Содержание к диссертации
Введение
1 Литературный обзор, биологические особенности и агротехника возделывания сортов и гибридов подсолнечника в опытах 8
1.1 Литературный обзор по технологии возделывания подсолнечника 8
1.2 Биологические особенности и агротехника возделывания сортов и гибридов подсолнечника в опытах 23
2 Условия и методика исследований 35
2.1 Метеорологические условия в сухостепной зоне чернозёмных почв в районе исследований в 2010 2012 гг. 35
2.2 Характеристика почвенного покрова опытного участка 43
2.3 Методика проведения исследований .44
2.4 Характеристика сортов и гибридов подсолнечника, изучаемых в опытах 50
2.5 Характеристика и роль ростостимулирующих препаратов, применяемых в опытах 52
3 Результаты исследований 58
3.1 Взаимосвязь технологий производства с засорённостью посевов 58
3.2 Фотосинтетическая деятельность в продуктивном процессе подсолнечника .64
3.3 Зависимость водного режима от изучаемых агроприёмов 81
3.4 Структура урожая подсолнечника в зависимости от изучаемых агроприёмов 88
3.5 Продуктивность подсолнечника в зависимости от системы основной обработки почвы .92
4 Экономическая и энергетическая оценка возделывания подсолнечника в опытах .98
4.1 Экономическая эффективность возделывания гибридов и сортов подсолнечника .98
4.2 Энергетическая оценка возделывания гибридов и сортов подсолнечника 101
Выводы .108
Предложения производству 110
Библиографический список
- Биологические особенности и агротехника возделывания сортов и гибридов подсолнечника в опытах
- Характеристика сортов и гибридов подсолнечника, изучаемых в опытах
- Зависимость водного режима от изучаемых агроприёмов
- Энергетическая оценка возделывания гибридов и сортов подсолнечника
Введение к работе
Актуальность работы. Влага – главный фактор, от которого зависит урожайность сельскохозяйственных культур.
Волгоградскую область относят к засушливому региону, условия которого не позволяют в достаточной мере обеспечить высокую продуктивность возделываемых культур, что в итоге это наносит большой вред АПК региона. По – прежнему остаётся довольно низкая урожайность маслосемян подсолнечника, значительно колеблясь по годам, что, безусловно, говорит о тесной зависимости урожайности культуры от погодно – климатических условий региона.
В условиях сложившейся высокой экономической эффективности производства подсолнечника, одним из условий увеличения урожайности этой культуры является освоение и совершенствование технологии его возделывания для конкретных условий зоны. Поэтому особое внимание необходимо уделять более рациональным энергосберегающим приёмам с учётом всех возможностей товаропроизводителей сельского хозяйства.
В Волгоградской области выполнено довольно много исследований по технологии возделывания подсолнечника (А.А. Астахов, А.В. Гермогенов, Э.А. Султанов, В.С. Сеферян, А.Ю. Орешкин), но именно вопросами ресурсосбережения возделывания этой культуры никто не занимался.
В этой связи нами были проведены исследования в зоне южных чернозёмов, включающие в себя результаты сравнительного анализа возделывания подсолнечника по традиционной системе основной обработки и применению системы прямого посева.
Цель исследований. Основная цель наших исследований заключалась в применении для сухостепной зоны южных чернозёмов Волгоградской области ресурсосберегающей технологии возделывания сортов и гибридов подсолнечника, в частности прямого посева, обеспечивающего повышение плодородия почвы и продуктивность культуры, снижение затрат на производство продукции.
В задачи исследований входило:
изучить особенности фотосинтетической деятельности, водного режима почвы, засорённости посевов в зависимости от применяемых агроприёмов;
изучить эффективность обработки биопрепаратами Альбит и Новосил семенного материала;
изучить отзывчивость гибридов и сортов подсолнечника на эффективность предпосевного локально – ленточного внесения минеральных удобрений;
установить влияние технологических приёмов возделывания на структуру урожайности сортов и гибридов подсолнечника;
дать экономическое и энергетическое обоснование эффективности основным приёмам ресурсосберегающих технологий возделывания подсолнечника.
Научная новизна. Установлены, путём сравнения с традиционной обработкой, особенности, роста и развития подсолнечника при системе прямого посева. Показаны взаимосвязь технологий производства с засорённостью посевов, с фотосинтетической деятельностью, с зависимостью водного режима от изучаемых агроприёмов. Установлены закономерности продуктивности сортов и гибридов подсолнечника в зависимости от элементов систем земледелия.
Практическая значимость. На основе проведённых трёхлетних исследований рекомендуется в зоне чернозёмных почв Волгоградской области применять предпосевную обработку семенного материала ростостимулирующими биопрепаратами Альбит и Новосил, из расчёта 50 мг + 10 л воды на 1 т семян, систему прямого посева при возделывании гибрида подсолнечника Донской – 1448 для решения проблем сохранения плодородия почвы и повышения продуктивности культуры.
Основные положения, выносимые на защиту:
- взаимосвязь элементов систем земледелия с ростом и развитием
подсолнечника, их влияние на урожайность подсолнечника;
- усовершенствование технологии возделывания подсолнечника за счёт
применения регуляторов роста в чернозёмной зоне;
- экономическая и энергетическая эффективность приёмов, направленных на
увеличение продуктивности подсолнечника.
Апробация работы Производственная проверка получённых результатов проводилась в хозяйстве ООО «Нива» Кумылженского района Волгоградской области на площади 350 гектар.
Публикация результатов исследований. По теме диссертационной работы опубликовано восемь печатных работ, их них три в рецензированных ВАК журналах.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа включает в себя введение, 4 главы, выводы и предложения производству, список использованной литературы и приложения. Работа изложена на 140 страницах компьютерного текста, включает 5 рисунков, 27 таблиц и 10 приложений. Список используемой литературы включает 196 источника, в том числе 6 иностранных авторов.
Биологические особенности и агротехника возделывания сортов и гибридов подсолнечника в опытах
Главным направлением обеспечения национальной безопасности в России является продовольственная безопасность. Обеспечение населения продуктами питания представляет собой важную социально - экономическую задачу, решение которой имеет огромное значение для нашей страны.
В последние годы наблюдается рост производства сельскохозяйственной продукции, в том числе её важнейших видов и высокоэффективных культур, к которым, несомненно, относится подсолнечник.
Спрос на продукцию, полученную из подсолнечника на мировом рынке стабильно высок. По своим полезным качествам подсолнечное масло во многом превосходит многие другие масла, которые используются в пищевой промышленности. Подсолнечник является культурой, весьма требовательной к климатическим и почвенным условиям. Подсолнечнику идеально подходят засушливый тёплый климат и чернозёмные почвы, такие природно – климатические условия имеются лишь в ограниченном числе регионов планеты.
Основными производителями подсолнечника на мировом рынке являются Россия, Украина, Аргентина.
В России основными производителями подсолнечника являются Приволжский, Южный, Центральный федеральные округа. Почвенно – климатические условия в Ставропольском, Краснодарском краях и Ростовской области очень благоприятны для возделывания подсолнечника.
Подсолнечник, пожалуй, основная масличная культура, возделываемая в Российской Федерации. На его долю приходится около 75 % посевных площадей всех масличных культур возделываемых в России и до 80 % производимого растительного масла. Содержание пищевого масла в семенах культурного подсолнечника может доходить до 56 %, а белка до 16 %. Витамины A, D, E, K, фосфотиды, содержащиеся в масле, повышают его пищевую ценность. Его масло используют при изготовлении майонеза, маргарина, овощных и рыбных консервов, кондитерских и хлебобулочных изделий, а также в натуральном виде. Полувысыхающее масло можно использовать для выработки красок, лаков, олифы, в производстве олеиновой кислоты, линолеума. Подсолнечник – хороший медонос. Он относится к силосной, кулисной культуре [36].
Лузгу используют при выработки кормовых дрожжей, фурфурола, этилового спирта. Корзинки подсолнечника – хороший корм.
Родиной подсолнечника является юг Северной Америки. По - видимому, впервые подсолнечник был культивирован племенами североамериканских индейцев. Имеются археологические свидетельства выращивания подсолнечника на территории штатов Аризона и Нью-Мексико примерно в 3000 году до н. э. У индейский племён подсолнечник использовался в качестве символа божества Солнца.
В Европейские страны он был завезён в началеXVI в. испанцами. В России подсолнечник появился в XVII в. Он был завезён из Голландии и долгое время оставался декоративным растением. Его семена употребляли как лакомство [36].
Использование подсолнечника как масличной культуры связано с крепостным крестьянином Д. С. Бокаревым из села Алексеевки Воронежской губернии (сегодня Белгородская область), жившим в XVIII веке. Именно ему в 1835 г. при помощи ручного пресса удалось получить масло из семянок подсолнечника. В 1865 г. в этой губернии был построен завод для производства растительного масла. С этого времени подсолнечник стали выращивать на полях Саратовской, Воронежской губерний, Северном Кавказе, на Укра 10 ине, в Сибири. Уже вначале XIX в. в России посевы подсолнечника высевали на площади около 1млн. гектар [124].
На Российских просторах можно встретить большое разнообразие форм и сортов подсолнечника. Поэтому интерес к этой культуре, как у аграриев, так и у учёных довольно большой. Мировой опыт возделывания подсолнечника огромен.
По технологии возделывания культурного подсолнечника в Волгоградской области выполнено довольно много исследований, в том числе с сортами и гибридами отечественной и зарубежной селекции [12, 46,49, 92, 128, 133, 155, 160].
Большой интерес к этой культуре вполне оправдан, так как маслосеме-на подсолнечника играют огромную роль в продовольственном комплексе нашей страны. Подсолнечник в последние годы занимает большой удельный вес в структуре посевных площадей в Волгоградской области и в настоящее время является наиболее рентабельной культурой.
В нынешних условиях развития производства сельского хозяйства необходимо определять как можно более продуктивный путь увеличения валового производства маслосемян подсолнечника за счёт применения высокопродуктивных сортов и гибридов, реализации их потенциальной продуктивности путём совершенствования агротехнологических приёмов его возделывания.
Характеристика сортов и гибридов подсолнечника, изучаемых в опытах
Почвенный покров района представлен почвами чернозёмного типа и песками в различной стадии зарастания и степени гумусированности. Основную водораздельную часть территории занимают чернозёмы обыкновенные и чернозёмы южные несолонцеватые и в различной степени солонцеватые в комплексе с солонцами. Чернозёмные почвы обладают хорошими водно – воздушными свойствами, отличаются комковатой или зернистой структурой, содержанием в почвенном поглощающем комплексе от 70…90 % кальция, нейтральной или почти нейтральной реакцией, повышенным естественным плодородием, интенсивной гумификацией и высоким, порядка 15 %, содержанием в верхних слоях гумуса [55].
Наши исследования проводились в степной зоне чернозёмных почв. Морфологические свойства чернозёма среднесуглинистого: По гранулометрическому составу описываемые почвы – суглинок серый. Содержание гумуса в слое 0,00…0,10 м было 3,6 %, содержание Р2О5 – 20,10; К2О – 325; гидролизуемого азота 83 мг/кг почвы, реакция водной вытяжки РH – 6,9, содержание S – 1,1; Mn – 4,1; Zn – 0,40; Cu – 0,04; CО – 0,04 мг/кг сухой почвы (Агрохимический паспорт поля) (приложение 2).
Содержание гумуса в почвах опытного участка 3,6 % показывает, что почва находится в хорошем состоянии и способна на протяжении длительно 44 го времени обеспечить благоприятные условия для развитий растений. Критическая градация гумуса в южных чернозёмах 2,4…2,6 %. При меньшем содержании количества гумуса в почве южные чернозёмы теряют свой естественный потенциал.
Физические свойства почвы нашего опытного участка (приложение3) характеризуются следующими показателями. Плотность сложения почвы во многом зависит от характера составляющих почву минералов, структуры, порозности, содержания перегноя. В 0,00…0,01 м составляет 1,21 т/м3, в слое 0,00…0,10 м – 1,31 т/м3. Увеличение плотности сложения достигали 1,46 т/м3 в слое – 0,08…0,09 м.
Решение поставленной цели и задач осуществлялось на основе проведения трёхфакторных полевых опытов и экспериментов, которые сопровождались соответствующими наблюдениями и исследованиями.
Наши опыты и производственная проверка результатов исследований по теме диссертации проводились в Волгоградской области в ООО «Нива» Кумылженского района в период с 2010 по 2012 годы. В качестве объекта исследования были взяты гибрид Донской –1448 и сорт Родник – 453 (стандарт). Норма высева стандарта составляла 60 тыс. всхожих семян на гектар, с расчетом к уборке 55 тыс./шт. растений. Применялась предпосевная обработка семенного материала ростостимулирующими препаратами: Альбит и Но-восил, из расчёта 50 мг + 10 литров воды на 1тонну семян. Дозы удобрений рассчитывали на основе нормативов по выносу основных элементов питания на единицу урожая.
Полевые опыты проводили по методическим указаниям Доспехова Б.А. [60] и методике Государственного испытания сельскохозяйственных культур [118].
В связи с тем, что в нашей зоне лимитирующим фактором является влага наши исследования и агротехнические мероприятия были направлены на сохранение и рациональное использование всех видов осадков (снег, дождь, роса). Ежегодная вспашка предполагала рыхление верхнего плодородного слоя, которое приводило к его высыханию. С помощью прямого посева постепенно накапливалась мульча, на которой удерживались и поглощались все виды осадков, активно протекали микробиологические процессы, улучшающие пищевой режим почвы. Изучаемые нами факторы, при использовании минеральных удобрений и биопрепаратов, были направлены на увеличение урожайности, повышения плодородия почвы, сокращение затрат труда.
Зависимость водного режима от изучаемых агроприёмов
Анализ данных показал, что площадь листовой поверхности у всех генотипов возрастала до начала цветения. Так у сорта Родник - 453 площадь листовой поверхности в среднем за 2010…2012 гг. исследований составила на варианте естественного плодородия почвы при традиционной системе обработки от 26,4 в 2010 году до 29,4 тыс.м2/га в 2012 году. У гибрида Донской – 1448 от 27,1 в 2010 году до 29,1тыс.м2/га в 2012 году. При прямом посеве площадь листовой поверхности в среднем за 2010…2012 гг. исследований на контроле у сорта Родник – 453 варьировала от 22,4 в 2010 году до 24,2 тыс.м2/га в 2012 году. У гибрида Донской – 1448 соответственно от 23,7 в 2010 году до 26,4 тыс. м2/га в 2012 году. Применение биопрепаратов Альбит и Новосил способствовало повышению площади ассимилирующей поверхности в среднем на 15…18 %. На гибриде Донской - 1448 наблюдалась аналогичная тенденция, только величина ассимилирующей поверхности была на 2…3 тыс. м2/га выше, чем у сорта Родник - 453.
Из данных таблицы 9 видно, что на всех вариантах опыта независимо от системы обработки к фазе налива семян у всех генотипов подсолнечника площадь листовой поверхности уменьшалась в сравнении с фазой образование корзинки за счёт засыхания и отмирания нижних листьев. В фазу налива семян средняя площадь листьев у гибрида Донской – 1448 на контроле достигала при традиционном способе обработки 24,3 тыс.м2/га, на прямом посеве – 22,3 тыс.м2/га, что выше, чем у сорта Родник – 453, где площадь листовой поверхности составила соответственно 22,2 тыс.м2/га и 18,5 тыс.м2/га. В фазу хозяйственной спелости произошло значительное опадание листьев. На сохранность листовой поверхности после фазы цветения существенное влияние оказали климатические условия и влагообеспеченность. К началу уборки у гибрида Донской - 1448 площадь сохранившихся листьев была выше, чем у сорта Родник – 453 на всех вариантах опыта не зависимо от системы обработки. На варианте естественного плодородия при традиционной системе обработки у гибрида Донской – 1448 она составила 7,6 тыс. м2/га., при прямом посеве – 6,8 тыс. м2/га, у сорта Родник – 453 соответственно 6,6 тыс. м2/га и 5,9 тыс. м2/га.
На протяжении всех периодов роста и развития подсолнечника, что при традиционной системе обработки, что при системе прямого посева на вариантах с применением минеральных удобрений, биостимуляторов роста и совместном их использовании наблюдалось увеличение площади листьев по сравнению с контрольным вариантом. Наибольшая разница наблюдалась на вариантах совместного применения минеральных удобрений в сочетание с Альбитом и Новосилом. Наибольшая площадь листовой поверхности наблюдалась в фазу цветения у гибрида Донской – 1448 при традиционном способе обработки на варианте Альбит + N110P44 и составляла 37,1 тыс. м2/га.
Динамика формирования листовой поверхности между двумя изучаемыми системами земледелия различались между собой. Если при традиционной системе земледелия она варьировала под влиянием погодных факторов, то при прямом посеве внесла свои коррективы система прямого посева. В первый год исследований мы наблюдали уменьшение величины ассимилирующей поверхности при прямом посеве. Почему это наблюдалось? Дело в том, что в первый год мы только приступили к процессу восстановления естественного плодородия почвы за счёт внедрения прямого посева. Для этого предшествующую культуру (озимая пшеница) мы скосили как можно выше (0,35..0,40 м) и всю солому, измельчив, равномерно разбросали по поверхности поля. Создалась растительная мульча и в ней стали активно протекать микробиологические процессы, включая и развитие кольчатых червей, которые активно перерабатывали растительные остатки в органическое вещество. Но процесс этот шел очёнь медленно, и в первый год наблюдалось снижение показаний фотосинтетической деятельности.
На второй год мы продолжали эксперимент по накапливанию растительных остатков, мульча росла, и шло постепенное возвращение почвы в естественное состояние. На второй год снижение показателей фотосинтетической деятельности было на 10 % ниже, чем при традиционной обработке.
Наибольшая площадь листовой поверхности служит определённым критерием для оценки условий формирования более высоких фотосинтетиче 75 ских потенциалов и соответственно высокой урожайности сухой биомассы. ФП и площадь листовой поверхности находятся в прямой зависимости друг от друга. Увеличение площади листьев влечёт за собой увеличение ФП и наоборот.
По данным таблицы 10 видно, что внесение расчётных доз минеральных удобрений, и предпосевная обработка семян биопрепаратами Альбит и Новосил приводило к возрастанию фотосинтетического потенциала по сравнению с контрольным вариантом. Наибольшее значение фотосинтетического потенциала формировалось на варианте совместной обработки семян росто-стимулирующим препаратом Альбит и внесением расчётных доз минеральных удобрений NnoР44 и составило в 2010 году - 1859, в 2011 году - 2224, в 2012 году - 1809тыс. м2 сутки/га. Наименьшее значение фотосинтетического потенциала было на контрольном варианте, в 2010 году - 1436, в 2011 году -1795, в 2012 году - 1541тыс. м2 сутки/га.
Анализ данных таблицы 1показал, что при прямом посеве варианты опыта влияли на показатели фотосинтетической деятельности гибрида Донской - 1448. Наблюдалась та же зависимость, что и при традиционной обработке, то есть с увеличением площади листьев, фотосинтетический потенциал тоже увеличивался. Наибольшие значения фотосинтетического потенциала были получены в 2011 г исследований. Так при максимальной площади листьев 35,9 тыс.м2/га значение фотосинтетического потенциала достигало 1976 тыс.м2 сутки/га на варианте Альбит + Nn0Р44, что на 432 тыс.м2 сутки/га больше контрольного варианта.
Энергетическая оценка возделывания гибридов и сортов подсолнечника
Исходя из данных, приведенных в таблице 24 можно сказать, что с увеличением урожайности маслосемян подсолнечника увеличиваются прямые затраты с 4575 руб./га на контрольном варианте при традиционной обработки гибрида Донской – 1448 до 7170 руб./га с применением минеральных удобрений и биопрепаратов (Альбит + N110P44). Себестоимость 1 т/руб. продукции изменялась также с увеличением урожайности и составляла от 3928 руб. на контрольном варианте до 5264 руб. на варианте Альбит + N110P44
Чистый доход тоже увеличивался с повышением урожайности на всех вариантах опыта независимо от системы обработки. Внесение удобрений N110P44 и применение биостимуляторов роста растений Альбита и Новосила увеличивало прибыль. Обработка семян ростостимулирующими препаратами способствовала увеличению чистой прибыли на 3629…4156 рублей. Внесение удобрений и обработка препаратами Альбит и Новосил увеличило прибыль на 2535…5548 рублей в зависимости от варианта обработки почвы.
Сравнивая элементы обработки почвы, мы видим, что на прямом посеве доход был оказался выше, а затраты меньше, чем при традиционной. Наибольшая прибыль наблюдалась на варианте Донской – 1448 – 23374 руб./га с применением удобрений и биопрепаратов (Альбит + N110P44). Это связано с тем что технология прямого посева требует меньше затрат на производство подсолнечника. Исключаются такие операции как вспашка, культивация. На всех вариантах независимо от системы обработки прибыль была выше на гибриде Донской – 1448, чем на сорте Родник – 453, так как гибрид формировал наибольшую урожайность.
Таким образом, можно сделать заключение, что возделывание подсолнечника по прямому посеву является экономически выгодным. темпы социального и экономического развития. Задачи увеличения эффективности использования электроэнергии, сельскохозяйственных машин, минеральных удобрений, ГСМ, требуют учёта общих энергетических затрат на производство продукции и энергии, накопившейся в урожае.
Энергетическая эффективность сельскохозяйственного производства -отношение энергии, которая накапливается растениями в процессе фотосинтеза, к общим энергетическим затратам на возделывание сельскохозяйственных культур или в целом производства.
Метод энергетической оценки при использовании интенсивных технологий производства с их высокими показателями энергоёмкости, энергозатрат, энерговооружённости позволяет найти путь экономного использования энергии, указать на необходимость повышения энергетической эффективности производства сельского хозяйства.
При определении энергетической эффективности необходимо учитывать полные затраты энергии на возделывание культуры и общее содержание энергии в урожае. Чистый энергетический доход определяется как разница между содержанием энергии в урожае и суммарными затратами на возделывание сельскохозяйственных культур.
В условиях сложившейся рыночной экономики, цены на энергоносители, средства системы защиты растений, сельскохозяйственные машины, удобрения постоянно меняются. Поэтому существующие методы оценки энергетической эффективности нуждаются в постоянной корректировке и доработке.
Таким образом, сущность энергетической эффективности заключается в получении наибольшего содержания энергии в продукции при наименьших затратах энергии в форме ГСМ, минеральных и органических удобрений, средств защиты от болезней, вредителей растений, средств механизации.
Начинать расчёт затрат энергии необходимо с составления технологической карты на возделывание и уборку сельскохозяйственных культур. Карта включает перечень всех работ необходимых для возделывания сельскохо 103 зяйственных культур, начиная от посева и заканчивая уборкой, нормативы и сроки проведения работ. Общие энергетические затраты определяются исходя из суммы энергетических затрат на выполнение отдельных технологических операций в процессе возделывания сельскохозяйственных культур.
В соответствии с технологической картой, мы произвели расчёт энерго затрат и их эффективности при возделывании гибридов и сортов подсолнечника в зоне южных чернозёмных почв Волгоградской области.
Из данных таблицы 25 затраты совокупной энергии при возделывании подсолнечника на контроле у гибрида Донской – 1448 составляли 29250 МДж/га на прямом посеве и 36820 МДж/га на традиционной системе обработки. Соответственно у сорта Родник – 453 на прямом посеве 25484 МДж/га и 34494МДж/га при традиционной системе обработки.
