Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 5
1.2. Классификация, ботаническое описание 10
1.3. Морфология растения 11
1.4. Биология роста и развития 16
1.5. Отношение к условиям окружающей среды 19
1.6. Агротехника возделывания 23
1.7. Биология цветения, оплодотворения и формирования семян 33
1.8. Факторы, влияющие на семенную продуктивность 35
1.9. Сроки, способы уборки и дозаривания семян и требования предъявляемые к посевным качествам 36
2. Материал, условия и методика проведения исследования 38
2.1. Погодные условия района проведения исследования 38
2.2. Сравнительный анализ метеорологических условий посевов 2006-2008 годов 40
2.3. Объект исследований 45
2.4. Агротехника 45
2.5. Методика постановки опытов и наблюдений 46
3. Результаты исследований и их обсуждение 51
3.1. Влияние элементов агротехники на рост и развитие растений лука порея 51
3.1.1. Сроки посева 51
3.1.2. Нормы высева 54
3.1.3. Схемы посева 58
3.2. Влияние предшественников на продуктивность лука порея 64
3.3. Влияние уровня минерального питания на рост, развитие, урожайность и посевные качества семян 67
3.4. Сроки и способы уборки семенников 71
4. Расчёт экономической эффективности получения семян 73
Выводы 75
Список литературы 77
Приложение
- Классификация, ботаническое описание
- Погодные условия района проведения исследования
- Влияние элементов агротехники на рост и развитие растений лука порея
- Расчёт экономической эффективности получения семян
Введение к работе
Актуальность темы. Сортимент лука порея очень беден. В настоящее время в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории РФ, включено 15 сортов, из которых 11 являются сортами зарубежной селекции и лишь 4 сорта - отечественной селекции: Карантанский, Веста, Премьер, Асгеос. Сдерживает производство недостаток, а иногда и полное отсутствие семян. Вместе с тем, опыт говорит о том, что культура лука порея в Центральном регионе не только возможна, но и целесообразна.
Семеноводство сортов зарубежной селекции из-за их позднеспелости и низкой зимостойкости в России возможно только южнее 55 северной широты. Севернее Ростова на Дону семена лука порея не вызревают. После создания во ВНИИССОК зимостойкого сорта Премьер, не уступающего по продуктивности иностранным сортам, необходимо было уделить особое внимание вопросам агротехники и семеноводства лука порея в безрассадной культуре, которые в России почти не изучены. В связи ,с этим требовалось изучить влияние различных приемов агротехники, усовершенствовать технологию семеноводства, с использованием которой станет возможным успешное .выращивание семян лука порея в средней полосе России и расширение производства товарной продукции.
Цель и задачи исследований. Цель исследований разработка элементов сортовой технологии выращивания семян в Нечерноземной зоне России на основе сорта лука порея Премьер.
Исходя из этого были решены следующие задачи:
- Изучено влияние сроков, схем посева и норм высева на рост, фотосин
тетическую деятельность, стецень перезимовки и семенную продуктивность
растений;
- Выявлено влияние предшественников на семенную продуктивность;
Изучено влияние уровней минерального питания на рост, развитие, перезимовку растений, урожайность и посевные качества семян;
Установлены оптимальные сроки и способы уборки семенников.
Научная новизна результатов исследований. Впервые разработаны элементы агротехники и семеноводства лука порея в безрассадной культуре с перезимовкой растений в открытом грунте в условиях Нечерноземной зоны России. Выявлены и определены наиболее оптимальные элементы технологии выращивания семян лука порея сорта Премьер.
Практическая значимость работы. На основании результатов исследований установлены лучшие сроки посева (1 декада мая) и нормы высева семян (1,5 млн. шт./га), при которых наиболее полно и активно протекают процессы формирования вегетативных и генеративных органов растения. Определены наилучший предшественник (морковь) и уровень минерального питания N180P80K120 Д.в. на 1 га. Проведённые исследования позволяют рекомендовать возделывание растений на грядах со схемой посева (40+40+60 см) и уборку семенных растений в фазу восковой спелости с длиной стрелки 30 см. Положения, выносимые на защиту: На защиту выносится технология семеноводства лука порея при безрассадном выращивании в условиях Нечерноземной зоны России, которая базируется на совершенствовании следующих её элементов: норм высева, сроков и схем посева; выборе оптимальных предшественников; определении оптимальных уровней минерального питания; установлении сроков и способов уборки семенных растений.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на отчетных сессиях аспирантов, а также на заседаниях научно-методического совета и расширенных межлабораторных заседаниях ВНИИССОК в 2006-2008 годах.
Публикации результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 3 печатные работы.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 106 страницах, содержит 30 таблиц, 11 рисунков, 10 приложений. Список использованной литературы включает 209 наименований, в том числе 57 иностранных авторов.
Классификация, ботаническое описание
Ботаники разделили царство растений на отделы, порядки, семейства, роды, виды, разновидности, формы, последние состоят уже из конкретных особей.
Луки относятся к отделу Сосудистые растения, классу Однодольные,; порядку Лилейные, семейству Луковые (Alliaceae J. К- Agardh.), которое сравнительно недавно было выделено из более обширного семейства Лилейные, роду лук (Allium L.), включающему около 600 видов (Юрьева Н.А., Кокорева В.А.,1992).
Лук порей (Allium porrum L.) по классификации А.А.Казаковой (1978) относится к секции Allium Wendelbo, рода Allium L., с тетраплоидным набором хромосом (2п = 32) (Тараканов Г.И., Кокорева В.А., 1990). ".. Всё разнообразие сортов и форм лука порея согласно эколого географическому размещению делится на 2 подвида: Европейский, куда отно сится большинство сортов, выращиваемых в Европе и Америке, и Малоазиатский (Казакова А. А., 1970). і \
Европейский подвид делится на Североевропейскую и Южноевропейскую группы, в первую группу входят сорта, распространенные в странах и областях северной европейской части, а также сорта, выведенные в США и Кана-де и получившие распространение в странах Северной Европы. К ним относят-ся сорта: Карантанский, Брабантский, Зигфрид, Американский флаг, Элефант и другие, то есть сорта, отличающиеся сравнительно непродолжительным периодом вегетации, с короткой "ножкой", с компактным типом расположения і листьев, с сильным восковым налётом, тёмно-зелёной окраской листьев. Эти сорта хорошо сохраняются в хранилищах в осенне-зимний период, а в зимы с умеренными морозами - прямо в грунте.
В Южноевропейскую группу входят сорта, распространённые на юге Европейской части (Болгария, Франция, Италия, Испания и др.). Сорта этой группы нуждаются в более продолжительном вегетационном периоде и совершенно не способны сохраняться вне грунта; их обычно оставляют на поле и по мере надобности используют. Основные отличия этих сортов - удлинённый ложный стебель, например, у таких сортов, как Болгарский и Французский летний, он имеет длину 50-80см, редкое расположение листьев, на расстоянии 8-10см друг от друга, более светлую окраску и слабый восковой налёт по сравнению с сор тами Североевропейской группы. / i ,, Малоазиатский подвид включает формы и сорта, распространённые в за сушливых зонах: Иране, Ираке, Аравии, на востоке Индии, Египте, в Азербай джане и Абхазии. Это формы с короткой "ножкой", у которых обычно форми руется в первый год жизни настоящая луковица типа сплошной луковицы у чеснока. Если луковица достаточно крупная и не подвергалась пересадке, то на второй год из центра луковицы вырастает цветочная стрелка. Формы этой группы в районах их распространения возделываются из-за ранней зелени1 по рея (Казакова А.А., 1970). Мировое разнообразие сортов порея велико (более 500), однако широко распространенных пластичных сортов не более 25. Классификация сортов; по рея основана на сроках уборки, потребления, на характеристике ложного стеб ля, окраске листьев, холодостойкости. Выделяют 3 основные группы сортов: ранние, среднеспелые, поздние, в т. ч. зимние и зимующие. Каталог мировой коллекции ВИР включает около 300 образцов. Эта коллекция является одним из основных источников исходного материала для селекции (Методические-указа ния по селекции луковых культур, 1997).
Корневая система лука порея сильная, мочковатая, состоит из многочис ленных слабоветвящихся корней. Корни растут из стебля у основания листьев, расположены по донцу кругами. Они проникают в почву неглубоко (до 50 см), 90% корней располагаются в слое почвы до 30 см (Введенский Б.А.,1954). От основания корни струнообразные, затем густо ветвятся. Они легко возобновля ются, поэтому лук хорошо переносит пересадку. Корни обладают слаборазви той структурообразующей способностью (Казакова В.А.,1953; Lorenz, О.А.,
1980; КособоковГ.,1985;СкоблинаВ.И., 2001). Специализированные втягивающие корни у лука порея не образуются, (а функцию заглубления базальной части главного побега выполняют неспециализированные питающие корни. В течение первого года жизни растений корневая система последовательно сменяется: вначале это система главного; корня; затем смешанная и, наконец, придаточная (Андреева И.И., Мирошниченко Н.Н., 1992).
Стебель порея - донце, находится в нижней части луковицы. Донце плоское, круглое, по мере роста луковицы постепенно увеличивается в диаметре до 2-3 см и по высоте до 1-1,5 см. На второй год жизни донце ветвится, разраста-/ ясь в стороны уступами, которые заканчиваются крупными почками (луковицами). Луковицы формируются у всех видов, однако они сильно различаются по внутренней структуре (настоящие или ложные), типу роста; (одино чньїе\Ши . на корневищах), способности к ветвлению (делению и образованию ;дётр :),-и также по величине, форме, окраске сочных и сухих чешуи, характеру жилкова-ния или сетчатости внешних оболочек (Юрьева Н:А., Кокорева В.А.,. 19,92)! Донце отмирает постепенно, на 3 год жизни. У луковицы порея на донце .образуется 1-2 точки роста, укрытые 1-2 толстыми закрытыми чешуями (Алексеева М.В., 1967; Луконина Е.И., 1990). В .-первый;год растение образует листья:и ложную луковицу белого цвета. Первые два настоящие листа, как и семядоля (выходящая петелькой)трубчатые, последующие плоские, вторично трансверт сально уплощенные, полые внутри, ланцетовидные; суженные к концу.іВІотлй-чиє от чеснока лист порея более широкий, толстый и плавно переходит гдлиное трубчатое влагалище и дальше в основание листа. (Алексеева М.В1;чЛ9.60)! Листья приземные, очерёдные. Нижней .частью; основания лист охватывает почку и тот участок укороченного стебля - донца, на котором он образовался: Каждый последующий лист формируется внутри предыдущего- и выходит из него в верхней части основания на. определённой высоте (Пивоваров,? Ершов; Агафонов, 2001). В нижней части лист слегка утолщен, поэтому луковица; у основания немного вздута. Базальные части влагалищ листьев не утолщен или утолщаются в небольшой степени, они отмирают вместе с пластинкой-листа; Ьтё образуя защитных или запасающих чешуи (Андреева И.И., Мирошниченко Н.Н., 1992; Джельоловски Д., 2002).
Погодные условия района проведения исследования
Опытные поля ВНИИССОК находятся в типичных для центрального региона России условиях Нечерноземной зоны, Московской области. Климат Московской области умеренно-континентальный. В течение года преобладают западные и юго-западные ветры, которые несут массы атлантического воздуха. Годовой приход суммарной солнечной радиации составляет примерно 87 ккал/см2 , из эго- го количества 41 ккал/см2, в виде рассеянной солнечной радиации. Московская область расположена в центральной части Русской равнины. Климат области характеризуется умеренно теплым летом и сравнительно холод ной зимой. Самым холодным месяцем является январь, среднемесячная темпера- тура которого составляет 10.. Л1 С ниже нуля. Самый теплый месяц - июль /когда температура достигает 17... 18С
Среднегодовое количество осадков на территории колеблется от 450 до 600 мм, средняя относительная влажность воздуха составляет 70 %. Московская область расположена в зоне подзолистых почв. В зависимости от термических ресурсов вегетационного периода и степени обеспечения его вла- гой территория области делится на три агроклиматических района: менее теплый, теплый и более теплый. Одинцовский район входит в теплый агроклиматический район, который характеризуется суммой активных температур (более 10) і 1900.. Л950С. Продолжительность заморозкового периода в воздухе - 128 суток, на почве - 110 суток. Период с температурой более 15 градусов - 60-65 суток. Пе реход среднесуточных температур воздуха: через 15С - 10 июня и 20 августа; че рез 10С - 5 мая и 15 сентября и через 5С - 20 апреля и 10 октября. Дата полного оттаивания почвы: ранняя - 25 апреля, средняя - 30 апреля и поздняя - 5 мая:3а: пас воды в снежном покрове к началу снеготаяния - 100-130 мм. Осадки за годхо ставляют 600 мм, за теплый период (апрель-октябрь) - 400 мм. Показатель-влагб обеспеченности (апрель - октябрь) - 0,9. . ч ."
Почвы опытных участков, принадлежащих ВНИИССОК, дерновоподзоли-стые, тяжелосуглинистые. Содержание гумуса, по результатам обследования почв отделом проектно-изыскательной станции химизации сельского хозяйства, составляет 2,5-3,2% по Тюрину. Преобладают почвы со слабокислой, близкой к нейтральной, реакцией среды (рН = 5,1...6,0) со средним и повышенным содержанием фосфора. Объемная масса почвы в слое 0 - 20 см составляет 1,05 г/м3глполная влагоемкость - 119 мм. Перед закладкой опыта проводился агрохимический,-анализ почвы участка, результаты которого представлены в (табл. 3) и (пршкЛ О)." Л о Лук порей, как представитель семейства АШасеае имеет очень медленные, темпы роста и развития, от посева до появления 1 настоящего листа, и поэтому очень требовательно относится к температурному и водному режиму почвы в начале вегетации.
Анализируя его важно отметить: при посевах в 2006-2008 годах в I и II декаде мая средняя температура воздуха значительно не отличалось от средне многолетних значений и составляла 11,2 С посева 2006 года, 11,3 С посева 2007 года и 10,7 С посева 2008 года при норме 11, 2 С. цілсіїпьк
Наиболее благоприятные погодные условия сложились для растений шо-сева 2006 года, температура воздуха в среднем за вегетацию в 2006 годуссоста-вила +15,18С, что выше среднего многолетнего значения на 0,88С (рис.1). Анализ данных показал, что температура воздуха в период появления всходов с 1 декады мая по 2 декаду июня была на уровне средне многолетних значений (рис.1). В 3 декаде мая осадков выпало на 21,4 мм. больше нормы, что обеспе: чило хорошую всхожесть семян и как следствие хорошую густоту стояния растений. В целом за вегетацию растений первого года посева 2006 года, осадков выпало 351 мм, при средне многолетних значениях 366 мм (рис.2).
Неблагоприятные условия влагообеспеченности июля на развитие растений посева 2006 года существенного влияния не оказали, осадков Быпало в этом месяце 39,6 мм, что меньше средне многолетнего значения на 37,7 мм/Тёплая погода августа (температура выше нормы на 1,4 С, осадков больше средней многолетней на 39,4 мм) обусловила интенсивный рост растений лука .порея. посев 2006 года — посев 2007 года посев 2008 года средне многолетние значения апрель май июнь июль август сентябрьоктябрь ноябрь декабрь январь февраль март апрель май июнь июль август сентябрь
Среднемесячная температура воздуха вегетационных периодов посевов 2006 - 2008 годов, t С (Московская обл., метеостанция «Подмосковная») Температура воздуха вегетационного периода растений первого года посева 2007 года по месяцам была выше среднемноголетней. Среднесуточная температура воздуха в период с мая по октябрь превышала средние многолетние значения на 1,3 С (рисЛ).
Влияние элементов агротехники на рост и развитие растений лука порея
Производился посев семян в разные сроки: 22 апреля, 8 мая, 8 июня (контроль), 8 июля, 8 августа
По состоянию на 15 октября (дата уборки растений 1 года), растения находились в фазах: апрельский срок в фазе технической спелости, майский срок посева — 8-го листа, июньский срок посева — 6-го листа, июльский срок посева -4-го листа, августовский срок посева - 2-го листа (рис 5).
1 - посев 22 апреля; 2 - посев 8 мая; 3 - посев 8 июня; 4 - посев 8 июля; 5 - посев 8 августа. Биометрические и биохимические наблюдения на растениях посева 8 августа не проводились в связи с незначительным размером растений.
Динамика нарастания площади листовой поверхности таблице снижается при более поздних сроках посева.
Примечание: учет июльского и августовского сроков посева не проводили в связи с незначительным размером растений.
Из данных, представленных в таблице 5, можно сделать вывод1, чю сроки посева существенно влияют на развитие растений. Отмечалось значительное уменьшение массы товарной части растений от ранних сроков посева к поздним. Так, если при апрельском сроке посева она составляла 15,2 г. на растение, то при более поздних сроках, их было 14,6 - 6,2 г. на растение соответственно. При более поздних сроках посева снижается урожайность товарной части: с 9,1 т/га при апрельском сроке посева до 3,7 т/га при июньском.
В товарной части растения содержание витамина С возрастало от раннего срока посева к позднему с 19,67 мг % до 28,1 мг %, соответственно. Содержа-ние Сахаров снижалось при более поздних сроках посева с 11,97 % у майского срока посева, до 11,28 % у посева в 1 декаде июня (табл. 6).
Морфологическое описание семенных растений лука порея в фазу молочно-восковой спелости, 2007 ГОД ; ; Сроки посева Высота растения, см Высота цветоноса, см Диаметр цветоноса, см Диаметр соцветия, см .-. Высота со-1 цветия, см I- 8 мая 100 54 1,01 6,9 5,2 II - 8 июня (контроль) 82 54 0,87 7,0 5,6 III- 8 июля 66 54 0,67 5,6 5,6 1У-8августа 57 39 0,4 2,7 2,3 При более поздних сроках посева от майского до августовского уменьшается высота семенного растения с 100 см до 57 см; диаметр цветоноса с 1,01см. до 0,4 см; диаметр соцветия с 6,9 см до 2,7 см (табл. 7). Минимальные значения показателей семенных растений были получены при посеве семян лука порея в августе. ч ч Таблица 8;;: Стрелкование растений лука порея при разных сроках посева, \ ; ; 2007-2008 годы Срок посева Густота стояния перед уходом в зиму, тыс.шт./га Перезимовавших растений, % Стрелкование, % 3 декада апреля 605 100 56,8 1 декада мая 535 99 49,4 1 декада июня (контроль) 640 100 43,8 1 декада июля 465 100 16,5 Стрелкование растений зависело от сроков посева. Наибольший процент застрелковавших растений (56,8 %) отмечался при апрельском сроке посева, при июльском сроке посева процент застрелковавших растений был наймень- ; шим 16,5 % (табл. 8).
Как показали наблюдения (табл. 10), на рост и развитие растений в сильной степени влияет густота стояния растений. С увеличением нормы высева
ОС увеличивается густота стояния растений с218до 1717 тыс. шт./га (табл.11). Хотя площадь питания растений уменьшается, однако в пересчёте на единицу площади (1га) общая площадь листовой поверхности увеличивается с 987 тыс.дм2 при норме высева 0,375 млн.шт./га до 4206 тыс. дм2 при 3,0 млн. шт./га за счёт большего количества растений на га. Продуктивность фотосинтеза на , формирование ножки уменьшается с 0,82 г/м в сутки у варианта с нормой вы-сева 0,375 млн.шт./га до 1,85 г/м2 у варианта с нормой высева 3,0 млн. шт./га.
С увеличением нормы высева (табл. 11) соответственно увеличивается густота стояния растений на га с 218 до 1717 тыс. шт. и уменьшается масса одного растения и товарной части (за счёт уменьшения площади питания). Наибольшая товарная урожайность 18,5 т/га получена при норме высева 1,5 млн. шт./га и густоте стояния 831 тыс. растений на га.
Расчёт экономической эффективности получения семян
По результатам исследований 2006-2008.годов была проведена оценка . экономической эффективности использования, отдельных элементов технологии выращивания семян лукаї порея. .
Оценка экономической эффективности проводилась по «Методике определения общего экономического эффекта от использования результатов научно — исследовательских и опытно — конструкторских работ в агропромышленном комплексе» (2007). Для составления таблицы 30 были использованькданные технологической карты производства: семян лука порея в условиях Нечерно земной зоны России при безрассадном прямом посеве семян в грунт (приложение 7).
По результатам двух лет исследований, лучшие результаты по изучению предшественников лука порея (были получены при размещении растений по моркови, при размещении по ней прибыль была на 10 % больше, чем при раз мещении по капусте (контроль). Наиболее экономически эффективно проводить посев в первой декаде мая с нормой высева 1,5 млн. шт./га.
Из-за низкой перезимовки растений на гребнях по схемам посева лучший результат был получен при возделывании растений на грядах (337 тыс. руб.) что соответственно на 33,9 и 35,8 % выше чем при выращивании растений на гребнях.
С увеличением уровня минерального питания снижался процент перези- мовки растений, поэтому наиболее экономически выгодно возделывание лука порея с нормой высева 1,5 млн. шт./га и уровнем минерального питания Ni8oP8oKl20- " "?]
Учитывая высокие затраты при уборке полностью срезаемого цветоноса, для производства семян мы рекомендуем в фазу восковой спелости производить уборку растений с длиной стрелки 30 см.
1. Сроки посева существенно влияют на развитие растений лука порея первого года жизни. Площадь листовой поверхности уменьшалась при:;более поздних сроках посева, это обусловило снижение урожайности. В -товарной части лука порея (ножке) содержание сухого вещества и Сахаров снижалось, -;а витамина С - увеличивалось от ранних к поздним срокам посева. При анализе семенной продуктивности и урожайности наибольшие их значения отмечены .у растений майского срока посева. ,
2. С увеличением нормы высева увеличивается площадь листовой поверхности растений первого года жизни. Наибольшая товарная урожайность была получена при норме высева 1,5 млн. шт./га и густоте стояния 831 тыс. раст./га. С увеличением нормы высева в- продуктивной части растения снижается содержание сухого вещества. Максимальная урожайность семян достигается при норме высева 1,5 млн. шт./га, дальнейшее увеличение нормы высева к значительной прибавке урожайности не приводит из-за загущения І по севов и снижения семенной продуктивности растений.
3. В результате исследований выявлено превосходство трёхстрочной схемы посева на грядах, при которой растения, в среднем за 3 года, имели самую большую площадь листовой поверхности и лучше перезимовывали по сравнению с растениями, выращенными на гребнях.
4. Лучший предшественник лука порея для получения семян - морковь. Худшие результаты были получены при использовании в качестве предшественника капусты.
5. Выявлена закономерность увеличения площади листовой поверхности растений и продуктивности фотосинтеза с увеличением уровня минерального питания. Установлена прямая зависимость между уровнем минерального питания и товарной урожайностью. Определена взаимосвязь снижения содержания сухого вещества и суммы Сахаров, влияющих на перезимовку растений: Наибольшую урожайность семян дают растения, возделываемые с нормой высева 1,5 млн. шт./га и уровнем минерального питания Ni80PsoKi2o- 1 6. При уборке в фазах молочно-восковой и восковой спелости с увеличением длины срезаемой стрелки увеличивается урожайность семян. Учитывая высокие затраты при уборке полностью срезаемого цветоноса, для производства семян мы рекомендуем в фазу восковой спелости производить уборку, растений с длиной стрелки 30 см. .
