Содержание к диссертации
Введение
1. Биологические особенности и технология возделывания озимого рапса (обзор литературы) 6
2. Условия и методика проведения исследований 30
2.1. Место проведения полевых опытов 30
2.2. Почвы зоны и опытного участка 30
2.3. Климатическая характеристика зоны 31
2.4. Метеорологические условия проведения исследований 32
2.5. Методика исследований 34
3. Рост и развитие растений озимого рапса в зависимости от технологии возделывания и удобрений 37
3.1. Полевая всхожесть и выживаемость растений 37
3.2. Влияние растительных остатков озимой пшеницы на прорастание семян озимого рапса 42
3.3. Плотность почвы 47
3.4. Обеспеченность растений влагой и элементами питания 50
3.5. Рост и развитие растений 56
3.6. Фотосинтетическая деятельность посевов 70
3.7. Засорённость посевов 78
4. Влияние технологии возделывания и удобрений на урожайность и качество продукции озимого рапса 84
4.1 Урожайность семян 84
4.2. Качество продукции 87
5. Экономическая эффективность изученных агроприемов возделывания озимого рапса 91
Выводы 96
Предложения производству 98
Список литературы 99
Приложения 119
- Полевая всхожесть и выживаемость растений
- Рост и развитие растений
- Засорённость посевов
- Качество продукции
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время всё большее распространение получает технология возделывания сельскохозяйственных культур без обработки почвы (нулевая технология), которая позволяет существенно сократить затраты на производство продукции и тем самым повысить экономическую эффективность растениеводства.
В связи с этим большой научный и практический интерес представляет возможность и эффективность возделывания по нулевой технологии культуры озимого рапса, который в Ставропольском крае ежегодно высевается на площади более 110 тыс. га.
Цель работы - изучить влияние общепринятой нулевой технологии и удобрений на рост, развитие и урожайность озимого рапса на черноземе выщелоченном Центрального Предкавказья.
Задачи исследований:
изучить влияние общепринятой и нулевой технологии возделывания озимого рапса на агрофизические свойства чернозема выщелоченного;
выявить влияние технологии возделывания и минеральных удобрений на процессы формирования урожая, особенности фотосинтетической деятельности и засорённость посевов, урожайность и качество продукции озимого рапса;
определить экономическую эффективность общепринятой и нулевой технологии возделывания озимого рапса с внесением общепринятой и расчётной дозы минеральных удобрений.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые в зоне неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья изучено влияние общепринятой и нулевой технологии возделывания озимого рапса на агрофизические свойства чернозема выщелоченного, рост, развитие, урожайность и качество продукции озимого рапса и определена экономическая эффективность технологии возделывания и доз минеральных удобрений под эту культуру.
Практическая значимость работы. На основании проведённых исследований и экономических расчётов доказана возможность возделывания озимого рапса по нулевой технологии на чернозёме выщелоченном Центрального Предкавказья и даны рекомендации производству по возделыванию этой культуры по общепринятой и нулевой технологии с внесением расчётной дозы минеральных удобрений, обеспечивающих наибольшую экономическую эффективность производства.
Результаты исследований внедрены в ООО СХП «Урожайное» Платовского района Ставропольского края на площади 260 га с годовым экономическим эффектом 1,3 млн рублей.
Основные положения, выносимые на защиту:
- нулевая технология возделывания озимого рапса обеспечивает большее
накопление продуктивной влаги в почве и не вызывает её переуплотнение;
закономерности формирования урожая, особенности фотосинтетической деятельности и засорённости посевов, урожайность и качество продукции озимого рапса в зависимости от технологии возделывания и удобрений;
экономическая оценка эффективности технологий возделывания озимого рапса и доз внесения минеральных удобрений на черноземе выщелоченном зоны неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на научно-практических конференциях «Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Северо-Кавказском федеральном округе» (Ставрополь, 2011); «Аграрная наука, творчество, рост» (Ставрополь, 2011), «Применение современных ресурсосберегающих инновационных технологий в АПК» (Ставрополь, 2013). По материалам исследований опубликовано 7 научных работ, в том числе 3 в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объём работы. Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, выводов, предложений производству и приложений. Иллюстрационный материал включает 33 таблицы, 5 рисунков и графиков и 22 приложения. Список литературы содержит 122 наименования.
Полевые опыты проводили на экспериментальном поле опытной станции Ставропольского государственного аграрного университета в многолетнем стационарном опыте в 2010-2013 гг. Территория опытного участка относится к зоне неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья, характеризующейся континентальностью, неустойчивым увлажнением в течение года (ГТК - 0,9-1,1) и довольно высокой теплообеспеченностью вегетационного периода. Годовое количество осадков составляет 450-550 мм. В основном осадки выпадают весной и летом. Сумма среднесуточных температур воздуха выше 5 С колеблется от 3200 до 3400 С.
Метеорологические условия в годы проведения исследований были характерными для зоны. Более благоприятные условия увлажнения сложились в 2010-2011 году, когда за период вегетации озимого рапса выпало 613 мм осадков. Менее благоприятным был 2012-2013 год - 537, наиболее засушливым 2011-2012 год - 456 мм.
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный мощный тяжелосуглинистый. Содержание гумуса в пахотном горизонте 5,5 %. Содержание в почве подвижного фосфора 22 мг, обменного калия - 250 мг/кг почвы. Реакция почвенного раствора близка к нейтральной, рН = 6,7.
Предшественником в опыте была озимая пшеница. При возделывании озимого рапса по общепринятой технологии после уборки проводили лущение стерни, вспашку, выравнивание почвы культиватором КПС-4. При нулевой технологии обработку почвы не проводили, но за 5-7 дней до посева делянки опрыскивали гербицидом сплошного действия торнадо.
Посев озимого рапса сорта Дракон по общепринятой технологии осуществляли сеялкой СЗ-3,6, по нулевой - сеялкой прямого посева Рапид. В обоих случаях способ посева сплошной рядовой с нормой высева 1,5 млн всхожих семян на 1 га, глубина заделки семян 3-4 см.
При обеих технологиях возделывания в контрольном варианте удобрения не вносили. Рекомендованную дозу удобрений (N60P3QK30) вносили сеялкой одновременно с посевом и в весеннюю подкормку разбросным способом. Расчётную дозу удобрений (N9ffP55K20) - частями: вразброс перед посевом озимого рапса, одновременно с посевом и в весеннюю подкормку разбросным способом.
Для борьбы с сорняками и вредителями посевы озимого рапса в фазе стеблевания обрабатывали гербицидом галера - 0,3 л/га и в фазе бутонизации инсектицидом фастак - 0,1 л/га.
Опыт двухфакторный 2x3, расположение делянок двухъярусное, по-вторность опыта - трехкратная, размещение вариантов - рендомизирован-ное, общая площадь делянки 750, учетная 112 м2.
Фенологические наблюдения, подсчёт густоты стояния растений, количества и массы сорняков по видам и фазам развития озимого рапса проводили по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971). Площадь листовой поверхности определяли методом высечек и использовали в дальнейшем при определении параметров ассимиляционной активности растений (Нечипорович и др., 1961). Учет урожая сплошной, поделяночный - путем обмолота комбайном Сампо-500.
Перед посевом, во время весеннего отрастания и перед уборкой определяли влажность почвы на глубину 1 м (послойно через 10 см) термостатно-весовым методом (Кауричев, 1986). Одновременно отбирали образцы почвы для химического анализа на содержание элементов питания. Нитратный азот определяли по Грандваль-Ляжу, подвижный фосфор по Ма-чигину, обменный калий - фотоколометрическим методом (Аринушкина, 1970). Плотность почвы в слое 0-30 см (послойно через 10 см) определяли методом режущего кольца (Доспехов и др., 1987).
Содержание масла в семенах озимого рапса определяли методом ядерно-магнитного резонанса (Аспиотис, 1975), жирнокислотный состав масла - методом газожидкостной хроматографии (Харченко, 1986), содержание глюкозинолатов - методом тест-палатия.
Статистическую обработку полученных данных проводили методом дисперсионного и корреляционного анализа (Доспехов, 2011; Томилов, 1987).
Полевая всхожесть и выживаемость растений
Одновременно с уборкой озимой пшеницы, являющейся предшественником озимого рапса, комбайном все её растительные остатки (солома и полова) были измельчены и равномерно распределены по поверхности почвы. Во время подготовки почвы под посев озимого рапса по традиционной технологии сразу после уборки предшественника (15-20 июля) проведена вспашка, в результате которой все растительные остатки озимой пшеницы были заделаны в почву. Поэтому при возделывании озимого рапса по традиционной технологии с момента проведения основной обработки почвы и до посева озимого рапса на поверхности почвы растительных остатков нет (таблица 1).
При возделывании озимого рапса без обработки почвы от момента уборки предшествующей культуры и до посева озимого рапса на поверхности почвы находятся растительные остатки озимой пшеницы. Их количество по годам меняется и зависит от урожайности озимой пшеницы - чем выше её урожайность, тем растительных остатков больше.
Во все годы исследований больше растительных остатков при посеве озимой пшеницы по удобренным фонам, что также связано с более высокой урожайностью зерна и соломы при внесении удобрений.
От уборки предшественника до посева озимого рапса в первой декаде сентября (6 сентября в 2010 году, 10 сентября в 2011 и 7 сентября в 2012 году) проходит 40-45 дней, в течение которых выпадают дожди. По годам исследований количество выпадающих осадков за этот промежуток времени был разным (приложение 1) и часть из них, особенно в 2011 и 2012 гг., выпадали в виде ливня и сопровождались грозами, что снижало их эффективность.
Тем не менее, дожди повышали содержание продуктивной влаги в почве, особенно в её пахотном слое. Однако высокие температуры воздуха и повышенная солнечная инсоляция в августе месяце вызывают испарение влаги из почвы, особенно из её верхних горизонтов. Больше её испаряется из от-вально обработанной почвы при возделывании озимого рапса по традиционной технологии (таблица 2).
Растительные остатки на поверхности необработанной почвы уменьшают количество прямых солнечных лучей, попадающих на почву, снижают активность ветра у её поверхности, и тем самым способствуют меньшему испарению и лучшей сохранности почвенной влаги, особенно в верхнем пяти-сантиметровом слое почвы, что очень важно при посеве мелкосеменной культуры, которой является озимый рапс.
Больше влаги накапливается к посеву озимого рапса по нулевой технологии и в нижележащих горизонтах почвы, но здесь разница с обработанной почвой менее существенна. Так в среднем за годы исследований в слое почвы 0-5 см по обработанной почве содержалось 1,6 мм продуктивной влаги, а по необработанной 3,3 мм, или в 2 раза больше. В слое почвы 5-Ю и 10-20 см запасы продуктивной влаги по традиционной технологии составили 5,1 и 10,2, по нулевой - 7,3 и 13,9 мм, или на 43,1 и 36,3 % больше.
По годам исследований накапливалось разное количество продуктивной влаги по горизонтам пахотного слоя почвы. В 2010 году, несмотря на очень засушливую третью декаду июля и август месяц, когда за это время выпало всего 7 мм осадков, дожди, выпавшие непосредственно перед посевом озимого рапса интенсивностью 12 мм, обеспечили самое высокое содержание продуктивной влаги в посевном слое почвы (приложение 2).
В 2012 году в августе выпало 75 мм осадков, но за 14 дней до посева рапса дожди прекратились и установилась сухая и жаркая погода с высокой активностью ветра, что вызвало сильное иссушение обработанной почвы, где к посеву рапса в слое 0-5 см сохранилось 1,3-1,5, в слое 5-10 см - 6,0-6,5 мм продуктивной влаги. На необработанной почве, прикрытой растительными остатками, в этот год перед посевом рапса в посевном слое почвы содержалось от 3,0 до 3,8 мм, подпосевном слое (5-Ю см) - 8,0-9,5 мм, что, соответственно, на 1,7-2,3 и 2,0-3,0 мм или в 2 и 1,5 раза больше, чем на обработанной почве.
В 2011 году, из-за засушливого августа, особенно второй его половины, и первых дней сентября к посеву озимого рапса по всем горизонтам пахотного слоя почвы за все годы исследований накопилось меньше всего влаги. Тем не мене, и в этот год в необработанной почве продуктивной влаги было практически в 2 раза больше, чем обработанной.
Следует заметить, что во все годы исследований большее количество растительных остатков на поверхности необработанной почвы при возделывании озимой пшеницы с внесением удобрений, обеспечивает и большее накопление и сохранение продуктивной влаги во всех горизонтах пахотного слоя почвы. Это говорит о большой агротехнической роли растительных остатков в накоплении и сохранении почвенной влаги, что в засушливых условиях зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края может иметь решающее значение в формировании урожая озимого рапса.
Однако большее накопление почвенной влаги в посевном и в целом пахотном слое необработанной почвы, она не обеспечила явного преимущества по количеству всходов по сравнению с отвально обработанной почвой, где влаги во все годы исследований было значительно меньше.
Так в 2010 году количество всходов по обработанной и необработанной почве было практически одинаковым. В 2011 году, когда после посева выпали интенсивные осадки, по обработанной почве получено в среднем 87, а по необработанной - 52 шт/м2 всходов, или на 35 шт/м2 (40,2 %) меньше (таблица 3).
Только в 2012 году, когда до посева и в течение месяца после посева не было осадков, преимущество по количеству взошедших растений озимого рапса имели посевы по нулевой технологии без обработки почвы, где получено 100 шт/м всходов против 76 шт/м по общепринятой технологии, или на 34 шт/м2 (34,0 %) больше.
В среднем за годы исследований при наличии в пахотном слое почвы 16,8 мм продуктивной влаги, которой по мнению В.А. Федотова, СВ. Гончарова и В.П. Савенкова (2008) явно не достаточно для появления всходов, получено 89 шт/м2 растений озимого рапса, тогда как при наличии 24,6 мм влаги, что по мнению этих же авторов вполне достаточно для получения дружных всходов этой культуры, взошло всего 83 шт/м растений (таблица 4).
Полевая всхожесть составила 59,3 и 55,4 %. При этом всходы озимого рапса при посеве по необработанной почве появились на дневной поверхности почвы в среднем за три года исследований через 10, а по обработанной почве через 9 дней после посева.
Таким образом, растительные остатки озимой пшеницы, находящиеся на поверхности почвы при нулевой технологии возделывания озимого рапса способствуют большему, чем при традиционной технологии, накоплению и сохранению влаги в посевном и пахотном слое почвы, но полевая всхожесть семян озимого рапса по необработанной почве ниже, особенно при выпадении обильных осадков после посева.
Рост и развитие растений
В среднем за годы исследований по обеим технологиям возделывания и дозам вносимых удобрений всходы озимого рапса появились на дневной поверхности почвы одновременно 18 сентября, а прекращение осенней вегетации, когда среднесуточная температура воздуха перешла через +5 С в сторону понижения, произошло 15 ноября (таблица 12).
Весеннее возобновление вегетации, когда среднесуточная температура воздуха перешла через +5 С в сторону повышения, в среднем за 2010-2013 гг. наблюдалось 17 марта, а отрастать растения озимого рапса после зимовки начали через 2 дня (19 марта) при его возделывании по традиционной технологии с внесением удобрений и через 3 дня (20 марта) без удобрений.
При возделывании по нулевой технологии начало весенней вегетации по удобренным фонам началось 21 марта, а без удобрений 23 марта или на 2 и 3 дня позже, чем по традиционной технологии. Задержку с началом возобновления весенней вегетации при нулевой технологии можно объяснить более слабым, чем по традиционной технологии, развитием растений перед уходом в зиму и наличием на поверхности почвы растительных остатков, которые отражали солнечные лучи, чем снижали температуру почвы.
В дальнейшем также наблюдалось незначительное - на 1-2 дня отставание в прохождении фенологических фаз растениями озимого рапса, возделываемого по нулевой технологии. В среднем за годы исследований полная спелость наступила по нулевой технологии на 1 день позже, чем по традиционной. При этом по обеим технологиям удобренные варианты созревали на 2 дня позже не удобренных, что связано с лучшим обеспечением растений элементами питания при внесении удобрений.
В годы исследований прохождение фенологических фаз развития растений озимого рапса существенно отличалось, что связано с особенностями метеорологических условий. Позже всех прекращение осенней вегетации наблюдалось в 2010 году - 7 декабря, раньше всех растения прекратили свой рост и развитие в 2011 году - 26 октября, тогда как в 2012 году эта дата наступила 11 ноября (приложение 4).
Весенний переход среднесуточных температур воздуха через +5 С наблюдался в 2011 году 24 марта, 2012 - 19 марта и 2013 году - 8 марта. Однако весенняя вегетация растений озимого рапса в 2011 и 2012 году началась только через 2-5 дней, а в 2013 году - одновременно с переходом через +5 С - 8 марта. Обусловлено это резким набором среднесуточных температур в 2011 и 2012 гг., когда в первой декаде марта среднесуточная температура воздуха была ниже 0 С, а в конце второй или начале третьей декады марта наблюдался переход через +5 С. В 2012 году, несмотря на сравнительно более ранний переход через +5 С, начиная с третьей декады января и весь февраль, среднесуточная температура воздуха была выше 0 С, а в дневные часы она поднималась до +7-8 иС, что способствовало более раннему возобновлению вегетации - одновременно с переходом через +5 С.
Следует отметить, что в 2011 и 2012 гг. по обеим технологиям удобренные варианты начинали отрастать на 2 дня раньше не удобренных, а в 2013 году они начали весеннюю вегетацию одновременно. Во все годы исследований растения озимого рапса, возделываемые по нулевой технологии, возобновляли весеннюю вегетацию на 2-4 дня позже, чем по традиционной.
В дальнейшем закономерности по прохождению растениями фенологических фаз сохранялись, и полная спелость по удобренным фонам наступила на 2 дня раньше не удобренных, а по традиционной технологии рапс созревал на 1 день раньше, чем по нулевой.
Таким образом, технологии возделывания озимого рапса, как и дозы вносимых удобрений, не оказали существенного влияния на прохождение фенологических фаз развития растений, поэтому и межфазные периоды по вариантам опыта в среднем за годы исследований отличались также не существенно. Период осенней вегетации при возделывании озимого рапса по традиционной технологии был на 1 день продолжительнее, чем по нулевой технологии (таблица 13).
Только время зимовки (от ухода в зиму до начала весеннего возобновления вегетации) по нулевой технологии был на 2 дня продолжительнее, чем по традиционной, что связано с более поздним отрастанием растений при нулевой технологии возделывания озимого рапса. В то же время, по обеим технологиям удобренные фоны имели более короткий (на 2 дня) период зимнего покоя, чем не удобренные, так как начали отрастать на 2 дня раньше. В дальнейшем продолжительность межфазных периодов, как и всего периода вегетации, по вариантам опыта была одинаковой или отличалась не более 1 дня.
В то же время, по годам исследований продолжительность межфазных периодов существенно отличалась. Самым продолжительным период осенней вегетации был в 2010 году - 79 дней, тогда как в 2011 году, из-за раннего наступления зимы, он составил всего 36, а в 2012 году 55 дней или на 43 и 24 дня короче (приложение 5).
Зима же, наоборот, самой продолжительной и суровой была в 2011-2012 гг. - 139 дней по традиционной и 143 дня по нулевой технологии и самой короткой в 2010-2011 гг. - 98 и 100 дней. Зима 2012-2013 гг. по продолжительности занимала промежуточное положение - 121 и 123 дня.
Продолжительность межфазных периодов в течение вегетации озимого рапса зависела, в основном, от температуры воздуха и количества выпадающих осадков. Так в 2011 и 2013 гг. после начала возобновления весенней вегетации среднесуточные температуры воздуха повышались очень медленно и выпадали обильные осадки, поэтому межфазный период от начала отрастания до бутонизации составил 41 и 49 дней. В 2012 году после возобновления вегетации наблюдался интенсивный рост среднесуточных температур воздуха с очень малым количеством осадков, что вызвало сокращение этого периода до 31 дня.
В дальнейшем существенных различий по годам исследований по продолжительности прохождения межфазных периодов не наблюдалось, что связано с повышением среднесуточных температур воздуха в летнее время.
Вегетационный период от появления всходов до полной спелости составил от 265 дней в 2011-2012 гг. до 290 дней в 2012-2013 гг. При этом технологии возделывания и дозы внесения минеральных удобрений существенного влияния на этот показатель не оказали. Поэтому использование климатических ресурсов в среднем за годы исследований по вариантам опыта отличалось не существенно. Сумма положительных среднесуточных температур воздуха за весь вегетационный период от появления всходов до созревания озимого рапса, возделываемого по обеим технологиям и при всех дозах внесения удобрений, составила 2120 С, за это время выпало 423 мм осадков.
Однако по годам исследований растения озимого рапса использовали климатические ресурсы по разному. В 2010 году после появления всходов и до окончания осенней вегетации озимого рапса сумма положительных среднесуточных температур воздуха составила 828, а в 2011 году 382 С или в 2,2 раза меньше, что связано с ранним наступлением зимы в этом году (приложение 6).
При примерно одинаковом потреблении тепловых ресурсов по межфазным периодам за вегетационный период 2010-2011 гг. растения озимого рапса расходовали 2170, в 2011-2012 - 1900, и в 2012-2013 гг. - 2300 С. При этом существенного влияния на потребление тепловых ресурсов технологии возделывания озимого рапса не оказали. По всем фазам развития немного меньше (от 3-5 до 20 С) тепла расходовали не удобренные посевы по сравнению с удобренными. Это наблюдалось по обеим технологиям возделывания озимого рапса.
По количеству выпавших осадков за время осенней вегетации преимущество также имел 2010 год, когда от момента появления всходов до перехода среднесуточных температур воздуха через +5 С в сторону понижения выпало 153 мм осадков, тогда как в 2011 - 55, а в 2012 году всего 45 мм (приложение 7) или в 2,8 и 3,4 раза меньше.
За время зимнего покоя во все годы исследований выпадало одинаковое количество осадков - от 134 до 145 мм. В дальнейшем в течение весенне-летней вегетации больше всего осадков по всем межфазным периодам наблюдалось в 2011 году, тогда как меньшего всего их было в 2012 году. В целом за весь вегетационный период 2010-2011 гг. выпало 565 мм осадков, в 2012-2013 гг. - 386 мм, и самым засушливым был период вегетации 2011-2012 гг. - всего 320 мм. При этом существенных различий по технологиям возделывания и дозам вносимых удобрений не наблюдалось.
Различные условия по обеспеченности растений тепловыми и водными ресурсами в годы исследований, а также технологии и дозы вносимых удобрений оказали влияние на рост озимого рапса в течение вегетации.
По мнению Б.П. Мартынова с коллегами (1987) очень важное значение в получении высокого урожая озимого рапса имеет его состояние перед уходом в зиму, что определяет его зимостойкость и дальнейший рост, развитие и ход формирования урожая.
В наших исследованиях наибольшие биометрические показатели за осенний период вегетации имели растения озимого рапса при его возделывании по общепринятой технологии. В среднем по трём вариантам опыта сырая масса растений составила 1148 г/м , масса 1 растения - 13,3 г, листовой индекс - 2,86 м2/м2 и площадь листьев 1 растения - 331,9 см (таблица 14).
При возделывании по нулевой технологии эти показатели были значительно меньше и составили, соответственно, - 788, 9,2; 2,11 и 246,1.
При обеих технологиях возделывания внесение минеральных удобрений способствовало увеличению вегетативной массы растений и росту площади листовой поверхности посевов и отдельных растений. Но больший прирост этих показателей обеспечили минеральные удобрения при возделывании озимого рапса по нулевой технологии. Так вегетативная масса посевов и их площадь листьев возросла по нулевой технологии на 42,2-60,0, 1-го рас тения - на 36,6-52,2 %, а по общепринятой - на 28,4-37,7 и 14,2-21,8 %. Это говорит о большом положительном влиянии минеральных удобрений на рост растений озимого рапса в начальный период вегетации, особенно при нулевой технологии возделывания.
В годы исследований наибольшую надземную массу и листовую поверхность перед уходом в зиму развивали растения озимого рапса в 2010 году, самыми низкими они были в 2011 году (приложение 8). При этом, во все годы исследований большие биометрические показатели имели посевы и растения озимого рапса при его возделывании по общепринятой технологии. Вносимые удобрения увеличивали вегетативную массу и площадь листьев при обеих технологиях возделывания.
Засорённость посевов
Культурные растения обладают различной конкурентной способностью по отношению к сорнякам. С.А. Воробьёв (1979) все растения полевой культуры разделил на 3 группы: с высокой конкурентной способностью (озимые зерновые, многолетние травы), средней - ячмень, овёс, кукуруза, подсолнечник и слабой (яровая пшеница, просо, картофель). Условность этого обозначения объясняется тем, что конкурентоспособность, кроме биологических свойств растений, во многом зависит от применяемой агротехники.
И.В. Артёмов и В.В. Карпачёв (2005) в начальный период вегетации, из-за замедленных темпов первоначального роста, отнесли культуру рапса к группе слабо устойчивых. После прохождением рапсом фазы розетки - к средне устойчивым, а при хорошем развитии вегетативной массы - к высококонкурентным по отношению к сорнякам.
В наших опытах во все годы исследований наблюдался смешанный тип засорённости с преобладанием зимующих сорняков. Основными видами сорных растений, засоряющих посевы озимого рапса, являются зимующие сорняки: сурепка обыкновенная (Barbarea vulgaris R. Br.), пастушья сумка (Capsela bursa pastoris L.), ярутка полевая (Thlaspi arvense L.), подмаренник цепкий (Galium aparine L.). Реже встречались ранние яровые сорняки - василёк синий (Centaurea cyanus L.), марь белая (Chenopodium album L.), звездчатка средняя (Stellaria media L.) и поздние яровые сорняки - амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisifolia L.), щирица обыкновенная (Amarantus retroflexus L.), мышей сизый (Setaria glauca L.). Отдельными растениями встречались латук компасный (Lactuca serriola L.), болиголов пятнистый (Conium maculatum L.), фиалка трёхцветная (Viola tricolor L.), яснотка пурпурная (Lamium purpureum L.), хориспора нежная (Chorispora tenella (Pall.) DC). Из многолетних сорняков в посевах вегетировали осот розовый (Cirsium arvense (L.) Scop.) и полевой (Sonchus arvensis L.), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.).
По годам исследований видовой состав сорных растений менялся незначительно. В 2010-2011 гг. не было выявлено преобладающего вида сорных растений, все они в небольшом (оті-2 до 5-8 шт/м2) вегетировали в посевах озимого рапса. Немного больше - от 6 до 12 шт/м2 было василька синего во время весеннего возобновления вегетации (приложение 13).
В 2011-2012 гг. среди сорных растений преобладала сурепка обыкновенная, много было ярутки полевой и пастушьей сумки (приложение 14). В фазе цветения в посевах вегетировали поздние яровые сорняки: амброзия по-лыннолистная, щирица обыкновенная и мышей сизый. Особенностью этого года было наличие в посевах озимого рапса в фазе розетки (перед уходом в зиму), возделываемого по нулевой технологии вьюнка полевого, тогда как по общепринятой технологии его в этот год не было.
Такое же наблюдается и в 2012-2013 гг., хотя после зимовки растения вьюнка полевого произрастают по обеим технологиям возделывания и нормам внесения удобрений, особенно после возобновления вегетации (приложение 15). Во время весеннего отрастания появились звездчатка средняя, яснотка пурпурная и хориспора нежная.
Во все годы исследований существенных различий по видовому составу сорных растений в зависимости от технологии возделывания культуры и дозы вносимых удобрений не наблюдалось. Наблюдалось немного большее количество вегетирующих растений в осенний период при возделывании озимого рапса по общепринятой технологии - 67 шт/м2 против 47 шт/м2 по нулевой технологии (таблица 21).
Обусловлено это, видимо, тем, что перед посевом озимого рапса по нулевой технологии делянки были обработаны гербицидом сплошного действия торнадо, при подготовке почвы и посеве рапса по общепринятой технологии с прикатыванием после посева складываются благоприятные условия для прорастания семян сорных растений.
Во время весенней вегетации и в фазе цветения сорняков по обеим технологиям было одинаково и их количество резко уменьшилось к фазе цветения, что связано с обработкой посевов после возобновления весенней вегетации гербицидом галера и мощным развитием растений озимого рапса, подавляющих оставшиеся в посеве сорняки. К моменту полной спелости сорняки, не выдержав конкуренции со стороны хорошо развитых растений рапса, выпали из посевов.
Засорённость посевов существенно отличалась по годам исследований. Меньше всего сорняков было в 2010-2011 гг., особенно в фазе розетки перед уходом в зиму (приложение 16), что обусловлено мощным развитием вегетативной массы растениями озимого рапса в этот год. Больше всего сорняков в фазе розетки было осенью 2012 года, что также связано со слабым развитием растений озимого рапса и их слабой конкурентоспособностью в борьбе с сорняками в борьбе за свет, влагу и элементы питания.
Во время весеннего возобновления вегетации количество сорняков в посевах озимого рапса по обеим технологиям и дозам внесения удобрений было довольно стабильным и находилось в пределах от 41 до 67 шт/м2. Объяснить это можно хорошей увлажнённостью почвы, создающей благоприятные условия для возобновления вегетации зимующих и многолетних сорняков и прорастания семян однолетних сорняков, а также слабым развитием растений озимого рапса после зимовки.
К фазе цветения количество сорняков во все годы исследований существенно снижается из-за обработки посевов гербицидом и мощным развитием растений озимого рапса в эту фазу.
Аналогичные закономерности наблюдаются и по сырой массе сорняков (приложение 17). При этом существенных отличий по этому показателю между технологиями возделывания культуры и дозами вносимых удобрений не наблюдалось. В среднем за годы исследований сырая масса сорных растений в фазе розетки по всем вариантам отличалась не существенно и находилась в пределах 35,4-45,9 г/м (таблица 22).
К фазе цветения масса сорняков существенно снизилась по той же причине - обработка посевов гербицидом и усиливающаяся конкуренция со стороны растений озимого рапса за свет, влагу и элементы питания.
Имеющаяся сырая масса сорных растений в среднем за годы исследований не оказала существенного влияния на рост и развитие растений озимого рапса по всем вариантам опыта, так в сырой надземной массе агрофитоце-ноза они составляли, в большинстве своём, от 1-2 до 6-8 % (таблица 23).
Исключение составляют посевы, возделываемые по нулевой технологии, где в фазе розетки и во время весеннего возобновления вегетации доля сорняков в надземной биомассе достигала 10-14 %. Но после обработки посевов гербицидом их доля к фазе цветения снизилась до 5-7 %, а к полной спелости они выпали из посева. Тем не менее, следует отметить, что при нулевой технологии возделывания наблюдается небольшое увеличение доли сорняков в надземной биомассе агрофитоценоза, что, скорее всего, связано с меньшей вегетативной массой растений озимого рапса, возделываемого по нулевой технологией и, соответственно, большей долей сорняков в фитоценозе при одинаковой сырой массе сорняков на 1 м посева при обеих технологиях возделывания культуры.
Особенно наглядно эта ситуация просматривается в 2011-2012 гг., когда из-за слабого развития растений озимого рапса при его возделывании по нулевой технологии без внесения удобрений доля сорняков в надземной биомассе растений в фазе розетки достигала 30 %, а во время весеннего возобновления вегетации практически половину биомассы фитоценоза составляли сорняки - 48 % (приложение 18). В таком агрофитоценозе сорняки оказывают серьёзную конкуренцию растениям озимого рапса в борьбе за элементы питания, свет и влагу.
Внесение удобрений обеспечило лучшее развитие вегетативной массы растениями озимого рапса и в удобренных посевах доля сорняков значительно меньше. Сорняки не способны оказать культурным растениям серьёзной конкуренции, а после обработки гербицидом они были в угнетённом состоянии и к полной спелости рапса выпали из посевов.
При нормальном развитии растений озимого рапса в 2010-2011 и 2012-2013 гг. по всем вариантам опыта доля сорняков в надземной биомассе агро-фитоценоза в течение всего периода вегетации составила от менее 1 до 4-5 %. Сорняки находились в нижнем ярусе, были в угнетённом состоянии и не оказали существенного влияния на формирование урожая озимым рапсом.
Таким образом, по всем вариантам опыта наблюдается смешанный тип засорённости посевов с преобладанием зимующих сорняков. При обеих технологиях возделывания и дозах внесения удобрений сорняки находятся в нижнем ярусе в угнетённом состоянии и не оказывают существенного влияния на формирование урожая растениями озимого рапса. Исключение могут составить посевы без внесения удобрений, особенно при возделывании по нулевой технологии, где сорняки способны составить культурным растениям серьёзную конкуренцию за свет, влагу и элементы питания и оказать отрицательное влияние на формирование урожая семян озимого рапса.
Качество продукции
Технологии возделывания не оказали существенного влияния на содержание масла в семенах озимого рапса. По обеим технологиям масличность семян была одинаковой как в среднем за годы исследований - 46,3 и 46,2 %, так и в годы исследований. При этом в 2013 году по всем вариантам опыта семена озимого рапса содержали на 1,5-1,9 % больше масла, чем в 2011 году (таблица 27).
Следует отметить, что при общепринятой технологии возделывание внесение минеральных удобрений приводит к небольшому (0,6-1,0 %) увеличению содержания масла в семенах, тогда как при нулевой технологии, наоборот, приводит к примерно такому же снижению этого показателя.
Во все годы исследований немного меньше глюкозинолатов - на 0,64-1,73 мкмоль/г содержали семена озимого рапса при возделывании по общепринятой технологии. Тем не менее, при обеих технологиях возделывания и всех дозам удобрений семена озимого рапса отвечают высоким требованиям к пищевому маслу и относятся по этому показателю к 0-му типу, так как содержат менее 25 мкмоль/г глюкозинолатов (Измайлов и др., 2011).
При небольшом различии в масличности семян наибольшее влияние на сбор масла оказала урожайность. Поэтому закономерности по выходу масла такие же, как и по урожайности семян - больший сбор масла обеспечила общепринятая технология возделывания, а удобрения повысили выход масла по обеим технологиям (таблица 28).
По всем вариантам опыта наибольший сбор масла получен в 2011, меньше всего в 2012 году. В среднем за годы исследований и трём дозам внесения минеральных удобрений при возделывании озимого рапса по общепринятой технологии получено 1,13т масла с 1 га, а по нулевой технологии 0,84 т/га, что на 0,29 т/га или на 25,7 % меньше.
Технологии возделывания и удобрения не оказали существенного влияния в целом на жирнокислотный состав масла озимого рапса. Исключение составляют олеиновая и эруковая кислоты. При возделывании озимого рапса по обеим технологиям без внесения удобрений содержание олеиновой кислоты в масле одинаковое 62,86 и 62,74 %. Внесение удобрений увеличивает концентрацию этой кислоты в масле на 0,56-1,73 % при также при обеих технологиях возделывания (таблица 29).
Содержание эруковой кислоты также одинаковое при возделывании озимого рапса по обеим технологиям без внесения удобрений, а внесение удобрений, наоборот, приводит к снижению её концентрации на 0,62-1,25 %.
Оба изменения по жирнокислотному составу масла имеют положительное значение, так как олеиновая кислота придаёт маслу устойчивость к пригоранню во время жарения, оно не вскипает, не пенится и не дымится. Потому расовое масло с высоким содержанием олеиновой кислоты можно использовать в качестве фритюрного жира, в пищу как салатное масло, для приготовления майонеза, маргарина, мороженого, шоколадной массы и т.д. (Брикман и др., 1989).Чем больше в рапсовом масле олеиновой кислоты, тем оно по качеству ближе приближается к оливковому (Гаркуша и др., 2011).
Снижение содержания эруковой кислоты также имеет положительную роль, так как эта кислота отрицательно воздействует на здоровье человека, ухудшая работу сердечной мышцы и других органов (Лошкомойников и др., 2011). Следует отметить, что во всех вариантах опыта содержание эруковой кислоты не превышает допустимого (не более 5 %) количества для пищевого рапсового масла. Поэтому все технологии возделывания и дозы вносимых удобрений обеспечивают получение высококачественного пищевого рапсового масла.
Такие же закономерности по жирнокислотному составу масла наблюдались и в годы исследований (приложение 20 и 21).
Таким образом, технологии возделывания и вносимые удобрения не оказали существенного влияния на масличность семян, а полученное из них масло относится к высококачественным растительным пищевым маслам.
