наращивания в стране производства маслосемян рапса и кормового белка разработана государственная программа «Рапс России», в которой участвуют 26 научных учреждений Российской Федерации. Координатором работ по вопросам рапсосеяния является Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт рапса (ВНИПТИР) (Артемов И.В., Киселев A.M., 1996). Наиболее интенсивно вопросами селекции, технологии возделывания, подработки и переработки рапса ярового занимаются в Казани, Белоруссии, Рязанской, Липецкой, Омской, Курганской областях, Западной и Восточной Сибири (Гареев Р.Г., 1989; Первушин В.М., 1993; Минин Д.А. и др., 1997; Захарова А.В., 1998; Пилюк Я.Э. и др., 1998).
На Дальнем Востоке посевы этой культуры занимают незначительную площадь. Рапс яровой выращивается как в чистом виде, так и в смеси с другими культурами в Приморском и Хабаровском краях, Амурской, Сахалинской и Камчатской областях (Зубрев А.И., 1990).
Амурская область находится в зоне рискованного земледелия. Незначительный снежный покров и низкие температуры воздуха в зимний период позволяют возделывать только яровую форму рапса (Сверлова Л.И., 1986). Изучением элементов технологии возделывания данной культуры на зеленую массу и семена впервые занимались на Государственных сортоиспытательных участках. Определенную работу по освоению и внедрению этой культуры в Амурской области на кормовые и семенные цели провели Слободяник Т.М., Криворучен-ко Э.П., Тучкова Т.П. (1987); Морозов Н.А., Катюшков В.М. (1988); Лебезов А.А., Швецова Г.К. (1989). Ими установлена перспективность этой культуры для условий Амурской области. Однако многие элементы его технологии возделывания требуют уточнения и совершенствования.
10 1.2 Продуктивность, питательная ценность и использование
рапса ярового
Как показали исследования, проведенные в Российской Федерации и за её пределами, рапс яровой обладает высоким потенциалом продуктивности (Гольцов А.А., Ковальчук A.M. и др., 1983). Как утверждают В.М. Первушин и Т.И. Манаенкова (1994), его потенциальная продуктивность может достигать 3,5-4,0 т/га семян и 50,0-60,0 т/га зеленой массы. По данным А.Ф. Матиенко (2000) средняя урожайность рапса ярового составляет 1,6-2,0 т/га, а максимальная - 2,7- 2,8 т/га. Подтверждением тому являются результаты, полученные в различных почвенно-климатических регионах.
Так, в условиях Липецкой области передовые хозяйства получают с 1 га по 2,5- 2,7 т/га семян и по 30,0-35,0 т/га зеленой массы рапса ярового (Артемов И.В., Первушин В.М., 1993). Урожайность семян этой культуры в Рязанской области составляет 1,8-2,2 т/га, ежегодный валовой сбор 500-600 т, из которых 60-70 т реализуется на семенные цели (Минин Д.А., Мельниченко Ю.М., 1997). В условиях муссонного климата Сахалина с 1 га было получено от 20,5 до 44,8 т высококачественной зеленой массы (Чувилина В.А., Фролова Л.А., 2002)
В целом по России урожайность рапса ярового значительно уступает уровню европейских стран из-за неустойчивости погодных факторов и недостатков технологии возделывания.
Рапс яровой обладает высокими кормовыми достоинствами. По комплексу питательных веществ и их выходу с 1 га посева он занимает одно из ведущих мест среди однолетних растений. По содержанию протеина в абсолютно сухой массе растение рапса ярового успешно конкурирует с бобовыми растениями, а по сбору его с единицы площади может быть приравнен к люцерне (Первушин В.М., Массальская А.А. (1994), Гришина З.И., (1997)).
В 1 кг зеленой массы содержится 0,16 кормовой единицы и 30 г протеина, что значительно больше, чем в зеленой массе овса, кукурузы, подсолнечника,
ячменя, гороха. В 1 кг рапсового силоса содержится 30 г протеина, кукурузного - 9 г, горохового - 20 г (Гольцов А.А., Ковальчук A.M. и др., 1983). Сухое вещество рапса ярового, убранного на корм в начале цветения, содержит 19,8% сырого протеина, 3-4 % жира, 20,8 % клетчатки, 45% - безазотистых экстрактивных веществ, 1,44 % - кальция и 0,35 % фосфора (Арзамасцев А.А., 1981, Гольцев А.А., Ковальчук A.M., Абрамов В.Ф., Милащенко Н.З., 1983). Семена его содержат 43 - 48 % жира и 21 -23 % белка и превосходят злаковые культуры в 1,7 - 2,0 раза по концентрации обменной энергии, а также бобовые культуры, как горох и соя - в 1,3 - 1,7 раза (Артемов И.В., Киселев A.M., 1997). Исследованиями А.В. Мироненко, В.И. Домаш, И.В. Рогульченко (1990) установлено, что в суммарном белке рапса ярового содержится 17 аминокислот, в том числе все незаменимые аминокислоты. Особенно высокое содержание глютаминовой (12,25-19,81%) и аспарагиновой (9,50-11,50 %) кислот. Как отмечали эти же исследователи, в различных органах растения количество сырого белка и аминокислот неодинаково.
В зависимости от сорта, зоны выращивания, срока посева, вносимой дозы удобрений, фазы развития и других агротехнических факторов уровень накопления основных питательных веществ в зеленой массе и семенах значительно варьирует.
Диапазон использования рапса ярового довольно широк. На сегодняшний день во многих странах рапс возделывается, прежде всего, как масличная культура. Рапсовое масло широко потребляется в пищу во многих странах мира. По вкусовым качествам оно приравнивается к оливковому, пользуется спросом и считается одним из лучших: оно долго сохраняет прозрачность, не приобретает неприятного запаха при воздействие воздуха. В США рапсовое масло с 1985 г. имеет официальный статус безопасности для потребления его человеком. В качестве масличной культуры рапс яровой широко используется в Канаде, Германии, Франции, Польши, Китае, Англии, Швеции, Индии (Шпаар Д., Маков-ски Н., Захаренко В., 1999). Такому широкому распространению в этих странах послужили достижения селекции, создание так называемых двухнулевых («00»)
12 сортов с минимальным (до 0,1 %) содержанием эруковой кислоты в масле и гликозинолатов (до 3 мг/г) в шроте (Тежерова Л.Н., Осик Н.С., 1991). Получаемое из семян таких сортов масло относится к группе пищевых жиров, по качеству жиро-кислотного состава уступает только оливковому и маслу высокоолеиновых сортов подсолнечника.
По содержанию жира и сумме жира и белка рапс превосходит сою, но уступает подсолнечнику и горчице. Рапсовое масло по сравнению с другими растительными маслами с точки зрения физиологии питания имеет ряд преимуществ. Во-первых, оно содержит все физиологически важные кислоты в оптимальном соотношении, во-вторых, особенно ценным является содержание олеиновой кислоты, которая снижает уровень холестерина в крови, предохраняет от атеро-склеротических изменений сосудистую систему человека, регулирует уровень кровяного давления, снижая степень гипертонической болезни и положительно влияет на больных сахарным диабетом (Erbergdowler Н. F., Trautwein Е.А. Rap-sol in der Ernahrung. Raps 11, 1993,3, 137...139).
В последнее время большое внимание уделяется проблеме производства жидкого топлива из растительных источников, в частности, для северных районов может быть использовано рапсовое масло. С ужесточением норм на токсичность выхлопных газов автомобилей, биотопливо из рапсового масла может стать одним из вариантов решения этой проблемы.
Масло рапса ярового привлекает все большее внимание как возобновляемое сырье для химической промышленности и энергетических целей. В настоящее время оно широко используется в качестве топлива, смазочных средств, материала для синтеза в химической промышленности.
Исследованиями Г.А. Ленивцева, В.П. Гниломедова, В.В. Ефимова (2002) установлено, что использование рапсового масла в качестве рабочей жидкости гидравлических систем сельскохозяйственной техники обеспечивает эксплуатационную надежность гидросистем и снижает скорость изнашивания ресурсо-определяющих сопряжений. Попадая в почву, оно не влияет на ее плодородие, так как на 98 % разлагается через неделю и на 100 % через 3 недели. Минераль-
13 ное масло же разлагается на 25 % через неделю, на 45 % через 3 недели, дальнейшее разложение может длиться не один год.
Масло рапса ярового широко используется в пищевой промышленности, в основном, для производства маргарина.
Кроме того, эта культура является хорошим медоносом, дающая за 25-30 дней цветения более 90 кг/га меда (Рекомендации..., 1986).
Продукты переработки семян рапса (жмых, шрот, мука) служат важным источником энергии и протеина в рационах сельскохозяйственных животных и птицы. Его белок, как и белок сои, близок по составу к белку яиц, молока и коровьего масла. Жмых, очищенный от семенной оболочки, которая снижает его перевариваемость, приближается по своему качеству к жмыху сои. В 1 кг рапсовой муки содержится 213 г переваримого протеина, 420-450 г жира и 19-20 МДж обменной энергии. Переваримость протеина и жира рапсовой муки высокая - 84-93 %. Рапсовый жмых по кормовым достоинствам не уступает соевому и содержит в 1 кг 1,12 корм, ед., 12,5 МДж обменной энергии, 265-280 г переваримого протеина, 120-130 г жира (Черных Р.Н., Пепелина В.А., 1997).
Рапс яровой не только масличная, но и ценная кормовая культура, обеспечивающая высокие сборы белка и других питательных веществ (Артемов И.В., Первушин В.М., 1996). Зеленая масса используется для скармливания в свежем и замороженном виде, приготовления силоса, сенажа и травяной муки в чистом виде и в смеси с другими растениями (Гейдебрехт И.П., Зерфус В.М., 1989). Кроме того, рапс — хорошая пастбищная культура для свиней и овец, так как он быстро растет и богат белком, в состав которого входит сера. Выпас овец на посевах рапса снижает их заболеваемость и увеличивает выход шерсти и мяса (Черных Р.Н., Пепелина В.А., 1997).
Как высокобелковая культура, зеленая масса которой хорошо сбалансирована по аминокислотному составу, рапс является одним из перспективных источников обеспечения животноводства полноценным дешевым белком. Включение её в кормление животных значительно сокращает расходы зерна, которого
14 расходуется в среднем около 60 % от общего объема производства (Фицев А.И., 2003).
Рапс яровой является хорошим предшественником для последующих культур. Он выполняет фитосанитарную роль в севообороте и способствует улучшению плодородия почвы. При запашке корневых и пожнивных остатков в почву возвращается около 15 кг азота, 15- фосфора, 70- кальция и 12 кг серы, что эквивалентно внесению в почву 15 т/га навоза (Артемов И.В., Савенков В.П., Первушин В.М., 1989; Интенсивная технология..., 1990). Благодаря сильному развитию корневой системы улучшаются свойства почвы (Брикман В.И., Медведев В.Д., 1975). При использовании растений рапса в качестве пожнивного сидерата улучшаются не только агрофизические свойства почвы, но и увеличивается интенсивность биологических процессов, повышается продуктивность сельскохозяйственных растений. По утверждению А.В. Бутова (1997), запашка рапса ярового на зеленое удобрение снижала плотность почвы на 0,03-0,05 г/см , а биологическая активность повышалась на 11,2 %, засоренность сорняками уменьшалась в 1,4-1,8 раза.
А.Ф. Матиенко отмечает, что посевы рапса благоприятно влияют на экологическую обстановку (1 га его посевов выделяет за период вегетации до 10,6 млн. л кислорода). После выращивания рапса ярового в почве снижается содержание азота (в результате поглощения его мощной корневой системой растений), что в определенной мере уменьшает риск загрязнения им подземных и грунтовых вод (Шпаар Д., Маковски Н., Захаренко В., 1999).
Таким образом, все вышеперечисленные достоинства рапса ярового как высокобелковой и высокомасличной культуры находят разнообразное применение. Широкое внедрение этой культуры позволит расширить ассортимент возделываемых масличных и комовых культур в условиях южной зоны Амурской области.
Продуктивность, питательная ценность и использование рапса ярового
Как показали исследования, проведенные в Российской Федерации и за её пределами, рапс яровой обладает высоким потенциалом продуктивности (Гольцов А.А., Ковальчук A.M. и др., 1983). Как утверждают В.М. Первушин и Т.И. Манаенкова (1994), его потенциальная продуктивность может достигать 3,5-4,0 т/га семян и 50,0-60,0 т/га зеленой массы. По данным А.Ф. Матиенко (2000) средняя урожайность рапса ярового составляет 1,6-2,0 т/га, а максимальная - 2,7- 2,8 т/га. Подтверждением тому являются результаты, полученные в различных почвенно-климатических регионах.
Так, в условиях Липецкой области передовые хозяйства получают с 1 га по 2,5- 2,7 т/га семян и по 30,0-35,0 т/га зеленой массы рапса ярового (Артемов И.В., Первушин В.М., 1993). Урожайность семян этой культуры в Рязанской области составляет 1,8-2,2 т/га, ежегодный валовой сбор 500-600 т, из которых 60-70 т реализуется на семенные цели (Минин Д.А., Мельниченко Ю.М., 1997). В условиях муссонного климата Сахалина с 1 га было получено от 20,5 до 44,8 т высококачественной зеленой массы (Чувилина В.А., Фролова Л.А., 2002)
В целом по России урожайность рапса ярового значительно уступает уровню европейских стран из-за неустойчивости погодных факторов и недостатков технологии возделывания.
Рапс яровой обладает высокими кормовыми достоинствами. По комплексу питательных веществ и их выходу с 1 га посева он занимает одно из ведущих мест среди однолетних растений. По содержанию протеина в абсолютно сухой массе растение рапса ярового успешно конкурирует с бобовыми растениями, а по сбору его с единицы площади может быть приравнен к люцерне (Первушин В.М., Массальская А.А. (1994), Гришина З.И., (1997)).
В 1 кг зеленой массы содержится 0,16 кормовой единицы и 30 г протеина, что значительно больше, чем в зеленой массе овса, кукурузы, подсолнечника, ячменя, гороха. В 1 кг рапсового силоса содержится 30 г протеина, кукурузного - 9 г, горохового - 20 г (Гольцов А.А., Ковальчук A.M. и др., 1983). Сухое вещество рапса ярового, убранного на корм в начале цветения, содержит 19,8% сырого протеина, 3-4 % жира, 20,8 % клетчатки, 45% - безазотистых экстрактивных веществ, 1,44 % - кальция и 0,35 % фосфора (Арзамасцев А.А., 1981, Гольцев А.А., Ковальчук A.M., Абрамов В.Ф., Милащенко Н.З., 1983). Семена его содержат 43 - 48 % жира и 21 -23 % белка и превосходят злаковые культуры в 1,7 - 2,0 раза по концентрации обменной энергии, а также бобовые культуры, как горох и соя - в 1,3 - 1,7 раза (Артемов И.В., Киселев A.M., 1997). Исследованиями А.В. Мироненко, В.И. Домаш, И.В. Рогульченко (1990) установлено, что в суммарном белке рапса ярового содержится 17 аминокислот, в том числе все незаменимые аминокислоты. Особенно высокое содержание глютаминовой (12,25-19,81%) и аспарагиновой (9,50-11,50 %) кислот. Как отмечали эти же исследователи, в различных органах растения количество сырого белка и аминокислот неодинаково.
В зависимости от сорта, зоны выращивания, срока посева, вносимой дозы удобрений, фазы развития и других агротехнических факторов уровень накопления основных питательных веществ в зеленой массе и семенах значительно варьирует.
Диапазон использования рапса ярового довольно широк. На сегодняшний день во многих странах рапс возделывается, прежде всего, как масличная культура. Рапсовое масло широко потребляется в пищу во многих странах мира. По вкусовым качествам оно приравнивается к оливковому, пользуется спросом и считается одним из лучших: оно долго сохраняет прозрачность, не приобретает неприятного запаха при воздействие воздуха. В США рапсовое масло с 1985 г. имеет официальный статус безопасности для потребления его человеком. В качестве масличной культуры рапс яровой широко используется в Канаде, Германии, Франции, Польши, Китае, Англии, Швеции, Индии (Шпаар Д., Маков-ски Н., Захаренко В., 1999). Такому широкому распространению в этих странах послужили достижения селекции, создание так называемых двухнулевых («00») сортов с минимальным (до 0,1 %) содержанием эруковой кислоты в масле и гликозинолатов (до 3 мг/г) в шроте (Тежерова Л.Н., Осик Н.С., 1991). Получаемое из семян таких сортов масло относится к группе пищевых жиров, по качеству жиро-кислотного состава уступает только оливковому и маслу высокоолеиновых сортов подсолнечника.
По содержанию жира и сумме жира и белка рапс превосходит сою, но уступает подсолнечнику и горчице. Рапсовое масло по сравнению с другими растительными маслами с точки зрения физиологии питания имеет ряд преимуществ. Во-первых, оно содержит все физиологически важные кислоты в оптимальном соотношении, во-вторых, особенно ценным является содержание олеиновой кислоты, которая снижает уровень холестерина в крови, предохраняет от атеро-склеротических изменений сосудистую систему человека, регулирует уровень кровяного давления, снижая степень гипертонической болезни и положительно влияет на больных сахарным диабетом (Erbergdowler Н. F., Trautwein Е.А. Rap-sol in der Ernahrung. Raps 11, 1993,3, 137...139).
В последнее время большое внимание уделяется проблеме производства жидкого топлива из растительных источников, в частности, для северных районов может быть использовано рапсовое масло. С ужесточением норм на токсичность выхлопных газов автомобилей, биотопливо из рапсового масла может стать одним из вариантов решения этой проблемы.
Масло рапса ярового привлекает все большее внимание как возобновляемое сырье для химической промышленности и энергетических целей. В настоящее время оно широко используется в качестве топлива, смазочных средств, материала для синтеза в химической промышленности.
Исследованиями Г.А. Ленивцева, В.П. Гниломедова, В.В. Ефимова (2002) установлено, что использование рапсового масла в качестве рабочей жидкости гидравлических систем сельскохозяйственной техники обеспечивает эксплуатационную надежность гидросистем и снижает скорость изнашивания ресурсо-определяющих сопряжений. Попадая в почву, оно не влияет на ее плодородие, так как на 98 % разлагается через неделю и на 100 % через 3 недели. Минераль 13 ное масло же разлагается на 25 % через неделю, на 45 % через 3 недели, дальнейшее разложение может длиться не один год.
Масло рапса ярового широко используется в пищевой промышленности, в основном, для производства маргарина. Кроме того, эта культура является хорошим медоносом, дающая за 25-30 дней цветения более 90 кг/га меда (Рекомендации..., 1986).
Луговые черноземовидные почвы их агрофизическая и агрохимическая характеристика
Южная зона Амурской области расположена в нижней части Амуро-Зейской и Зейско-Буреинской равнин, на территории первой и второй надпойменных террас. Это основной сельскохозяйственный район области, где находится 80-85% всей посевной площади (Зональная система..., 1985). Для нее характерен своеобразный луговой процесс почвообразования, это связано с неоднородностью и специфичностью физико-географических и природных условий области, агроклиматическими особенностями. В пределах Зейско-Буреинской равнины выделяется большое разнообразие почвенного покрова. Наиболее распространенными являются бурые лесные, лугово-бурые, луговые черноземовидные, луговые и аллювиальные почвы (Агрохимическая характеристика..., 1967).
Современная классификация почв, их агрохимические и агрофизические свойства подробно изложены в работах А.Т. Терентьева (1969), B.C. Онищука (1970), Н.Д. Пустовойтова (1971), Г.И. Иванова (1976), B.C. Онищука, Ю.С. Чернакова (1991), Г.В. Голова (2001), В.Ф. Прокопчук (2001).
Луговые черноземовидные почвы распространены в южной части Зейско-Буреинской равнины и составляют основной пахотный фонд Тамбовского (88,5 %), Константиновского (69,9%), Ивановского (69,3%) районов. Значительные массивы этих почв есть в Михайловском, Белогорском, на юге Благовещенского и Октябрьского районов. Всего под пашней находится около 460 тыс. га (Система земледелия..., 2003).
Луговые черноземовидные почвы формируются на плоскихводораздельных поверхностях и на низких выположенных длинных склонах на древних озерно-аллювиальных отложениях, тяжелого гранулометрического состава. Сложены эти почвы преимущественно глинами и суглинками. Если пахотный горизонт почв имеет хорошую структуру, то подпахотный горизонт бесструктурен, что резко снижает их агрономическую ценность. Главными компонентами механического состава является пыль крупная (0,05- 0,01 мм), пыль мелкая (0,005-0,001 мм) и илистая фракция (частицы меньше 0,001 мм). Содержание крупной пыли составляет 21,04-25,04% , мелкой пыли-16,32-23,36%, а илистой фракции-11,88-46,04 % (Терентьев А.Т.,1969). Отличительной особенностью луговых черноземовидных почв является наличие в почвенном профиле кремнеземистой присыпки и признаков оглеения. По механическому составу эти почвы относятся к средне- и тяжелосуглинистым. Объемный вес в пахотном горизонте колеблется в пределах 0,9-1,2 г/см , а подпахотного-1,4-1,5 г/см3 (Агрохимия почв...,2001). С глубиной он увеличивается. Удельный вес твердого субстрата луговых черноземовидных почв колеблется в довольно узких границах от 2,5 до 2,8 (Голов Г.В., 2001).
Тепловой режим этих почв в вегетационный период имеет свои особенности. Начиная с апреля до ноября среднемесячные температуры не опускаются ниже нуля. Среднемесячные температуры выше 10 С на глубине 20 см сохраняются всего 4 месяца (июнь-сентябрь). К началу вегетационного периода (апрель) почва оттаивает на глубину 30 см и только в мае на глубину 1м. С июня по август температура почвы начинает повышаться, нагрев ее поверхности превышает 20-24С, в течение осеннего сезона колебание суточных температур выражается в пределах от 15 до 20 С (Терентьев А.Т.,1969). Сезонное промерзание почвы начинается примерно через две недели после наступления морозов, обычно в начале ноября.
Луговые черноземовидные почвы обладают высокой порозностью. В гумусовом горизонте она составляет 55-65% от объема почвы. В связи с этим полная влагоемкость равна в пахотном слое 42,3-75,1 %, в подпахотном-снижается до 39,3-50,5 %. Общая скважность составляет 60-65 %, при переходе из верхнего горизонта в подпахотный слой уменьшается до 50 % (Голов Г.В., 2001).
Максимальная гигроскопичность почвы колеблется в верхнем горизонте от 8,24 до 10,95 %. Водопроницаемость в пахотном слое колеблется 6,7-10 мм/мин., а в подпахотном слое - 0,1-0,3 мм/мин (Шелевой Г.К., ТильбаВ.А, 1989).
Луговые черноземовидные почвы богаты гумусом. Содержание его колеблется от 4 до 8 %, а общие запасы гумуса составляют 100-300 т/га. Мощность гумусового горизонта варьирует от 20 до 35 см (Агрохимия почв...,2001). Почвы характеризуются незначительным содержанием свободных гуминовых кислот. Наибольший процент их содержится в верхнем 10-сантиметровом слое почвы. В слое 10-30 см свободных гуминовых кислот значительно меньше, в слое 30-70 см их почти нет. Отличительной особенностью является значительное содержание соединений, гидролизуемых 1 н. H2SO4 и количество негидролизуемого остатка в гумусе.
Луговые черноземовидные почвы имеют слабокислую реакцию среды (рН сол. 5,9-6,1). Обменная кислотность незначительна, а гидролитическая -повышенная и доходит до 5-6 мг-экв/100 г почвы (Голов Г.В., 2001). Степень насыщенности основаниями составляет 81-93 %, емкость поглощения - 30 39 45 мл-экв/100 г почвы. В почвенном поглощающем комплексе наряду с кальцием и магнием встречается поглощенный натрий (до 4 % суммы поглощенных оснований) (Шелевой Г.К., Тильба В.А., 1989).
Луговые черноземовидные почвы обеспечены валовыми азотом, фосфором и калием. Содержание общего азота составляет 0,3-0,5 %, фосфора 0,2-0,3 %, калия 2,0-2,5% от массы почвы (Агрохимия почв...,2001). Эти почвы бедны молибденом и бором, содержание остальных элементов повышенное.
Анализируя агрофизическую и агрохимическую характеристику лугово-черноземовидных почв, можно сделать вывод, что они благоприятны для возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе и рапса ярового. Но необходимо учитывать, что агрофизические показатели подпахотного горизонта могут ухудшать водно-воздушный и пищевой режимы, что неблагоприятно сказывается на росте и развитии растений.
Метеорологические условия в годы исследований
Сорт в современном растениеводстве выступает как мощный и высокоэффективный фактор повышения производительности труда. Он определяет основные требования к технологии возделывания, качеству получаемой продукции, её энергоэкономичности. Мировой наукой и практикой установлено, что уровень урожайности сельскохозяйственных культур на 25 - 30 % зависит от сорта в сочетании с использованием на посев высококачественного семенного материала (Морозов Н.А., 1989).
Селекция, интродукция и семеноводство являются наиболее эффективными и организационно доступными средствами биологизации интенсифика-ционных процессов в растениеводстве. Сорт и технология двуедины, один не может эффективно работать без второго. Неправильно выбранный или устаревший сорт, некачественные семена не дают возможности получить полную отдачу ни от почвенно-климатических условий, ни от высоких технологий.
На рынке посевного материала рапса ярового предлагается много сортов. Современные сорта отечественной селекции - Луговской, Викрос, Ратник, Ритм, Рубеж, Кубанский, Липецкий, Талант, Лира, Аргумент, Мадригал, Форум и другие обладают высоким потенциалом продуктивности. Но для реализации его необходимы определенные почвенно-климатические условия (Характеристика сортов..., 1994, 1999, 2000, 2001).
Сортимент культуры рапса ярового в Амурской области официально представлен пятью сортами, включенными в Государственный реестр селекционных достижений, допущенными к использованию в Дальневосточном регионе - Радикал, Дубравинский скороспелый, Луговской, СибНИИК 198, Ханна. По мере появления в стране новых более высокоурожайных сортов с низким содержанием эруковой кислоты и глюкозинолатов нами с 2000 г. была развернута работа по испытанию новых сортов рапса ярового в условиях южной зоны Амурской области, так как в настоящее время работа по испытанию этой культуры на государственном сортоиспытательном участке не ведется.
Сравнительный анализ сортов за три года исследований показывает, что все сорта относятся к растениям с непродолжительным вегетационным периодом, которые полностью вызревают в условиях южной зоны Амурской области (рисунок 8). сут. (до уборки на семена) Продолжительность вегетационного периода у сортов рапса ярового в среднем составила 86 - 102 суток. Наиболее продолжительный период вегетации (89-110 суток) отмечали в 2002 году (приложение 4). Сорта Ритм и АНИИЗИС 1 проявили себя как более скороспелые, вегетационный период в зависимости от условий года колебался от 85 до 89 суток, и были по этому показателю равны стандарту. Сорта Рубеж и Форум достигали полной спелости за 87 - 110 суток, то есть вегетационный период их был продолжительнее на 3-19 суток. Укосную спелость наблюдали в среднем на 44 - 47 сутки, однако по годам отмечали заметные колебания (рисунок 9). Наиболее продолжительный вегетационный период у всех сортов отмечен в 2002 и 2003 годах (приложение 9). Причиной этого явилось временное переувлажнение почвы, приведшее к замедлению роста и развития растений. Временное переувлажнение почв является характерной особенностью климата многих районов Амурской области (Сверлова Л.И., 1986; Бурлака В.В., 1970) В 2000 году, в отличие от 2002 и 2003 годов, вегетационный период рапса ярового, короче, что вполне объяснимо отсутствием достаточного количества и неравномерностью распределения осадков. В 2000 году осадков выпало всего 74 % от среднемноголетней нормы, а в 2002 и 2003 годах - 120- 119 % (приложение 3). Таким образом, продолжительность вегетационного периода этой культуры в годы исследований существенно зависела от погодных условий и в первую очередь от обеспеченности влагой. Погодные условия, складывающиеся при прорастании семян и дальнейшем развитии растений рапса ярового, по-разному влияли на наступление основных фаз развития культуры (таблица 1, приложение 6). В среднем за три года у всех сортов рапса ярового период «посев - всходы» составил 9-11 суток. Самый короткий этот период отмечали у сорта Ритм и АНИИЗИС 1, а длинный у сорта Форум. Этот период зависел от сорта, и в меньшей степени от температуры и влажности почвы при прорастании семян. У всех сортов рапса ярового период от массового цветения до формирования зе леного стручка продолжался 11-18 суток. Самый короткий период «бутониза ция - цветение», продолжительность которого не превышала семи суток. Пери од от цветения до полной спелости у всех изучаемых сортов был наиболее дли тельным и составил от 25 до 38 суток у стандарта и сортов Ритм и АНИИЗИС 1. У сортов Рубеж и Форум он более продолжителен и длился 38-39 суток. Сор товые различия по продолжительности межфазных периодов развития у сортов проявлялись при прохождении именно этого периода. По годам существенной разницы по продолжительности межфазных периодов рапса ярового не наблю 57 дали. Рост и развитие вегетативных органов проходил одновременно с ростом и I развитием генеративных. Так, в то время как в нижней части растения наступила фаза зеленого стручка - в верхней части продолжается фаза цветения. Таким образом, условия южной зоны Амурской области для всех испытуемых сортов благоприятны. Близкие к контролю по периоду вегетации были сорта Ритм, АНИИЗИС 1; сорта Рубеж и Форум вегетировали на 8 -15 суток дольше. Густота стояния растений - основной составляющий элемент урожайности рапса ярового. В научных работах В.М. Первушина, Т.И. Манаенковой (1994) отмечено, что посевы рапса ярового в процессе до и послевсходового бороно вания снижают густоту стояния. Аналогичную ситуацию наблюдали и в наших опытах. Так, проводимое послевсходовое боронование (в фазу розетки) заметно снижало количество растений. При проведении этого агроприема в среднем выпадало из травостоя от 2 до 6 % растений. Погодные условия и сортовые особенности в годы исследований оказывали существенное влияние на полевую \ всхожесть и сохранность растений к уборке на зеленую массу и семена (табли ца 2, приложение 7).
Динамика формирования наземной массы рапса ярового
Рапс яровой обладает широким диапазоном приспосабливаемости к внешней среде. Продолжительность вегетационного периода современных сортов составляет 80-105 дней, для полного созревания семян достаточно 1800-1900С суммы активных температур. Агроклиматический потенциал южной зоны Амурской области показывает, что тепла и количества осадков вполне достаточно для выращивания этой культуры на зеленую массу и семена. Так, продолжительность безморозного периода составляет 140-145 дней, чаще всего здесь выпадает и оптимальное количество осадков - 300-350 мм за июнь, июль и август. Средняя температура июля близка к оптимальной: она равна 21, сумма активных температур выше 10 составляет до 2300 С.
Правильный выбор срока посева рапса ярового очень важен, так как ранние и поздние посевы резко снижают урожайность. При выборе срока посева необходимо учитывать биологические особенности сорта, состояние участка по засоренности и увлажнению, конкретно складывающиеся условия. Оптимальный срок посева определяют по наличию в почве всех необходимых условий для прорастания семян. В каждом отдельном случае он зависит от цели его использования.
Изучение сроков посева в различных регионах России показало, что в зависимости от климатических условий, они значительно варьируют. В условиях Сибири при использовании зеленой массы на силос лучшими сроками посева являются вторая и третья декады июня, при хорошей увлажненности почвы в конце мая - первая декада июня. Посев в эти сроки позволяет рапсу яровому достигнуть фазы конца цветения - плодообразования, в которую обеспечивается наивысшая продуктивность и оптимальная влажность сырья (Брикман В. И. и др., 1989). На кормовые цели в условиях лесостепи высевают эту культуру во второй половине июня и до 25 июля. Урожайность по данным КемНИИСХ составила 24,0-31,1 т/га, а поздний посев (9 августа) дал лишь по 11,7-16,5 т/га (Возделывание ..., 1984).
В.А. Чувилина, Л.А. Фролова (2002) указывают, что в условиях Сахалинской области наиболее перспективными оказались позднелетние посевы рапса ярового (2 декада июля и 1 декада августа). Они не только имели высокую продуктивность, но и были заключительным звеном в системе зеленого конвейера.
В хозяйствах Рязанской области практикуется четыре срока посева рапса ярового (с 25 апреля по 15 мая), это позволяет удлинить сроки уборки и снизить потери семян от растрескивания стручков (Минин Д.А., Мельниченко Ю.М., 1997).
В условиях Липецкой области при посеве рапса ярового на семена наиболее благоприятные условия наступают с 20 по 30 апреля (Артемов И.В., Непобедимая Л.П., Давыдова З.М., 1991).
Исследования, проведенные А.Н. Емельяновым (1999), показывают, что в условиях Приморского края посев рапса ярового необходимо проводить с третьей декады апреля до третьей декады мая.
Специфичность травосеяния в условиях южной зоны Амурской области заключается в том, что в самые ранневесенние сроки почва сильно переувлажнена, что исключает возможность посева. Следующий за этим стремительный рост температур, и нередко, отсутствие дождей на протяжении мая и июня приводит к быстрому иссушению поверхностного слоя почвы. Проведенный в таких случаях посев семян влечет за собой очень низкую полевую всхожесть и изреженный травостой. Июльско - августовские посевы, если обеспечивают высокую дружность всходов и меньше повреждаются вредителями, то получить семена с высокими посевными и урожайными качествами при этом не удается. С учетом вышеизложенных обстоятельств и биологических особенностей рапса ярового, нами была поставлена задача — экспериментальным путем выявить оптимальные сроки посева этой культуры для возделывания её в условиях южной зоны Амурской области на кормовые и семенные цели.
В нашем опыте первый срок посева проводился 24 апреля, а последний -24 июля. Самый ранний срок посева определяли и ограничивали температурой почвы и воздуха, физической спелостью почвы, возможностью начала прорастания семян в условиях области. Наблюдения показали, что рапс яровой при посеве в поздние сроки замедляет развитие и дает большую вегетативную массу, но получить семена с высокими посевными и урожайными качествам при этом не удается. Таким образом, данная культура проявляет себя как растение длинного дня. Поэтому при возделывании на семенные цели необходимо учитывать эти особенности. При всех сроках посева влажность почвы была не высокой (таблица 13, приложение 17).
В среднем за три года она понижалась от ранних сроков к поздним. Одновременно возрастает различие между показателями влажности верхнего слоя почвы 0-5 см и 5 -10 см. Нарастание положительных температур и ветреная погода приводили к быстрому иссушению верхнего слоя почвы и, даже при условии выпадения осадков, растения испытывали дефицит влаги.
