Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Современное состояние вопроса (обзор литературы) 9
1.1 Срок посева 11
1.2 Глубина посева семян 17
1.3 Норма высева 22
1.4 Способ посева 27
ГЛАВА 2 Объект, методика и условия проведения исследований 33
2.1 Объект исследования 33
2.2 Схема и методика проведения исследований 33
2.3 Условия проведения опытов
2.3.1 Почвенно-климатические условия 35
2.3.2 Метеорологические условия вегетационного периода 37
2.3.3 Почвенные условия 40
2.4 Технология возделывания суданской травы в опытах 41
ГЛАВА 3 Влияние срока и глубины посева семян на урожайность сухого вещества суданской травы чишминская ранняя 42
3.1 Урожайность суданской травы и обоснование её структурой 42
3.2 Засоренность посевов суданской травы 52
3.3 Фотосинтетическая деятельность растений суданской травы 54
3.4 Кормовая питательность суданской травы 56
ГЛАВА 4 Влияние глубины посева семян на урожайность сухого вещества суданской травы чишминская ранняя 61
4.1 Урожайность и обоснование её элементами структуры 61
4.2 Масса корней суданской травы 65
4.3 Кормовая питательность суданской травы 66
ГЛАВА 5 Влияние нормы высева и способа посева на урожайность сухого вещества суданской травы чишминская ранняя 68
5.1 Урожайность суданской травы в зависимости от нормы высева, обоснование её элементами структуры 68
5.2 Засоренность посевов суданской травы в зависимости от нормы высева 70
5.3 Кормовая продуктивность суданской травы 70
5.4 Урожайность суданской травы в зависимости от нормы высева и способа посева, обоснование её элементами структуры 72
5.6 Фотосинтетическая деятельность растений 82
5.7 Кормовая питательность суданской травы 85
ГЛАВА 6 Энергетическая, экономическая оценки, производственные испытания 92
6.1 Энергетическая оценка результатов исследований 92
6.2 Экономическая оценка результатов исследований 93
6.3 Результаты производственных испытаний 95
Заключение 97
Рекомендации производству 100
Список литературы 101
- Глубина посева семян
- Почвенно-климатические условия
- Засоренность посевов суданской травы
- Кормовая продуктивность суданской травы
Глубина посева семян
Срок посева – важный фактор в растениеводстве. Выбор оптимального срока посева является одним из важнейших факторов в комплексе мероприятий по увеличению урожайности полевых культур, повышению содержания питательных веществ в надземной биомассе, улучшению посевных и урожайных свойств семян. Иногда оптимальный срок посева способен сократить продолжительность вегетационного периода до 7 дней [Рудницкий Н.В., 1926; Курылева С.Г., 1982; Ковязина И.Ю., 1984; Наговицын И.В., 1986; Макарова В.М., 1995; Фаты-хов И.Ш., 2002]. Влияние срока посева на урожайность полевых культур издавна привлекал внимание земледельцев – ученых и практиков [Коренев Г.В., 1990]. По мнению ряда авторов [Ижик И.К., 1966; Гареев Р.Г., 1986; Ирназаров Ш.И, 2004; Князев Б.М, 2004; Карпачев В.В., 2007; Schoberger H., 1988; Oberforster M., 1991; Ис-магилов Р.Р., 2011] срок посева главным образом определяется требованиями биологии растений к основным факторам среды, при которых в конкретных условиях для растений формируется благоприятное сочетание для роста и развития. Сроки посева в значительной степени влияют на время появления и полноту всходов, последующий рост, а соответственно, и величину урожайности. Только при посеве в оптимальные сроки растения могут полностью использовать все необходимые факторы для своего роста и развития [Хамоков Х.А., 2001; Кондратенко Е.П., 2004; Тупицын Н.В., 2004].
Очень важно помнить при определении оптимального срока посева, что слишком ранний срок посева может привести к гибели растений от заморозков и потере урожая, однако чем раньше срок посева, тем длительней вегетационный период. При запаздывании с посевом происходит уменьшение содержания влаги в верхнем слое почвы, что так же приводит к снижению урожайности [Бадина Г.В., 1988; Ханиев М.Х., 2005; Debruck J., 1983; Gienapp C., 1994].
В различных почвенно-климатических зонах страны срок посева влияет на урожайность культур по-разному. Срок посева определяется особенностями физиологии развития растений и ходом закладки продуктивных органов. Как правило, выбор оптимального срока посева в хозяйствах является компромиссом между всеми факторами [Чазов С.А., 1983; Алабушев В.А., 1989; Гридасов И.И., 1997; Шпаар Д., 2000].
Современные сорта полевых культур сильно реагируют на сроки посева. Даже небольшие отступления от оптимальных сроков посева приводят к значительному снижению урожайности культур. Это подтверждается опытами ряда исследователей в России и зарубежом. Ими установлено, что запаздывание с посевом зерновых культур даже на одни сутки приводят к снижению урожайности до 100 кг/га [Огнев В.Н., 1993; Васько В.Т. , 1997; Фатыхов И.Ш., 2001; Толкано-ва Л.А., 2007] на две-три недели – до 7 % [Шпаар Д., 1998Б].
В полевых опытах со сроками посева пивоваренного ячменя Биос 1 в СХПК (колхоз) им. Мичурина Вавожского района Удмуртской Республики установлено, существенное снижение урожайности (6 %) на 2 и 4 сутки от возможно раннего срока посева [Коконов С.И., 2003].
По мнению Е.П. Старцевой [1991] преимущество ранних сроков посева овса в лучшем формировании всех показателей элементов структуры урожайности. Так при изучении влияния срока посева на урожайность овса в Среднем Предура-лье на сортах Фаленский 1 [Курылева С.Г., 1982], Улов [Толканова Л.А., 2007] и Конкур [Рябова Т.Н., 2012, 2013В] было установлено, что оптимальным является возможно ранний срок посева. Запаздывание с посевом более чем на одни сутки приводит к снижению урожайности зерна до 0,71 т/га. Однако в отдельные годы отклонения возможно раннего срока посева могут достигать 9-12 дней [Корнее-ва Л.И., 1991, 1993].
Влияние срока посева на формирование урожайности установлено на культурах разной биологической группы. Реакцию гречихи Саулык на сроки посева выявила З.М. Хаертдинова [2008]. При посеве гречихи 30 мая – 2 июня получена максимальная урожайность зерна (14,4 ц/га) и меньшей засоренностью посевов.
Посев рапса необходимо проводить в определенный интервал времени, когда в почве создаются наиболее подходящие условия по температуре и влажности для набухания и прорастания семян. По данным Сибирской опытной станции, оптимальным сроком является начало третьей декады мая (22-25) при прогреве почвы до +10…+12 С. В этом случае развитие растений идет быстрее, урожай формируется в хороших световых условиях и семена успевают вызреть. При оптимальном сроке посева прибавка урожайности семян составляет 0,14-0,20 т/га. [Лошкомойников И.А., 2008]. Исследованиями И.Ш. Фатыхова [2008] и Ч.М. Са-лимовой [2008, 2009] Ижевская ГСХА установлен оптимальный срок посева ярового рапса Галант на зеленый корм в Среднем Предуралье, через 6-12 суток от возможно раннего срока и урожайность при этом составил 2,79-3,26 т/га. В ранние и поздние сроки посева происходило снижение урожайности сухого вещества. В условиях лесостепи Среднего Поволжья для получения высоких урожаев сои посев рекомендуют проводить с 20 по 26 мая [Васина А.А., 2008]
Исследования, показали, что оптимальный срок посева сорго на зеленую массу на выщелоченных черноземах Мордовии является третья декада мая. При этом получили наибольшую урожайность зеленой массы 38,7 т/га и наибольший урожайность сухого вещества 10,46 т/га [Кузнецов И.С., 1997, 1999].
Сорго-суданковые гибриды чувствительны к низким температурам и заморозкам. Многие исследователи (Щербатых С.П., 1963; Малиновский Б.Н., 1977; Шепель Н.А., 1981; Исаков Я.И., 1975, 1982) отмечают, что сорговые, в том числе и суданская трава, предъявляет высокие требования к термическому режиму в период посев – всходы. При температуре воздуха -1С наступает гибель растений. Поэтому суданскую траву и сорго-суданковые гибриды относят к поздним яровым культурам минимальная температура для прорастания +10…+12 С, оптимальная – +20…+25 С [Залкин Ф.А., 1950; Соловьёв Б.Ф., 1975; Шекун Г.М., 1964; Керефов К.Н., 1975; Шатилов И.С, 1981;].
Почвенно-климатические условия
Методика проведения исследований в опытах Опыты были заложены в соответствии с общепринятыми требованиями методики опытного дела [Доспехов Б.А., 1985; Методика государственного…, 1989; Методические указания…, 1997].
Анализ химических свойств почвы по общепринятым методикам [Ягодин Б.А, 1987]: обменный калий и подвижный фосфор – по А.Т. Кирсанову в модификации ЦИНАО [ГОСТ 26207-91]; гумус – по И.В. Тюрину в модификации ЦИНАО [ГОСТ 26213-91]; обменная кислотность [рН в солевой вытяжке] – по-тенциометрическим методом [ГОСТ 26483-85]; гидролитическая кислотность – потенциометрическим методом в модификации ЦИНАО [ГОСТ 26212-84]; определение суммы обменных оснований – по методу Каппена – Гильковица [ГОСТ 27821-88]; степень насыщенности почв основаниями – расчётным методом.
Анализ водно-физических свойств почвы: влажность почвы [Практикум по земледелию, 2004]; температура почвы [Методические указания…, 1978]. Анализ семян: всхожесть и энергия прорастания семян [ГОСТ 12038-84]; чистота [ГОСТ 12037-81]; масса 1000 семян [ГОСТ 12042-80]. Фактическая норма высева, фенологические наблюдения, структура урожайности по [Методические указания…, 1997]. Фотосинтетическая деятельность посевов по [Ничипорович А.А., 1961]. Засоренность посевов – количественно-весовым методом [Практикум по земледелию, 2004]. Определение массы корней – методом Станкова [Практикум по земледелию, 2004].
Определение влажности надземной биомассы [ГОСТ 27548-97]. Определение химического состава сухого вещества: азот [ГОСТ 13496.4-93], фосфор [ГОСТ 26657-97], калий [ГОСТ 30504-97]; сырой протеин [ГОСТ 13496.4-93], сырой жир [ГОСТ 13496.15-97]; обменная энергия в корме [ГОСТ 51038-97]; каротин в корме [ГОСТ 13496.17-95]; БЭВ [Руководство по анализу кормов, 1982].
Существенность разницы в показаниях между вариантами определяли методом дисперсионного анализа, наличие и тесноту связи – методом корреляционного анализа [Доспехов Б.А., 1985; 1987]. Энергетическую и экономическую оценку приёмов посева суданской трав – на основании технологической карты возделывания суданской травы [Типовые нормативно-технологические…, 2004]. Термины и определения по [ГОСТ 16265-89, ГОСТ 23153-78].
Среднее Предуралье входит в состав Среднерусской провинции южно-тайожно-лесной зоны. В зоне Среднего Предуралья находиться Удмуртская Республика и Пермский край [Природно-сельскохозяйственное ..., 1983].
Среднее Предуралье отличается континентальностью климата, обусловленное расположением в глубине материка. Вследствие этого преобладает антициклональная погода и большие колебания температуры и осадков [Константинов А.Ф., 1978; Справочник агронома …, 1986]. На большую континетальность климата Среднего Предуралья указывает и вероятность засух. Она здесь составляет 24,0-24,9 %, в сравнении с 9,4-10,0 % в Ивановской и Костромской областях. Наиболее высокая вероятность засух (30 %) в Нечерноземной зоне РФ наблюдается только в Марий-Эл, Мордовской и Чувашской республиках, которые по широте находятся южнее Среднего Предуралья [Константинов А.Ф., 1978].
По почвенному покрову в Удмуртской Республике и в Пермском крае среди пахотных земель преобладают дерново-подзолистые почвы, а так же встречаются дерново-карбонатные – 8-14 %, светло-серые и серые лесные – 10-14 % Преобладающая часть почвенного покрова отличается высокой кислотностью и низким содержанием подвижного фосфора [Гаврилов К.А. 1983].
Исследования проводили в ОАО «Учхоз Июльское ИжГСХА» Удмуртской Республики. По природно-климатическим и почвенным условиям, в которых проводились исследования, можно дать следующую сельскохозяйственную оценку. Данное хозяйство расположено в третьем агроклиматическом районе Удмуртской Республики и характеризуется следующими условиями. Средняя многолетняя годовая температура воздуха составляет +2,3 С, среднемесячная самого жаркого месяца (июль) +18,8 С. Продолжительность вегетационного периода с температурой более 5 С составляет 164-171 день, а более 10 С – 124-133 дней. По сравнению с западными районами южно-таежной подзоны Европейской территории России отмечается усиление континентальности климата, годовая сумма выпадающих осадков 475-500 мм. За вегетационный период осадков выпадает 250-270 мм. Гидротермический коэффициент – 1,1. Сумма активных температур за период с температурой выше 10 С – 1900…2100 С. Продолжительность безморозного периода составляет 120-125 дней. Для территории хозяйства характерно короткое жаркое лето с засушливыми периодами: летними, или с середины мая до средины июня, оказывающими отрицательное влияние на формирование урожайности. Кроме весенне-летних бывают и осенние засухи [Агроклиматические ресурсы …, 1974].
Засоренность посевов суданской травы
Исследования проведенные в 2011-2013 гг. показывают, что несмотря на температуру почва выше 10 С, в первые сроки посева возврат пониженных температур отрицательно влияет на состояние растений и, как следствие, на урожайность сухого вещества (рисунок 3).
Урожайность сухого вещества суданской травы Чишминская ранняя в зависимости от температуры и влажности почвы во время посева
Так в 2011 г. 16, 18, 20, 24, 27 и 28 мая среднесуточная температура воздуха была 10-13 С, в 2012 г. 16 мая и с 24 по 27 мая среднесуточная температура воздуха составила 8-11 С, в 2013 г. с 18 по 23 мая среднесуточная температура воздуха была 6-12 С. Относительно более благоприятный по температуре и влажности почвы во время посева был 2011 г. В этот год была получена наибольшая урожайность сухого вещества 5,64-7,09 т/га, тогда как в 2012 г. урожайность сухого вещества составила 3,75-4,92 т/га, в 2013 г. – 3,22-4,23 т/га. В среднем за 2011-2013 гг. при разных сроках посева на урожайность сухого вещества большее влияние оказали изменения температуры почвы, влажность почвы в пахотном слое в разные сроки посева была относительно одинаковой.
Важную роль в определении урожайности играет экологическая устойчивость растений, характеризующаяся способностью видов и сортов противостоять действию абиотических и биотических стрессов [Жученко А.А., 2008]. В связи с этим нами была рассчитана доля влияния срока посева, глубины посева и абиотических условий на формирование урожайности сухого вещества суданской травы (таблица 3).
Анализ сочетания взаимного влияния срока посева, глубины посева и абиотических условий года показали, что на урожайность сухого вещества суданской травы в 2011-2013 гг. на 10 % оказал влияние срок посева, на 1 % глубина посева, на 78 % абиотические условия и на 4 % их совместное влияние.
В 2011 г. наибольший урожайность сухого вещества 7,09 т/га был получен при посеве 5 июня, что существенно выше на 0,57 т/га относительно урожайности в контрольном варианте при НСР05 главных эффектов фактора А 0,40 т/га (таблица 4, приложение В1). Существенное снижение урожайности сухого вещества на 0,58-1,46 т/га получили при посеве суданской травы 15 мая, 20 мая, 10 июня и 16 июня при НСР05 главных эффектов фактора А 0,40 т/га.
Наибольшая урожайность сухого вещества 7,27 т/га получена в варианте со сроком посева 5 июня на глубину 5-6 см. В летние сроки посева отмечена тенденция увеличения урожайности сухого вещества при посеве на глубину 5-6 см относительно урожайности при посеве на глубину 3-4 см. В не зависимости от глубины посева наименьшая продуктивность 5,64 т/га сухого вещества суданской травы Чишминская ранняя была при посеве 15 мая. Установлено, что при посеве 10 мая на глубину 3-4 см урожайность сухого вещества достоверно снижается до 5,84 т/га при НСР05 частных различий фактора А 0,56 т/га. В то время как при посеве на глубину 5-6 см достоверное снижение урожайности отмечено лишь в варианте со сроком посева 16 июня относительно продуктивности в контрольном варианте. В среднем по вариантам с глубиной посева семян урожайность сухого вещества сформировали на одном уровне.
В отличие от предыдущего года в 2012 г. урожайность сухого вещества суданской травы по вариантам опыта была ниже (таблица 5). Существенное снижение урожайности до 3,75-4,27 т/га сухого вещества получено в вариантах с в ранними сроками посева (15, 20 мая), что ниже на 0.35-0,87 т/га аналогичных значений контрольного варианта при НСР05 главных эффектов фактора А 0,28 т/га (приложение В2). В другие изучаемые сроки посева урожайность сухого вещества (4,58-4,92 т/га) была на уровне урожайности в контрольном варианте. Тенденция повышения продуктивности при посеве на глубину 5-6 см в летние сроки посева сохранилась. Таблица 5 – Урожайность сухого вещества суданской травы Чишминская ранняя в зависимости от срока и глубины посева семян, т/га, 2012 г.
Среднее (В) 4,51 4,55 НСРo5 главных эффектов частных различий А 0,28 0,39 В Fф F05 В 2013 г. наибольшая урожайность сухого вещества 4,23 т/га был получен при посеве 5 июня (таблица 6). Существенное снижение урожайности сухого вещества на 0,29-0,75 т/га или на 8-13 % получили при посеве суданской травы 15 мая и 20 мая при НСР05 главных эффектов фактора А 0,24 т/га (приложение В3). В остальных вариантах урожайность сухого вещества был 3,68-4,09 т/га.
Среднее В 3,87 3,92 НСРo5 главных эффектов частных различий А 0,24 0,34 В Fф F05 Посев в непрогретую почву 15, 20 мая на глубину 5-6 см обуславливает существенное снижение на 0,32-0,68 т/га продуктивности суданской травы. Наи 46
больший выход сухого вещества 4,30 т/га был получен при посеве 5 июня на глубину 5-6 см, что выше на 0,36 т/га или на 9 % урожайности в контрольном варианте при НСР05 частных различий 0,34 т/га (приложение В3).
В среднем за 2011-2013 гг. урожайность сухого вещества составила 4,00-5,29 т/га. Наибольшую урожайность сухого вещества 4,82-5,18 т/га суданская трава Чишминская ранняя сформировала при посеве с 25 мая по 5 июня (таблица 7). Ранние посевы 15 мая и 20 мая привели к существенному снижению на 0,43-0,79 т/га или на 9-16 % урожайности сухого вещества при НСР05 главных эффектов фактора А 0,22 т/га (приложение В4). В среднем за три года наибольшая урожайность сухого вещества 5,29 т/га суданская трава обеспечила при посеве 5 июня на глубину 5-6 см. Прибавка урожайности 0,44-1,24 т/га в данном варианте существенна при НСР05 частных различий фактора А 0,31 т/га (приложение В4).
Кормовая продуктивность суданской травы
При низких нормах высева 2 и 2,5 млн штук/га всхожих семян густота стояния растений к уборке снизилось до 87-115 шт./м2, что ниже на 22-50 шт./м2 данного показателя в контрольном варианте при НСР05 главных эффектов фактора А 4 шт./м2.
В 2012 г. масса одного растения составила 7,1-12,7 г (приложение D32), в 2013 г. – 6,5-11,7 г (приложение D33). Наибольшая масса одного растения 9,1-12,4 г в опыте была получена в 2014 г. (приложение D34). В среднем за три года исследований наибольшая масса одного растения 11,0-12,7 г была в вариантах 2 и 2,5 млн штук/га всхожих семян, что существенно выше аналогичного показателя в контрольном варианте на 0,7-2,4 г при НСР05 главных эффектов фактора А 0,6 г (таблица 46, приложение D35). Увеличение нормы высева до 4 млн штук/га всхожих семян привело к существенному снижению массы одного растения до 8,9 г, что на 1,4 г меньше данных значений контрольного варианта при НСР05 главных эффектов фактора А 0,6 г (приложение D35). В среднем за три года исследований при обычном рядовом способе посева масса одного растения составила 10,8 г, что существенно превысило на 0,4 г аналогичный показатель широкорядного способа посева при НСР05 главных эффектов фактора В 0,4 г (приложение D35).
В 2012 г. растения суданской травы имели высоту 125,8-134,0 см (приложение D36), в 2013 г. – 89,8-98,3 см (приложение D37). В условиях 2014 г. растения суданской травы сформировали наибольшую высоту 144,8-186,2 см (приложение D38). В среднем за 2012-2014 гг. высота растений зависела от нормы высев и составила 123,9-136,3 см (таблица 47). Существенное снижение высоты растений до 123,9-125,6 см произошло при нормах высева 2 и 2,5 млн штук/га всхожих семян, что ниже аналогичных значений контрольного варианта на 8-10 см при НСР05 главных эффектов фактора А 3 см (приложение D39).
Среднее В 131,3 130,5 НСРo5 главных эффектов частных различий А 3,0 4,2 В Fф Fo5 В 2012 г. облиственность растений суданской травы составила 47-62 % (приложение D40). Наибольшая облиственность растений 51-69 % была в 2013 г. (приложение D41). В 2014 г. облиственность растений составила 38-69 % и зависела от нормы высева и способа посева. При этом наибольшая облиственность растений 68-69 % была при нормах высева 2 и 2,5 млн штук/га всхожих семян и широкорядном способе посева при НСР05 частных различий фактора А 8 % (приложение D42).
В среднем за 2012-2014 гг. исследований облиственность растений суданской травы зависела от нормы высева (таблица 48). Наибольшая облиственность растений 64 % была при норме высева 2,5 млн штук/га всхожих семян, что выше на 10 % облиственности растений в контрольном варианте при НСР05 главных эффектов фактора А 7 % (приложение D43). Наименьшая облиственность растений 47 % была при норме высева 4 млн штук/га всхожих семян при НСР05 главных эффектов фактора А 7 %. Таблица 48 – Облиственность растений суданской травы в зависимости от нормы высева и способа посева семян, %, среднее за 2012-2014 гг.
Количество сорных растений перед уборкой зависело от нормы высева и способа посева суданской травы. Наибольшее количество сорных растений перед уборкой 179-364 шт./м2 было в 2012 г. (приложение D44). Это связанно с большим количеством однолетних сорняков. В 2013 г. количество сорных растений перед уборкой составило 39-95 шт./м2 (приложение D45), в 2014 г. – 26-62 шт./м2 (приложение D46). В среднем за 2012-2014 гг. наибольшее количество сорных растений 138-160 шт./м2 было при нормах высева 2 и 2,5 млн штук/га всхожих семян широкорядным способом, что превысило аналогичные значения в контрольном варианте на 24-46 шт./м2 при НСР05 частных различий фактора А 11 шт./м2 (таблица 49, приложение D47).
Существенное снижение на 12-24 шт./м2количества сорных растений перед уборкой было при повышении нормы высева до 3,5 и 4 млн штук/га всхожих семян в сравнении с их количеством в контрольном варианте при НСР05 главных эффектов фактора А 11 шт./м2. В среднем за три года исследований широкорядный способ посева способствовал увеличению до 132 шт./м2 количества сорных растений перед уборкой, что превысило на 22 шт./м2 значения контрольного варианта при НСР05 главных эффектов фактора В 10 шт./м2 (приложение D47). Наибольшая засоренность посевов 173 шт./м2 была при норме высева 2 млн штук/га всхожих семян с широкорядного способа посева, что существенно выше на 52 шт./м2 аналогичных значений контрольного варианта 3 млн штук/га всхожих семян и на 27 шт./м2 обычного рядового способа посева при НСР частных различий фактора А 16 шт./м2, фактора В 23 шт./м2 (приложение D47).
