Содержание к диссертации
Введение
2. Современное состояние изученности вопроса и задачи исследований (обзор литературы) 7
3. Условия и методика проведения опытов 27
3.1. Почвенный покров 27
3.2. Характеристика климата и метеорологические условия в годы исследований 29
3.3. Программа и методика исследований 40
3.4. Наблюдения и учеты в исследованиях 42
3.5. Агротехнические условия проведения опытов 46
4. Эффективность минеральных удобрений под сою на орошаемых землях 48
4.1. Влияние видов, доз и соотношения удобрений на рост, развитие и продуктивность растений сои 48
4.2. Формирование листового аппарата, содержание хлорофилла в листьях растений сои под влиянием минеральных удобрений 54
4.3. Образование клубеньков на корнях растений сои 67
4.4. Потребление основных элементов питания расте -ниями сои в условиях орошения 73
4.5. Влияние минеральных удобрений на урожайность и качество зерна сои 84
5. Влияние сроков сева на развитие растений, урожайность и качество зерна сои при возделывании на орошаемых землях 90
5.1. Продолжительность периода сев-всходы под влиянием сроков сева, температуры и влажности почвы 91
5.2. Продолжительность осноеных фаз роста и развития растений сои в зависимости от сроков сева, температуры воздуха и длины светового дня 93
5.3. Изменение индивидуальной продуктивности растений сои, их структуры под влиянием сроков сева 99
5.1. Урожайность и качество зерна сои в зависимости от сроков сева 105
6. Приемы технологии ухода за посевами сои в условиях орошения 109
6.1. Сочетание агротехнических и химических приемов в технологии ухода за посевами сои 109
6.2. Урожай и его качество в зависимости от приемов ухода за посевами 115
6.3. Последействие агротехнических и химических приемов борьбы с сорняками в посевах сои на урожайность высеваемых после нее проса и овса 119
7. Экономическая эффективность и опыт внедрения технологии выращивания сои на орошаемых землях в колхозах днепропетровской области 122
8. Выводы 134
9. Предложения производству 136
Литература 138
Приложения 157
- Характеристика климата и метеорологические условия в годы исследований
- Влияние видов, доз и соотношения удобрений на рост, развитие и продуктивность растений сои
- Продолжительность осноеных фаз роста и развития растений сои в зависимости от сроков сева, температуры воздуха и длины светового дня
- Сочетание агротехнических и химических приемов в технологии ухода за посевами сои
Введение к работе
Решениями ХХУІ съезда КПСС, Продовольственной программой СССР на период до 1990 года, утвержденной майским (1982 г.) Пленумом ЦК КПСС, предусмотрено обеспечить бесперебойное снабжение населения страны продуктами питания. Реализация этой программы осуществляется за счет ускорения роста производства продукции животноводства. Для увеличения продуктивности животноводства предусмотрено дальнейшее укрепление кормовой базы и решение проблемы кормового протеина.
В северной Степи Украины увеличение производства кормового протеина намечается обеспечить за счет расширения посевов и роста урожайности многолетних трав и зернобобовых культур. Среди зернобобовых особой ценностью отличается соя. Возросшее внимание к этой культуре обусловлено богатством ее химического состава и использованием в качестве протеинового компонента кормов, что особенно важно в период перевода животноводства на промышленную основу.В ее зерне содержится 38-40% протеина, 18-26% масла, 25-30% безазотистых экстрактивных веществ, а также минеральные элементы, витамины, ферменты и др. Она обеспечивает получение с единицы площади значительно больше белка,чем другие бобовые и злаковые культуры. Так, при урожае 30 ц/га пшеница может сформировать 360 кг/га, горох -690, соя - 1260 кг/га белка (П. П. Вавилов, Г. С. Посыпанов, 1983). Однако в этой зоне урожайность сои зависит от условий влагообеспеченности: в благоприятные по количеству осадков годы она составляет 18,0-24,7 ц/га, в засушливые - 7,3-12,8 ц/га. Высокие урожаи ее получают на орошаемых землях ф .А. Бабич, 1978).
Для разработки технологии возделывания сои в условиях орошения, обеспечивающей получение ежегодно высоких урожаев этой культуры, нами в I976-I98I гг. проводились исследования по изучению влияния минеральных удобрений, сроков сева, агротехнических и химических приемов борьбы с сорняками на рост, развитие растений, урожайность и качество зерна сои.
Актуальность темы. В системе приемов индустриальной технологии возделывания сои в условиях орошения, направленных на повышение урожайности и качества зерна этой культуры, важную роль играют минеральные удобрения, сроки сева, сочетание агротехнических и химических приемов борьбы с сорняками в посевах сои.
Для увеличения производства сои в Украинской ССР намечено перейти на посев высокоурожайными, перспективными и районированными сортами, сконцентрировать ее площади в специализированных хозяйствах, внедрить индустриальную технологию выращивания, рэсши -рить ее посевы на орошаемых землях. Поэтому в условиях северной Степи Украины особую актаульность имеет разработка и внедрение приемов индустриальной технологии выращивания сои на поливных землях, где достаточно тепла, плодородные почвы, интенсивный приток фотосинтетически активной радиации (ФАР), что открывает широкие перспективы для увеличения производства этой ценной культуры.
Цель и задачи исследований. Целью исследований была разработка приемов индустриальной технологии выращивания сои при орошении. Б задачу исследований входило: устэновление доз и соотношения минеральных удобрений, оптимального срока сева, разработка технологии ухода за посевами сои путем применения агротехнических и химических приемов борьбы с сорняками, определить экономическую эффективность изучаемых приемов и на основании этого дать рекомеда-ции производству по выращиванию высокого урожая сои.
Научная новизна. Для северной Степи УССР впервые изучались и разрабатывались приемы индустриальной технологии выращивания сои в условиях орошения, в частности, эффективность орошения, дозы и соотношения минеральных удобрений на фоне нитрагинизации, сроки сева, агротехнические и химические приемы борьбы с сорняками.Применение этой технологии на поливных землях уничтожает 94,2-97,8% сорняков и обеспечивает урожайность ее зерна 27,4-29,0 ц/га.
Практическая ценность работы. Разработанная технология возделывания сои в условиях орошения внедрена в колхозе "Прогресс" Царичанского, им. Мичурина Новомосковского и им. ХХП съезда КПСС Павлоградского районов Днепропетровской области. Практические предложения, вытекающие из диссертационной работы, нашли отражение в "Научно обоснованной системе земледелия Днепропетровской области" (Днепропетровск, 1982).
На защиту выносятся следующие приемы индустриальной технологии возделывания этой культуры: дозы и соотношения минеральных удобрений, оптимальный срок сева, сочетание агротехнических и химических приемов борьбы с сорняками в посевах сои в условиях орошения.
Диссертационная работа являлась составной частью тематического плана научных исследований Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института кукурузы на І976-І98І гг.
Разработанные автором практические предложения находят применение в хозяйствах Днепропетровской и других областей УССР, выращивающих сою по индустриальной технологии. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Всесоюзном совещании молодых ученых по кормопроизводству (ВНИИ кормов, г. Москва, 1982 г.), научно-методическом совете отдела полеводства ВНИИ кукурузы (г. Днепропетровск, 1977-1980, 1982 гг.).
Характеристика климата и метеорологические условия в годы исследований
Опытное хозяйство Всесоюзного научно-исследовательского института кукурузы расположено на правобережье Днепра,в юго-восточной части Приднепровской возвышенности (130-140 м над уровнем моря).
В почвенном покрове хозяйства доминируют черноземы обыкновенные малогумусные полнопрофильные (около 70/5) и слабоэро-дированные (около 25 ). На этих почвах размещается основная часть посевов. Небольшие площади (всего около 5%) представлены черноземами обыкновенными средне- и сильноэродированными и намытыми, а также лугово-черноземными почвами (Ю.Е. Кизяков и др., 1974; Ю.Е. Кизяков, М.П. Сонько и др., 1982). Основными почвообразующими породами являются лессы буровато-палевые, сравнительно рыхлые, карбонатные. Механический состав их по профилю неоднороден: до глубины 140-180 см среднесуглинистый, до 400-450 см - нередко тяжелосуглинистый, глубже - легкосуглинистый. Грунтовые воды на водоразделах и склонах залегают глубоко (8-12 м и глубже).
На орошаемом участке, где закладывались опыты, полнопро-фильные черноземы содержат гумуса в слое 0-30 см от 3,3 до 3,7%.Валового азота в пахотном слое немного (0,18-0,20%). Запасы азота в метровом слое составляют 14,3-20,7 т/га,в пахотном слое - 6,5-7,2 т/га.
Валовое содержание фосфора в пределах гумусового и переходного горизонтов (0-80 см) довольно однородно (0,12-0,13%), глубже оно заметно снижается.Вследствие небольших валовых запасов азота размеры накопления его подвижных форм в почве ограничены. Содержание нитратного азота (по Кравкову) в 100 г почвы составляет 1,5-2,5 мг. Нитрификационная способность в пахотном слое-17,0-20,0 мг/кг, в подпахотном слое (30-40 см)-4-6 мг/кг, в переходном горизонте (40-60 см) - 0,8-4,0 мг/кг нитратного азота. Следует отметить, что этот показатель довольно динамичен и во многом зависит от исходного содержания нитратов в почве возделываемой культуры и срока определения.
Содержание подвижного фосфора, определяемого по Чирикову, в пахотном слое составляет 100-150 мг/кг Ї Ос, обменного калия (К 0), по Масловой - 200-300 мг/кг сухой почвы. Поглощенные основания представлены, в основном, кальцием и магнием, причем, преобладает кальций - 81,9-91,7% от их суммы. Поглощенного натрия в почвах опытного участка незначительное количество (0,1-0,3 мг/экв. на 100 г почвы).
Сложение гумусового и верхней части переходного горизонтов до глубины 60 см - рыхлое. Удельная масса почв 2,62-2,66, объемная масса - 1,17-1,29 г/см5. Влажность устойчивого завя-дания растений на опытном участке не выходит за пределы 9,9 -11,2%. Наименьшая полевая влагоемкооть (НВ) в расчетных слоях соответствует 0-70 см - 215,9 мм, 0-100 см 312,6 мм и 0-150см -46?,9 мм.
Климат северной Степи УССР умеренно теплый с недостаточным увлажнением. За годы проведения опытов в весенне-летний период часто наблюдались суховеи, сопровождающиеся повышенными температурами. Наибольшее количество дней с суховеями приходится на май и июль (8-II). По многолетним данным метеостанции г. Днепропетровска (Агроклиматический справочник по Днепропетровской области, 1958) среднегодовая температура составляет +8,1С, годовая сумма атмосферных осадков - 472 мм. Основная часть осадков (68$ годовой суммы) выпадает за вегета -ционный период (апрель-октябрь).
В засушливости климата степной части Украины существенную роль играет приток сухого арктического воздуха.Засушлива, главным образом, вторая половина лета (июль-август), но в отдельные годы засуха наблюдается весной и в первую половину лета. Засухи вызываются, главным образом, недостатком осадков в связи с развитием антициклонов над южной степной полосой (Й.Е. Бучинский, 1963).
Графическое изображение распределения многолетних метеорологических элементов на станции Днепропетровск приведено на рис.1. Суммы температур выше +10 составляют 2900-3100, этот период продолжается 165-170 дней. Безморозный период в среднем составляет 150-185 дней.
Началом весеннего сезона принято считать дату перехода среднесуточной температуры через 0, которая обычно наблюдается в первой половине марта. В апреле среднемесячная температура почвы на глубине 10 см доходит до 7-8. В первой декаде апреля отмечается переход среднесуточной температуры воздуха через +5, а в начале третьей декады -через +10.
Влияние видов, доз и соотношения удобрений на рост, развитие и продуктивность растений сои
Соя отличается высокой потребностью в элементах питания и способностью с помощью клубеньковых бактерий фиксировать свободный азот воздуха. В начальный период роста и развития она использует питательные вещества из семядолей и развивается медленно. В дальнейшем соя увеличивает потребление питательных веществ, поэтому внесение научно обоснованных доз удобрений обеспечивает благоприятные условия для развития естественной способности ее растений усваивать азот воздуха с помощью бактерий, увеличивает в почве содержание нитратов,что способствует улучшению ее азотного питания.Для получения урожая зерна 22,5 ц с I га без внесения минеральных удобрений соя усваивает 173 кг азота, 42 кг фосфора и 76 кг калия. При внесении полного минерального удобрения для формирования урожая зерна 33,2 ц с I га необходимо 250 кг азота, 63 кг фосфора и 101 кг калия (А.А. Бабич, 1974).
Эффективность удобрений, вносимых под сою, не везде одинакова. Прирост урожайности от удобрений на различных типах почв на неорошаемых землях составляет 1,6-5,4 ц/га, на орошаемых - 3,9-7,0 ц/га. Максимальное количество азота соя потребляет в период цветения и формирования бобов, фосфора - в период формирования бобов, калия - через 87-95 дней после всходов, что совпадает с максимальным расходом азота, кальция-на 70-80 день после всходов, магния - на 73-80 день, серы -в фазу формирования бобов (А.А. Бабич 1972; Г.Т. Лавриненко, А.А. Бабич, В.Ф. Кузин, П.Е. Губанов, 1978).
Орошение не только уменьшает отрицательное влияние засухи, но повышает эффективность минеральных удобрений. Б свою очередь, удобрения благоприятствуют более продуктивному расходованию воды на образование урожая. Действие удобрений в условиях орошения проявляется гораздо сильнее по сравнению с богарным земледелием (В.Д. Голубев, 1977). Так, по данным В. Н. Колот (1966), суточный прирост стебля у сои в условиях орошения был выше, чем на богаре и величина его зависила от влаж -ности почвы. Максимальный суточный прирост у сои в условиях орошения был в фазу цветения и совпадал с наиболее высокими температурами.
В опытах Всесоюзного научно-исследовательского института кукурузы увеличение урожайности сои при внесении удобрений на орошаемых землях происходило за счет увеличения высоты растений на 2,5-11,4%, их массы - на 24,9/5, количества бобов - на 32,5%, семян - на 41,3%, массы семян - на 23,5% по сравнению с неудобренными делянками (А.А. Бабич, А.Т. Волощук, Н.Э. Ди-дык, 1980).
В наших исследованиях выявлено, что при внесении удобрений высота растений сои в разные фазы роста и развития была большей, чем без удобрений, причем наиболее мощное развитие растений наблюдалось при внесении полного минерального удобрения ЇЇ90Р90К90 (рис 7) Исследования показывают, что различные дозы, виды и соотношения минеральных удобрений в условиях орошения уже в начальный период роста и развития (фаза бутонизации) оказывают положительное влияние на высоту растений сои (табл. 2).
Так, от внесения фосфорного удобрения (Рэд) прирост растений в высоту в фазе бутонизации составил 1,4, в фазе цветения - 3,2, формирования бобов - 2,9 и полного налива бобов Положительное влияние на рост растений в высоту оказало внесение полного минерального удобрения КэдРэдКэд Высота их на этих делянках в фазу полного налива бобов составила 90,5 см или на 9,9 см выше, чем на неудобренных делянках. Несколько ниже был прирост растений сои в высоту в фазу полного налива бобов от внесения повышенной дозы азотного в составе полного минерального удобрения 1Ji20p90%0 Наши Данные согласуются с исследованиями Е. В. Бакаевой (1964), полученными в орошаемой зоне Алма-Атинской области, где наибольший прирост растений сои в высоту был на делянках с внесением азотного, азотно-фосфорного и полного минерального удобрений.
Опытами, проведенными на орошаемых землях в Мексике (D. Reyes Manzanares , 1972), отмечается, что влажность почвы и азотное удобрение были основными факторами, влияющими на высоту растений сои.
Продолжительность осноеных фаз роста и развития растений сои в зависимости от сроков сева, температуры воздуха и длины светового дня
Например, в 1976 году при севе 18-20 апреля она составляла 15,7, 8-Ю мая -15,8 и 28-30 мая - 17,8; продолжительность дня была соответственно 17 ч. 02 мин., 17 ч. 16 мин. и 17 ч. 31 мин. (табл. 18). Аналогичная зависимость наблюдалась и в другие годы исследований.
В период два тройчатых листа-ветвление температура воздуха продолжает нарастать от раннего срока к позднему, а продолжительность дня мало отличается при раннем и оптимальном сроках сева. Этот же межфазный период при севе 28-30 мая у растений сои сдвигается и проходит на более коротком дне.
При изучаемых сроках сева в периоды всходы-бутонизация, бутонизация-цветение отмечалось интенсивное нарастание среднесуточных температур воздуха, в связи с чем продолжительность их сокращается. В среднем за годы проведения опытов продолжительность периода ветвление-бутонизация при раннем сроке сева 18-20 апреля составляла 10, 8-Ю мая - 9 и 28-30 мая - 12 дней, а период бутонизация-цветение при этих сроках сева был одинаковым - 8 дней. В периоды ветвление-бутонизация, бутонизация-цветение наблюдается уменьшение долготы дня от раннего срока сева к позднему. Таким образом, за период всходы-цвете-ние наблюдается постепенное нарастание температуры воздуха от раннего срока сева к позднему, а долгота дня, наоборот,сокращается от раннего к позднему.
Продолжительность периода всходы-цветение зависит от температуры воздуха и длины дня: чем короче день, тем меньше была продолжительность этого периода. Так, в 1976 году при севе 18-20 апреля период всходы-цветение при среднесуточной температуре воздуха 17,1 и долготе дня 17 ч. 32 мин. составил 71 день, при посеве 8-Ю мая, когда температура воздуха повысилась на 0,1С, а долгота дня уменьшилась на 17 мин., период всходы-цветение сократился на 14 дней. При позднем сроке сева 28-30 мая, когда среднесуточная температура воздуха составила 18,3С, а долгота дня уменьшилась до 17 ч. II мин., период всходы-цветение по сравнению с оптимальным сроком уменьшился на 9 дней. Аналогичная зависимость среднесуточной температуры воздуха и длины дня от сроков сева наблюдалась и в последующие годы исследований. Сопоставляя данные о величине среднесуточной температуры воздуха за годы исследований при изучаемых сроках сева, следует отметить, что в условиях засушливого 1979 года температура воздуха оказывала более сильное влияние на прохождение фаз роста и развития растений, чем долгота дня.
Под влиянием сроков сева изменялась продолжительность периода всходы-цветение и всего периода вегетации растений сои. Так, в 1976 году при раннем сроке сева 18-20 апреля вегетационный период составил 156 дней, 8-Ю мая - 140 и 28-30 мая -128 дней; в 1977 г. соответственно - 148, 143 и 126; в 1978 году - 148, 139 и 129; в 1979 году - 124, 119 и III дней.
Таким образом, исследованиями установлена зависимость в изменении величины межфазных периодов роста и развития растений сои от температуры воздуха и долготы дня. Для установле -ния математической модели исследуемых явлений нами произведен корреляционный и регрессионный анализы изменения продолжительности вегетационных периодов за годы исследований под влиянием температуры воздуха и долготы дня. В результате математической обработки нами получено уравнение множественной регрессии у я= -65,6 - 10,43 х + 25,2z , которое является общей математической моделью продолжительности вегетационного периода у растений сои при возделывании ее в условиях орошения, отражающей влияние изучаемых факторов на культурное растение и может быть использовано при прогнозировании величины вегетационного периода, что очень важно для установления оптимального срока сева этой культуры (табл.19). Таблица 19 Продолжительность периода вегетации сои в зависимости от температуры воздуха и длины дня при разных сроках сева в 1978 году (рассчитано по уравнению -65,6-I0,43X+25,2z ) Эти исследования показали, что фактическая и расчетная продолжительность вегетационного периода сои зависит от среднесуточной температуры воздуха и долготы дня. Таким образом, результаты математической обработки свидетельствуют, что существует зависимость в изменении продолжительности вегетационного периода при разных сроках сева от совместного влияния температуры воздуха и средней длины дня. Неодинаковое развитие сои, вызываемое различными сроками сева , сказывается на их индивидуальной продуктивности, структуре растений, величине и качестве урожая.
Сочетание агротехнических и химических приемов в технологии ухода за посевами сои
Одной из главнейших причин снижения урожайности семян сои в условиях орошения является засоренность полей однолетними и многолетними сорняками. В связи с этим, нами изучалось сочетание агротехнических и химических приемов в борьбе с сорняками. В этой главе излагаются результаты проведенных исследований по изучению совместного применения агротехнических и химических приемов борьбы с сорняками в посевах сои нз орошаемых землях северной Степи Украины, где раньше такие исследования не проводились. При орошении в южных районах степной зоны в 1967-1970 гг. в опытах Украинского научно-исследовательского института орошаемого земледелия для борьбы с сорняками на посевах сои испытывалооь несколько гербицидов. Наиболее эффективными были трифлуралин (трефлан) и амибен. Внесение их на поверхность поля за 3-4 дня до появления всходов сои и заделка бороной обеспечивало уничтожение сорняков и повышение урожая зерна до уровня, полученного при ручной прополке ее посевов. Более поздними исследованиями этого же института установлено, что применение трефлана из расчета 1,5-2,0 кг/га и прометрина (2,0 кг/га) под предпосевную культивацию в условиях орошения снижало засоренность посевов сои на 83-90/ (В.И. Ильин, В. И. Заверюхин, 1976; А.К. Лысенко, 1979).
По данным Л.С. Малкиной (1979), трефлан в дозе 1,5 кг/га эффективно подавлял сорняки. Однако некоторые двудольные сорняки (сурепица обыкновенная, горчица полевая и др.) оказались довольно устойчивыми к этому гербициду. Учет засоренности посевов сои, проведенный через месяц после внесения гербицидов, показал, что сильнее всего подавляли сорняки смеси трефлана с прометрином или линуроном. Наибольшая гибель двудольных сорняков (99,3%) отмечена при применении смеси трефлана (1,5 кг/га) с линуроном (3,0 кг/га).
Как отмечает В.А. Захаренко (1978), развитие сорняков в посевах сои приводит к значительному снижению урожая и качества ее зерна. Кроме того, уменьшается производительность труда при проведении всех операций по уходу за посевами и уборке урожая. Например, в полевых опытах дурнишник обыкновенный (I растение на 3 погонных метра рядка) снижал урожайность сои на 17/, щирица запрокинутая (I растение на І м рядка; - на 25%. Менее вредоносны по сравнению с двудольными злаковые сорняки. Так, мышей сизый (3 растения на І м рядка) снижал урожайность на 4%, однако при высоком уровне засоренности злаковые сорняки уменьшают урожайность на 30-50% и больше.
Участок, где проводились наши полевые опыты, подбирался выравненным по плодородию, засоренности и рельефу. Из однолетних двудольных сорняков встречались щирица запрокинутая и белая, марь белая и горец вьюнковый; однодольных - щетинник сизый и просо куриное. В среднем за годы исследований на контрольных делянках было 299,8 штуки сорняков на I м2. Наиболее полное очищение посевов сои от сорняков достигалось при сочетании агротехнических и химических приемов ухода за посевами (табл. 23).
Учет сорняков в опытах перед первой обработкой междурядий сои культиватором на глубину 5-6 см показал высокую эффективность применения одного трефлана и его смеси с прометрином. Так, через месяц после внесения их на делянках с внесением 1,5 кг/га трефлана и немедленной заделкой его в почву предпосевной культивацией засоренность посева снизилась с 299,8 до 28,8 шт/м сорняков, или на 90,4$ (рис. 16). На делянках, где гербициды не вносились, отмечалось сильное угнетение сорняками растений сои. Внесенная под предпосевную культивацию смесь трефлана (I кг/га) с прометрином (2,0 кг/га) до проведения первой механизированной обработки междурядий обеспечила гибель на 86,8$ сорняков; при полосном внесении трефлана (0,7 кг/га) было уничтожено 81,1% сорняков, при сплошном (1,5 кг/га) 89,6%.
Учет засоренности посевов перед второй механизированной обработкой междурядий показал, что после первой обработки на делянках без применения гербицидов уничтожено 37,0% сорняков, о после механизированной обработки междурядий и ручной прополки - 84 , 7%. На делянках с внесением под предпосевную культивацию 1,5 кг/га трефлана и проведением одной обработки междурядий культиватором гибель сорняков составила 93,3-95%; при внесении смеси трефлана ([,0 кг/га) с прометрином (2,0 кг/га)-92,0%. На делянках с полосным внесением трефлана (0,7 кг/га) и проведением одной обработки междурядий через два месяца после внесения гербицида гибель сорняков составила 88,6%. Аналогичная зависимость в уменьшении засоренности посева сои наблюдалась при подсчетах сорняков перед третьей обработкой ее междурядий.
