Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Способы посева, подкормка и кулисные посевы гречихи (обзор литературных источников) 8
1.1. Способы посева гречихи 8
1.2. Подкормка растений 12
1.3. Кулисные посевы гречихи 17
Глава 2. Условия и методика проведения полевых и лабораторных исследований 20
2.1. Почвенно-климатические условия 20
2.2. Метеорологические условия 24
2.3. Методика исследований 28
Глава 3. Способы посева и их влияние на факторы жизни, развитие, продуктивность и экономическую эффективность гречихи 39
3.1. Влажность почвы 3 9
3.2. Содержание питательных веществ в почве 42
3.3. Высота растений и засоренность посевов гречихи 52
3.4. Густота стояния растений в зависимости от способов посева гречихи 55
3.5. Влияние способов посева на продолжительность межфазных периодов развития гречихи 57
3.6. Площадь листьев и фотосинтетическая деятельность растений гречихи 60
3.7. Содержание продуктивных растений и формирование элементов структуры урожая гречихи 63
3.8. Влияние способов посева на урожайность зерна гречихи 67
3.9. Посевные качества семян 70
3.10. Экономическая эффективность способов посева гречихи 73
Глава 4. Влияние подкормки на развитие и продуктивность гречихи, ее экономическую эффективность 77
4.1. Густота стояния и развитие растений 77
4.2. Влияние подкормки на элементы структуры урожая и продуктивность гречихи 82
4.3. Экономическая эффективность подкормки гречихи 88
Глава 5. Кулисный способ возделывания гречихи и его влияние на урожайность озимой пшеницы 91
5.1. Влияние кулис на температуру почвы и воздуха 91
5.2. Влияние кулис на густоту растений, формирование элементов структуры урожая и продуктивность гречихи 93
5.3. Экономическая эффективность возделывания гречихи с кулисами 97
5.4. Влияние кулис на развитие и урожайность озимой пшеницы 98
Выводы и предложения производству 105
Список использованной литературы 108
Приложения 129
- Метеорологические условия
- Густота стояния растений в зависимости от способов посева гречихи
- Влияние подкормки на элементы структуры урожая и продуктивность гречихи
- Влияние кулис на густоту растений, формирование элементов структуры урожая и продуктивность гречихи
Введение к работе
Актуальность темы. Гречиха в Центральном Черноземье, куда относится Курская область, является основной и наилучшей крупяной культурой. Гречневая крупа по питательности и усвояемости превосходит все известные в растениеводстве виды круп. Она обладает и лечебными свойствами. В ней много жизненно необходимых для человека витаминов и минеральных солей. Гречиха является и основной медоносной культурой в зоне: с одного гектара посева гречихи пчелы собирают за сезон до 200-300 кг меда.
Гречиха имеет короткий вегетационный период и не поражается грибковыми болезнями и по этим причинам- в севообороте является хорошим предшественником для озимых и других зерновых культур.
Однако в последние годы ее посевные площади в хозяйствах начали сокращаться, главным образом, из-за несовершенства технологии ее возделывания, низких и не устойчивых урожаев зерна. В отдельные годы гречиха страдает от недостатка влаги в почве и отрицательного действия на растения суховеев, а поэтому в упомянутой зоне возникает необходимость в разработке и внедрении в производство более совершенных влагосберегающих и ветрозащитных приемов ее возделывания. В этом направлении большое значение имеет совершенствование способов посева, применение сложных минеральных удобрений совместно со стимуляторами роста в подкормку растений, а также посев культуры с кулисными растениями.
Разработка названных приемов повышения урожайности гречихи и их внедрение в производство особенно необходимо при ее возделывании на серых лесных с недостаточным уровнем плодородия почвах.
В Курской области много научных работ по возделыванию гречихи выполнено на черноземных почвах и мало их проведено на серых лесных почвах. В связи с изложенным, избранная тема диссертации является акту-
альной и необходимой для современного сельскохозяйственного производства.
Тема диссертации включена в комплексный план научных исследований кафедр агротехнологического факультета Курской сельхозакадемии под названием: «Разработка и совершенствование интенсивных технологий возделывания полевых культур в Курской области».
Цель и задачи исследований. Целью исследований явилось совершенствование технологических приемов возделывания гречихи на темно-серых лесных почвах Центрального Черноземья, обеспечивающих: получение высоких и устойчивых урожаев зерна.
В задачи исследований входило:
изучить эффективность наряду с традиционными способами посева (рядовым и< широкорядным) черезрядного с междурядьями 30см и черезряд-но-перекрестно по схеме 30 х 30 см способов посева;
исследовать закономерности и особенности роста и развития гречихи, формирования её урожая при разных способах посева;.
выявить эффективность прикорневой подкормки гречихи сложными минеральными удобрениями в сочетании с опрыскиванием посевов гумат натрием и борной кислотой, как стимуляторами и регуляторами роста растений;
установить влияние кулис на рост и развитие растений, на формирование высокого урожая гречихи и возможность дальнейшего их использования для возделывания озимой пшеницы;
-определить экономическую и биоэнергетическую эффективность изучаемых приемов и разработать рекомендации производству.
Научная новизна исследований. Впервые на темно-серых лесных почвах Центрального Черноземья изучены новые способы посева гречихи— черезрядныи и черезрядно-перекрестныи, прикорневая подкормка растений сложными минеральными удобрениями с одновременным опрыскиванием растений стимуляторами роста - гумат натрием и борной кислотой, кулис-
ные посевы гречихи с высокостебельным сорго сахарным, с последующим его использованием для посева озимой пшеницы. Рассчитана экономическая и биоэнергитическая эффективность предлагаемых производству приемов возделывания культуры.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
посев гречихи черезрядным способом с шириной междурядий 30см или черезрядно-перекрестным способом по схеме 30 х 30см улучшают условия роста и развития растений и способствуют увеличению урожайности и повышению качества зерна;
подкормка гречихи сложными минеральными удобрениями в сочетании с одновременным опрыскиванием посевов физиологически активными стимуляторами роста - гумат натрием и борной кислотой повышает эффективность удобрений и урожайность гречихи, улучшает качество семян;
кулисный посев гречихи с сорго сахарным, высеваемого через крайний сошник зерновой сеялки, способствует улучшению микроклимата в посевах, что увеличивает оплодотворяемость цветков гречихи и ее урожай;
кулисные растения сорго сахарного положительное влияние оказывают и на урожайность озимой пшеницы, высеваемой между ними после уборки гречихи;
внедрение разработанных в диссертации приемов возделывания позволяет повысить урожайность и экономическую эффективность возделывания гречихи на темно-серых почвах Центрального Черноземья.
Практическая значимость работы заключается в том, что реализация в производстве разработанных приемов возделывания позволит расширить посевные площади ценной крупяной культуры гречихи и повысить ее урожайность зерна на 0,3-0,6 т/га и качество зерна, а рентабельность возделывания - на 19,4 - 22,5%.
Апробация работы. Основные результаты исследований по избранной теме ежегодно (2004-2006 гг.) докладывались на заседаниях кафедры растениеводства и на научных конференциях Курской сельхозакадемии и
получили положительную оценку (премировались). Экспериментальные данные по теме используются преподавателями кафедры и при чтении лекций студентам очного и заочного отделений, при консультациях фермеров и специалистов хозяйств Курской области, а также и при выполнении дипломных работ студентами.
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ, в т.ч. две из них помещены в центральных журналах.
Личный вклад диссертанта. Автор диссертации принимал непосредственное участие в разработке программы исследований, схем закладки полевых опытов, проведении лабораторных анализов, сборе и обработке экспериментальных данных. Доля участия соискателя в проведении исследований составляет 90%. Полевые опыты, лабораторные анализы написание диссертации им проведены лично.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству. Изложена на 142 страницах компьютерного текста, содержит 46 таблиц, 15 рисунков и 14 приложений. Список литературы включает 228 источников, в том числе иностранных авторов - 15.
Метеорологические условия
Формирование и величина урожаев возделываемых культур в большей степени зависят от метеорологических условий, к которым относятся количество осадков, температура почвы и воздуха, запасы влаги в почве, испарение воды, скорость ветра, влажность воздуха (Е.К. Федоров, 1973). Погодные условия года оказывают непосредственное влияние на рост и развитие сельскохозяйственных растений и иногда являются основным фактором, определяющим величину урожая (А.В. Процеров, 1960).
Среди метеорологических условий главными являются осадки и среднесуточные температуры воздуха. По результатам исследований Воронежского СХИ (Л.П. Мякинькова, 1979) в условиях Центрального Черноземья высокие урожаи зерна гречихи (не менее 20 ц/га) можно получить при выпадении за вегетационный период 160-230 мм осадков и среднесуточной температуры воздуха 18-20.
В годы проведения наших опытов упомянутые показатели складывались следующим образом (таблица 3,4,5). Как видно из таблицы 3, сумма осадков, которая по заключению Воронежского СХИ, обеспечивает получение высокого урожая зерна гречихи (160-230 мм), в годы наших исследований колебалась по годам от 226 до 268 мм, что создавало благоприятные условия для роста и развития гречихи. В среднем за три года она составляла 244мм. и по количеству осадков была близкой к среднемноголетней- (258 мм).
Среднесуточная температура воздуха в 2005 и 2006 годах находилась на уровне требуемой (18) для нормального развития гречихи, и только в 2004 году она оказалась на 2С ниже оптимальной.
В среднем за три года среднесуточная температура воздуха за вегетационный период превышала среднемноголетнюю всего лишь на 0,4С тепла и снизилась на 0,7С против требуемой 18С. Таблица 3 Метеорологические условия вегетационных периодов гречихи (май-август) (метеостанция Курска)
Таким образом, по суммарному количеству осадков и среднесуточной температуре воздуха в целом за весь период вегетации гречихи можно еделать вывод, что метеорологические условия для получения высоких урожаев зерна этой культуры в годы наших исследований были благоприятными. Ход среднесуточных температур воздуха по месяцам и декадам представлен в таблице 4.
Как видно из таблицы 4 , среднесуточные температуры воздуха по месяцам и декадам мало отклонялись от среднемноголетних. В среднем за три года за вегетационный период развития гречихи в шести декадах (первая и третья декады мая, третья декада июня и все декады августа) среднесуточная температура воздуха была выше среднемноголетней, а в остальные шести декадах она несколько снижалась по сравнению с многолетней.
Гречиха плохо переносит жаркую погоду с температурой воздуха свыше 20С. В годы исследований такие высокие температуры воздуха встречались только в 2005 году (третья декада мая -22,90) и в 2006 году (третья декада июня — 23,3); в большинстве же других декад они были ниже оптимальной (18С).
Таким образом, среднесуточные температуры воздуха в разные периоды роста и развития гречихи (подекадные) в наших опытах не оказывали особого влияния на замедление роста и развития гречихи.
Ход выпадения осадков по месяцам и декадам в годы исследований приводятся в таблице 5.
Густота стояния растений в зависимости от способов посева гречихи
На густоту стояния растений гречихи большое влияние оказывает полевая всхожесть, выживаемость и сохраняемость растений ко времени уборки.
В наших опытах полевая всхожесть семян (как отношение числа всходов на единице площади к числу высеянных всхожих семян) не зависела от способов посева гречихи. В среднем за три года на контрольном рядовом посеве она составляла 73,2%, в на черезрядном - 73,5, широкорядном - 72,9 и черезрядно-перекрестном - 74,4%, т.е. колебания между вариантами опыта находились в пределах допустимых отклонений (таблица 13). Полевая всхожесть семян мало изменялась и в зависимости от погодных условий.
Наибольшее количество всходов на единице площади было получено на рядовом посеве (в среднем за три года 220,3 шт/м2) и черезрядно перекрестным (220 шт/м ), где по схеме опыта высевалась полная5норма высева семян (3 млн.на га).
На черезрядном посеве в сравнении с контролем густота всходов снизилась до 109,7 шт/м2, а на широкорядном посеве — до 72,7. С уменьшением густоты стояния всходов повысилась выживаемость и сохраняемость растений в посевах. Так, на рядовом как наиболее загущенном посеве выживаемость растений в среднем;за три года составила 59,3%, ина наименее загущенном широкорядном; посеве она увеличивалась до 62,3%, а-сохраняемость: составила;81?,2"И:86,1% соответственно.
В черезрядных посевах выживаемость.растенийшсреднем-за три года составила 62,2% и сохраняемость - 85,3: онибыли близки к показателям над широкорядномшосеве; На перекрестно-черезрядном;посеве выживаемость т сохраняемость растений в посевах гречихи были примерно такими же;. как ; на рядовых посевах: Как видно из- таблицы 13,. с увеличением густоты;; стояния всходов; выживаемость и сохраняемость. растений; гречихи в посевах снижаются: Аналогичные данные были получены тв опытах других, авторов; (ЄІИ: Ло сев, 1978; Ф;Ф. Якименко, 1982). При меньшем количестве растений;на; еди нице площади улучшаются освещенность и обеспеченность гречихи влагой и питательными веществами, что оказывает положительное влияние- на их сохранность в посевах: . 3.5. Влияние способов посева на продолжительность межфазных периодов развития гречихи Влияние способов посева на фазы развития гречихи, продолжительность межфазных периодов показано в таблице 14. Как видно из таблицы. 14, продолжительность прорастания семян и появления всходов на всех вариантах опыта, в среднем за три года была одинаковой;и составила 7 дней.
Появление первых бутонов на растениях гречихи началось раньше на широкорядных посевах (через 9 дней после полных всходов), а затем они начали появляться и на черезрядном посеве (через 11 дней после всходов) и в последнюю очередь их появление было отмечено на рядовых и черезряд-но-перекрестных посевах, что очевидно связано с большей густотой стояния растений на этих посевах.
Начало цветения растений на широкорядных и черезрядных посевах наступило через 6 дней и на остальных вариантах посева через 7 дней после фазы бутонизации.
Наибольшая продолжительность периодов цветения и плодообразова-ния, созревания, была на черезрядном, черезрядно-перекрестном и широкорядном посевах. По мере расширения междурядий созревание растений гречихи задерживалось. Созревание гречихи на широкорядных посевах наступило через 10 дней, на черезрядных - 7 дней и перекрестных - 9 дней после созревания растений на рядовых посевах, что увеличило продолжительность вегетации растений. Это можно объяснить большей влагообеспеченностью растений и более высоким содержанием питательных веществ в почве на упомянутых посевах.
Наиболее короткий вегетационный период развития гречихи нами отмечен в засушливом 2006 году, а наиболее - продолжительный - в 2004 го ДУ С увеличением продолжительности периода вегетации растений увеличивается и расход воды и питательных веществ на рост и развитие растений, что в свою очередь продлевает сроки образования плодов на растениях, что влияет на повышение продуктивности растений и прироста сухой массы (таблица 15).
Влияние подкормки на элементы структуры урожая и продуктивность гречихи
Увеличение площади листьев при подкормке растений положительно повлияло на элементы структуры урожая гречихи (таблица 28).
Как видно из таблицы 28, под влиянием подкормок увеличилась озер-нённость растений с 35,3 зерен на контроле до 42,3-45,8 штук на опытных вариантах, причем наибольшее количество зерен на растениях сформировалось на тех посевах, где подкормка гречихи проводилась в сочетании с опрыскиванием вегетативных органов ростовыми веществами.
Ростовые вещества (гумат натрия или борная кислота) положительно повлияли и на индивидуальную продуктивность растений, массу зерна на единице площади и тяжеловесность (массу 1000 зерен) плодов. По сравнению с подкормкой только нитрофоской подкормка с опрыскиванием растений гумат натрием и борной кислотой повысила массу 1000 зерен в среднем за три года на 4 г, а биологическую урожайность - на 2,7 ц/га. Все это положительно повлияло и на урожайность гречихи (таблица 29).
Как видно из таблицы 29, урожайность зерна гречихи по годам была относительно не высокой: она находилась на уровне ниже возможной, какую может давать изучаемый нами новый сорт гречихи Деметра. Это объясняется, главным образом, недостатком осадков в критические фазы развития гречихи: во все годы опытов в фазу массового цветения растений и плодо-образования их выпало меньше нормы, в результате резко уменьшилась оп-лодотворяемость цветков и озерненность растений.
Однако, несмотря на недостаточно благоприятные погодные условия, подкормка гречихи во все годы опытов положительно повлияла на урожайность гречихи: прибавка зерна от подкормки растений нитрофоской в 2004 г по сравнению с контролем составила 1,9 ц/га или 12,8 %, в 2005 г - 3,7 ц/га или 26,2 % и в 2006 - 1,2 или 8,2 %.
В среднем за три года подкормка гречихи нитрофоской повысила урожайность зерна на 2,3 ц/га или на 15,8 %.
В то же время подкормка гречихи в сочетании с опрыскиванием растений стимуляторами роста во все годы опытов повышала эффективность минеральных удобрений. В среднем за три года урожайность зерна гречихи при подкормке нитрофоской с одновременным опрыскиванием растений гумат натрием увеличилась на 3,2 ц/га или на 22,1 %, с опрыскиванием борной кислотой - на 3,4 или на 23,8 и с опрыскиванием гумат натрием с борной кислотой - на 3,6 ц/га или на 24,8 %.
Приведенные прибавки урожая от подкормки минеральными удобрениями в сочетании с регуляторами роста являются существенными, что позволяет рекомендовать ее для при внедрения интенсивных технологий возделывания гречихи.
Прикорневая подкормка гречихи сложными минеральными удобрениями и регуляторами роста оказывает положительное влияние и на повышение качества зерна (таблица 30).
Как видно из таблицы 30, наибольшее количество питательных элементов содержалось в зерне, где проводилась подкормка растений: в среднем за три года содержание общего азота в зерне гречихи при подкормке растений нитрофоской поравнению с контролем увеличилось на 0,4 %, при подкормке нитрофоской и опрыскиванием гумат натрием - на 0,8 и борной кислотой - на 0,9. Аналогичная закономерность в повышении питательных веществ в зерне гречихи при подкормке посевов прослеживается и по содержанию фосфора и калия, причем увеличение количества питательных элементов шо вариантам с подкормкой растений нами было отмечено во все годы исследований.
Это, очевидно, объясняется наибольшим при подкормке растений их выносом из почвы с урожаем гречихи. Большое влияние при подкормке растений гречихи нитрофоской на улучшение химического состава зерна оказывали гумат натрия и борная кислота.
Подкормка гречихи большое влияние оказывала и на увеличение содержания в зерне белка, жира и углеводов (таблица 31).
Как видно из таблицы 31, все способы подкормки растений оказывали положительное влияние на содержание в зерне белка, жира и углеводов, что повышает качество продукции и экономическую эффективность производства гречихи.
Подкормка растений в наших опытах повышала и посевные качества семян гречихи (таблица 32).
Как видно из таблицы 32, наиболее высокие посевные качества были у семян, выращенных на подкормленных нитрофоской с опрыскиванием посевов гумат натрием растениях гречихи: масса 1000 зерен составила 29,2 г, выравненность (сход с двух смежных растений) - 96 %, энергия прорастания - 92,1, всхожесть - 97 %, а количество ростков на 10 день после всходов составило 90 %, а их масса - 18,8 г. Повышение посевных качеств семян объясняется более высоким содержанием в семенах на подкормленных вариантах питательных веществ, а также и более благоприятными условиями роста и развития растений, оказавших положительное влияние на высоту урожая.
З.М. Калошина (1973) указывает, что на урожайных посевах посевные и урожайные свойства семян более высокие. В связи с этим подкормку гречихи сложными минеральными удобрениями на семенных участках необходимо проводить с одновременным опрыскиванием растений регуляторами роста.
Влияние кулис на густоту растений, формирование элементов структуры урожая и продуктивность гречихи
Улучшение экологических факторов роста и развития растений в межкулисных пространствах положительно сказалось и на сохранение густоты стояния растений в посевах (таблица 37) и формирование элементов структуры урожая гречихи (таблица 38).
Как видно из таблицы 37, наибольшее количество: растений выжило и сохранилось к уборке в, посевах гречихи, где высевались кулисы: Если на участке без кулис в.среднем за 3 года выжило растений к уборке от числа высеянных в почву всхожих семян 300 шт/м - 65,6 %,то в межкулисных пространствах их выжило 73,3 %, или на 7,7 % больше. В кулисных посевах больше сохранилось к уборке и продуктивных: растений. Так, сохраняемость растений в среднем затри года на контрольном безкулисном посеве- составила %, а на опытном; кулисном - 76,0 или; она здесьувеличилась на;7,6 %. Это положительно повлияло- на формирование белее продуктивных элементов структуры урожая гречихи (таблица 38). Как видно из таблицы 38, под влиянием кулис в посевах гречихи в сравнении с контролем повысилась высота растений (на 7,5 см), увеличивались количество цветков и озерненность соцветий и количество зерен в среднем на 1 растение. Повышалась и выполненность (полноценность) зерна: на контрольном без кулисном посеве из общего числа сформировавшихся к уборке зерен щуплых (недостаточно выполненных) зерен было 17 штук на одном растении, или 59,7 %, а на кулисном посеве - 10,9 и 79,3 соответственно: или в кулисных посевах к уборке больше формировалось на растениях полноценных (пригодных к переработке) зерен, что положительно повлияло на уровень урожайности зерна гречихи (таблица 39).
Как видно из таблицы 39, под влиянием кулис урожайность зерна гречихи в сравнении с контролем (без кулис) в среднем за три года увеличилась на 2,9 ц/га, или на 14,6 %. Для малоурожайной культуры гречихи такая прибавка зерна от несложного кулисного посева является существенной.
На снижение урожайности зерна в безкулисных посевах гречихи отрицательно повлияла и более высокая степень осыпаемости созревших плодов под влиянием ветра.
Рано созревшие на растениях плоды еще до уборки осыпались и таким образом они не участвовали в повышении урожайности зерна гречихи. В то же время, на защищенных от ветра в кулисных посевах, потери урожая зерна от осыпания во все годы опытов уменьшались (таблица 40).
Как видно из таблицы 40, на контрольном безкулисном посеве осы-паемость зерна составила 299 шт/м , или это около 3 млн. зерен на гектар, т.е. полная, норма высева семян (100 кг/га). На опытных защищенных от ветра кулисных посевах осыпаемость зерна в сравнении с контролем снизи-лась в три раза и составила 102 шт/м , или 1 млн. зерен на гектар. Из этих данных вытекает вывод, что борьба с осыпаемостью зерна при созревании гречихи путем посева кулисных растений приобретает важнейшее значение.
Существенным фактором повышения урожайности зерна гречихи в кулисных посевах является и активность вылета на эти.посевы пчел для оплодотворения цветков. В проведенных другими авторами (К.А.Савицкий, 1970) опытах, было установлено, что на кулисные посевы гречихи в течение 10 дней вылетало на площадь 100 м2 в 9 часов утра 145 пчел, а на ту же площадь за это время безкулисного посева — только 97. В результате урожайность зерна гречихи в упомянутом опыте составила 22,6 ц/га на кулисном посеве и 17,6 ц/га - на обычном без посева кулис.
По наблюдениям В.Н. Жукова-(1985) с 8 часов утра и до 8 часов вечера на площадь обычного посева гречихи 100 м2 вылетало 242 пчелы, а с кулисами - 518. Урожайность зерна на первом поле составила 11,6 ц/га, а на втором с кулисами 14,6.
Кулисные посевы гречихи большое влияние оказывали и на посевные качества зерна (таблица 41).
