Содержание к диссертации
Введение
1.1 Особенности биологии и технологий возделывания подсолнечника 9
1.2 Влияние сроков сева на урожайность 15
1.3 Борьба с сорной растительностью и накопление питательных веществ 18
2 Комплексная оценка агроклиматических условий и почв зоны исследования 23
2.1 Характеристика метеорологических условий периода исследований 23
2.2 Характеристика почв опытного участка 26
3 Схема опыта, агротехника и методика исследований 30
З.ІСхема опыта 30
3.2 Агротехника подсолнечника в полевых опытах 32
3.3 Методика исследований 37
4 Влияние сроков сева и приёмов послепосевного ухода на условия произрастания подсолнечника 42
4.1 Вегетационный период и наступление фенологических фаз 42
4.2 Динамика влажности почвы и суммарное водопотребление 46
4.3 Всхожесть и выживаемость растений к уборке 55
4.4 Засорённость посевов 63
5 Нарастание абсолютно сухой биомассы растений и продуктивность фотосинтеза при разных сроках сева .67
5.1 Высота растений .67
5.2 Динамика площади листьев в посевах подсолнечника 69
5.3 Фотосинтетический потенциал .74
5.4 Чистая продуктивность фотосинтеза 80
5.5 Нарастание сухой биомассы 82
6 Структура урожая, урожайность и качество маслосемян в зависимости от изучаемых приёмов .88
6.1 Структура урожая 88
6.2 Влияние сроков сева и приёмов послепосевного ухода на урожайность подсолнечника 94
6.3 Качество маслосемян .97
7 Экономическая оценка эффективности агромероприятий по возделыванию подсолнечника в условиях южных чернозёмов 101
Заключение 106
Предложения производству 110
Список использованной литературы 111
Приложения .
- Борьба с сорной растительностью и накопление питательных веществ
- Агротехника подсолнечника в полевых опытах
- Динамика влажности почвы и суммарное водопотребление
- Динамика площади листьев в посевах подсолнечника
Борьба с сорной растительностью и накопление питательных веществ
В опытах С.А. Коноваленко [56] при севе 25 апреля у сортов и гибридов урожайность составила 1,44 ... 1,78 т/га, при севе 30 апреля - 1,74 ... 2,14 т/га, при севе 05 мая - 1,64 ... 2,08 т/га и при поздних сроках сева (20 мая) - 1,46 ... 1,87 т/га.
От правильно сделанного выбора, касающегося сроков сева, во многом зависит хороший задел не только для начального роста и развития подсолнечника, но и представляется хорошая возможность для уничтожения ранних яровых сорняков в допосевной период.
Согласно исследованиям [1, 9, 14, 23, 24, 25, 29, 67], при установлении срока сева учитывались не календарные сроки, а температура почвы на глубине заделки семян (0,06 ... 0,08 м). Появление дружных, полноценных всходов отмечалось на 9...11 день, когда среднесуточная температура почвы в слое 0...0,1 м в период от сева до всходов составляла 10...12 С.
В исследованиях Донской научно-производственной системы «Масличные культуры» (Ростовская область) [30] установлено, что семена гибридов подсолнечника прорастают дружнее и быстрее всходят при севе в почву с температурой +10...+12 С на глубине 0,1 м. Такие же результаты получены и в других исследованиях [30, 54, 95].
А.А. Астахов, проводивший исследования в Киквидзенском районе Волгоградской области, пришёл к выводу, что оптимальным сроком сева подсолнечника является прогревание почвы на глубине 10 см до 12-14 С, что в среднем календарно приходится на 30 апреля – 5 мая. При более поздних сроках сева продуктивность растений подсолнечника снижается. При этом также возрастает вероятность попадания сроков уборки подсолнечника в неблагоприятный уборочный период. Сев в более ранние сроки также нежелателен из-за более низкой продуктивности растений и большей засорённости посевов подсолнечника сорняками [3]. Выбор оптимальных сроков сева имеет большое значение в получении высокой урожайности подсолнечника. В 80-е годы ХХ века рекомендовано было при выборе оптимального срока сева руководствоваться такими показателями, как массовое появление всходов и проростков ранних сорняков, а также спелостью почвы [107]. Как только наступают эти условия, должна проводиться культивация и сев подсолнечника. Сев следует проводить после уничтожения всходов ранних яровых сорных растений, т.е. когда почва на глубине 0,1 м прогревается до 12-14 С.
По нашим наблюдениям, большую опасность для всходов подсолнечника представляют горчица полевая, марь белая, гречиха вьюнковая, овсюг, щетинник, щирица. Ранние сроки сева - явление довольно частое для производства, чаще всего это связано с ограниченностью технических ресурсов для проведения сева в оптимальные сроки, так как при поздних сроках сева полная спелость позднеспелых сортов и гибридов наступает в позднеосенние сроки и уборку часто проводят после наступления заморозков, что, в свою очередь, снижает урожайность и масличность маслосемян подсолнечника. Показателем полного созревания подсолнечника служит обеспеченность его тепловыми ресурсами в любой климатической зоне не менее чем на 80 % [101].
В исследованиях А.Ю. Орешкина, проводившего свои исследования в зоне каштановых почв Нижнего Поволжья [87] установлено, что ранние сроки сева подсолнечника (+5...+7 С) лучше подходят сортам, характеризующимся низкой масличностью, урожайность этих сортов при севе в ранние сроки на 6...12 % выше, чем при севе в более поздние сроки. Высокопродуктивные масличные гибриды формировали более высокую урожайность при севе при температуре почвы на глубине заделки маслосемян до +8...+10 С.
Аналогичные закономерности получены и по элементам продуктивности: одни сорта проявляют себя лучше при ранних сроках сева, другим сортам и гибридам необходимо прогревание почвы на +8...+10 С. При таком сроке сева они лучше развиваются, формируют большее количество маслосемян в корзинке, имеют более высокую массу 1000 маслосемян и содержание масла [11, 43, 49, 59, 72, 73, 77, 81]. Несколько иные выводы по результатам исследований по срока сева подсолнечника сделали ученые Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии: А.А. Астахов, А.М. Гаврилов, В.М. Жидков [4, 28, 45], - которые отмечали, что наиболее высокая урожайность маслосемян подсолнечника достигалась в посевах, проведенных при прогревании темно-каштановой почвы на глубину 0-0,1 м до +11,6 С и составила 2,48... 2,79 т/га, а на обыкновенном черноземе при +12,4 С — 1,71...2,14 т/га.
То есть, до сих пор на вопрос о том: приемлемы ли ранневесенние сроки сева в технологии возделывания подсолнечника - однозначного ответа среди учёных нет. Научно-обоснованные сроки сева подсолнечника должны определяться продолжительностью вегетации культивируемых сортов и гибридов, позволяющей убирать подсолнечник прямым комбайнированием при полной хозяйственной спелости маслосемян, даже без десикации посевов. Согласно метеорологическим данным по обеспеченности района возделывания культуры тепловыми ресурсами рассчитывается вероятность вызревания сортов и гибридов подсолнечника с учетом предполагаемых сроков сева и суммы положительных температур за период вегетации подсолнечника.
Агротехника подсолнечника в полевых опытах
Зона проведения полевых экспериментов характеризуется значительным изменением метеорологических условий по отдельным годам. Выделяют три различных типа погоды: влажная, умеренно-засушливая и сухая. Влажный тип погоды – когда выпавшие осадки обеспечивают увлажнение почвы, необходимое для нормального роста и развития растений. Умеренно-засушливая погода характеризуется периодическим выпадением осадков, хорошо увлажняющих почву и ровным тепловым режимом. Сухой тип погоды отличается редко выпадающими небольшими осадками, которые увлажняют только самый верхний слой почвы. В зоне проведения наших исследований - на южных чернозёмах Волгоградской области - он приходится на период высоких температур.
По данным В.Н. Чурзина и Н.Н. Дудниковой, проводивших исследования микробиологической активности почвы и урожайности подсолнечника на чернозёмах Волгоградской области, почти в те же самые сроки, что и мы отмечают, что «рост, развитие и продуктивность подсолнечника в значительной степени зависели от метеорологических условий в годы проведения полевых экспериментов. Наибольшее отрицательное влияние на развитие и продуктивность подсолнечника оказали высокие температуры и недостаточная влагообеспеченность посевов в 2010 году. Данные факторы оказали влияние на величину урожайности в большей степени, чем изучаемые способы основной обработки и применяемые препараты» [144].
Характеристика условий влаго- и теплообеспеченности за период вегетации подсолнечника в 2013 году В 2011 году количество выпавших осадков составило 316,1 мм, за период активной вегетации (май – сентябрь) – 125,8 мм. По тепловому режиму 2011 год был благоприятным: так, средняя температура мая месяца составила +18,0 0С.
В 2012 году среднегодовое количество осадков было 245,4 мм, за период вегетации (май – сентябрь) составило 78,0 мм.
В 2013 году количество выпавших осадков составило 373,0 мм. Для формирования высокой продуктивности подсолнечника очень важны весенние влагозапасы в метровом слое почвы и количество выпавших осадков за вегетационный период. Количество осадков за период активной вегетации (май – сентябрь) составило 157,1 мм и по месяцам распределены не равномерно. Так, в июне осадков было 24,0 мм, а в августе, в период «цветение-налив маслосемян», количество выпавших осадков составило 2,0 мм. Средняя температура в мае составила +20,0 0С.
В целом за 2011…2013 гг. погодные условия по влаго- и теплообеспеченности можно считать благоприятными для роста и развития подсолнечника.
Наши исследования проводились в ОАО «Сосновское» Руднянского района Волгоградской области. Почвообразовательный процесс на территории опытного участка в соответствие с климатическими условиями и географическим положением протекает по степному типу с образованием обыкновенных и южных черноземов. Почвенный покров представлен следующими подтипами: обыкновенный чернозем разной мощности, который занимает северную часть района; южный чернозем разной степени солонцеватости (слабой, средней) и южный чернозем смытый (эродированный в слабой, средней, сильной степени).
В качестве почвообразующих пород для южных черноземов служат покровные глины и тяжелые суглинки, карбонатные, часто лессовидного облика. Большое распространение получили черноземы со средним количеством гумуса. Они занимают приблизительно 2800 га. Имеются почвы солонцеватого комплекса. Пятен степных солонцов до 10 %. Гранулометрический состав преобладает глинистый и тяжелосуглинистый. Морфологическое описание почвенного профиля на опытном участке: А (0...0,25) Темно-серый, комковато-порошистый, слабоуплотненный, переход к нижележащему горизонту постепенный.
Темно-серый, комковато-зернистый, рыхлый, переход постепенный. В (0,45…0,56) Светло-серый, с буроватым оттенком, с гумусовыми затеками, уплотненный, комковато-зернистый, переход постепенный. Вс 0,56 ...0,94 Светло-коричневый, крупнокомковатый, глинистый, с узкими гумусовыми затеками, вскипает от НС1 с глубины 0, 57 м, переход постепенный, выделение карбонатов в виде белоглазки. С (0,94… 150) Светло-коричневая глина, изредка узкие гумусовые затеки, выделение карбонатов в виде больших пятен и мицелия, плотнокомковатый, уплотненный.
По гранулометрическому составу почва опытного участка, на котором изучались сроки сева, и приёмы ухода за подсолнечником представляет собой чернозем южный малогумусный маломощный глинистый. Содержание физической глины в пахотном горизонте 0-0,3 м находится в пределах 65 %. По профилю гранулометрический состав почвы однородный. Содержание илистых частиц составляет от 35 до 40 %. Большое содержание ила является благоприятным для данных почв, так как в нём содержатся коллоиды, способствующие образованию прочных микроагрегатов, создают связность и пластичность. Именно физическая глина (илистые частицы) повышают почвенное плодородие.
По содержанию гумуса и мощности гумусового горизонта в пахотном слое почвы на участке, на котором были заложены полевые опыты, относятся к малогумусным. Данные по агрохимическому составу опытного участка представлены в таблице 2.
Динамика влажности почвы и суммарное водопотребление
Густота стояния растений перед уборкой в 2013 году была наименьшей на варианте раннего срока сева и составляла 43,2 тысячи штук растений. На варианте среднего срока она была наибольшей и составляла в среднем по опыту 44,7 тысячи штук растений. По вариантам ухода за посевами наибольшая густота стояния растений к уборке - 44,7 тысячи штук растений - сохранялась на варианте предпосевного внесения гербицида Харнес (2 л/га), наименьшая - 43,2 тысячи штук растений - на варианте довсходового боронования средними зубовыми боронами БЗСС-1,0 с междурядными обработками КРН-8,4.
Анализируя данные по определению густоты стояния растений в среднем за три года исследований с 2011 по 2013, можно сделать следующие выводы. При сравнении густоты стояния растений в зависимости от сроков сева было установлено, что наибольшую сохранность растений к уборке имели варианты со средним и поздним сроками сева. Причём большую густоту стояния растений, по сравнению с ранними сроками сева, данные варианты имели во время всех трёх проводимых замера в течение вегетационного периода, начиная с фазы полных всходов, т.е. количества полученных всходов, и заканчивая замерами перед уборкой. И следует ещё раз отметить, что данная закономерность наблюдалась во все, без исключения, годы исследований.
В среднем за годы исследований перед уборкой подсолнечника на гектаре оставалось на варианте раннего срока сева – 42,1 тысячи штук, на варианте среднего сева – 42,9 тысячи штук и на варианте позднего срока сева – 42,8 тысячи штук растений.
Изучая зависимость густоты стояния растений подсолнечника от приёмов ухода за посевами, было обнаружено, что довсходовое боронование средними зубовыми боронами БЗСС-1,0 с междурядными обработками КРН-8,4 во все годы исследований приводило к большему изреживанию посевов подсолнечника, по сравнению с послевсходовым боронованием игольчатой бороной и вариантом без механической прополки (заменой их на сплошное предпосевное внесение гербицида Харнес с расходом 2 л/га). На первом варианте в результате к уборке оставалось 42,1 тысячи штук растений, а на втором и третьем вариантах в среднем за 2011-2013 годы 42,9 тысячи. Если рассматривать сохранность растений по годам, то следует отметить, что в более засушливый 2012 год к уборке растений оставалось на 1-2 тысячи меньше, чем в более благоприятные по погодным условиям 2011 и 2013 годы. 4.4 Засорённость посевов
От правильного выбора срока предпосевной обработки почвы и сева во многом зависит создание благоприятных условий не только для начального роста растений, но и возможность уничтожения однолетних сорняков в допосевной период.
В исследованиях А.А. Астахова, проводившихся в сухостепной зоне чернозёмных почв, учёт засорённости посевов подсолнечника в опытах показал, что наименьшей она была при оптимальном сроке сева (30 апреля), когда количество сорняков на посевах сорта Казачий было 33 шт/м2, у гибрида Донской 342 – 35 и гибрида Кубанский 930 – 32 шт/м2, а вес их сырой массы соответственно 170, 190 и 148 г/м2. При третьем сроке сева количественная засорённость снижалась на 3-5 растений, тогда как вес их сырой массы возрастал на 6,2-11,1 % [4].
Смещение срока сева подсолнечника на более поздний срок сопровождался дальнейшим увеличением засорённости. При четвёртом сроке сева количественная засорённость составляла 43-52 шт./м2, весом 204-243 г/м2, а при пятом сроке соответственно 36-43 шт./м2, и 301-252 г/м2. Близкая к пятому сроку сева засорённость наблюдалась при первом сроке сева: 35-43 шт./м2 и 291-347 г/м2.
Сложившийся характер засорённости в наших опытах при изучении сроков сева объясняется несовпадением сроков проведения предпосевной культивации и периодом максимального прорастания сорных растений. Так, при первом сроке сева основная масса ранних сорняков появляется уже в посевах подсолнечника, которые настолько укореняются, что большинство их зубовая борона не уничтожает. При втором и третьем сроках сева основная масса ранних сорняков удаляется предпосевной культивацией, а всходы поздних сорных растений находятся в такой стадии, когда они легко уничтожаются боронованием. При этом всходы подсолнечника появляются дружно, через 11 дней после сева. Увеличение засорённости посевов подсолнечника при четвёртом и пятом сроках сева связано с более ранним или одновременным появлением сорняков, по сравнению со всходами подсолнечника, что в дальнейшем несколько затрудняет борьбу с ними в посевах [4].
В наших исследованиях изучалось три срока сева подсолнечника: ранний (при достижении температуры почвы на глубине заделки семян 4-5 градусов); второй срок (средний) через десять дней после первого срока посева (8-10 оС) и третий срок (поздний) – через десять дней после второго срока сева (14-16 оС).
При ранних сроках сева подсолнечника отмечалась повышенная засоренность, и в результате при ранних сроках сева урожайность снижалась.
В условиях Волгоградской области в сухостепной зоне чернозёмных почв основными моментами технологии, от которых зависит урожайность подсолнечника, является уничтожение сорняков и бесперебойное снабжение культурных растений водой в течение всего вегетационного периода.
Эффективная борьба с сорными растениями путем применения различных приемов обработки почвы является важной операцией в технологии возделывания сортов и гибридов подсолнечника.
В результате проведения исследований нами было установлено, что на посевах подсолнечника наибольшее распространение имели горчица полевая, марь белая, гречишка вьюнковая, овсюг, щетинник зелёный, щирица обыкновенная, молочай лозный, дурнишник обыкновенный. Количественный и весовой учёт сорных растений по вариантам в течение вегетационных периодов во все годы проведения полевых экспериментов на посевах подсолнечника в наших исследованиях показал, что она зависела как от приёмов ухода за посевами, так и от сроков сева.
Динамика площади листьев в посевах подсолнечника
Наиболее высокими были растения, высеваемые в средние сроки сева (от 1,66 м в 2012 году до 1,79 м в 2013 году), второе место по высоте занимали гибриды, высеваемые через десять дней после второго срока сева, когда температурный режим устанавливался в пределах 14-16 оС (от 1.64 м в 2012 году до 1,77 м в 2013 году), и более низкорослыми были гибриды раннего срока сева (от 1,61 м в 2012 году до 1,73 м в 2013 году). Причём, следует отметить, что данная закономерность наблюдалась также во все годы исследований.
Способы ухода за подсолнечником, а именно довсходовое боронование средними зубовыми боронами БЗСС-1,0 с междурядными обработками КРН-8,4; послевсходовое боронование игольчатой бороной; сплошное предпосевное внесение гербицида Харнес (2 л/га) без механических обработок не приводили к сильному различию в высоте растений, хотя более высокорослые растения формировались на третьем варианте (сплошное предпосевное внесение гербицида Харнес (2 л/га)) от 1.65 метра в 2012 году до 1,79 метра в 2013 году, на втором варианте (послевсходовое боронование игольчатой бороной) от 1,64 метра в 2012 году до 1,79 метра в 2013 году. Наименьшую высоту, причём во все годы исследований, имели растения на первом варианте (довсходовое боронование средними зубовыми боронами БЗСС-1,0 с междурядными обработками КРН-8,4) от 1,61 метра в 2012 году до 1,78 метра в 2013 году.
Но разница в высоте была незначительной в пределах ошибки опыта. Таким образом, можно отметить, что высота растений в наших опытах в большей степени зависела от погодных условий, складывающихся в течение вегетационного периода подсолнечника, чем от сроков сева и способов ухода за посевами.
Основную часть ассимиляционной поверхности составляют листья, именно в них осуществляется фотосинтез. Фотосинтез может происходить и в других зеленых частях растений – стеблях, остях, зеленых плодах и т.п., однако вклад этих органов в общий фотосинтез обычно небольшой. Принято сравнивать посевы между собой, а также различные состояния одного посева в динамике по площади листьев, отождествляя ее с понятием “ассимиляционная поверхность”.
Динамика площади листьев в посевах подсолнечника, как и других культурных растений, имеет свою закономерность. После появления всходов площадь листьев медленно, но повышается, затем темпы нарастания листовой поверхности увеличиваются. К фазе цветения площадь листьев достигает максимальной за вегетацию величины, затем площадь листовой поверхности начинает постепенно снижаться в связи с пожелтением и отмиранием нижних листьев. К концу вегетации в посевах многих культур, в том числе и подсолнечника, зеленые листья на растениях практически отсутствуют и фотосинтетическая деятельность прекращается.
Площадь листьев различных культурных растений может сильно варьировать в течение всего вегетационного периода в зависимости от условий водоснабжения, гидротермического коэффициента, пищевого режима, агротехнических приемов. Общепринято, что при индексе листовой поверхности 4-5 посев, как оптическая фотосинтезирующая система, работает в оптимальном режиме, поглощая наибольшее количество ФАР. При меньшей площади листьев часть ФАР листья не улавливают. Если площадь листьев больше 50 тыс. м2/га, то верхние листья затеняют нижние, их доля в фотосинтезе резко снижается. Более того, верхние листья “кормят” нижние, что не выгодно для формирования урожая.
Динамика площади листьев показывает, что на разных этапах вегетации посев как фотосинтезирующая система функционирует неодинаково. Первые 20-30 дней вегетации, когда средняя площадь листьев составляет – 3-7 тыс. м2/га, большая часть ФАР не улавливается листьями, и поэтому коэффициент использования ФАР не может быть высоким. Далее площадь листьев начинает быстро нарастать, достигая максимума. Как правило, это происходит у подсолнечника – в фазе цветения. Затем площадь листьев начинает быстро снижаться. В это время преобладают перераспределение и отток веществ из вегетативных органов в генеративные.
На продолжительность этих периодов и их соотношение влияют различные факторы, в том числе агротехнические. С их помощью можно регулировать процесс нарастания площади листьев и продолжительность периодов. В засушливых условиях густоту растений, а следовательно, и площадь листьев намеренно снижают, потому что при большой площади листьев усиливается транспирация, растения сильнее страдают от недостатка влаги, урожайность уменьшается.
Слишком большое разрастание площади листьев при достаточном водоснабжении также приводит к нежелательным результатам. Биомасса в этом случае растет довольно высокими темпами за счет вегетативных органов, однако условия формирования плодов и семян ухудшаются. К аналогичным результатам может привести и чрезмерное загущение растений, поэтому мы в условиях сухостепной зоны чернозёмных почв Волгоградской области в своих опытах приняли норму высева гибрида Триумф 55 тыс. шт. семян на гектар. Для всех без исключения растений, в том числе и подсолнечника важно создать оптимальные условия для формирования максимальной величины площади листьев, т.е. ассимилирующего аппарата, способного обеспечить наибольшую фотосинтетическую продуктивность растений при определённых условиях водообеспеченности и минерального питания. Исследования динамики формирования листовой поверхности гибрида Триумф в наших исследованиях показали, что темпы её нарастания отличаются медленным развитием в начальные фазы развития подсолнечника и достигают своего максимума через 57-63 дня после всходов. Пик нарастания листовой поверхности приходится на начало цветения. Именно в этот период, причём во все годы исследований с 2011 по 2013, мы наблюдали максимальную площадь листьев, которая затем шла на убыль. В фазу образования корзинки в среднем формировалось от 8,2 до 10,2 тыс. м2 на гектаре, в фазу цветения от 23,8 до 27,4 тыс. м2 на гектаре, в фазу налива семян от 12,9 до 15,4 тыс. м2 на гектаре и фазу хозяйственной спелости площадь листьев уменьшалась до 6,9 – 9,2 тыс. м2 на гектаре.
Наблюдения за изменениями листовой поверхности по вариантам со сроками сева в наших исследованиях помогли выявить следующую закономерность: чем позднее проводился сев подсолнечника, а, соответственно, выше была температура воздуха и сумма положительных температур, тем больше была максимальная площадь листьев. Поэтому во все годы исследований без исключения максимальная листовая поверхность гибрида подсолнечника Триумф формировалась в фазу цветения при поздних сроках сева – в среднем за годы исследования - 26,8 тыс. м2 на гектаре, при среднем сроке сева – 26,6 тыс. м2 на гектаре и при раннем сроке сева – 24,9 тыс. м2 на гектаре. Затем шло снижение площади листовой поверхности. В фазу налива маслосемян она была в пределах 12,9 – 15,4 тыс. м2 на гектаре с наименьшими значениями при раннем сроке и наибольшими значениями при среднем сроке сева.