Содержание к диссертации
Введение
1. Гречиха посевная и её роль в современном растениеводстве (обзор литературы) 14
1.1. Народнохозяйственное значение и состояние производства гречихи в мире и России 14
1.2. Биологические особенности гречихи 23
1.3. Особенности адаптивной технологии возделывания гречихи 29
1.4. Смешанные и совместные посевы гречихи 43
1.5. Направления селекции гречихи 48
1.6. Экологическое сортоиспытание 54
2. Условия, материал и методы проведения исследований 63
2.1. Почвенно-климатические условия проведения полевых опытов 63
2.2. Схемы полевых опытов 65
2.3. Объекты и методика исследований 73
3. Особенности интенсивной технологии возделывания гречихи 75
3.1. Сроки посева 75
3.2. Способы посева 87
3.3. Предпосевная обработка семян гречихи гуматом натрия 95
3.4. Нормы высева семян. 101
3.5. Широкополосный способ посева с совмещением предпосевной культивации и посева гречихи с разными нормами высева 104
3.6. Способы посева гречихи при различных вариантах предпосевной обработки почвы 108
3.7. Применение гербицидов на посевах гречихи 110
3.8. Разработка ресурсосберегающих приемов различных уровней интенсивности технологий возделывания гречихи 113
3.9. Сравнительное изучение особенностей широкополосного посева гречихи сеялкой СЗШ-3,6 и рядового сеялкой СЗ-3,6 117
3.10. Способы уборки гречихи 120
4. Совместные посевы гречихи с просом 125
4.1. Подбор сорта проса для совместного возделывания с гречихой 125
4.2. Урожайность зерна гречихи при широкорядном способе посева и различных схемах возделывания 126
4.3. Урожайность зерна гречихи при обычном рядовом способе посева с различными соотношениями норм высева 132
4.4. Оценка качества обмолота послеуборочной подработки зерна в совместных посевах 137
4.5. Испытание высокопродуктивных сортов гречихи Баллада и проса Быстрое в совместных посевах 141
5. Адаптивная селекция новых сортов гречихи 144
5.1. Создание сорта Диалог 144
5.2. Создание сорта Дружина 151
5.3. Перспективы создания новых сортов интенсивного типа 155
6. Экологическое сортоиспытание гречихи на Шатиловской СХОС 163
6.1. Экологическая стабильность и пластичность сортов гречихи 163
6.2. Сравнительное изучение адаптивной способности и селекционной ценности сортов гречихи 167
6.3. Результаты экологического сортоиспытания гречихи на Шатиловской СХОС 168
7. Приемы выращивания детерминантных сортов гречихи на семена 172
7.1. Влияние сроков посева, предпосевной обработки семян биологически активными препаратами и различных способов уборки на формирование качества зерна и урожайность гречихи 172
7.2. Особенности качества зерна новых детерминантных сортов гречихи 185
8. Энергетическая и экономическая эффективность возделывания гречихи 187
8.1. Энергетическая оценка ресурсосберегающих приемов различных уровней интенсивности технологий возделывания гречихи 187
8.2. Экономическая эффективность ресурсосберегающих приемов возделывания гречихи 188
8.3. Энергетическая эффективность совместного возделывания гречихи с просом 190
Заключение 193
Предложения производству 196
Список использованной литературы 197
Приложения 231
- Особенности адаптивной технологии возделывания гречихи
- Предпосевная обработка семян гречихи гуматом натрия
- Создание сорта Диалог
- Влияние сроков посева, предпосевной обработки семян биологически активными препаратами и различных способов уборки на формирование качества зерна и урожайность гречихи
Введение к работе
Актуальность исследований. В обеспечении населения экологически чистым продовольствием большое внимание уделяется гречихе, как основной крупяной культуре. Ценность гречихи связана с уникальным биохимическим составом зерна, определяющим её пищевое, лечебное, диетическое и стратегическое значение. Гречиха - единственная в нашей стране зерновая культура, содержащая рутин (витамин Р). Кроме того, она превосходит другие культуры по содержанию треонина, рибофлавина, фолиевой кислоты (Бобков с соавт., 2015). Крупа гречихи богата микроэлементами, необходимыми для жизнедеятельности человека (Полехина, Павловская, Фесенко, 2013). В ряде регионов России она даёт до 120 кг/га товарного меда, являющегося ценным продуктом питания и обладающего уникальными свойствами (Наумкин, 1991, 1995, 1998). Гречиха используется как кормовая культура. Её кормовая ценность составляет 0,41…0,50 кормовых единиц. Благодаря позднему сроку посева и скороспелости гречиха является страховой культурой для яровых зерновых, а также обеспечивает дополнительные резервы производства зерна при использовании в условиях повторных посевов (Кротов, 1963; Федотов, Корольков, Кадыров, 2009; Lin, 1999).
Несмотря на высокие достоинства гречихи, уровень её производства в
стране отстаёт от потребностей. Остается относительно низкой (0,8…1,3 т/га) и
урожайность этой культуры, что не соответствует реальным показателям
продуктивности новых сортов. Основной причиной получения низких урожаев
гречихи, прежде всего, является недостаточное внимание к изучению зональной
агротехники в сочетании с биологическими особенностями культуры. Наряду с
этим, агротехнические приёмы выращивания гречихи нуждаются в постоянной
корректировке, так как условия производства и культура земледелия существенно
изменяются во времени. Правильное и эффективное применение технологий
возделывания гречихи, возможно только при условии глубокого знания
биологических особенностей культуры и условий роста и развития растений
применительно к конкретному полю в севообороте (Парахин, 2010). Это ставит
перед растениеводами задачу по дальнейшему усовершенствованию
существующих и разработке новых, научно обоснованных технологий возделывания гречихи.
В этой связи исследования, направленные на агроэкологическое обоснование интенсивной технологии возделывания гречихи в Центрально -Черноземном регионе России, являются особенно актуальными.
Степень разработанности темы. Вопросам совершенствования технологии возделывания гречихи, включающей последние достижения науки и передового опыта, в разные годы посвятили свои исследования многие ученые. Е.С. Алексеевой (1981, 1996) в Каменец-Подольском СХИ была разработана Подольская технология возделывания гречихи, широко применяемая на Украине. Это, так называемая, безотходная технология для хозяйств, специализирующихся на выращивании гречихи.
В работах А.Н. Анохина (1962, 1974,1981); А.Н. Анохина, Е.Д. Гориной (1968), Т.А. Анохиной с соавторами (1995, 2004) и других ученых подробно рассматриваются особенности возделывания гречихи в условиях Беларуси.
Н.Н. Петелина (1981); Ф.З. Кадырова, Н.Ю. Никифорова (2006); Ф.З. Кадырова, А.В. Попов (2007) посвятили свои разработки селекции, семеноводству и технологии производства гречихи в Республике Татарстан.
Существенный вклад в решение проблемы внесли: К.А. Савицкий (1970); С.И. Лосев, А.И. Хлебников (1973); П.М. Демиденко (1976); С.У. Броваренко (1976, 1989); П.Т. Корольков (1970); А.Н. Григоров, М.Н. Загородних (1982); Н.В. Фесенко (1983); И.Н. Елагин (1984,1990); Ю.А. Шашкин, В.А. Гусева (1985); З.И. Глазова (1985, 1994, 2001); А.Ф. Якименко (1967, 1982, 1988, 1991); Ю.А. Шашкин (1992); Д.Я. Ефименко, С.И. Барабаш (1990); А.Н. Бочкарев, Е.В. Квашук (1991); В.П. Наумкин (1993); А.В. Герасименко (1997); В.Н. Наумкин с соавторами (2001); В.М. Новиков с соавторами (2006, 2010); В.М. Новиков (2012); А.Н. Фесенко (2009); В.А. Стебаков с соавторами (2014); В.М. Важов (2013, 2014); В.В. Филин (2016); О.А. Заяц (2016), автор диссертационной работы и другие ученые.
Несмотря на успехи, достигнутые селекционными центрами страны в плане создания новых сортов гречихи и разработке технологий их возделывания, есть проблемы, от решения которых зависит успешность дальнейшего развития отрасли.
Цель исследований: выявить агроэкологические особенности роста и развития растений гречихи в зависимости от агротехнических приемов; совершенствовать технологию выращивания современных детерминантных сортов; создать высокоурожайные и устойчивые к биотическим и абиотическим стрессорам сорта, адаптированные к условиям ЦЧР РФ.
В задачи исследований входило:
- изучить влияние агротехнических приемов возделывания гречихи на её
урожайность;
- провести сравнительную оценку различных способов предпосевной
обработки почвы под посевы гречихи;
- изучить особенности совместных посевов гречихи с просом и потенциал
урожайности гречихи;
- создать и внедрить в производство новые высокоурожайные
детерминантные сорта гречихи;
- выявить эффективные приёмы возделывания детерминантных сортов
гречихи для получения семян с высокими показателями сортовых, посевных
качеств и урожайных свойств;
- дать оценку целесообразности проведения экологического
сортоиспытания на Шатиловской СХОС новых и перспективных сортов гречихи,
созданных в селекцентрах РФ, для дальнейшего внедрения их в производство;
- определить экономическую эффективность возделывания гречихи в
Центрально - Черноземном регионе РФ.
Работа выполнялась в 1983…2015 гг. в лаборатории технологии
возделывания крупяных культур Всесоюзного научно-исследовательского
института зернобобовых и крупяных культур (в настоящее время Федеральное
государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-
исследовательский институт зернобобовых и крупяных культур») и отделе
селекции и семеноводства Федерального государственного бюджетного научного
учреждения «Шатиловская сельскохозяйственная опытная станция
Всероссийского научно-исследовательского института зернобобовых и крупяных культур» в соответствии с планами ВАСХНИЛ и РАСХН по решению научно -технической проблемы производства зерна, в том числе: координационной научно - технической программой на 1985 - 1990 годы по решению задания: «Разработать и внедрить комплексные системы увеличения производства зерна крупяных и зернобобовых культур в основных зонах РСФСР ОНТП 0.51.03 «Зерно» (1985…1988); координационному плану по проблемам «Разработать и внедрить экологически чистые и экономически обоснованные технологии возделывания крупяных культур, обеспечивающие получение урожайности в Центральном районе 20…25 ц/га гречихи и 35…40 ц/га проса»; Государственным заданиям на 2013, 2014, 2015 гг. и является результатом многолетних исследований автора, а также работ, проведенных совместно с научными сотрудниками лаборатории селекции крупяных культур ФГБНУ ВНИИЗБК, ФГБНУ «Шатиловская СХОС ВНИИЗБК» и ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет им. Н.В. Парахина».
Научная новизна. Впервые в условиях Центрально - Черноземного региона России выявлены особенности роста и развития растений различных сортов гречихи, а также их урожайности в зависимости от агротехнических приемов; проведена сравнительная оценка различных способов предпосевной обработки почвы под посевы гречихи, сроков, способов посева и норм высева; расширены научные и методологические основы интенсивных и биологизированных агротехнологий, обеспечивающие урожайность 2,5-3,5 т/га. Обоснована перспективность совместных посевов гречихи с просом. Выявлены эффективные приемы создания и возделывания современных детерминантных сортов гречихи на семена. Впервые изучены агробиологические и адаптационные возможности современных сортов в экологическом сортоиспытании на Шатиловской СХОС. Дана экономическая и биоэнергетическая оценка ресурсосберегающих приемов возделывания гречихи.
Теоретическая значимость работы состоит в расширении теоретических и
методических вопросов, касающихся агроэкологического обоснования
особенностей выращивания гречихи по интенсивной технологии возделывания в условиях Центрально-Черноземного региона РФ; в уточнении агротехнических приемов совместных посевов гречихи с просом; в конкретизации эффективных приемов создания и выращивания новых детерминантных сортов гречихи; в обосновании целесообразности проведения экологического сортоиспытания новых и перспективных сортов гречихи, для дальнейшего внедрения их в производство.
Практическая значимость работы. Разработаны новые и
усовершенствованы существующие элементы интенсивной технологии
возделывания гречихи, послужившие основой для повышения эффективности производства культуры, устойчивости её агроценозов.
Изучены особенности совместных посевов гречихи с просом.
Созданы новые детерминантные сорта гречихи, допущенные к использованию в производстве: Диалог (А.с. № 45217 от 27.02.2009 г.) - в Центральном, Волго-Вятском, Центрально-Черноземном, Северо-Кавказском, Средневолжском, Уральском и Западно-Сибирском регионах и Дружина (А.с. № 58070 от 13.03.2014 г.) - в Центральном и Средневолжском регионах. Выделены новые высокоадаптивные сорта, обеспечивающие стабильную урожайность и высокое качество семян в условиях ЦЧР России.
Выявлены эффективные приемы выращивания детерминантных сортов гречихи для получения семян с высокими показателями сортовых, посевных качеств и урожайных свойств.
Материалы диссертационной работы в разные годы вошли составной
частью в «Методические рекомендации по технологии возделывания гречихи»
(Москва, 1990); «Гречиха. Рекомендации и практический опыт возделывания (на
примере фермерских хозяйств Орловской области)» (Орел, 2002);
«Биологизированная энергосберегающая технология возделывания гречихи»
(Орел, 2005); «Рекомендации по возделыванию гречихи посевной как медоносной
культуры» (Орел, 2012); «Рекомендации по использованию цветочно-нектарного
конвейера гречихи посевной для повышения её урожайности и
медопродуктивности» (Орел, 2013); «Известкование и применение дефеката на кислых почвах Орловской области» (Орел, 2015).
Результаты исследований используются в научно-исследовательских учреждениях России: ФГБНУ ВНИИЗБК, ФГБНУ «Шатиловская СХОС ВНИИЗБК», а также в Федеральных государственных унитарных предприятиях «Орловское» и «Стрелецкое» Орловского района Орловской области.
Основные положения диссертации включены в лекционные курсы «Растениеводство», «Агрохимия и агропочвоведение», «Пчеловодство» в ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина», ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет им. И.С. Тургенева», используются Департаментом сельского хозяйства и районными Управлениями сельского хозяйства Орловской области при проведении семинаров и курсов повышения квалификации специалистов АПК.
Методология и методы исследований. Методология исследований основывалась на проведении детального анализа научных трудов отечественных и зарубежных ученых по рассматриваемой проблеме. В работе применялись экспериментальные, аналитические, статистические и экономические методы исследований.
Положения, выносимые на защиту:
- влияние агротехнических приемов возделывания гречихи на её
продуктивность (приемы основной обработки почвы, сроки и способы посева,
нормы высева);
потенциал урожайности гречихи при совместных посевах её с просом;
создание и внедрение в производство детерминантных сортов гречихи;
- приемы возделывания детерминантных сортов гречихи для получения
семян с высокими показателями сортовых, посевных качеств и урожайных
свойств;
- экологическое сортоиспытание новых и перспективных сортов гречихи на
Шатиловской СХОС;
- экономическая эффективность возделывания гречихи в Центрально -
Черноземном регионе РФ.
Личный вклад автора. Диссертация выполнена на основе анализа и обобщения результатов многолетних исследований, проведенных автором как самостоятельно, так и совместно с сотрудниками ФГБНУ ВНИИЗБК, ФГБНУ «Шатиловская СХОС ВНИИЗБК» и ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет им. Н.В. Парахина». Автор лично участвовал в проведении полевых и лабораторных исследований, составлении программы исследований, анализе, обобщении полученных экспериментальных данных, их статистической обработке, подготовке отчетов и публикаций.
Личный вклад соискателя в диссертационных исследованиях составляет 90%. Доля его участия в опубликованных научных трудах - 72%, в статьях из журналов, входящих в список ВАК - 61%.
Степень достоверности полученных результатов подтверждена научно-обоснованной организацией и проведением полевых, лабораторных и производственных опытов с использованием современных методов анализа, а также статистической обработкой экспериментальных данных и результатами их внедрения в производство.
Апробация и реализация результатов исследований. Основные
положения диссертационной работы были представлены и докладывались на:
заседаниях Ученого совета ФГБНУ ВНИИЗБК (1986…2004 гг.), научно-
технического совета ФГБНУ «Шатиловская СХОС ВНИИЗБК» (2005…2016 гг.),
международных, всероссийских и региональных научно-практических
конференциях: Роль современных сортов и технологий в сельскохозяйственном
производстве, Орел, 2004 г.; Пути повышения устойчивости
сельскохозяйственного производства в современных условиях, Орел, 2005 г.;
Регуляция продукционного процесса сельскохозяйственных растений,
посвященная памяти профессора А.П. Лаханова, Орел, 2005 г.; Актуальные проблемы развития селекции и семеноводства полевых культур, посвященной 110-летию Шатиловской СХОС, Орел, 2006 г.; Актуальные проблемы повышения продуктивности растениеводства для реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК», Орел, 2007 г.; Повышение устойчивости производства сельскохозяйственных культур в современных условиях, Орел, 2008 г.;
Кормопроизводство в условиях ХХI века: проблемы и пути решения, Орел, 2008
г.; Научное обеспечение производства продукции растениеводства в условиях
изменяющегося климата, Орел, 2010 г.; Новые сорта сельскохозяйственных
культур - составная часть инновационных технологий в растениеводстве,
посвященная 115-летию Шатиловской СХОС, Орел, 2011 г.; Стратегия
адаптивного ресурсо- и энергосберегающего растениеводства в ХХI веке,
посвященная научному наследию академика РАН А.А. Жученко, Орел, 2014 г.;
Новые сорта и технологии возделывания сельскохозяйственных культур, Орел,
2015 г.; Роль научного наследия Шатиловской сельскохозяйственной опытной
станции в становлении и развитии аграрной науки в России, Орел, 2016 г.;
выездных заседаниях Президиума РАСХН «Роль генресурсов и селекционных
достижений в обеспечении динамичного развития сельскохозяйственного
производства», Орел, 2009 г.; «Инновационные факторы повышения
конкурентоспособности производства зернобобовых и крупяных культур в условиях диверсификации АПК, посвященное 50-летию ВНИИЗБК», Орел, 2012 г.; выездной научной сессии РАСХН «Научное обеспечение внедрения современных технологий производства сельскохозяйственной продукции», Орел, 2013 г.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 49 печатных работах, из них 15 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получено 2 авторских свидетельства на селекционные достижения.
Объем и структура диссертации. Общий объем диссертационной работы составляет 304 страницы компьютерного текста и содержит 8 глав, заключение, предложения производству, список литературы и приложения. Работа включает 95 таблиц, 14 рисунков, 46 приложений. Список литературы состоит из 338 источников, из них 17 на иностранных языках.
Автор выражает искреннюю благодарность директору ФГБНУ «ВНИИ
зернобобовых и крупяных культур», член-корр. РАН, доктору
сельскохозяйственных наук, профессору Зотикову В.И.; зам. директора по научной работе, доктору сельскохозяйственных наук Наумкиной Т.С., зав. лабораторией селекции гречихи, доктору биологических наук Фесенко А.Н., ведущему научному сотруднику, кандидату сельскохозяйственных наук Глазовой З.И. за предоставленные консультации по обсуждаемым в данной работе вопросам, а соисполнителям научных исследований сотрудникам лаб. селекции крупяных культур ФГБНУ ВНИИЗБК и коллективу отдела селекции и семеноводства ФГБНУ «Шатиловская СХОС ВНИИЗБК» – за содействие в выполнении полевых, вегетационных и лабораторных опытов и публикацию статей.
Особенности адаптивной технологии возделывания гречихи
Основной резерв увеличения производства зерна гречихи заключается в повышении ее урожайности за счет внедрения в производство более ценных сортов, совершенствования технологии их возделывания, включающей последние достижения науки и передового опыта (Галимов, Сабитов, 1985; Муртазина, Гайсин и др., 1995; Субботин, 2006; Барнаков, 2007; Белоус, Ториков, Мельникова с соавт., 2010; Коледа, 2010; Важов, 2013; Кирсанова, Глазова, Злотников, Злотников, 2006; Кирсанова, Злотников, Злотников, 2011).
Творчески применяя разработанные агрономической наукой технологические приемы возделывания, многим хозяйствам удается получить по 2,0...2,5 т/га зерна гречихи и более на больших площадях. Рекордные урожаи гречихи отмечены у сорта Дождик - 6,6 т/га; у сорта Сумчанка - 6,9 т/га в 1990 году на Вознесенском ГСУ Николаевской области (Глазова, 1985; Наумкин, Куликов, 1994).
В Каменец-Подольском СХИ разработана Подольская технология возделывания гречихи, широко применяемая на Украине. Это, так называемая, безотходная технология для хозяйств, специализирующихся на выращивании гречихи (Алексеева, 1988).
Учеными ВНИИ зернобобовых и крупяных культур разработаны перспективная ресурсосберегающая технология производства гречихи (Зотиков, Глазова, Борзенкова с соавт., 2009) и практическое руководство по возделыванию гречихи в центральных регионах России (Зотиков, Глазова, Борзенкова с соавт., 2015).
Изучению технологических приемов возделывания гречихи посвятили свои исследования С.И. Лосев, А.И. Хлебников (1973); П.Т. Корольков (1981, 1987, 1989); А.Н. Григоров, М.Н. Загородних (1982); И.Н. Елагин (1984); Ю.А. Шашкин, В.А. Гусева (1985); А.Ф. Якименко, Ю.А. Шашкин (1987); А.Ф. Якименко (1967, 1988); А.Н. Бочкарев, Е.В. Квашук (1991), В.П. Наумкин (1993) и другие ученые. Место в севообороте. Правильный выбор места посева гречихи имеет большое значение для повышения е урожайности. В практике этому вопросу часто не уделяется должного внимания. Нередко гречиха высевается на малоподходящих для нее участках (Воробьев с соавт., 2001; Зотиков, Глазова, Борзенкова, 2009; Зотиков, Глазова, Борзенкова с соавт., 2009; Зотиков, Бударина, Глазова, 2015).
Исследования ряда научно-исследовательских учреждений, а также опыт передовых хозяйств показывают, что размещение гречихи в севообороте после бобовых, хорошо удобренных озимых и пропашных культур обеспечивает урожай на 15...40% больше, чем после фуражных (Орлов с соавт., 1971).
Так, колхоз "Знамя труда" Новооскольского района Белгородской области получил урожайность гречихи 1,7 т/га с площади 100 га при е посеве после озимых. В совхозе "Степнянский" Ольховатского района Воронежской области урожайность культуры на площади 93 га после озимой пшеницы составила 2,1...3,0 т/га, а в совхозе "Комсомолец" Тамбовской области - 2,3...4 т/га (Григоров, Загородних, 1982).
Посевы гречихи желательно размещать вблизи лесов и полезащитных лесных полос, что способствует их защите от весенних заморозков и летних суховеев во время цветения, а также лучшему опылению насекомыми (Елагин, 1984; Коротченков, 2008).
Предшественники для гречихи, как и для других сельскохозяйственных культур, имеют большое значение. Они должны оставлять после себя чистое от сорняков поле, с хорошими запасами влаги и питательных веществ в почве (Больбока, 1977; Мустафаев, 1987; Дерябин, 2006).
Приемы обработки почвы под гречиху в значительной степени зависят от предшественников и степени е окультуренности (Броваренко, 1979; Новиков с соавт., 2006, 2010; Новиков, 2012).
Основная обработка почвы после стерневых предшественников состоит из лущения почвы и зяблевой вспашки. После уборки пропашных культур сразу проводят зяблевую вспашку, если же поля после пропашных остались засоренными, вспашке должна предшествовать обработка почвы дисковыми боронами на глубину 6...8 см (Мустафаев, 1983; Полуян, Горковец, 1986).
В условиях Центрально-Черноземного региона урожайность сельскохозяйственных культур в большей степени зависит от того, какое количество осадков будет накоплено и сохранено в почве. Чем раньше вспахана зябь, тем больше период накопления влаги за счет выпадающих осадков.
На полях, засоренных корневищными и корнеотпрысковыми сорняками, после уборки предшествующих культур, необходимо проведение двукратного лущения: первое - дисковыми лущильниками на глубину 8...10 см, второе -отвальными лущильниками на 10...12 см после отрастания корневых проростков и отпрысков (Пшеничко, 1987).
Если под предшественник гречихи проводилась глубокая вспашка, то поле пашут на глубину 20...22 см.
В хозяйствах Центрально-Черноземного региона в отдельных случаях имеет место размещение гречихи по весновспашке, что недопустимо, так как она снижает урожайность гречихи на 30-40% (Елагин, 1984).
Период от начала полевых работ до посева гречихи длится около месяца. Первой обработкой для сохранения влаги и очищения почвы от сорняков при выезде в поле является боронование зяби. Культивацию необходимо провести через 3...4 дня после боронования на глубину 10...12 см. Вторая культивация проводится по мере появления сорняков культиватором с подрезающими лапами УСМК-5,4 на глубину 6...8 см. Предпосевная культивация с боронованием проводится на глубину 5...6 см с обязательным последующим прикатыванием (Орлов с соавт., 1971).
В зоне достаточного увлажнения на тяжелых заплывающих почвах на урожайность гречихи положительно сказывается весенняя перепашка зяби на глубину 15... 18 см с одновременным боронованием и прикатыванием. Питание гречихи по фазам развития и применение удобрений. В силу своих биологических особенности гречиха предъявляет повышенные требования к питанию, от которого зависит существенное повышение урожайности от 17 до 31% (Гребенников, 2003; Зотиков, Глазова, Бударина с соавт., 2009; Дубенок, 2016).
Для формирования 1 ц зерна и соответствующего количества незерновой части урожая гречиха использует 3-3,4 кг азота, 2,5-3 кг фосфора и 4,5-5,6 кг калия. В разные периоды она потребляет питательных веществ в неодинаковом количестве: азота в первые полтора месяца после посева -около 61%, калия - 62%, фосфора - около 40% от общей потребности. Большую часть фосфора гречиха потребляет в периоды цветения и налива плодов. Потребление азота возрастает от начала всходов до 20-го дня вегетации и достигает максимума (89-94%) к периоду массового цветения -плодообразования (Небытов, Мазалов, Николаев, 2016).
Фосфор необходим гречихе в период прорастания семян, поэтому поглощение его до 13-го дня вегетации минимально. Его потребление увеличивается почти в 2 раза к 26-30 дню и достигает максимума к моменту начала образования плодов, далее сохраняется на высоком и постоянном уровне на протяжении всего периода плодообразование - молочная спелость, то есть до 95-го дня и несколько снижается к уборке (Зотиков, Бударина, Глазова с соавт., 2015).
Негативной стороной современного растениеводства является значительный вынос элементов питания из почвы. В наибольшей степени потребляется и выносится на всех типах почв азот. Азотные удобрения следует вносить весной под предпосевную обработку почвы. Гречиха лучше реагирует на нитратные, чем на аммиачные формы азотных удобрений.
Таким образом, система применения удобрений под гречиху должна предусматривать полную обеспеченность культуры основными элементами минерального питания для получения планируемого урожая, а также создание оптимальных условий для наиболее эффективного использования питательных веществ из почвы и удобрений (Шашкин, Мазалов, 1987; Глазова, Мазалов, Новиков с соавт., 2005).
При внесении минеральные удобрения повсеместно повышают урожай гречихи, но наибольшая их эффективность проявляется на почвах с pH выше 5,6 и почвах с низким уровнем естественного плодородия. Агрохимическое обследование полей и расчет планируемой урожайности позволяют наиболее точно рассчитать нормы и дозы применяемых удобрений (кг д.в. на 1 га) (Иванов, 1979; Нарушев, 2003; Нарушев, Нарушева, 2004; Глазова, Мазалов, Новиков с соавт., 2005; Мельник с соавт., 2007; Зотиков, Бударина, Глазова с соавт., 2015).
Для растений гречихи характерна повышенная требовательность к фосфорному питанию, что обусловлено специфичностью метаболизма отдельных е соединений. Высокая поглотительная способность корневой системы гречихи по отношению к фосфатам почвы и удобрений позволяет применять все их виды, в том числе фосфоритную муку. Вносить их лучше перед зяблевой вспашкой (Небытов, Мазалов, Еремина, 2012; Небытов, Коломейченко, Мазалов, 2014).
Внесение гранулированных фосфорных или сложных удобрений в рядки с семенами в дозах 10-20 кг д.в. на гектар оказывает положительное влияние на рост растений на ранних и стимулирует усвоение труднорастворимых фосфатов на поздних стадиях развития. Удобрения вносят в рядки с использованием зерновых сеялок (Небытов, Мазалов, Николаев с соавт, 2015; Небытов, Мазалов, Николаев, 2016).
Предпосевная обработка семян гречихи гуматом натрия
Одним из регуляторов роста является физиологически активная натриевая соль гуминовых кислот или гумат натрия. Обладая физиологически активными свойствами, он в малых дозах стимулирует рост и развитие сельскохозяйственных растений, а также повышает сопротивляемость их к неблагоприятным условиям среды. Действие гумата натрия осуществляется, прежде всего, на клеточном уровне. Он активирует, а в условиях неблагоприятных для жизнедеятельности растений стабилизирует такие важные биологические процессы, как синтез белка и нуклеиновых кислот, образование ферментов и процессы клеточного деления. На организменном уровне гуматы натрия нормализуют процесс фотосинтеза, поступление минеральных солей из внешней среды, улучшают рост корневой системы и надземной массы растений. Вс это приводит к повышению урожая, а при неблагоприятных условиях, его стабилизации и улучшения качества продукции.
Гумат натрия безвреден и поэтому не требует специальных мер предосторожности. Остаточное количества гумата натрия в растениях не обнаруживаются, так как сам он является продуктом микробного разложения растительных остатков.
В наших опытах изучалось влияние обработки семян гуматом натрия на урожайность разных сортов гречихи.
Положительное влияние от обработки семян гуматом натрия проявилось у сорта Тройка только при широкорядном способе посева (Таблица 26). В 1989 г. при посеве 10 и 25 мая достоверная прибавка урожайности составила 0,27…0,30 т/га, в 1990 г. при посеве 25 мая - 1,80 т/га, в 1991 г. при посеве 10 мая - 0,30 т/га.
Нами установлено положительное влияние предпосевной обработки семян гречихи гуматом натрия на массу растения при различных способах и сроках посева, а также на массу зерна с одного растения на раннем сроке посева (10 мая) (Таблица 27).
Дальнейшие исследования 1991…1993 гг. по предпосевной обработке семян гуматом натрия проводили на сортах Баллада, Скороспелая 86 и Дождик. Следует отметить, что урожайность гречихи в 1991 и 1992 гг. была невысокой: 0,38 - 1,50 т/га и 0, 78 - 1,36 т/га соотвественно (Таблица 28).
Достоверная прибавка урожайности от обработки семян гуматом получена в 1991 году на сортах Скороспелая 86 и Дождик (0,23 и 0,12 т/га соответственно) и в 1993 году на сорте Баллада (0,30 т/га). В 1992 году на всех сортах положительных результатов от обработки семян гуматом натрия не отмечалось.
Известно, что урожайность гречихи во многом зависит от погодных условий в период цветение - плодообразование, а в условиях ЦентральноЧерноземного региона от погодных условий первой половины периода цветение - уборочная спелость (Приложение 34).
Отрицательное влияние на величину урожайности в 1991 году оказали: сумма температур воздуха 250С; сумма среднесуточных температур и сумма относительной влажности воздуха 50%; а в 1992 году - сумма относительной влажности воздуха 50% (Таблица 29).
В наших исследованиях различий в полевой всхожести семян и сохранности растений к уборке в зависимости от обработки семян гуматом натрия не наблюдалось (Таблица 30).
Результаты структурного анализа показали, что в вариантах с гуматом натрия у всех сортов в 1991 году продуктивность растений была выше, чем в вариантах без обработки (таблица 31). Несмотря на то, что густота стояния растений на единице площади в вариантах с гуматом была меньше, чем в контрольных вариантах. Такая тенденция наблюдалась у всех сортов.
Биологическая урожайность в варианте с обработкой семян гуматом натрия была наибольшей у сорта Баллада (+ 0,19 т/га к контролю).
В 1992 году масса зерна с одного растения в вариантах с гуматом натрия была более низкой, чем в контрольных вариантах. При этом густота стояния растений в вариантах с гуматом натрия по сравнению с контролем была выше.
В 1993 году продуктивность ратсений была выше в варианте с гуматом натрия только у сорта Баллада, что и обеспечило ему достоверную прибавку урожайности.
Можно предположить, что неодинаковое действие гумата натрия на продуктивность растений было результатом различных погодных условий, не только при прорастании семян в ранние сроки развития растений, но и в течение вегетации, что подтверждается данными Mick, Savoini et al., 1986.
Аналогичные данные можно наблюдать и по воздушно - сухой и абсолютно - сухой массе одного растения. Была отмечена тенденция к увеличению массы 1000 зрен при посеве семенами, обработанными гуматом натрия, как в 1991 году, так и в 1993 году. В 1992 году данная закономерность не наблюдалось.
Различий и изменений площади листовой поверхности от обработки семян гуматом натрия у изученных сортов не наблюдалось. В 1991 году площадь листьев была больше в вариантах с гуматом натрия у сортов Баллада и Дождик в период цветения и у сортов Скороспелая 86 и Дождик перед уборкой. В 1992 году наибольшую площадь листьев сформировали растения сорта Скороспелая 86, в 1993 году - Скороспелая 86 - в период цветения и сорта Дождик перед уборкой.
Таким образом, обработка семян перед посевом гуматом натрия оказывала положительное влияние на урожайность различных сортов гречихи. Максимальный положительный эффект на продуктивность растений от применения гумата натрия наблюдался в 1991 г. у всех сортов, в 1993 г. у сорта Баллада.
Создание сорта Диалог
Гречиха относится к видам - виолентам, способным занимать доминирующее положение в ценозе. Важным адаптивным свойством гречихи является е способность к непрерывному росту, обеспечивающаяся сложным комплексом адаптивных свойств и признаков: гетеростилия, высокая усвояющая и поглотительная способность корней, интенсивность фотосинтеза и транспирации, наличие многочисленных меристем, неограниченный тип роста и др.
Важнейшим элементом в этой системе является специфика донорно-акцепторных отношений: на стрессовые воздействия (особенно недостаток света и воды) гречиха активно реагирует перераспределением тока ассимилятов к зонам роста материнского растения, в ущерб развивающимся завязям. Ассимиляты, оттекающие к семенам, служат основным энергетическим резервом, обеспечивающим растениям сохранение ростовых потенций и выживание. Это обусловливает низкий уровень и нестабильность хозяйственной урожайности гречихи.
Изучение продукционных свойств ограниченно-ветвящихся (Баллада, Молва) и детерминантных (Дикуль) сортов выявило наличие тесной связи между морфологическими и продукционными свойствами растений. Был сделан вывод, что адаптивное значение мутаций ограниченного ветвления и детерминантного типа побегов определяется не изменением габитуса растений, а повышением эффективности (через изменение габитуса) донорно-акцепторных отношений. Повышенная урожайность этих сортов была в значительной степени или целиком обусловлена повышением уборочного индекса.
Исходным материалом для селекции служили селекционные образцы ФГБНУ ВНИИЗБК, сорта, занесенные в Госреестр и коллекционные сортообразцы ВИР им. Н.И. Вавилова (г. Санкт-Петербург). Перспективным направлением на современном этапе селекции гречихи является создание популяций-доноров повышенного уборочного индекса. Для решения этой задачи нами был использован периодический отбор на повышенный уборочный индекс и высокую продуктивность в сочетании с инбридингом.
С этой целью было проведено скрещивание индетерминантного сорта Молва с гомостильной формой гречихи, несущей ген гомостилии дикого вида гречихи F. homotropicum. Была получена популяция, состоящая из гомостильных (самоопыляющихся) и длинностолбчатых (перекрстноопыляющихся) растений. Из этой популяции была проведена серия отборов гомостильных (ДД) и длинностолбчатых (ДК) растений, у которых оценивали общую и зерновую продуктивность и уборочный индекс. Из лучших растений формировали популяцию для следующего цикла отбора. После трх циклов отбора популяции, полученные путм отбора ДК- и ДД-растений, оценили в полевых условиях для сравнения эффективности отбора.
Посев по схеме 5 х 30 см, 40 зерен на делянку, повторность 10-ти кратная. Результаты испытаний представлены в таблице 71.
Отбор перекрестноопыляющихся растений обеспечил незначительное превышение над стандартом. Отбор самоопыляющихся растений был значительно эффективнее (уборочный индекс повысился на 4,0 %).
Таким образом, отбором удалось существенно оптимизировать донорно-акцепторные отношения растений селектируемой популяции.
Полученная популяция была скрещена с перспективными селекционными номерами. Гибриды испытывали в полевых условиях (повторность 10-ти кратная, учтная площадь делянки 9м2, норма высева 3 млн. всхожих зерен/га). Для оценки урожая биомассы и Кхоз отбирали пробные снопы с каждой делянки (учетная площадь 0,2 м2).
Учет урожая зерна поделяночный сплошной, комбайном «Сампо-130». Стандартом служил сорт Дикуль, отличавшийся высоким уборочным индексом.
Урожайность сортообразцов представлена в таблице 72. Все изученные сортообразцы превзошли по величине Кхоз сорт-стандарт Дикуль. Однако отбор на высокую озерненность и энергию плодообразования привел к сокращению вегетационного периода и снижению урожая биомассы. В результате только один сортообразец (Д-3 ВЭП) дал достоверную (0,28 т/га) прибавку к стандарту по урожаю зерна.
Таким образом, использование в селекции популяций-доноров высокого уборочного индекса должно сопровождаться отбором на мощное вегетативное развитие растений. В связи с этим сортообразец Д-3 ВЭП перспективен для дальнейшего изучения.
Во ВНИИЗБК были выделены две новые мутации, изменяющие морфогенез цветка, которые мы привлекли для селекционной проработки, в результате которой получили гибриды tlb х Дикуль и atl х Дикуль. В расщепляющихся поколениях гибридов было проведено 3 массовых отбора мутантных растений на повышенную фертильность и высокий морфологический потенциал продуктивности.
Изучение полученных популяций в конкурсном сортоиспытании показало, что их урожайность возросла в результате отбора до уровня сорта-эталона Дикуль (Рисунок 3).
В результате трехкратного отбора в гибридной популяции (atl х Дикуль) урожайность возросла с 1,61 до 1,93 т/га.
В связи с этим, возможно использование данных мутаций в селекции для создания популяций, превосходящих современные сорта по урожайности и устойчивости к осыпанию.
Кроме этого, было проведено испытание ещ 9 перспективных сортообразцов гречихи. Выделился Д-3 ВЭП, который дал достоверную прибавку (0,20 т/га) к наиболее урожайному сорту-стандарту Дикуль. В 2004 году этот сортообразец также дал достоверную (0,28 т/га) прибавку к сорту-стандарту Дикуль по урожаю зерна.
Оценка полученных гибридных популяций (tlbДикуль и altДикуль) в конкурентном сортоиспытании показала, что их урожайность в результате отбора составила 1,75…2,02 т/га, то есть возросла до уровня сорта-эталона Дикуль - 1,79…2,09 т/га в соотвествии с рисунком 4.
Влияние сроков посева, предпосевной обработки семян биологически активными препаратами и различных способов уборки на формирование качества зерна и урожайность гречихи
В повышении урожайности гречихи большое значение имеет внедрение в производство высокопродуктивных сортов, хорошо приспособленных к местным почвенно-климатическим условиям и допущенных к использованию в производстве. Завоз семян из других зон часто приводит к снижению урожая. Наукой и практикой доказано, что использование на посев высококлассных семян обеспечивает повышение урожайности на 20-30%.
В Орловской области производство семян гречихи высоких репродукций обеспечивают следующие учреждения: ФГБНУ ВНИИЗБК производит оригинальные семена (питомники размножения) и по договорам на размножение семян осуществляет их реализацию в отдельные хозяйства и опытно-производственные хозяйства института. ФГБНУ «Шатиловская СХОС ВНИИЗБК», ФГБУ «Стрелецкое», ФГБУ «Орловское», ООО «Дубовицкое» Малоархангельского района производят оригинальные (суперэлита) и элитные семена и реализуют их в семеноводческие подразделения акционерных обществ, агрофирм и др., которые в свою очередь размножают их до I и II репродукции. На посев могут использоваться и более низкие репродукции, при соответствии их сортовых и посевных качеств требованиям государственного стандарта ГОСТ Р 52325-2005 (Таблица 83). Согласно ГОСТу 52325-2005 «Сортовая чистота посевов гречихи не определяется. Принадлежность к сорту устанавливают при апробации по сортовым документам на высеянные семена, а категорию сортовых посевов устанавливают по числу лет репродуцирования семян на основании документов, по которым можно определить поколение после выпуска семян элиты. В акте апробации в графе «Сортовая чистота» проставляют «типичная», гарантируя полную типичность данных посевов».
К первой категории относятся посевы 1-3 репродукции. Ко второй -посевы 4-5 репродукции.
ГОСТ 10247-85 устанавливает требования к посевным качествам семян гречихи, а также регламентирует мероприятия необходимые для доведения семян до посевных кондиций (очистка, сортировка, сушка на механизированных семяочистительно-сушильных комплексах).
Для повышения посевных качеств и урожайных свойств семян часто применяется инкрустирование. Инкурстация производится биологически активными препаратами с добавлением протравителя ТМТД, ВСК-4 л/т и пленкообразователя. Этот процесс приводит к активации в семенах ростовых процессов, способствует появлению дружных всходов, а также обеспечивает их защиту от возбудителей болезней.
Среди новых отечественных биологически активных препаратов и комплексных микроудобрений, содержащих в своем составе макро- и микроэлементы, хорошие результаты показывают: флоргумат - 0,5 л/т, гумат натрия «Сахалинский» - 3-5 л/т, гумат калия (сапропелевый) - 0,5 л/т, альбит - 0,03-0,05 л/т, а также Аквамикс - 100 г/т, Рексолин, АВС и Спидфол, Б-200 г/т и др. Разрешены для применения на гречихе Новосил и Биосил - 0,03-0,05 л/т, Иммуноцитофит, 1 таблетка/т и Битус - 0,6 л/т.
Пленкообразователи Эпок-100 г/т или NаКМЦ-200 г/т применяются для удержания препарата на поверхности семян. Технология приготовления рабочего раствора следующая: объем воды необходимо разделить на три части. В одной части развести необходимую норму ядохимиката, во второй пленкообразователь (прилипатель), в третьей - один из биологически активных препаратов. Затем растворы слить и перемешать. Норма расхода рабочего раствора составляет 10…15 л/на тонну семян. Обработку семян проводят за 2…15 дней до посева машинами ПС-10АМ, ПСУ-10, ПСШ-10, ПСШ-7В.
К комплексным биопрепаратам относится Агат-25, который содержит в своем составе специальный набор микроэлементов, биостимуляторы, флавоноидные вещества растений и взвесь уникальных почвенных симбиотических бактерий, улучшает минеральное и водное питание растений, снимает необходимость дополнительного внесения в почву минеральных удобрений.
В лабораторных условиях семена гречихи сорта Дикуль обрабатывали препаратом в разведении - 1:25, 1:50 и 1:100, то есть одна часть препарата на 25, 50 и 100 частей воды. Проводили оценку обработанных и необработанных семян (контроль) по показателям энергии прорастания, лабораторной всхожести, размерам и массе проростков (корешков и ростков).
В полевых условиях изучали вариант с обработкой семян гречихи препаратом в разведении 1:50, как обеспечивающий необходимый стимулирующий эффект при рекомендуемом содержании микроорганизмов на семени от 10 до 100 тысяч и оптимальном расходе препарата. На одну тонну семян расходуется около 70 мл препарата.
Для сравнения урожайности в полевых опытах с гречихой был включен вариант с обработкой семян полимером NаКМЦ с добавлением протравителя ТМТД по норме 2 и 4 кг/т.
Исследования показали, что предпосевная обработка семян гречихи препаратом Агат-25 повышает энергию прорастания и лабораторную всхожесть от 3 до 5% (Таблица 84).
Стимулирующее действие препарата проявилось увеличением размеров проростков. У обработанных семян Агат-25 в разведении 1:25 и 1:100 длина корешков и ростков превышала контрольные корешки и ростки от 5,1 до 12,3%.
Установлено, что наиболее оптимальная доза для обработки семян гречихи препаратом Агат-25 составляла в разведении 1:50. В этом варианте на седьмые сутки проращивания семян (день определения лабораторной всхожести) длина корешков и ростков проростков увеличилась по сравнению с контрольными проростками на 12,4…13,8%. С увеличением длины проростков отмечено повышение массы корешков на 19,4%, ростков - 18,8%. Обработка семян препаратом Агат-25 перед посевом в разведении 1:50 увеличивала высоту растений гречихи на 8,5…16,0% к контролю.
В полевых условиях всходы у обработанных семян гречихи появлялись на 2-3 суток раньше контроля; цветение растений начиналось на 3 суток раньше контроля.
Полевая всхожесть семян гречихи сорта Дикуль, обработанных препаратом Агат-25, повышалась на 5%, а урожайность, в среднем за три года, на 0,20 т/га или на 10,7% (Таблица 85).
Увеличение урожайности гречихи зависело не только от повышения полевой всхожести семян, но и от продуктивности растений. Одним из факторов продуктивности было увеличение массы 1000 семян на 1,5% по сравнению с контролем.
Таким образом, обработка семян гречихи перед посевом препаратом Агат-25 стимулирует рост и развитие проростков, повышает их лабораторную и полевую всхожесть и оказывает положительное влияние на урожайность.
Сорта гречихи представляют собой сложные по биотическому составу популяции. Каждое растение характеризуется определенными особенностями габитуса, зерна и т.д. Это позволяет сорту адаптироваться к изменениям условий окружающей среды, а переопыление генотипов обеспечивает высокий уровень гетерозиса.
Семенные участки размещают на плодородных, хорошо обработанных и чистых от сорняков полях с соблюдением пространственной изоляции не менее 200 м. Изоляция для посева разных сортов гречихи не требуется, если между ними находится лесополоса шириной не менее 10 м.
Посев на семенных участках проводят в оптимальные сроки, когда температура почвы на глубине заделки семян достигнет 12-140С, что обычно наблюдается во второй-третьей декадах мая, ориентировочно через 25-30 дней после начала полевых работ. Среднеспелые детерминантные сорта (Девятка, Дикуль, Диалог и др.) следует высевать раньше, так как они формируют большую продуктивность при сниженных температурах и избыточном увлажнении. Семена с ранних посевов обычно обладают более высокими посевными качествами.
Скороспелые детерминантные сорта (Темп) целесообразно высевать в начале июня, так как они более приспособлены к высокому температурному режиму и неустойчивому увлажнению.
При выборе способа посева детерминантных сортов гречихи на семена учитывают, что среднеспелые и позднеспелые сорта в ранние и оптимальные сроки следует высевать широкорядным способом, так как он будет иметь преимущество перед рядовым способом посева на высокоплодородных, хорошо окультуренных и получивших хорошую заправку удобрениями почвах, при своевременном и высококачественном уходе за посевами. При этом формируются более развитые, хорошо озерненные растения, семена получаются крупные и хорошо выполненные. Широкорядный посев обеспечивает высокий коэффициент размножения, что позволяет быстро внедрить в производство новые высокоурожайные сорта.