Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ проблемы и задачи исследований 10
2. Почвенно-климатические условия и методика проведения исследований 41
2.1. Погодные условия 41
2.2. Методика исследований, хараткеристика почвы 52
3. Развитие и продуктивность сортов рапса и сурепицы 60
3.1. Сравнительная продуктивность сортов 60
3.2. Качество урожая 70
4. Агроэкологическое испытание рапса и сурепицы при различных сроках посева 81
4.1. Потребность в тепле и теплообеспеченность вегетационного периода 81
4.2. Условия внешней среды и длительность фаз развития 83
4.3. Водный и пищевой режимы 89
4.4. Формирование биометрических показателей 91
4.5. Полевая всхожесть и выживаемость растений 94
4.6. Структура урожая и продуктивность культур 95
4.7. Качество семян 106
5. Нормы высева и способы посева 114
6. Эффективность различных способов подготовки семян рапса 124
7. Рост, развитие, продуктивность рапса по различным предшественникам и его последействие в севообороте 140
7.1 . Формирование элементов почвенного плодородия 140
7.2.3асоренность почвы и посевов 158
7.3.Продуктивность и качество семян в зависимости от предшественников 167
7.4.Последействие рапса в севообороте 177
8. Эффективностб средств защиты рапса от вредителей и болезней 192
9.Сроки и способы уборки 201
9.1 .Определение оптимальных сроков уборки .. 201
9.2.Эффективность различных способов уборки 209
10. Элементы технологии возделывания рапса на зеленый корм 213
10.1. Обоснование сроков, норм и способов посева, сроков уборки рапса в одновидовых посевах 213
10.2.Обоснование элементов технологии возделывания рапса, проса, мятликовых культур в смешанных посевах 225
11. Экономическая и агроэнергетическая оценка рекомендуемых агротехнических приемов 250
11.1 .Экономическая эффективность 250
11.2.Агроэнергетическая оценка 259
Общие выводы 268
Рекомендации производству 272
Список литературных источников 274
Приложения 324
- Методика исследований, хараткеристика почвы
- Сравнительная продуктивность сортов
- Условия внешней среды и длительность фаз развития
- Формирование элементов почвенного плодородия
Введение к работе
Актуальность проблемы. В ряду первоочередных задач, стоящих перед сельскохозяйственными производителями является решение проблемы кормового белка. Данная проблема особенно обострилась в последние годы в связи с общим ухудшением экономической ситуации в сельском хозяйстве и обусловленным этим фактором существенным спадом производства и снижением качества кормов. В настоящее время дефицит кормового белка составляет 18-20 % от потребности (Милащенко, Абрамов, 1989; Артемов и др., 1996; Артемов, Киселев, 1997). Из-за несбалансированности кормов по белку перерасход их составляет около 20-25% (Технология возделывания..., 1984).
Одним из основных путей решения белковой проблемы в Уральском регионе является выращивание и использование на кормовые цели рапса. По выходу белка с одного гектара при урожайности 20 ц/га семян рапс превосходит горох на 15 %, а такие зерновые культуры как овес и ячмень на 15-30 % (Артемов, Киселев, 1997). Семена рапса содержат 43-48 % жира и 21-23 % белка. По концентрации обменной энергии рапс превосходит злаковые культуры в 1,7-2,0, бобовые - в 1,3-1,7 раз.
Диапазон использования рапса довольно широк. Его можно выращивать не только на маслосемена с целью использования высокобелковых жмыхов и шротов в животноводстве, но и для получения зеленого корма, силоса, в качестве культуры для выпаса скота. Использование высококачественной зеленой массы и силоса из рапса в кормлении животных способствует повышению удоев и увеличению привесов молодняка.
Биологические особенности ярового рапса позволяют использовать его в основных, промежуточных и поукосных посевах в одновидовых и смешанных посевах.
Освоение этой культуры на Среднем Урале позволит не только снизить
дефицит кормового белка в животноводстве, но и получать маслосемена для выработки высококачественного растительного масла.
Для реализации потенциала ярового рапса в производстве требуется обоснованный подход к технологии возделывания этой культуры, позволяющий эффективнее использовать ресурс почвенно-климатической зоны.
Цель работы - обосновать основные элементы технологии возделывания рапса и сурепицы для почвенно-климатических условий Среднего Урала, способствующие максимальной реализации биологического потенциала этих культур.
Задачи исследований:
провести сравнительную агроэкологическую оценку степени адаптации, продуктивности и качества семян различных сортов ярового рапса и сурепицы в условиях Среднего Урала;
изучив влияние сроков, норм и способов посева на рост, развитие, продуктивность и качество семян рапса и сурепицы, определить их оптимальные параметры;
определить эффективность основных предшественников ярового рапса и его последействие на показатели почвенного плодородия, биогенность почвы и урожайность культур в полевых севооборотах;
- определить эффективность различных способов подготовки семян;
- установить эффективность химических, биологических фунгицидов и
регуляторов роста на рапсе;
определить эффективность использования средств защиты от вредителей и болезней;
провести сравнительную оценку различных способов уборки, установить оптимальный срок однофазной и двухфазной уборки рапса;
дать обоснование срокам, нормам и способам посева, срокам уборки рапса на зеленую массу в одновидовых и смешанных посевах;
- дать экономическую и агроэнергетическую оценку элементов технологии
возделывания рапса и сурепицы.
Научная новизна. Впервые в условиях Среднего Урала на основании многолетних опытов обоснованы параметры основных элементов технологии возделывания рапса и сурепицы. Дана оценка основных предшественников рапса, выявлено последействие рапса на показатели почвенного плодородия, урожайность зерновых культур. Проведен анализ использования яровым рапсом и сурепицей климатических ресурсов вегетационного периода. Определены параметры причинно-следственных связей роста, развития рапса и условий произрастания. Подобраны сорта, обеспечивающие наиболее полную реализацию биологического потенциала в условиях региона. Дана экономическая и агроэнергетическая оценка основных элементов технологии возделывания рапса и сурепицы.
Основные положения, выносимые на защиту:
агроэкологическая оценка ярового рапса и сурепицы;
подбор высокопродуктивных сортов для возделывания в условиях Среднего Урала;
- обоснование оптимальных сроков и способов посева, норм высева,
способов и сроков уборки на семена и зеленую массу в одновидовых и
смешанных посевах;
эффективность использования средств и способов защиты от вредителей и болезней;
эффективность предшественников и последействие рапса в севообороте;
эффективность использования средств стимуляции растений;
эффективность способов предпосевной подготовки семян;
формирование элементов почвенного плодородия при возделывании ярового рапса;
параметры причинно-следственных связей роста, развития рапса и характеристик условий произрастания.
Практическая ценность. Предлагаемая технология возделывания ярового рапса и сурепицы в условиях Среднего Урала обеспечивает урожайность 1,8-2,5 т/га семян, 24,0-28,0 т/га зеленой массы.
Работа представляет обобщенный материал многолетнего труда по разработке основных элементов технологии возделывания рапса и сурепицы в условиях Среднего Урала.
Реализация результатов исследований. Материалы диссертации использованы при подготовке рекомендаций для специалистов сельского хозяйства, разработке систем ведения сельского хозяйства и организационно-технологических проектов по производству и использованию рапса и сурепицы. Разработанные технологии возделывания рапса и сурепицы в условиях Среднего Урала используются с 1989 года.
Основные положения диссертации отражены в монографии «Обоснование основных элементов технологии возделывания рапса и сурепицы на Среднем Урале» (Екатеринбург, 2004), в рекомендациях «Особенности выращивания ярового рапса и с сурепицы на Среднем Урале» (Екатеринбург, 2003), в справочнике «Корма Свердловской области» (Екатеринбург, 1994), в трудах Сибирского НИИ сельского хозяйства (1986, 1987, 1988), трудах Уральского НИИ сельского хозяйства (1989, 1990), на страницах журналов: «Масличные культуры» (1987), «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки» (1989), «Защита и карантин растений» (2002, 2004), «Земледелие» (2002, 2003, 2004), в бюллетенях, буклетах и газетах. В соответствии с государственной научно-технической программой «Белок» и договором с отделением Россельхоз академии по Нечерноземной зоне РФ разработана «Технология возделывания ярового рапса на семена в условиях Среднего Урала» и передано руководство по ее освоению (1993). По заказу Министерства сельского хозяйства РФ разработана и передана «Технология возделывания сурепицы яровой на Среднем Урале» (1994).
Апробация работы. Материалы диссертационной работы
докладывались на научно-технических конференциях в Омске (СибНИИСХоз, 1987), Екатеринбурге (УралНИИСХоз 1989, 1990), Тюмени (НИИСХоз Северного Зауралья, 1987), на Всесоюзном совещании по технологии возделывания рапса (Уфа, 1986), на заседании научно-технического совета ЗАО Нучно-производственной системы «Элита-Комплекс» (1996, 1997, 1998, 1999, 2000), а также на областных и республиканских совещаниях в СибНИИСХозе и УралНИИСХозе с демонстрацией полевых опытов.
Публикация результатов исследований. Автором опубликовано 45 работ, в т.ч. по теме диссертации - 28, получено 9 патентов на изобретения, в т.ч. по теме диссертации - 2. Основные положения исследований напечатаны в монографии, рекомендациях, сборниках, журналах, бюллетенях.
Личный вклад соискателя. Работа выполнена в период с 1985 по 2003гг. в Научно-производственной системе «Рапс» Свердловской области (г. Екатеринбург), в последующем в ЗАО Научно-производственной системе «Элита-Комплекс» (г.Екатеринбург) и в СибНИИСХозе (Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, г. Омск). Диссертантом сформировано направление, осуществлена постановка цели и задач, разработаны основные подходы и пути решения поставленных задач; обобщен и проанализирован полученный экспериментальный материал. Полевые, лабораторные опыты выполнены сотрудниками, лаборантами лабораторий СибНИИСХоза, Научно - производственной системы «Рапс» Свердловской области, Научно-производственной системы «Элита-Комплекс» при непосредственном участии и под руководством диссертанта.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 373 страницах машинописного текста. Состоит из введения, одиннадцати глав, выводов, предложений производству. Иллюстрирована 129 таблицами и 43 рисунками. В приложении 52 таблицы. Список использованной литературы включает 569 источников, в том числе 32 зарубежных.
Аннотация работы. Основные исследования проведены в зоне Среднего Урала, а также в южной лесостепи Западной Сибири.
Объектом исследований была система: культура ярового рапса, сурепицы-агрофитоценоз-климат-почва. Работа обобщает итоги 19 лет исследований по разработке основных элементов технологии возделывания рапса и сурепицы. Дан анализ развития агрофитоценоза и основных элементов почвенного плодородия в зависимости от различных приемов агротехники и средств химизации. Определены оптимальные параметры сроков и способов посева, норм высева, сроков и способов уборки. Проведена экономическая и агроэнергетическая оценка рассматриваемых элементов технологии возделывания исследуемых культур.
Автор признателен профессору, доктору сельскохозяйственных наук Виктору Матвеевичу Зерфусу за научно-методическую помощь в исследовательской части работы и выражает благодарность доктору
сельскохозяйственных наук
Александру Федоровичу Неклюдову
кандидату сельскохозяйственных наук Ольге Федоровне Хамовой, коллективу лаборатории технологии возделывания высокобелковых культур СибНИИСХоза, сотрудникам НПС «Элита-Комплекс».
Методика исследований, хараткеристика почвы
Сумма положительных температур за период с температурой выше +5С составила 2141 С (при норме 2090С); сумма эффективных температур за этот же период составила 1275С; сумма осадков - 536 мм, что соответствует 153 % от нормы. Продолжительность периода с температурой выше +10С составила 119 дней, со 2 мая по 29 августа, что в пределах средней многолетней (120 дней); сумма положительных температур за этот период - 1488(при норме 1778С); сумма активных температур - 517С (при норме 609С). Количество осадков за десятиградусный период выпало 435 мм, что составило 149 % средней многолетней нормы; ГТК за этот период равнялся 2,5. В мае и в июне на почве отмечались заморозки от минус 1 до минус 4С. В вегетационный период максимальная температура на поверхности почвы поднималась до +43(29 июня), в воздухе до +31 С (27 июня). В целом вегетационный период характеризовался большей продолжительностью с температурным режимом в пределах нормы и значительным количеством выпавших осадков. Зима 1997-1998 годов характеризовалась как теплой, но с продолжительным сохранением снежного покрова в весенний период. Продолжительность зимнего периода составила 175 дней, что больше средней многолетней величины на 12 дней. Переход температуры воздуха через 0Св сторону понижения отмечен 29 октября. Установление снежного покрова 28 октября, что раньше обычного на 10 дней. Средняя температура воздуха была равна минус 10,1 С, что выше среднемноголетней на 1,1 С. Сумма осадков за зиму составила 198 мм или 158 % от нормы. Высота снежного покрова равнялась 56 см, глубина промерзания почвы ПО см, запасы воды в снеге - 70-104 мм. Весна характеризовалась поздним сроком ее наступления. Переход температуры воздуха через 0С в сторону повышения отмечен 22 апреля, что позже многолетней даты на 17 дней. Снежный покров сошел 30 апреля. Оттаивание почвы началось только лишь с 3 мая, при температуре воздуха +7,0С, к 20 мая почва оттаяла полностью и достигла мягкопластичного состояния с температурой в пахотном горизонте +11С. Переход температуры воздуха через +5С отмечен 3 мая, позже многолетней даты на 9 дней. Неблагоприятные условия в начале вегетационного периода характеризовались не только поздним сроком ее наступления, но и продолжительным сохранением снежного покрова. Продолжительность вегетационного периода составила 140 дней (с 3 мая по 20 сентября), что короче среднемноголетней на 21 день. Сумма положительных температур за период выше +5С составила 2183С (при норме 2090С); сумма эффективных температур за этот же период - 1936С, что на 483С больше среднемноголетней. За период с темепратурой воздуха выше 5 С выпало 348 осадков мм, что соответствует норме. Продолжительность периода с температурой воздуха выше +10 составила 104 дня (с 19 мая по 30 августа), что на 16 дней короче среднемноголетней. Сумма положительных температур за этот период превысила норму на 165С, а сумма активных температур 273. Количество осадков за десятиградусный период составило 314 мм, что чуть выше нормы, гидротермический коэффициент- 1,6. Таким образом, вегетационный период 1998 года в целом характеризовался короткой продолжительностью, достаточно теплым и нормально увлажненным.
Зима 1998-1999 годов была теплой. Продолжительность зимнего периода составила 162 дня. Средняя температура воздуха в зимний период -минус 9,1 С, при норме минус 10,7С. Оттепели наблюдались в ноябре, декабре, феврале, марте. Высота снежного покрова составила 47 - 49 см. Запас воды в снеге составил 76 - 78 мм. Осадков за зиму выпало 98,5 мм. Почва промерзла до глубины 124 см. Снеготаяние началось со второй декады марта. Весна наступила в сроки, соответствующие среднемноголетним датам. Переход температуры воздуха через 0С в сторону повышения зафиксирован 10 апреля. Снеготаяние наступило во второй декаде апреля. Полностью снег сошел 18 апреля. Оттаивание почвы началось 23 апреля, к 11 мая почва оттаяла полностью и достигла мягкопластичного состояния с температурой в пахотном слое +9,8 С. Переход температуры воздуха через +5С отмечен 25 апреля, что соответствует среднемноголетнему показателю. Продолжительность периода с температурой выше +5С составила 151 день (с 23 апреля по 21 сентября), что короче среднемноголетней на 10 дней. Сумма положительных температур за вегетационный период составила 2060 С (при норме 2090), сумма эффективных температур за этот же период - 1861 С, что на 408 больше среднемноголетней. За пятиградусный период выпало 338 мм осадков при норме 349 мм. Продолжительность периода с температурой воздуха выше +10С составила 130 дней (с 23 апреля по 31 августа), что на 10 дней длиннее среднемноголетней; сумма положительных температур этого периода равнялась 1677С (при норме 1778С). Количество осадков за десятиградусный период составило 278 мм, что чуть ниже нормы. Гидротермический коэффициент - 1,6. Таким образом, вегетационный период 1999 года характеризовался высокой суммой эффективных температур при некотором дефиците осадков.
Продолжительность зимнего периода 1999-2000 годов составила 165 дней, что больше среднемноголетней величины на 2 дня. Переход температуры воздуха через 0С в сторону понижения зафиксирован 19 октября. Снежный покров установился 7 ноября, что позже среднемноголетней даты на 1 день. Средняя температура воздуха составила минус 8,3С, что выше среднемноголетней на 2,9С. Сумма твердых осадков составила 166 мм - 133 % от нормы. Высота снежного покрова равнялась 53 см, глубина промерзания - 76 см. Весна наступила немного раньше обычного срока. Переход температуры воздуха через 0С в сторону повышения отмечен 1 апреля, что раньше средней многолетней даты на 4 дня. Сход снежного покрова - 12 апреля. Оттаивание почвы началось в первой декаде апреля. Верхний 0-10 см слой почвы достиг к этому времени мягкопластичного состояния и прогрелся до +5,9С.
Сравнительная продуктивность сортов
В данной главе приводится анализ экспериментального материала по сравнительной оценке различных сортов рапса и сурепицы применительно к условиям Среднего Урала. Нами были использованы сорта преимущественно отечественной селекции - Галант, Липецкий, Ратник, Радикал, АНИИЗиС 1, Дубравинский скороспелый, Луговской, сурепицы - Янтарная, Восточная, Косогольская, Лада. В качестве стандарта при сравнительной оценке сортов рапса выбран районированный сорт шведской селекции Ханна, сурепицы -сорт Эввиса.
Одной из важных характеристик адаптации сельскохозяйственных культур к условиям региона является полевая всхожесть семян, выживаемость растений в процессе роста и развития, продолжительность вегетационного периода. Из полученных нами результатов, очевидно, что полевая всхожесть семян рапса и сурепицы в некоторой степени определяется генетическими особенностями сорта и в значительной степени зависит от условий весны. В годы с сухой весной (1993, 1995, 1996 гг.) в среднем взошло 44-57% высеянных семян рапса и 50-59% сурепицы (прилож. 5). Частые заморозки в мае и июне 1997 г. также отрицательно повлияли на всхожесть крестоцветных культур - взошло 40-49% семян рапса и 42-50% сурепицы. Условия ранней, достаточно теплой и увлажненной весны 1994 года были более благоприятными для высеянных семян. Полевая всхожесть рапса составила 53-63%, сурепицы 63-68%.
В среднем за 5 лет исследований при различных условиях произрастания более высокую полевую всхожесть обеспечили сорта рапса Ярвэлон, Радикал - 54%, Глобань, Липецкий, Дубровинский скороспелый -52%о и несколько ниже Ханна, АНИИЗиС 1, Галант и Луговской - 48-50% (табл.2). Среди сортов сурепицы наибольшей всхожестью отличались сорта
Косогольская - 57% и Восточная — 56%. Семена сурепицы сорта Янтарная имели наименьшую полевую всхожесть - 52%. 62 Полевая всхожесть рапса во все годы исследований была несколько ниже, чем у сурепицы. В среднем за 5 лет взошло 48-54% семян рапса и 52-57% сурепицы.
Результаты представленного материала по выживаемости растений изучаемых культур отражают зависимость результата этого показателя от погодных условий. При гидротермическом коэффициенте 1,6 (1994 г.) выживаемость взошедших растений крестоцветных культур была наибольшей и составила 95-99% как у рапса, так и у сурепицы (приложение 6). При снижении и повышении ГТК условия влаго- и теплообеспечения были менее благоприятными для растений. При ГТК 0,8 (1995 г.) выживаемость рапса составила 80-90%, сурепицы 85-97%, а при ГТК 2,5 (1997 г.) соответственно: 65-79 и 72-80%.
Состояние стеблестоя также зависело и от биологических особенностей сортов. В менее благоприятных условиях (1993; 1995, 1996 гг.) наибольшей выживаемостью отличались сорта рапса Ханна и Луговской; при повышенном влагообеспечении (1997 г.) - Луговской. В условиях умеренного количества осадков и тепла (1994 г.) выживаемость растений всех сортов рапса была высокой - 95-99%. В среднем за 5 лет более высокой устойчивостью к выпадению в период вегетации отличались сорта рапса Луговской, АНИИЗиС 1 и Ханна.
Изучаемые сорта сурепицы яровой по устойчивости к выпадению от всходов до уборки также имели отличия между собой. У сорта Янтарная сохранилось наибольшее количество растений к уборке — 92%, у сортов Эввиса, Восточная, Косогольская по 90% растений, у Лады - 88%.
Продолжительность фаз развития рапса и сурепицы представлена в таблице 3. Из анализа данных этой таблицы следует, что развитие сурепицы в первые три фазы протекает более ускоренно, чем развитие рапса. Например, период посев - всходы у рапса составил 9 суток, а у сурепицы 8 суток; фаза всходы - розетка соответственно 24 и 16 суток, ветвление бутонизация - 13-14 и 12 суток. Продолжительность периода цветение-созревание у обеих культур была практически одинакова - 67-69 суток. В среднем за годы исследований период вегетации у изучаемых сортов рапса был практически одинаковым - 105-106 суток.
Условия внешней среды и длительность фаз развития
Срок посева культур оказывает значительное влияние на продолжительность вегетационного периода и, следовательно, на прохождение отдельных фаз развития. При посеве рапса в начале мая период посев - всходы был продолжительным и составил у рапса 19 суток, у сурепицы 16 суток (табл. 14). При посеве через 10 суток этот период существенно сократился — на 7 суток у рапса и на 5 суток у сурепицы. В последующие сроки посева данный период сокращается на 1-2 сутки. Определение зависимостей скорости появления всходов от сроков посева имеет большое практическое значение, т.к. при замедленном прорастании усиливается повреждение всходов вредителями и болезнями. При сокращенных сроках прорастания значительно снижается расход запасных питательных веществ на дыхание и построение надземной бесхлорофильной части проростка. На развитие культур оказывают большое влияние погодные условия. Продолжительность прохождения фенофаз капустных культур при различных сроках их посева показана в приложениях 16-20. После всходов рапс и сурепица вступают в фазу формирования корневой системы и прикорневой розетки листьев. В этот период они наименее устойчивы к повреждениям вредителями и угнетению сорняками. Поэтому выбор срока посева должен определяться оптимальными условиями для ускоренного формирования розетки, так как продолжительность развития культур в этот период находится в тесной зависимости от внешних факторов. Коэффициент корреляции между продолжительностью периода всходы - розетка и суммой эффективных температур выше +5С составил 0,51, суммой осадков - 0,46, а совместно этих факторов -0,67 (табл. 15). Аналогичные зависимости получены и для сурепицы (прилож. 21). Анализ погодных условий этого периода и развитие культур при различных сроках их посева свидетельствует, что посевы первого и второго сроков попадают под воздействие нестабильного температурного режима воздуха с преобладанием длинноволновых лучей в солнечном спектре, что ведет к торможению развития культур при ранних сроках посева (Мейснер, 1981; Гулаткан, 1981). В среднем за 1990-2000 гг. продолжительность периода «всходы - розетка» у рапса, посеянного 1-10 мая, составила 24-26 суток и 21 сутки у сурепицы. Посевы после 10 мая попадают в более благоприятные температурные условия, так как увеличивается длина светового дня. Формирование розетки листьев сокращается у рапса на 2-5 суток, у сурепицы - на 2 суток в сравнении с первыми сроками посева. В тесной зависимости от погодных условий и срока посева находится рост и развитие культур в генеративные фазы, которые в значительной степени определяют величину урожайности, поскольку увеличение продолжительности ветвления, при условии ускоренного развития в предшествующие фазы, ведет к росту числа стручков и семян, не снижая их массы. Зависимость продолжительности периода «ветвление — бутонизация» от суммы эффективных температур выше +5С выражается коэффициентом корреляции 0,92 у рапса и 0,94 у сурепицы, от осадков соответственно 0,80 и 0,83, совместно от температуры и осадков - 0,92 и 0,94 с преобладанием степени воздействия тепла.
Наиболее ответственной фазой развития рапса и сурепицы, определяющей размеры и качество урожая, является период «цветение-созревание семян» (Ferri, Losavio, 1971; Ермаков, Викторова, 1982; Ярош и др., 1982). От длительности и своевременности цветения, совпадающего с благоприятным температурным и водным режимом, зависят условия вегетативного развития и формирования семян (Thurling, Viendra, 1980). В условиях Среднего Урала длительность цветения рапса и сурепицы определялась, прежде всего, суммой эффективных температур выше +5С (коэффициент корреляции между продолжительностью цветения и суммой эффективных температур выше +5С составил для рапса - 0,90, для сурепицы - 0,88) и в меньшей степени атмосферными осадками (г = 0,43 для рапса и 0,50 для сурепицы).
После цветения культур потенциальный урожай сформирован, но величина фактического урожая в значительной мере зависит от условий развития растений в фазу плодообразования (Mendham, 1981). В зависимости от срока посева и от культуры прохождение данной фазы протекало в неоднозначных условиях. Если у рапса она проходила в августе -сентябре, то у сурепицы - в июле - августе. Этим отчасти и объясняется несколько разная степень влияния внешних факторов: у сурепицы существует тесная зависимость длительности развития этой фазы от суммы эффективных температур выше +5 С (г=0,84) и от суммы выпавших осадков (г=0,59), а у рапса зависимость длительности фазы плодообразования от суммы эффективных температур выше +5С несколько ниже - коэффициент корреляции 0,63, а от суммы выпавших осадков чуть выше - г=0,67.
Зависимость интенсивности прохождения фаз цветения и созревания от ГТК подтверждается расчетами. Коэффициент корреляции между длительностью фаз цветения и созревания и гидротермическим коэффициентом составил 0,94+0,19. Интенсивность прохождения данного периода развития рапса описывается уравнением регрессии: у=13,9х+37,3+1,0, где у - длительность периода «цветение - созревание», дней; х - ГТК за период «цветение - созревание». С перенесением сроков посева на более поздний период длительность прохождения фаз «цветение -созревание» увеличилась с 62-69 до 72-78 дней у рапса и 60-63 до 66-72 дней у сурепицы. Кроме рассмотренных причин на удлинение фаз «цветение -созревание» при более поздних сроках посева влияет и постепенное сокращение продолжительности светового дня.
Влияние погодных условий на прохождение фенологических фаз развития рапса и сурепицы в годы эксперимента показано в таблице 16. В 1997 году (ГТК-2,5) растения рапса вегетировали 112 суток, сурепицы 95 суток, период посев-уборка составил у рапса 131 сутки, у сурепицы 108 суток. В этих условиях наиболее продолжительными были периоды посев всходы, всходы-розетка и цветение-созревание.
Формирование элементов почвенного плодородия
Необходимым условием нормального роста и развития растений является наличие в почве достаточного количества воды. Изучение формирования водного режима почвы имеет важное значение. Исследованию этого вопроса, как одного из условий почвенного плодородия уделялось внимание в работах многих ученых (Коссович, 1904; Лебедев, 1936; Костычев, 1949; Измаильский, 1949; Журавлев, 1959; Роде, 1963, 1969; Юферов, 1972).
Полевые культуры, имея различные биологические особенности, расходуют неодинаковое количество воды (Алпатьев, 1954), поэтому чередование их в севообороте является важным фактором рационального использования продуктивной влаги.
Транспирационный коэффициент его составляет 500-700 единиц (Купцов, 1933; Гольцов, Ковальчук, 1983; Абрамов, 1983). За вегетационный период он расходует ее в 1,5-2,0 раза больше, чем зерновые культуры (Горбатовский, 1982; Рекомендации по агротехнике..., 1978; Артемов, Шкатова, 1985; Возделывание яровых рапса ..., 1986). При наличии в почве достаточных запасов продуктивной влаги рапс в начале вегетации может нормально развиваться и при отсутствии атмосферных осадков, однако с наступлением фазы цветения потребление влаги резко возрастает (Возделывание яровых рапса..., 1986). Максимальное потребление воды растениями рапса приходится на период конец бутонизации - налив семян (Брикман, Медведев, 1975, Малахов, 1981, 1986). По утверждению А.И.Купцова (1933), рапс, не обладая сильной корневой системой, имея большую транспирацию, абсолютно не приспособлен к засухе. Высокая потребность рапса в продуктивной влаге вызывает необходимость оценки различных его предшественников по этому элементу почвенного плодородия.
Влияние предшественников на водный режим почвы определяется зональными агроклиматическими особенностями. В условиях достаточного увлажнения черные пары являются плохими накопителями влаги в почве (Васильев, 1958; Кузнецов, Велькер, 1975; Волощук, 1971).
В засушливых условиях лесостепи и степи значение пара как накопителя влаги существенно возрастает (Хлебов, Шрамко, 1972; Юферов, Милащенко и др., 1972, 1978; Ситников, Слесарев, 1985). В районах северных областей Казахстана (Попков, 1971), в степных районах Хакассии применение паровой обработки позволяет использовать осадки двух лет, поэтому пар является действенным приемом улучшения водоснабжения растений и повышения урожайности последующих культур. Из непаровых предшественников неплохие запасы влаги создаются после раноубираемого гороха и хуже после повторных посевов пшеницы (Кузнецов, Велькер, 1975). В то же время Собянин Б.Н. (1965) пишет, что в осенне-зимне-весенний период поле из-под гороха слабо усваивает осадки и весной имеет наименьшие запасы влаги. После яровой пшеницы осадки усваиваются лучше, однако, содержание влаги в почве также низкое.
Научных трудов, позволяющих оценить влияние различных предшественников на обеспеченность ярового рапса продуктивной влагой в период его вегетации, крайне мало. Ограничены сведения и о влиянии рапса на обеспеченность влагой возделываемых после него культур.
Наши исследования по влиянию различных предшественников на обеспеченность рапса продуктивной влагой проводились в различных природно-климатических условиях. С 1985 по 1987 годы в южной лесостепи Западной Сибири и с 1989 по 1994 годы в лесостепной зоне Среднего Урала. Зоны характеризуются следующими климатическими особенностями:
Пшеница и горох, идущие после пара в равной степени повлияли на этот показатель, по отношению к паровому предшественнику количество влаги было меньше на 12%. Количество продуктивной влаги под однолетними травами было на 15% меньше в сравнении с паром. Минимальная увлажненность почвы сложилась при посеве после пшеницы, идущей третьей культурой после пара. Определение запасов продуктивной влаги после уборки рапса выявило следующие закономерности — чем выше влажность почвы перед посевом рапса, тем больше ее расходуется на формирование урожая. Так, по пару, имеющему самый высокий уровень увлажнения, к уборке количество влаги снизилось на 35%, в варианте пар-пшеница, имеющему наименьшее увлажнение - на 22%.
В лесостепной зоне Среднего Урала запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-100 см перед посевом рапса находились в интервале 168-184 мм. Озимая рожь по способности накапливать и сохранять влагу была практически равноценна пару. Так, при посеве рапса по пару запас продуктивной влаги в слое 0-100 см составил 184 мм, а по озимой ржи - 182 мм. К уборке количество влаги снизилось: по пару на 31 мм и по озимой ржи - 18 мм, по пшенице, идущей после пара и однолетними травами - на 11 мм. Причины неодинакового расхода почвенной влаги посевами рапса во многом определялись различиями в формировании урожая надземной биомассы. Коэффициент корреляции между надземной биомассой и снижением почвенной влаги за период вегетации, составил 0,50-0,99. Используя различное количество воды в период вегетации, посевы рапса после уборки оставляли поля примерно одинаково увлажненными.
