Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изученности вопроса (биология, ботаническая характеристика, технология возделывания на семена) и обоснование направления исследований (обзор литературы) 9
1.1. Обоснование направлений исследований 9
1.2. Ботаническая характеристика сорго зернового 22
1.3. Биологические особенности зернового сорго 28
1.4. Этапы органогенеза у сорго 31
1.5. Особенности выращивания сортов на семена 35
1.6. Характеристика и механизм действия регуляторов роста 40
2. Место, условия и методика исследований 45
2.1. Место проведения опытов, характеристика почвы и климата 45
2.2. Методика исследований 47
2.3. Погодные условия в годы проведения исследований 50
3. Результаты исследований 54
3.1. Влияние способов посева, норм высева на структуру урожая и посевные качества семян 54
3.1.1. Динамика доступных элементов питания почвы 66
3.1.2. Фотосинтетическая деятельность посевов сорго зернового 74
3.1.3. Влияние способов посева и норм высева на урожайность и элементы ее структуры 79
3.1.4. Влияние способов посева и норм высева на формирование посевных качеств семян 87
3.2. Влияние регуляторов роста на темпы начального роста, формирование урожайности и качество выращиваемых семян 88
3.2.1. Темпы начального роста сорго зернового под воздействием регуляторов роста 95
3.2.2. Морфологическая характеристика растений после обработки семян регуляторами роста 97
3.2.3. Структура урожая при применении регуляторов роста 100
3.2.4. Оценка посевных качеств семян, выращенных под воздействием регуляторов роста 104
4. Производственное испытание рекомендованных способов посева, норм высева и регуляторов роста на семеноводческих посевах сорго зернового 105
5. Экономическая и биоэнергетическая оценка изучаемых способов посева, норм высева и регуляторов роста на семенных посевах 109
Выводы 119
Предложения производству 122
Список литературы 123
Приложения 137
- Ботаническая характеристика сорго зернового
- Характеристика и механизм действия регуляторов роста
- Влияние способов посева, норм высева на структуру урожая и посевные качества семян
- Экономическая и биоэнергетическая оценка изучаемых способов посева, норм высева и регуляторов роста на семенных посевах
Введение к работе
Актуальность темы. Во многих регионах юга Российской Федерации основным источником пополнения концентрированных, сочных и грубых кормов наряду с кукурузой может стать культура сорго. Обусловлено это высокой питательностью зерна, листостебельной массы, разнообразием использования в кормопроизводстве, способностью формировать стабильную урожайность в условиях недостаточного увлажнения. Вместе с тем, должного распространения сорго, в том числе и сорго зерновое, в производстве пока не получило. Научно-исследовательскими учреждениями России созданы высокопродуктивные сорта и разработаны основные элементы технологий их возделывания. Тем не менее, многие проблемы, связанные с созданием более скороспелых сортов и гибридов, обеспечивающих технологичность их возделывания, позволяющих реализовать потенциальные возможности сортов, с использованием новых агроприемов их возделывания и применением регуляторов роста для повышения семенной продуктивности и качества семян, пока мало изучены. В Ростовской области зерновое сорго занимает около 50 тыс.га. В то же время объем производства этой культуры не отвечает постоянно возрастающему спросу на его зерно. Основным путем решения этой проблемы является дальнейшее повышение его продуктивности за счет совершенствования технологии возделывания сортов.
Формирование и созревание семян сорго часто протекает при неблагоприятных погодных условиях, что затрудняет уборку, снижает урожайность и не способствует увеличению посевных площадей этой культуры. Поэтому, наряду с селекционной программой, важной остается проблема разработки новых и совершенствование существующих элементов технологии производства семян сорго.
При неправильном выборе способов посева, норм высева не удается получить гарантированную урожайность, а по причине позднеспелости некоторые сорта не успевают сформировать кондиционные семена. Поэтому оптимизация способов посева и норм высева новых сортов зернового сорго и повышение посевных качеств семян за счет использования регуляторов роста носят актуальный характер.
Целью работы являлась разработка элементов технологии низкорослых сортов зернового сорго, способствующих повышению урожайности и улучшению посевных качеств семян.
В задачу исследований входило:
изучить особенности развития и формирования урожайности низкорослых сортов зернового сорго при различных способах посева и нормах высева;
выявить влияние различных способов посева и норм высева на посевные и урожайные качества их семян;
определить эффективность воздействия регуляторов роста на морфо-биологические признаки растений низкорослых сортов зернового сорго;
изучить влияние регуляторов роста на процесс формирования семян и их посевные качества;
определить экономическую и биоэнергетическую эффективность предлагаемых элементов технологии возделывания сортов зернового сорго на семена.
Научная новизна. Впервые изучены особенности формирования урожайности семян с высокими посевными качествами низкорослых сортов зернового сорго различных групп спелости при оптимизации способов посева, норм высева и регуляторов роста. Дана экономическая и биоэнергетическая оценка рекомендованным элементам технологии.
Практическая значимость работы. Разработаны и рекомендованы производству оптимальные нормы высева, способы посева и эффективные регуляторы роста, обеспечивающие максимальную урожайность и высокое качество кондиционных семян, снижение энергетическнх и экономических затрат в условиях недостаточного увлажнения Ростовской области.
Результаты исследований могут быть рекомендованы семеноводческим соргосеющим хозяйствам для получения кондиционных семян. Производственная проверка результатов исследований проведена в ОНО ОПХ «Экспериментальное» Зерноградского района на площади 243 га, ОАО «Лнман-ское» Семикаракорского района Ростовской области на площади 145 га.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на заседаниях учёного совета ВНИИЗК, научных конференциях АЧГАА (г.Зерноград, 2000-2005 гг.), РИПКК АПК, ВНИПТИ-МЭСХ (г.Зерноград, 2002-2005 гг.), Международной конференции «Нетрадиционное растениеводство, экология и здоровье» (г.Снмферополь, 2000г.), Международной конференции «Повестка дня на XXI век: программа действий - экологическая безопасность» (г.Ставрополь, 2002 г.), Международной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких растений», Дон ГАУ (п.Персиановский, 2004 г.). По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, предложений производству, списка литературы, приложений. Диссертационная работа изложена на 175 страницах компьютерного текста, включает 33 таблиц, 8 рисунков, 10 приложений. Список литературы содержит 147 источников, в том числе 12 иностранных авторов.
Ботаническая характеристика сорго зернового
Особый вклад в изучение рода Sorghum внес Сноуден, подразделивший сорго на секции Eu-Sorghum и Para-Sorghum, что означало истинное сорго и соргоподобные, а секцию Sorghastrum выделил в самостоятельный род с видами. Он впервые построил видовую классификацию по морфологическим признакам колосков и зерновок, считая определяющими форму, размер и консистенцию колосковых чешуи при плодах, отсутствие или наличие опушения (Snowden, 1955). Изучив мировое разнообразие коллекции видов сорго, сосредоточенных в ВИРе и присланных из мировых гербарных хранилищ, литературных первоисточников и крупных монографий, Л.К. Иванюкович (1990), пришла к заключению о необходимости изменения и дополнения системы рода Sorghum Moench. По ее мнению, в политомических ключах, представленных Сноуденом, не всегда были использованы такие признаки, как наличие ости у нижней цветковой чешуи, цвет колосковых чешуи, розовато-фиолетовая окраска колосковых чешуи при цветках, а также признаки, имеющие диагностическое значение: соотношение ширины и толщины зерновки, степень охвата ее колосковыми чешуями и другие. Системный анализ всех данных позволил ей представить структуру рода Sorghum Moench. и предложить дихотомические ключи для определения таксонов. Все разнообразие 70 видов сорго Л.К. Иванюкович (1990) рассматривает в семи секциях.
Впервые в мире американские селекционеры, в начале 20 века разделили виды сорго по способу их использования на четыре хозяйственные группы: зерновое, сахарное, веничное и травянистое.
Из отечественных исследователей на признаках хозяйственного использования строил классификацию сорго выдающийся систематик Е.С.Якушевский (1969). В результате изучения мировой коллекции сорго он выделил следующие виды и подвиды в пределах групп по характеру использования в производстве: - к группе зернового сорго он отнес виды: S.guinense (гвинейское), S.caffrorum (кафрское), (S.bantuorum) (негритянское), S.durra (хлебное), S.chinense (китайское или гаолян); - сахарное сорго (S.saccharatum) он подразделяет по плотности метелки на две основные группы: эффузум или развесистые сорта (S.saccharatum convar. effusum Jakusch.), и контрактум или сжатые сорта (S.saccharatum convar. contractum Jakusch.); - венечное сорго (S.technicum) характеризуется безстержневой или с очень укороченным стержнем метелкой; - травянистое сорго в основном представлено рядом дикорастущих однолетних и многолетних видов, из которых в культуру вошли два вида: суданская трава (S.sudanense Stapf.) и сорго щедрое (S.almum Parodi), имеющее 40 хромосом и обладающее короткими корневищами. Согласно исследований Б.Г. Демиденко, Г.М. Шекун, Я.И. Исакова, корневая система у зернового сорго мочковатая. Корни не имеют главного стержня и расходятся от узла кущения тонкими длинными нитями во все стороны на расстояние 60-130 см, проникая на глубину до 200-250 см. Прорастает сорго одним корешком, который в первое время, до образования 3-4-го листа, интенсивно ветвится, образуя множество боковых корешков, покрытых волосками, и до появления вторичных корней служит основным органом почвенного питания растений. Через 4-8 дней после появления всходов четко обозначается узел кущения с выступающими придаточными корнями непосредственно от поверхности почвы. Вторичные корни образуются при появлении 3-4 листочков. Они отходят от узла кущения. По данным Н.А. Вахрушева (2000) интенсивность образования вторичных корней зависит от многих факторов. В период выхода растений в трубку из нижних узлов стебля образуются воздушные (опорные) корни, которые, вытягиваются в виде тяжей, углубляются в почву, служат для укрепления растений против полегания и обеспечивают дополнительное питание. Растение сорго имеет несколько типов корней: зародышевый корешок, узловые корни, проникающие в почву на большую глубину, воздушные, отходящие от узлов, и эпикотильные, существующие в начале роста растений. В первые 30-40 дней после появления всходов происходит интенсивный рост корневой системы. Согласно данным Б.Н. Малиновского (1984), В.В. Метлина, П.И. Кос-тылева (1992) - стебли сорго прямостоячие, зеленые, гладкие, тонкие, с заполненной сердцевиной. В зависимости от группы и сорта сердцевина стебля сорго бывает заполнена соком различной степени сахаристости или губчатой паренхимой, наполненной воздухом. Морфологическим признаком, свидетельствующим о сочности или сухости сердцевины стебля, является окраска центральной жилки листа, анатомическое строение которой аналогично строению стебля считают Н.А. Ше-пель, Н.Я. Коломиец (1997). Если центральная жилка листа белая, то губчатая ткань сердцевины стебля, будучи заполненной воздухом, белая, сухая; серо-зеленая окраска центральной жилки листа свидетельствует о том, что сердцевина стебля сочная, заполненная сладким соком.
Стебель сорго состоит из отдельных междоузлий, число и длина которых различна в зависимости от вида и его вегетационного периода. Число междоузлий на главном стебле генетически обусловлено и является довольно устойчивым признаком. По мнению Я.И. Исакова (1995), раннеспелые сорта имеют наименьшее количество междоузлий - 7-10, среднеспелые - 11-15 и позднеспелые - 16-25, длина которых в нижней части колеблется от 0,5-2 см стебля, в зависимости от вида и сорта. В междоузлии имеется продолговатое желобообразное углубление со стороны выхода пластинки листа от стебля, прикрываемое влагалищем листа. В углублении формируются и выходят из раструба листа боковые ветви. От нижнего узла (он же узел кущения) отходят вторичные корни. От второго и третьего узлов стебля иногда образовываются воздушные корни (Вахрушев Н.А., 2000).
Характеристика и механизм действия регуляторов роста
Множество синтетических аналогов фитогормонов прочно вошли в современное растениеводство в качестве прогрессивных приемов, обеспечивающих высокую продуктивность растений. Применяясь в минимальных физиологических дозах, они не ядовиты как для растений, так и для окружающей среды. В дальнейшем применение химических препаратов в сельском хозяйстве будет расширяться и совершенствоваться. Они должны обладать тонким избирательным действием, в связи, с чем необходимо глубокое и тщательное изучение их функций в растении (Курапов П.Б., 1998).
С их помощью возможно целенаправленное воздействие на процессы, происходящие в растительном организме. Регуляторы роста имеют важное свойство - повышать устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды. С их помощью можно добиться дальнейшего увеличения урожайности (Гурский Н.Г., 1995).
Особенностью стимуляторов роста является способность влиять на процессы, которые не могут определяться обычными способами агротехники, такими как орошение, внесение удобрений и так далее, так как регуляторы роста не заменяют необходимых факторов внешней среды, а лишь помогают растению эффективно их использовать (Муромцев Г.С., 1979).
Теоретической основой для создания нового направления, связанного с управлением жизнеспособностью растений с помощью веществ, обладающих высокой физиологической активностью, послужили фундаментальные исследования Н.Г. Холодного (1939), Н.А. Максимова (1964), Ю.В. Ракитина (1983), М.Х. Чайлахяна (1982), Г.С. Муромцева (1979), В. И. Кефели (1989), Л. Д. Никелл (1984) и ряда других ученых. Ими доказано, что, несмотря на ничтожное содержание веществ-регуляторов в растительном организме, они способны изменить скорость и направление протекающих в нем химических реакций или физиологических процессов.
На основе современных достижений фитофизиологии, молекулярной биологии, биохимии, микробиологии, химии и других наук, регуляторы роста растений стали как бы объектом и инструментом биотехнологий, используемых в селекции устойчивых высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных культур, так и обязательным приемом интенсивных технологий, позволяющих максимально реализовать потенциал продуктивности растений.
Физиологически активные вещества, попадая в организм, либо включаются в обмен веществ, либо оказывают на него опосредованное воздействие, в результате чего происходит изменение обмена веществ, способствующее снижению или подъему уровня жизнеспособности растений, что и создает предпосылки для управления их продуктивностью.
Ростовые вещества или гормоны (фитогормоны) растений представляют собой соединения, которые образуются в растениях в небольших количествах, но оказывают весьма значительное влияние на весь цикл их развития. Они участвуют в регуляции обмена веществ на всех этапах органогенеза растений. Образовавшиеся фитогормоны поступают в различные органы или ткани растения, направляя характер протекающих в них процессов и обеспечивая функциональную их целостность. Выявлено, что система гормональной регуляции определяет характер протекания таких важнейших физиологических процессов, как рост, формирование новых органов, переход растений к цветению и формированию пола цветков, старение листьев, переход в состояние покоя и выход из него почек, клубней, луковиц и прочее. Регуляция этих процессов гормонами или их синтетическими аналогами высоко специфична (Чайлахян М.Х., 1982).
Установлено, что фитогормоны разнообразны как по химическому составу, строению, так и по характеру действия. К группе растительных гормонов относятся ауксины, гиббереллины, цитокинины, этилен, абсцизовая кислота, брассиностероиды и другие. По сведениям некоторых исследователей эти эндогенные регуляторы роста обеспечивают весь ход онтогенеза. Проявление разных типов физиологических реакций связано с различиями в сочетании отдельных типов гормонов (Романова Е.В., 2003).
В мире изучено около 5000 соединений химического, микробного и растительного происхождения, обладающих ростовым регуляторным действием, из них практическое применение нашли около 100 препаратов (Мельник И. А., 1984; 1989).
Ауксины открыты в 20-е годы как фактор тропизмов растений. В начале 30-х годов химическая структура ауксинов была расшифрована группой голландских ученых: Ф. Кегль, А. Хааген, Шмит, Г. Эркембен. Это вещество было идентифицировано как индолил-3-уксусная кислота (ИУК) — С10Н9О2. В последние годы ИУК была обнаружена в различных растительных объектах (Кегль Ф., 1936).
Известно около 70 природных гиббереллинов, в том числе 45 выделены из растений. Хорошо выраженным действием гиббереллина является удлинение стебля, явление очень наглядно у карликовых растений. Физиологическое действие гиббереллинов проявляется главным образом в стимуляции ростовых процессов за счет усиления растяжения клеток и повышения мито-тической активности меристематических тканей (Шевелуха B.C., 1985). Опыты Скуг и Миллер в 1955 году открыли новый тип фитогормонов - цитокинины. Первый из цитокининов - зеатин - был выделен из семян кукурузы в стадии молочной спелости и идентифицирован Д.С. Литамом в 1964 году. В настоящее время известно еще 12 других аналогов цитокининов, их химическое строение близко к зеатину (Христева Л.А., 1968).
Выявлено, что с помощью цитокининов удается повысить устойчивость клеток к неблагоприятным воздействиям: обезвоживанию, а также влиять на передвижение веществ в растении, стимулирование прорастания семян, появление вирусной инфекции и другие эффекты (Муромцев Г.С., 1979).
Нормальный рост растений можно объяснить с точки зрения баланса стимуляторных и ингибиторных факторов. Явление роста и покоя растений — это результат взаимодействия фитогормонов и ингибиторных факторов.
До сих пор изучение механизма действия фитогормонов находится в центре внимания ученых. Хотя до конца эта проблема еще не решена, накоплено много существенных сведений, приближающих нас к пониманию механизмов регуляторного действия фитогормонов (Баланова К.Л., 1970).
Влияние способов посева, норм высева на структуру урожая и посевные качества семян
В диссертационной работе отражены результаты научных исследований за период 1999-2005 годы. Объектом исследований были сорта сорго зернового различных групп спелости: Лучистое, Хазине 28, Аист, Зерноградское 53. Подготовку почвы под посев и уходные мероприятия проводили согласно «Системе ведения агропромышленного производства Ростовской области». Предшественник - озимая пшеница. Посев сортов сорго зернового проводили селекционной сеялкой СН-16, при наступлении температуры почвы на глубине заделки семян 12-14С, что соответствовало первой декаде мая с нормами высева 300, 400, 500 тыс.шт.га с шириной междурядий 15, 30, 45, 70 см. Обработку семян препаратами проводили в соответствии с рекомендациями ВНИИСХ микробиологии путем опрыскивания суспензией препарата в день посева. Семена для контроля опрыскивали чистой водой. Закладка опытов, учеты, наблюдения и промеры в период вегетации растений осуществлялись согласно «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1971). Конкурсное испытание закладывалось широкорядным (ширина междурядий 45, 70 см) и сплошным (15, 30 см) способами. Учетная площадь делянки - 50 м , повторность - четырехкратная. Фенологические наблюдения проводили согласно «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1977). Подвижный фосфор определяли по методу В.П.Мачигина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26206-84) перед посевом и перед уборкой урожая по слоям 0.. .20 и 0.. .40 см с двух повторений опыта. Обменный калий определяли по методу Х.Е.Масловой в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26206-84). Пробы почвы для анализа отбирали перед посевом и перед уборкой по слоям 0.. .20 и 0.. .40 см с двух повторений опыта. При определении элементов структурного анализа пользовались «Методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1977). Урожайность определяли методом прямой уборки комбайном «Сампо -500». Динамику высоты растения определяли через каждые 10 дней, начиная от всходов. Площадь листьев рассчитывали по формуле, предложенной П.П. Литуном, Ф.С. Ястребовым, В.М.Линником (1970), для чего в полевых условиях измеряли линейные размеры листьев на 10 растениях в двукратной повторности. Урожайность зерна учитывали сплошным методом с последующим взвешиванием зерна и пересчетом на 14 % влажность. Посевные качества семян определяли согласно ГОСТ Р 52325-2005. Биоэнергетическая оценка результатов исследований рассчитана по методике Е.И.Базарова и др. (1983). Основные результаты анализов и учетов, и урожайные данные обрабатывали по методу дисперсионного анализа для однофакторных и многофакторных опытов (Доспехов Б.А., 1985). Характеристика изучаемых сортов Сорт сорго зернового ЛУЧИСТОЕ. Создан во ВНИИЗК, относится к виду кафрского сорго. Высота растений - 120-130 см. Метелка светло коричневая, опушенная, длиной 27 см, прямостоячая, хорошо выдвинутая. Зерно округлое, оранжево-красное, содержит 11-12% протеина, 70-74% крахмала, масса 1000 зерен - 28-30 г. Сорт раннеспелый, вегетационный период - 95-105 дней, устойчив к полеганию, поражению пыльной головней и злаковой тлей. Благодаря высокой засухоустойчивости, пластичности, раннеспелости сорт является конкурентоспособным для возделывания в засушливой зоне юга России. Сорт обладает высоким качеством зерна, в 1 ц зерна содержится 120 к.ед.. За годы конкурсного испытания урожайность зерна составила 5,5 т/га. Сорт формирует высокую урожайность зерна при норме высева 400-600 тысяч всхожих зерен на 1 га. Сорт сорго зернового АИСТ. Создан во ВНИИЗК, относится к виду хлебного сорго. Высота растений - 120-130 см. Зерно белое, овальное, заметно открытое, легко вымолачиваемое, содержит 11-12% сырого протеина, до 72-75% крахмала, 3,5 % жира и 120 кормовых единиц в 100 кг зерна. Масса 1000 зерен — 23 г Сорт среднепоздний, устойчив к полеганию, поражению пыльной головней и злаковой тлей. Благодаря высокой засухоустойчивости, способности не снижать урожайность зерна при загущении, является вполне конкурентоспособным для возделывания в засушливой зоне юга России, где кукуруза и ячмень не всегда дают стабильные урожаи. Сорт обладает высоким качеством зерна, является одним из лучших сортов для производства крахмала и спирта, способен формировать высокую урожайность зерна при норме высева 400-600 тысяч всхожих зерен на 1 га. За годы конкурсного испытания урожайность зерна составила 5-6 т/га, что обеспечило получение чистого дохода 3-4 тыс. рублей с каждого гектара.
Сорт сорго зернового ХАЗИНЕ 28. Создан во ВНИИЗК, сорт среднеспелый, низкорослый (высота растений 90-98 см), слабо кустится, хорошо выровнен по высоте расположения метелки, устойчивый к полеганию, относится к виду хлебного сорго; метелка прямостоячая, белая, рыхлораскиди-стая, длиной 26-28 см. Колоски остисто-соломистые. Зерно округлое, голозерное, белое, масса 1000 зерен 26 г, содержится до 12,1% протеина, 78% крахмала, 4,3% жира, в 100 кг зерна содержится 124 к.ед. Устойчив к полеганию, слабо поражается бактериозом, в средней степени покрытой головней и злаковой тлей. Используется для получения крахмала и спирта, хорошо поедается сельскохозяйственными животными и птицей. Урожайность зерна в конкурсном испытании составила 6,2 т/га, максимальная урожайность зерна 7,5 т/га.
Сорт сорго зернового ЗЕРНОГРАДСКОЕ 53. Создан во ВНИИЗК, сорт интенсивного типа, среднепоздний, относится к кафрскому сорго. Метелка красная, овальная, хорошо выдвинутая, длиной - 26-28 см. Высота растений - 130-150 см. зерно красное голозерное, овальное, масса 1000 зерен 23-24 г., содержит 14,1% сырого протеина, 5,9 % клетчатки, 3,7% жира и 120-125 к.ед. в 100 кг зерна. По основным показателям находится на уровне мировых стандартов: быстрый рост в начальный период, одновременность созревания центральных метелок и подгонов, легкость в уборке, отличное качество зерна, универсальность использования (на зерно и зерносенаж). Устойчив к поражению головней, слабо поражается бактериозом, злаковой тлей повреждается в средней степени; имеет высокую холодостойкость в начальный период роста. Средняя урожайность за годы испытания составила 5,8 т/га. Сорт высокоурожайный, зерно хорошо поедается птицей, сельскохозяйственными животными, может использоваться на зерносенаж, спирт, крахмал.
Экономическая и биоэнергетическая оценка изучаемых способов посева, норм высева и регуляторов роста на семенных посевах
На основе ранее проведенной экспертной оценки допуска на размещение растений D [3], лучшей из известных схем размещения низкорослых растений сорго, с точки зрения оптимизации площади питания и применимости механизированных технологий, является организация посева с междурядьем 45 см.
Первоначально форма площади питания задавалась в конфигурации квадрата, затем оценивалось допустимое искажение формы без изменения ее величины. При этом формы площадей питания принимались в виде прямоугольников с нарастающим изменением соотношений сторон, а ее величина, т.е. произведение сторон, оставалась постоянной.
Выявлено, что наиболее приемлемым соотношением является 7:14,3. Это означает, что сорго способно приспособиться к условиям 49% отклонения от удельной площади питания, принятой в конфигурации квадрата. В зоне районирования рекомендованы посевы различных сортов и гибридов сорго с междурядьями 70 см, при выполнении их пропашными сеялками, 15 и 30 см при выполнении посева зерновыми сеялками. Нормы высева рекомендованы от 300 до 600 тыс. шт. семян/ га.
Зерновые сеялки не способны обеспечить однозерновую подачу семян в борозду и сколько-нибудь приемлемое качество размещения семян, несмотря на близость величины междурядий к шагу высева и, соответственно, максимальную величину допуска/). При междурядьях 15 см растения сорго должны быть расположены в ряду через 22,6 см. Данная конфигурация площади питания позволяет иметь допуск на размещение растений ±5,5 см. При междурядье 30 см площадь питания будет выражена прямоугольником со сторонами 30 х 11,3 см, величина допуска будет равна ±2,8 см. Но такие посевы исключают междурядные обработки почвы, что при невысокой культуре земледелия неприемлемо. При высеве семян сорго с междурядьем 70 см, получаем жесткие допуски на работу высевающих устройств -1,2 см. В этом случае наиболее приемлемой схемой является посев с междурядьями 45 см. Допуск на размещение растений в ряду при таком междурядий - 1,85 см.
Таким образом, лучшей из известных схем размещения растений сорго, с точки зрения применимости механизированных технологий, является размещение растений с междурядьем 45 см. При этом следует заметить, что при полученной величине допуска современные пропашные сеялки способны выполнить посев более качественно и, тем самым, улучшить показатели размещения растений.
Сорго положительно отзывается на улучшение условий минерального питания, особенно на бедных почвах. В литературе бытовало мнение о том, что сорго, обладая мощной корневой системой и высокой ее усваивающей способностью, не нуждается в удобрениях, так как нужные ему питательные вещества в необходимом количестве добывает из почвы. Это ошибочное представление приводило к тому, что под эту культуру не вносили в достаточном количестве удобрения. Однако для раскрытия его высоких потенциальных возможностей необходим комплекс мероприятий, в том числе и внесение сравнительно высоких доз NPK.
Наиболее дефицитным питательным веществом для сорго является азот, который за счет естественного плодородия удовлетворяет эту культуру только на 38,7, фосфор - на 53,2, а калий - на 93,7%. Наибольшее потребление азота растениями сорго отмечается в фазах интенсивного роста и формирования генеративных органов, особенно за 10-15 дней до начала выметывания и 10-15 дней после цветения. Поглощение фосфора корнями начинается с первых дней вегетации. К фазе выметывания растениями усваивается 50% общего количества Р2О5. Калий поглощается растениями равномерно на протяжении всего вегетационного периода (Землянов А.Н., 1999).
Вместе с тем, внесение избыточных доз азота может привести к нежелательным последствия — проявлению нитратных и нитритных форм, особенно в зеленой массе. Кроме того, при высоких дозах азотного питания у сорго ослабляется засухоустойчивость, увеличивается вегетационный период, оно чрезмерно кустится и ветвится, что у зернового сорго нежелательно.
Сорго отзывчиво на изменения уровня минерального питания, а по выносу питательных веществ занимает одно из первых мест среди зерновых, уступая только пшенице по количеству усваиваемого азота. В зерне сорго содержится 2,09% азота, 0,69% фосфора и 0,5% калия. С одного гектара при урожайности зерна сорго 3,5-4,5 т/га выносится 81-85 кг азота, 25-30 кг фосфора и 15-18 кг калия.
В биологическом круговороте питательных веществ важная роль принадлежит растениям. Потребляя их в процессе роста и развития, они изменяют их концентрацию в корнеобитаемом слое почвы и таким образом влияют на ее использование. При этом общие запасы питательных веществ в почве характеризуют лишь ее потенциальное плодородие. Для оценки эффективного плодородия, действительной способности почвы обеспечить высокие урожаи сельскохозяйственных культур, первостепенное значение имеет содержание в ней элементов питания в тех формах, в которых они могут легко усваиваться растениями.
Установлено, что черноземы обладают высокой нитрификационной способностью и высоким валовым содержанием азота (0,20-0,35%), фосфора (0,14-0,17%) и калия (2,2-2,6%). Однако подвижные формы этих элементов питания не всегда содержатся в достаточном количестве. Нитратный азот находится в достатке только на паровых полях, под вегетирующими культурами его мало. Повсеместно отмечается недостаток в почве подвижного фосфора, обменным калием почвы области обеспечены достаточно. При этом наибольшие изменения в накоплении и расходе питательных веществ выражены в пахотном слое почвы, с увеличением глубины профиля колебания незначительны.
При современной интенсивной системе земледелия и значительном насыщении севооборотов зерновыми культурами (до 70%) основные площади зернового сорго размещаются по крайне низко обеспеченным элементам питания предшественникам. В основном это последние поля, замыкающие севооборот. Это обстоятельство резко изменяет нормальной пищевой режим почвы и требует установления роли способов посева и норм высева в улучшении условий питания растения зернового сорго. Наиболее достоверно степень обеспеченности растений азотом отражает учет N-NO3 в слое почвы 0-30 см и 0-50 (рис. 3).
Азотный режим почвы под зерновым сорго зависит от срока посева и нормы высева, фазы развития растений и погодных условий. Содержание нитратного азота в слое почвы 0-30 см в фазу всходов колеблется в зависимости от срока посева и нормы высева от 12,2 до 13,0 мг/кг почвы.
