Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы по возделыванию поукосных пропашных сельскохозяйственных культур 8
2. Характеристика почвенно-климатических условий 19
2.1. Рельеф местности 19
2.2. Почвенный покров 19
2.3. Климатические условия 23
3. Задачи, схема опытов, методика проведения исследований 26
4.Влияние обработки почвы, режима орошения и удобрения на условия роста и развития растений 33
4.1. Водно-физические свойства пахотного слоя в зависимости от обработки почвы 33
4.2. Водопотребление сахарного сорго поукосного посева 41
4.3. Режим орошения сорго 42
4.4. Суммарное водопотребление посевов сорго и его структура 46
4.5. Коэффициент водопотребления 50
5. Полнота всходов, рост и развитие сахарного сорго 53
5.1. Полнота всходов 53
5.2. Особенности прохождения фенофаз и продолжительность межфазных периодов в период вегетации сорго 54
5.3. Формирование и распределение массы корней в активном слое почвы 57
5.4. Площадь листьев и фотосинтетический потенциал посевов сорго
5.5. Пищевой режим почвы в период вегетации поукосного сорго 68
5.5.1. Содержание нитратного азота в почве 69
5.5.2. Содержание подвижного фосфора в почве 72
5.5.3. Содержание калия в почве 75
6. Урожайность и качество зеленой массы сахарного сорго 78
6.1. Урожайность сахарного сорго 78
6.2. Кормовая ценность зеленой массы сорго 82
7. Экономическая и биоэнергетическая эффективность технологии возделывания сорго 87
7.1. Экономическая эффективность возделывания сорго 87
7.2. Биоэнергетическая оценка технологии возделывания сорго 93
Выводы и предложения производству 97
Список использованной литературы 103
Приложения 120
- Обзор литературы по возделыванию поукосных пропашных сельскохозяйственных культур
- Водопотребление сахарного сорго поукосного посева
- Особенности прохождения фенофаз и продолжительность межфазных периодов в период вегетации сорго
- Пищевой режим почвы в период вегетации поукосного сорго
Введение к работе
Устойчивое развитие животноводства в Нижнем Поволжье возможно только при гарантированном производстве необходимого количества кормов высокого качества. Вместе с тем реформирование аграрного комплекса страны в условиях рыночных отношений диктуется необходимостью более эффективного использования земельных, агроклиматических и других ресурсов. В полевые и кормовые севообороты Поволжья целесообразно вводить наиболее высокопродуктивные зерновые и кормовые культуры, к числу которых относится сахарное сорго.
Важнейшим источником гарантированного выращивания зерна и кормов в условиях Волгоградского Заволжья служат орошаемые, земли, где должны применяться научно обоснованные, системные подходы в выращивании сортовых культур.
Эффективное использование сельскохозяйственных мелиорируемых земель в условиях острого дефицита энергетических и материальных ресурсов тесно связано с усовершенствованием технологий и внедрением более рациональных агротехнических приемов, увеличивающих и сохраняющих плодородие почвы, а так же повышающих рост продуктивности орошаемого гектара.
Значительную роль в повышении эффективности использования орошаемых земель отводится оптимизации и управлению водным режимом почвы поливами. Во всех случаях время и количество их проведения должны быть подчинены поддержанию влажности активного слоя почвы в таких пределах, которые обеспечивают получение запланированных урожаев. Поливы сельскохозяйственных культур следует максимально согласовывать с пищевым режимом почвы, а так же с динамикой других урожаесберегающих факторов, включая и обработку почвы.
Минеральное питание является решающим фактором в условиях регулируемого водного режима и поэтому в интенсивном земледелии с
программированным выращиванием сельскохозяйственных культур оно не должно ни коим образом лимитировать их продуктивность.
Использование удобрений в орошаемом земледелии должно обеспечивать оптимальное содержание питательных веществ в почве и растениях для поддержания высоких темпов продукционного процесса в агрофитоценозах, бездефицитный баланс гумуса и азота, охрану окружающей среды. Совокупное воздействие регулируемых факторов в оптимальных параметрах и их эффективность в системе принятых технологий наиболее полно оценивается уровнем урожайности и продуктивности возделываемой культуры.
Сорго выгодно отличается от других сельскохозяйственных культу засухоустойчивостью, солевыносливостью, экономным расходованием влаги и вместе с тем, высокой отзывчивостью на орошение, прекрасными кормовыми достоинствами. В зеленой массе сахарного сорго содержится воды 70 - 80 %, белка - 3,5 - 5,0 %, жира - 0,8 - 1,0 %, Сахаров - 10 - 18 % и сравнительно мало клетчатки - 6 - 8 %; один центнер зеленой массы содержит 22 - 25 кормовых единиц. При организации зеленого конвейера производства кормов сахарное сорго можно выращивать как в основных, так и в поукосных и пожнивных промежуточных посевах.
Исследования научных учреждений Северного Кавказа и Поволжья показывают, что при правильном подборе сортов и гибридов урожайность сорговых культур на высоком агротехническом фоне может достигать 80 -100 т/га зеленой массы.
В производственных условиях она значительно ниже и, к числу основных моментов, сдерживающих их продуктивность, следует отнести относительное несовершенство применяемой технологии их возделывания в орошаемом земледелии и, особенно, при выращивании летних поукосных посевов.
Целями и задачами исследований являлось научное и экспериментальное обоснование оптимального сочетания способов
обработки почвы, удобрений и режимов орошения, обеспечивающих получение на орошаемых землях зеленой массы сахарного сорго на уровне 60,80 и 100 т/га в поукосном посеве.
В задачи исследований входило решение следующих вопросов:
Выявить действие способов обработки почвы на водно-физические свойства пахотного слоя при выращивании сорго в поукосном посеве.
Установить особенности формирования урожая зеленой массы сахарного сорго и его качества в зависимости от сочетания водного и питательного режимов почвы.
Установить суммарное водопотребление посевами сахарного сорго, его структуру и эффективность использования оросительной воды.
Определить совместное влияние способов обработки почвы, удобрений и режимов увлажнения активного слоя на пищевой режим пахотного слоя, развитие корневой системы, особенности фотосинтеза и продуктивность посевов сорго.
Определить сочетание изучаемых факторов и агротехнических приемов для получения запланированных урожаев на уровне 60,80 и 100 т/га зеленой массы сахарного сорго.
Обосновать экономическую эффективность возделывания сахарного сорго на зеленый корм в зависимости от изучаемых приемов.
Научная новизна проводимых исследований заключается в том, что впервые в условиях светло-каштановых почв Волгоградского Заволжья дается обоснование оптимального сочетания водного и питательного режимов почвы при применении расчетных доз удобрений и способов обработки почвы в связи с режимом орошения сорго.
Установлена экономическая эффективность выращивания
6 поукосных посевов сорго в связи с плановыми урожаями зеленой массы показана расчетная прибыль в зависимости от сочетания нормативных показателей изучаемых приемов.
Основные положения, выносимые на защиту:
Параметры водно-физических свойств пахотного слоя в зависимости от обработки почвы, обеспечивающие эффективность использования оросительной воды и удобрений.
Водопотребление посевами сахарного сорго, его структура и эффективность использования оросительной воды.
Особенности формирования пищевого режима в пахотном слое в связи с применением удобрений на фоне различных способов обработки почвы и режимов орошения.
Оптимальное сочетание способов обработки почвы, удобрений и режимов орошения, обеспечивающих получение планируемых урожаев до 60 - 80 т/га.
Экономическая оценка технологий возделывания поукосного сорго на зеленую массу в зависимости от сочетания изучаемых приемов.
Практическая значимость. Разработаны и предложены производству научно обоснованные рекомендации по эффективному использованию минеральных удобрений, рациональному режиму орошения при различных способах обработки почвы, позволяющие сохранить и повысить энергетику почвы в активном слое, снизить материальные затраты при выращивании планируемых урожаев сахарного сорго в поукосном посеве.
Внесение расчетных доз минеральных удобрений в сочетании с вспашкой на 0,20 - 0,22 м и обработки почвы плоскорезом на 0,14 -0,16 м и при поддержании влажности почвы в активном слое не ниже 75 - 80 % НВ обеспечивает получение зеленой массы сорго от 60 до 80 т/га. При этом расчетная прибыль может достигать 19,5 и 20,4 тыс. р. на 1 га.
Реализация результатов исследований. Производственная проверка полученных результатов проведена на орошаемых землях СПК «Племзавод Палласовский» Палласовского района, ООО «Лидер» и 000 «Николаевский» Николаевского района Волгоградской области.
Апробация работы. Основные положения диссертационной
работы были доложены и обсуждены на научно-практических
конференциях Волгоградской государственной сельскохозяйственной
академии (2000 - 2002 гг.), на международной научно-практической
конференции «Проблемы АПК; посвященной 60-летию Победы под
Сталинградом» (2003 г.), международной конференции, посвященной
60-летию образования Волгоградской государственной
сельскохозяйственной академии (2004 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ.
Объем работы. Работа изложена на 102 страницах основного текста, библиографический список используемой литературы состоит из 186 источников, включая 4 иностранных авторов, приложений 24, таблиц 25.
Диссертация состоит из 7 глав, выводов и предложений производству.
Обзор литературы по возделыванию поукосных пропашных сельскохозяйственных культур
Известно, что биологические особенности растений находятся в прямой зависимости от многих факторов окружающей среды, важнейшими из которых являются свет, тепло, влага, пища. Значение каждого из этих факторов таково, что исключение или изменение одного из них нарушают не только нормальный ход развития организма растений, но и степень влияния других факторов.
Б.Г. Демиденко (1954) было установлено, что транспирационный коэффициент у сорго меньше, чем у кукурузы и суданской травы. Высокая засухоустойчивость сорго зависит от особенностей устьичного аппарата, работа которого восстанавливается вместе с тургором листьев даже после двухнедельной засухи, когда устьичный аппарат кукурузы повреждается при семидневной засухе. Благодаря такой способности устьиц сорго нормально функционирует даже в жаркое время, поддерживая низкий градиент температуры. Однако такая биологическая особенность не исключает высокой отзывчивости на дополнительное увлажнение.
Г.М. Шекун (1964) отмечал, что сорго в процессе эволюции выработало в себе способность, с одной стороны, переносить почвенную и воздушную засуху и экономно расходовать влагу при ее недостатке и, с другой стороны, хорошо отзываться на орошение. При достаточном увлажнении сорго растет в 5 раз быстрее, чем при дефиците влаги.
Создание оптимальных для роста и развития растений водного и питательного режимов позволяет раскрыть максимальную продуктивность культуры и получать запланированные урожаи.
В условиях орошения резко возрастает значение правильной обработки почвы. Под воздействием оросительной воды и ходовых систем сельскохозяйственной техники, почва сильно уплотняется, понижается ее водопроницаемость, воздухоемкость, биологическая активность; на поверхности почвы может возникнуть корка, усиливаются процессы слитизации и т.д., что в конечном итоге ухудшает условия для роста и развития растений и приводит к снижению продуктивности агрофитоценозов. Поддерживать соответствующую требованиям культур рыхлость, сложение почвы, улучшить ее водно-воздушные свойства и микробиологическую деятельность можно главным образом с помощью различных приемов механической обработки.
При всем многообразии задач приемов обработки почвы в условиях орошения при выборе конкретных решений основополагающими должны быть принципы ее минимализации и ресурсосбережения, но не в ущерб продуктивности растений и экологизации земледелия.
Обработка почвы на современном уровне, кроме традиционных задач, должна выполнять функции защиты почв от эрозии, не способствовать распылению почвы и чрезмерному уплотнению ее пахотного и подпахотного слоев, не увеличивать потери органического вещества и элементов питания из пахотного слоя (Доспехов Б.А., 1979; Каштанов А.Н., 1978;).
Проведение своевременной и грамотной обработки почвы под посев промежуточных культур является важным агротехническим условием получения высокого урожая. Этот вопрос изучался в различных почвенно-климатических условиях. В.Н. Гармашев (1973), Н.И. Жданов (1964), М.В. Игнатенко (1968), которые рекомендуют проводить под промежуточные культуры отвальную вспашку на глубину 0,25 - 0,30 м. Глубокая вспашка, по их мнению, обеспечивает высокую водопроницаемость почвы, улучшает питательный режим и повышает эффективное плодородие ее пахотного слоя, снижает засоренность посевов, что благоприятно сказывается на развитии растений.
Сторонниками пахоты на глубину 0,20 - 0,22 м являются А.Т. Богословцев (1971), Т.М. Крестьянинова (1971). По мнению этих авторов, замена культурной вспашки поверхностным рыхлением недопустима.
Некоторые авторы увязывают выбор способа и глубину обработки с механическим составом почвы и степенью увлажнения. На более тяжелых почвах при достаточном увлажнении наиболее оптимальные условия для культур складываются при вспашке на 0,18 - 0,20 м, на легких почвах и при недостатке влаги, на участках чистых от сорняков, лучшие результаты дает мелкое отвальное или дисковое лущение (Гаврилов A.M., 1967; Зубенко В.Х., 1969,1972).
Многие исследователи склоняются к мнению, что проведение поверхностной обработки почвы под пожнивные посевы уменьшает трудоемкость работ по их возделыванию, сокращает разрыв между уборкой предшественника и их посевом, что соответственно удлиняет вегетационный период культур второго урожая. Обязательным условием при замене вспашки поверхностной обработкой большинство исследователей считают применение удобрений (Михайлин А., 1975; Перегудов Н.И., 1972).
В условиях Волго-Донского междуречья при орошении, как указывает A.M. Гаврилов (1971), обработку следует проводить дифференцированно в зависимости от условий погоды и предшественника. Под кормовые культуры можно ограничиться только лущением, однако, лучшие результаты отмечены при перепашке.
Хорошо разделывают почву под пожнивные культуры с рыхлением до 0,13 - 0,15 м тяжелые дисковые бороны. Замена вспашки дискованием позволяет сократить сроки подготовки почвы и затраты без существенного снижения урожая пожнивных культур. К аналогичному выводу в своих исследованиях пришли В.М. Жидков и Л.Н. Пучков (1974).
Поверхностная обработка в исследованиях Г.Ф. Карасева (1963), А.С. Кузьменко (1970), В.Х. Зубенко (1971) показала отрицательный эффект. М.М. Мельников (1975) в своих опытах установил, что просо в пожнивных посевах резко снижает урожай при глубоких обработках. Более высокие урожаи наблюдаются при мелкой обработке (дисковое или лемешное лущение) на глубину 0,10 - 0,12 м. эти способы обработки позволяют в короткие сроки подготовить почву и качественно осуществить посев.
Исследованиями Х.Ш. Тарчокова, Ф.Х. Бжинаева (1998) установлено, что при проведении мелкой и плоскорезной обработок почвы формируется такой же урожай проса как на фоне вспашки. Замена вспашки на глубину 0,20 - 0,22 м на мелкую обработку не приводит к снижению урожая и позволяет сэкономить от 17 до 18 % горюче-смазочных материалов. В течение трех лет приемы основной обработки почвы под поукосные и пожнивные посевы кукурузы изучались в условиях НПО «Орошаемое» Волгоградской области. Сравнивались отвальная вспашка на 0,20 - 0,22 м (контроль), плоскорезная обработка на такую же глубину, а также корпусное лущение и двукратное дискование на 0,10 - 0,12 м. Урожайность на контрольном варианте и при поверхностных обработках на 0,10 - 0,12 м существенно не отличалась, но наибольшая урожайность была при плоскорезной обработке на 0,20 - 0,22 м. Исследователи считают, что энергоемкость мелких обработок (на 0,10 - 0,12 м) в 2 - 3 раза ниже, а это увеличивает производительность агрегатов и сокращает время на подготовку почвы под посев поукосных и пожнивных культур (З.П. Гудкова, Н.П. Мелихова, В.Ф. Линьков, 1977).
По данным ВНИИОЗ, плоскорезная обработка почвы под поукосную кукурузу по сравнению со вспашкой сокращает срок обработки почвы на 2 -3 дня, а дискование - на 4 - 5 дней. Урожай зеленой массы кукурузы после плоскорезной обработки на 50 - 90 ц/га выше, чем после вспашки, а после дискования - меньше из-за снижения всхожести семян и худшей влагообеспеченности почвы (Киреев В.М., Мелихова Н.П., 1988).
Водопотребление сахарного сорго поукосного посева
В жизни растений вода имеет очень важное значение. Зеленые части растений на 80 - 90 % от общего их веса состоят из воды, которая добывается ими большей частью из почвы. Этим объясняется важность оптимизации режима влажности почвы как фактора, способствующего более эффективному прохождению ростовых процессов, фотосинтеза, обмена веществ. В связи с этим наличие и доступность почвенной влаги является важным условием, в первую очередь, определяющим возможность получения высоких урожаев в условиях Волгоградской области.
Почвенная влага обладает наибольшей доступностью при наименьшей влагоемкости. В случае, когда содержание ее в почве превышает наименьшую влагоемкость, вода приобретает значительную подвижность и под воздействием гравитационных сил быстро покидает пределы корнеобитаемого слоя. Присутствие в почве сверх допустимых пределов гравитационной влаги вызывает ухудшение условий аэрации, что приводит к снижению продуктивности, а в критических условиях к гибели растений от недостатка почвенного воздуха. По мере иссушения почвы и снижения запасов почвенной влаги ниже пределов наименьшей влагоемкости падает ее подвижность и, следовательно, доступность растениям, что в результате приводит приостановке роста, проявлению признаков завядания, а при дальнейшем понижении уровня почвенной влаги растения гибнут (А.Н. Костяков, 1938; СИ. Долгов, 1948; С.А. Вериго, Л.А. Разумова, 1973).
Вода в растительных организмах служит не только основным компонентом в фотосинтетических реакциях, но и переносчиком элементов питания, регулятором теплового режима. Режим орошения представляет собой совокупность норм, сроков, количества поливов и непосредственно зависит от природных особенностей культур.
Сроки и нормы полива устанавливают, используя различные показатели: влажность почвы, среднесуточную температуру и относительную влажность воздуха, внешний вид растения, величину эвопотранспирации, физиологическое состояние растений (осмотическое давление листьев, концентрация клеточного сока) и др.
Одним из кардинальных вопросов при разработке режима орошения является установление оптимального предполивного (нижнего) порога влажности в активном слое почвы, обеспечивающего получение высоких урожаев при минимальных затратах оросительной воды на единицу полученной продукции.
Доступность воды для растений определяется свойствами самой почвы, обеспечивающими скорость передвижения ее в почве и скоростью отдачи ее почвой (О.Г. Грамматикати 1969), а так же климатическими условиями.
По данным многих исследований, наибольшей доступностью для растений и стабильностью сохранения в виде определенных запасов, почвенная влага обладает при наименьшей влагоемкости (Е.Т. Дегтярева, 1970). Влажность почвы не должна быть меньше нижнего оптимального предела, который соответствует: для тяжелых почв -80 %, средних - 75 % НВ. Наименьшая влагоемкость изменяется для песков и супесей в пределах 4 - 12 % от массы сухой почвы, для тяжелых - 25 - 30 %. (Ю.Н. Еремеев, 1983).
Снижение запасов влаги в почве в любой период развития растений приводит к сокращению урожая, но наибольшее потери его бывают при уменьшении влажности в критический период развития растений, когда закладываются, формируются и активно растут органы, определяющие урожай. Необходимо учитывать, что сроки прохождения критического периода и периода максимального потребления влаги не всегда совпадают, но ограничивать водоснабжение во втором случае также нельзя. При недостатке почвенной влаги продуктивность растений снижается в результате водного дефицита в их тканях, что ослабляет интенсивность роста, тормозит отток ассимилянтов, процесс фотосинтеза.
На рост и продуктивность растений неблагоприятно влияет неустойчивый режим влажности почвы, т.е. его резкие колебания (А.С. Кружилин, 1975; A.M. Абрамов, 1987).
Всякий перерыв в водоснабжении, всякое глубокое обезвоживание растений в любой период их жизни приводит к их отставанию в росте и снижению урожая. Даже кратковременное завядание вызывает нарушение обмена веществ, причиняя вред растениям (A.M. Алексеев,1957; М.С. Григоров 1977).
В годы проведения исследований при выращивании сорго наиболее благоприятным был 2000 г. Сумма выпавших осадков равнялась 1460 м /га, в связи с этим число вегетационных поливов с предполивным порогом 60 - 65 % НВ составило 3, 70 - 75 % НВ - 4 и 75 - 80 % НВ - 5 поливов (Табл. 7). В другие годы проведения опытов осадков выпадало почти в два раза меньше, а число поливов в 1999 г. в зависимости от уровня предполивной влажности равнялось 5 - 7. В 2001 году на фоне 60 - 65 % НВ проводилось 6 поливов, 70 -75 % НВ - 7 и 75 - 80 % НВ - 8 поливов. В 2002 году было проведено от 7 до 9 поливов с учетом величины уровня предполивной влажности почвы.
Особенности прохождения фенофаз и продолжительность межфазных периодов в период вегетации сорго
При выращивании сахарного сорго важной биологической особенностью растений является их способность к отрастанию после скашивания травостоя. При выращивании их на зеленый корм, в первую очередь, перспективные сорта и гибриды быстро дающие отаву после скашивания. (Я.И. Исаков 1982, П.М. Шорин 1986, П.М. Шорин 1983 и др.).
Анализируя наблюдения за сроками наступления фаз роста и развития растений сорго в полевых опытах, следует отметить, что погодные условия, складывающиеся в разные годы, влияли на сроки прохождения фаз роста и развития растений. В 1999г. посев провели 4 июня. В 2000г. 5 июня, в 2001 - 2002 гг. - 7 и 8 июня.
В начальный период развития растений сорго существенных различий в прохождении фенологических фаз не наблюдалось во все годы исследований (Приложения 6, 7, 8, 9). Заметные различия в прохождении фенологических фаз развития сорго начинают проявляться с фазы выхода в трубку, при этом существенная роль в этом процессе отводится удобрениям и, особенно, с повышением предполивного порога влажности не ниже 75 - 80 % НВ. В условиях естественного плодородия различные режимы орошения не оказывают влияния на прохождение фаз развития сахарного сорго, причем эта закономерность установлена во все годы исследований.
С применением удобрений в последующих фазах прослеживается такая последовательность: чем выше доза удобрений, тем продолжительней межфазные периоды, особенно на высоком фоне увлажнения. В условиях температурного режима 1999 г. выметывание сорго наступило 26 июля, с применением удобрений (N2ooPi3oK8o) в зависимости от режима орошения на 2 - 4 дня позже. В 2000 и 2001 гг. - на 1 - 3 дня, а в 2002 г. - на 2 - 3 дня.
Продолжительность периодов от посева до уборки первого укоса сахарного сорго (фаза выметывания) в годы проведения опытов равнялась без внесения удобрений в зависимости от режима орошения 50 - 52 дня, с внесением удобрений 53 - 55 дней. Самое большое количество времени на формирование первого укоса сахарного сорго (посев - уборка) потребовалось при внесении удобрений N20oPi3oK8o.
Сумма среднесуточных температур для первого укоса в зависимости от режима орошения в годы исследований равнялась на варианте с предполивным порогом влажности 60 - 65 % НВ от 1201 до 1243С; 70 - 75 % НВ от 1064,4 до 1262,3С; 75 - 80 % НВ от И 19,4 до 1283,4С.
При формировании второго укоса менее интенсивно процесс отрастания происходил на вариантах без внесения удобрений. Продолжительность периода отава-кущение в зависимости от режима орошения и дозы удобрений равнялась в годы проведения опытов от 15 до 26 дней и самым продолжительным оно было в 2000 и 2001 гг. Продолжительность формирования второго укоса равнялась без внесения удобрений на фоне предполивного порога влажности почвы 60 - 65 % НВ от 44 дней в 2000 г. до 50 дней в 2001г. Сумма среднесуточных температур составила соответственно - 992,7С и 1059С.
При внесении удобрений продолжительность периода отава-уборка увеличивается в разные годы исследований на 1-3 дня. На фоне предполивного порога влажности не ниже 75 - 80 % НВ продолжительность периода формирования второго укоса достигает 48 - 56 дней, а сумма среднесуточных температур 978,0 - 1030,0С. Вегетационный период сахарного сорго в поукосном посеве без внесения удобрений на варианте с предполивным порогом влажности 60 - 65 % НВ составляет 96-100 дней, 75 - 80 % НВ - 99 - 104 дня.
При внесении удобрений дозой N200P130K80 вегетационный период сахарного сорго увеличивается на 1 - 6 дней в разные годы исследований. На фоне с влажностью почвы не ниже 75 - 80 % при внесении N2ooPi3oK8o вегетационный период достигает 105-109 дней. Сумма среднесуточных температур изменялась от 2097,4С в 1999 г. до 2285,6С в 2000 г.
Многие исследователи (А.С. Кружилин, 1954; О.П. Осипова, М.К. Николаев, М.П. Власова, 1972) указывают, что увеличение корневой системы растения способствует повышению урожая и наоборот, высокий урожай предполагает интенсивное развитие органов, усваивающих питательные вещества и воду (Б.А. Рубин 1963).
Функции корней, не только связаны с закреплением растений в почве, поглощением из нее воды и растворенных минеральных веществ, корневая система участвует в усвоении углекислоты и синтезе аминокислот и амидов и других соединений, которые затем поступают в надземные органы (И.А. Кузькин 1979).
Эти процессы интенсивнее протекают в более развитой корневой системе. Создавая лучшие условия для развития корневой системы, можно направлено воздействовать на развитие растений и повышение их продуктивности (К.Е. Овчарова, Е.Г. Кизилова 1966, А.А. Ничипорович, 1966). Сорговые культуры имеют мочковатую корневую систему, состоящую из большого числа длинных нитевидных корней расходящихся во все стороны от узла кущения на расстоянии 0,60 -1,30 м и проникающих в глубину до 3,00 м (Б.Ф. Соловьев, 1959).
Кроме обычных корней, у сорго, ко времени выметывания, появляются воздушные (или опорные корни), которые выходят из первого или второго узла и внедряются в почву. Воздушные корни придают большую устойчивость к полеганию. Кроме того, они могут дополнительно снабжать растения водой и пищей. Наибольшая масса корней сорго и 1/3 их длины сосредоточены в слое почвы 0 0,25 м (И.Р. Магометов, 1985; Г.М. Шекун, 1964).
По данным Л.К. Горового (1978) значительная часть корней сорго (до 50 %) располагается в пахотном слое. Это способствует наиболее полному использованию питательных веществ плодородного гумусового горизонта и влаги из верхних слоев. В наших опытах анализ результатов исследований в зависимости от обработки почвы, удобрений и режимов орошения свидетельствует, что наибольшая сухая масса корней сахарного сорго формировалась в 2000 г. и достигала в слое 0 - 0,3 м с внесением удобрений и предполивным порогом влажности 75 - 80 % НВ от 3,83 до 3,93 т/га. В другие годы сухая биомасса корней в этих условиях была меньше на 0,77 - 0,51 т/га в 2001 г. и на 0,18 - 0,20 т/га в 1999 г. (Приложение 10, 11).
В период вегетации сахарного сорго наиболее благоприятные условия для формирования сухой биомассы корней в зависимости от обработки почвы, как с внесением удобрений, так и без них, складывались на вариантах, где проводилась вспашка на 0,20 - 0,22 м и обработка плоскорезом на 0,14 - 0,16 м. Так, например, на фоне естественного плодородия масса корней в слое 0 - 0,3 м на этих вариантах равнялась в 1999 г. 2,22 и 2,25 т/га, а в 2000 и 2001 гг. соответственно2,30 - 2,37 и 2,20 - 2,25 т/га. (Приложение 12). Применение удобрений способствует формированию более мощной корневой системы сахарного сорго. Сухая биомасса корней на фоне внесения удобрений увеличивалась в слое 0 - 0,3 м в зависимости от режима орошения при вспашке на глубину 0,20 - 0,22 м в 1999 г. на 0,4 - 1,13 т/га, а в 2000 и 2001 гг. соответственно на 0,73-1,05 и 0,6-1,74 т/га.
Пищевой режим почвы в период вегетации поукосного сорго
Современные сорта сельскохозяйственных культур обладают высоким потенциалом продуктивности. Однако формирование урожаев часто ограничивается недостатком или отсутствием ряда факторов, необходимых для жизнедеятельности и удовлетворения биологических потребностей растений. Во многих исследованиях установлено, что относительный недостаток питательных веществ в почве в доступной для растений форме в условиях орошения является одним из лимитирующих факторов во всех почвенно-климатических зонах (И.В. Пустовой, 1970; А.Ф. Иванов, Г.А. Медведев, 1974; А.С. Радов, Е.И. Столыпин, 1978; В.И. Филин, 1984). Для разработки рациональной системы питание растений в полевых условиях необходимо изучить их потребность в питательных веществах в конкретных почвенно-климатических условиях.
В связи с этим для получения высоких урожаев полевых культур необходимо дополнительно вносить в почву удобрения. Питательный режим почвы оказывает определяющее влияние на рост, развитие растений, их химии-ческий состав, величину и качество выращенного урожая (Д.Н. Прянишников, 1958,1963; В.И. Журбицкий, 1963; А.В. Петербургский, 1971 и др.). Для правильного представления о питании растений следует учитывать обеспеченность почв подвижными, легкорастворимыми и легкодоступными питательных веществ.
Величина урожая сельскохозяйственных культур и качество в большой мере зависит от наличия элементов питания почвы в усвояемой для растений форме. Светло-каштановые почвы Волгоградского Заволжья обладают сравнительно невысоким эффективным плодородием. Для почв светло-каштанового комплекса решающее значение принадлежит нахождению в них подвижного азота и фосфора, содержание которых в данном регионе очень низкое. Кроме того, азотный и фосфорный режимы почвы подвергаются значительным колебаниям в зависимости от возделываемых в севооборотах культур, их предшественников, фаз развития растений, механической обработки почвы и других факторов.
Наиболее истощается азотный фонд, что связано с возрастанием темпов минерализации, потерями гумуса и минеральных соединений азота. Поэтому проблема азота на пахотных землях Поволжья является наиболее актуальной (Е.И. Столыпин., М.П. Чуб, В.Г. Бокарев, А.С. Матвеев, А.И. Кондратенко, 1975; А.С. Радов, Е.И. Столыпин, 1978; В.И. Пожилов, 1989).
В почве азот находится, главным образом, в виде нитратов и солей аммония. Он представляет собой главнейший биологический элемент, так как является основной частью всех белков, аминокислот, хлорофилла и других биологически активных веществ. Аммиачная форма азота быстро и в значительной степени нитрифицируется и особенно поглощается почвенно-по-глощающим комплексом, а нитратная форма - основной источник питания не поглощается не физически, не химически и постоянно находится в почвенном растворе. Образовавшиеся в процессе нитрификации нитраты отличаются высокой подвижностью и, в связи с этим, легко вымываются в глубокие горизонты корнеобитаемого слоя и даже за его пределы (ДН. Прянишников 1952).
Изучению динамики нитратов в различных почвенно-климатических зонах посвящены работы многих исследователей (Д.Н. Прянишников, 1945; А.Н. Лебедянцев, 1960; А.В. Сергеенко, 1978; В.И. Пожилов, 1988).
На нитрификационный процесс большое влияние оказывают физические свойства почвы, влажность почвы, применение удобрений. Основные закономерности его сводятся к следующему: рано весной нитратов в почве образуется мало в связи с тем, что микробиологическая деятельность угнетена и, в первую очередь, низкой температурой. С наступлением тепла идет постепенное накопление нитратов. К осени их накопление начинает замедляться, вследствие уплотнения почвы, понижения температуры, усиления денитрификации и биологического поглощения.
Приведенные выше экспериментальные данные свидетельствуют о необходимости изучения в каждой почвенно-климатической зоне условий, при которых возможно до минимума сократить непроизводительные потери азота. Решение этого вопроса позволит в определенной степени управлять некоторыми закономерностями почвенного питания в период вегетации растений с целью получения высоких и устойчивых урожаев возделываемых культур.
Динамика нитратного азота в почве на фоне различных способов обработки почвы, режимов орошения и удобрений представлена в таблице 16 и приложениях 13,14 и 15. Установлено, что без внесения удобрений содержание нитратного азота в пахотном слое на фоне различных способов обработки почвы в фазу полных всходов сорго было практически одинаковым с заметной тенденцией снижения его на варианте, где проводился посев культуры СЗС-2,1.
В годы проведения исследований самое высокое содержание азота обеспечивалось в 1999 г. и было на уровне 15,2 - 20,0 мг NO 3 в 1 кг почвы. В среднем за 1999 - 2001 гг. больше всего нитратного азота в фазу полных всходов было при отвальной вспашке на 0,20 - 0,22 м и, особенно, при обработке плоскорезом на 0,14 - 0,16 м - 15,4 - 16,6 мг/кг почвы. При посеве СЗС-2,1 эти показатели равнялись 12,1 и 12,3 мг/кг почвы.
