Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Влияние абиотических факторов, десикантов и сроков их применения на урожайность, качество зерна овса (обзор литературы) 7
1.1 Роль абиотических условий в формировании урожайности овса 7
1.2 Влияние десикации на урожайность и качество зерна основных полевых культур 16
Глава 2 Объект, методика и условия проведения исследований 28
2.1. Объект исследований 28
2.2 Методика проведения исследований 28
2.3 Условия проведения опыта 33
2.3.1 Почвенно-климатические условия региона 33
2.3.2 Метеорологические условия 33
2.3.3 Почвенные условия 37
2.4 Технология возделывания овса в опыте 37
Глава 3 Реакция овса сорта яков на абиотические условия 39
3.1 Урожайность и её структура 39
Глава 4 Продуктивность овса сорта яков при разных сроках обработки десикантами 47
4.1 Урожайность овса и обоснование ее структурой 47
4.2. Качество зерна 70
4.3 Качество семян в урожае 82
Глава 5 Последействие десикантов 95
5.1 Посевные качества семян 95
5.2 Урожайность, структура урожайности и качество зерна 97
Глава 6 Энергетическая, экономическая оценка, производственные испытания 107
6.1 Энергетическая оценка 107
6.2 Экономическая оценка 108
6.3 Производственные испытания 110
Заключение 112
Список литературы 114
Приложения 133
- Роль абиотических условий в формировании урожайности овса
- Урожайность и её структура
- Качество зерна
- Производственные испытания
Роль абиотических условий в формировании урожайности овса
Урожайность полевых культур зависит от многих факторов, среди которых абиотические условия играют важную роль. На 44 - 55 % метеорологические условия влияют на формирование урожая сельскохозяйственных культур [В. Д. Панников, 1983; А. И. Белолюбцев, 2013; 2020]. К oсновным абиотическим условиям внешней среды отнoсят: климатические, эдафизи-ческие и тoпографические [В. Г. Минеев, 1985; А. А. Жученко, 2000].
Температура, влажность и свет являются ключевыми факторами внешней среды, которые влияют на продуктивность сельскохозяйственных культур [И. П. Колосков, 1971; О. Д. Сиротенко, 2006]. Академик А. А. Жученко [2001] считал, что стресс и метеорологические условия являются основной причиной расхождения между средней и рекордной урожайностью полевых культур. В исследованиях В. Д. Раковского [1977], З. И. Усановой [1985], И. Ш. Фатыхова [2000] было установлено, что урожайность посевных куль тур зависит от климатических условий. А. А. Жученко [2000, 2001] установил, что урожайность сельскохозяйственных культур зависит на 60 - 80 % от метеорологических условий. Л. П. Косяненко [2010] пришел к выводу, что урожайность овса обусловлено на 63,6 % от внешних факторов зоны возделывания культуры. А. Р. Константинов [1981] сгененировал комплексную модель «погoда – пoчва – урожай», где подробно изложил биологические потребности культуры, метеоусловия, плодородие почвы и оснащенность агротехники. Он пришел к выводу, что метеообстановка и плодородие почвы являются важнейшими факторами в сформировании урожайности полевых культур. В условиях Башкортостана валовый сбор зерна овса составляет при засухе – 29 ц/га, а в благоприятных условиях для произрастания растений данный показатель может достигать 50 ц/га [Р. Б. Нурлыгаянов, 2018]. В своих опытах П. М. Политыко [2012] установил, что урожайность сортов овса (Борец, Лев, Привет, Яков и Улов) изменялась от условий года возделывания предшественника и от самой технологии выращивания. В агроклиматических условиях Калужской области была получена прибавка урожайности сорта овса Фристайл 0,7 т/га по сравнению с контрольным вариантом Буланный -4,6 т/га [А. Н. Исаков, 2019]. Возделывание викоовсяной смеси в засушливых условиях характеризовалась следующим образом, вика не сформировала семян, а урожай овса составил 8,5 ц/га. А в благоприятных климатических условиях урожай вики и овса был на одном уровне [Е. И. Малахова, 2006; В. К. Храмой, 2012]. Максимальная урожайность зернофуража (52,8 ц/га) в Тверской области была получена при соотношении овса и вики как 80 + 20 % от нормы высева семян в чистом виде, что составляет в физическом выражении 136 кг/га овса + 30 кг/га вики при благоприятных метеорологических условиях уровне [В. А. Шевченко, 2011].
Вегетативные органы овса начинают формироваться при минимальной температуре воздуха от+ 4 до 5 С, генеративные oрганы – от + 10 до +12С, и плодоношения – от + 10 до + 12С [А. С. Митрофанов, 1972]. Овес относится к тем растениям, которые наименее требовательны к теплу. Для раннеспелых сортов овса необходима сумма активных температур 1000 … 1500С, для среднеспелых – 1350…1650С, и для пoзднеспелых – 1500…1800С [А. М. Швецова, 1985]. Ф. Э. Реймерс [1978] в своих опытах установил, что семена овса луч-ше всходят при температуре 8С и выше.
Критическая температура вoздухадля появления дружных всходов составляет 4…5 С, а оптимальная считается 15…18С [Справочник…, 1986]. Так, по данным А. Р. Константинова [1981], oптимальная температура воздуха для появления всходов овса составляет 6…12С. Э. Д. Неттевич [1980] утверждал, что оптимальная среднесуточная температура воздуха для овса первые 3 - 4 недели после всходов является 10…12С. Из полученных результатов А. И. Коровина[1984] можно отметить, что расхождение между сoртами овса в температурнoм режиме составляет 4…5 С. Исходя из данных В. Н. Хомякова [1989], урожайность овса возрастает при повышении среднесуточной температуры воздуха в фазе посев – выметывание метелки с 9…10 С до 15…16 С, но при дальнейшем увеличении температуры воздуха до 21 С урожайность овса снижается. В фазе посев – выметывание снижение среднесуточной температуры воздуха до 1,5 С и ниже приводит к сокращению урожайности на 30 % и более.
Межфазный период вегетации овса посев – всходы может длиться 10 дней при температуре воздуха 10С и от 5 до 7 дней при температуре 15…20 С. При снижении температуры воздуха продолжительность данной фазы вырастает до 30 - 35 дней [Колесникова В. Г, 2006]. По данным исследований М. З. Бастрикова [1959] отмечено, что недостаточность теплобеспе-чения в эту фазу замедляет прорастание семян овса (до 20 дней и более). Из результатов А. И. Коровина [1984] можно выделить, что изучаемая фаза вегетации овса при температуре воздуха 18…34С составляет 5 - 7 дней, а при максимальной температуре воздуха 34…36С растягивается до 5 - 11 дней.
Полевая всхожесть семян на госсортоучастках Сибири варьировала в пределах от 70 до 85 %, а производственных условиях – от 55 до 60 %. В НИИСХ Центральных районов Нечерноземной данный показатель составил 73 - 88 %. При повышении продолжительности периода посев - всходы полевая всхожесть семян овса уменьшается [Неттевич Э. Д., 1980]. В фазе кущения овес нуждается в пониженном температурном режиме воздуха, так как в данный период образуется зачаточный стебель и метелка. Продолжительность фазы кущения составляет 10 - 15 дней. Исследуемый период был немного короче в Западной Сибири, а в Восточной – наоборот длиннее. Максимальный прирост сухой массы происходит в фазе выход в трубку-выметывание метелки, поэтому этот период более продолжительный. Продолжительность фазы выход в трубку - выметывание метелки овса в лесостепной зоне Западной Сибири фаза от 15 до 17 дней, в Восточной Сибири – от 18 до 22 дней [Маркитанова А. В., 1959].
Овес относится к влаголюбивым растениям. Его хорошо возделывать в районах с влажным и прохладным климатом. В зависимости от климатических условий коэффициент транспирации овса может достигать 400 до 600 единиц. По данным НИИСХ Югo-Востока, транспирационный коэффициент овса равен 474 и понижается с запада на восток [Сравнительная оценка …, 2014]. В. Н. Хомяков [1989] установил, что наибольшая урожайность овса формируется при сумме осадков 140 мм в фазе посев - выметывание метелки и 75 мм в фазе выметывание – уборка. Наименьшее количество колосков и цветков у растений овса формируется при недостаточном увлажнении атмосферными осадками в фазе кущение - выметывание.
При формировании урожайности зерновых культур в условиях Среднего Предуралья влажность почвы была изучена И. Ш. Фатыховым [2000]. В зернопропашном севообороте в суммарном водопотреблении зерновых культур на долю атмосферных осадков у овса приходилось 61 %, у озимой ржи – 62 %, у ячменя – 62 - 65 % и у пшеницы – 82 %. В общем водопотребления яровых зерновых культур при формировании урожая атмосферные осадки составляли на дерново-бурой почве 59 - 84 %, на дерново-мелкоподзолистой – 84 - 88 % .
Урожайность и её структура
Территория Удмуртской Республики условно разделена на три агроклиматических района: северный – прохладный, центральный – умеренно теплый, умеренно влажный, южный – теплый, в определенной степени засушливый. Границами между агроклиматическими районами служат изолинии сумм температур 1700 и 1900выше 10С. Полевые исследования проводились на опытном поле ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА, которая расположена в Воткинском районе. Данный район относится к центральному агроклиматическому району, который имеет следующие характеристики: сумма температур выше 10 С – 1700–1900, годовое количество осадков 490–525 мм, гидротермический коэффициент 1,3. Все зерновые, в том числе и овес – культуры умеренного климата. По требованиям к климату (температура, осадки) имеются различия и между сортами при их адаптации к определенным условиям.
Разные виды зерновых относительно своих требований к почвенным условиям сильно различаются. Вид почвы и её уровень плодородия при выращивании пшеницы в больше мере определяют урожайность, чем у других зерновых. При достаточном снабжении водой овес можно с успехом выращивать на всех почвах. Но несмотря на свои низкие требования к почве по сравнению с другими зерновыми и на свою относительно стабильную урожайность на более бедных почвах, овес реагирует на плодородие почв лучшей урожайностью. Непригодны песчаные почвы в регионах с осадками менее 500 мм в год.
Разная среднесуточная температура воздуха и сумма осадков, характерные для вегетационного периода климата Среднего Предуралья, когда одни периоды вегетации проходили при достаточном увлажнении, а другие при засухе (почвенная и воздушная), позволили выявить реакцию овса сорта Яков на абиотические факторы формированием урожайности. Овес в 2015 г. выращивали на участке, где пахотный слой почвы имел близкую к нейтральной реакцию среды (5,8 рН), среднее содержание гумуса (2,3 %), повышенное содержание подвижного фосфора (120 мг/кг) и обменного калия (162 мг/кг). Анализируя метеорологические условия 2015 г. по периодам роста и развития овса было выявлено, что урожайность 3,81 т/га в среднем по вариантам опыта была сформирована при продолжительности периода посев – полная спелость 103 сутки со среднесуточной температурой воздуха 16,5С и суммой осадков 229 мм (таблица 3). За данный период сумма положительных температур составила 1708 С и ГТК 1,4.
Продолжительность периода посев – всходы овса составила 15 суток, сумма положительных температур 187 С, среднесуточная температура воздуха 12,5 С, сумма осадков 18,8 мм. Периоды полные всходы – кущение, кущение – выход в трубку проходили при относительно высоких среднесуточных температурах 16,0 С и 17,4 С соответственно и низких значениях ГТК 1,1 и 0,6 соответственно. Критический период для растений овса выход в трубку – выметывание метелки характеризовался среднесуточной температурой воздуха 21,9 С и ГТК 0,9.
Поэтому при данных метеоусловиях сформировалась относительно низкая средняя урожайность в опыте. Наибольшее количество осадков 83,6 мм за вегетацию овса выпало за период молочное состояние зерна – полная спелость, однако осадки в этот период не повлияли на формирование большей урожайности.
В 2016 г. овес Яков сформировал в среднем по вариантам опыта урожайность 4,32 т/га. Агрохимическая характеристика пахотного слоя почвы была следующей – содержание гумуса высокое (3,2 %), подвижного фосфора (337 мг/кг) и обменного калия (270 мг/кг) очень высокое и близкая к нейтральной реакция среды (5,8 рН). При продолжительности вегетационного периода посев – полная спелость 90 суток выпало 126,1 мм осадков, и среднесуточная температура воздуха была 16,2С (таблица 4).
За период вегетации овса Яков сумма положительных температур составила 1507 С и сумма осадков – 126,1 мм. Относительно урожайности 3,81 т/га в 2015 г., урожайность в 2016 г. была выше на 0,51 т/га. Более высокая урожайность 4,32 т/га сформировалась относительно более лучшими агрохимии-ческими характеристиками пахотного слоя.
Рост и развитие растений овса в начальные периоды вегетации – посев - полные всходы, полные всходы – кущение, кущение – выход в трубку, выход в трубку – выметывание метелки проходили при относительно более низких среднесуточных температурах воздуха в сравнении с аналогичными значениями в 2015 г. Наибольшее количество осадков 48,1 мм выпало в критический период выход в трубку – выметывание метелки, при ГТК 1,5, а в 2015 г. ГТК 0,8. В 2015 г. в данный период сумма осадков составила 28,5 мм или 59,2 % относительно суммы осадков в 2016 г.
Вегетационный период 2017 г. был относительно благоприятным при ГТК 2,2 в фазе «выход в трубку – выметывание», что способствовало формированию в среднем по опыту наибольшей урожайности 6,35 т/га. Данная урожайность была получена при содержании в пахотном слое почвы гумуса среднее (2,2 %), подвижного фосфора (244 мг/кг) и обменного калия (172 мг/кг) высокое, слабокислой реакцией среды рН (5,4). Вегетационный период посев – полная спелость составил 105 суток при сумме выпавших осадков 330,2 мм, среднесуточной температуре воздуха 13,5С, сумме положительных температур 1520 С и ГТК 4,3.
В 2017 г. все периоды вегетации овса сорта Яков проходили при относительно более низких среднесуточных температурах воздуха, большего количества осадков и высоких значений ГТК в сравнении с аналогичными значениями в 2015 и 2016 гг. Наибольшее количество атмосферных осадков 74,7 мм выпало в межфазный период развития овса молочное состояние зерна – полная спелость при среднесуточной температуре воздуха 18,4 С (таблица 5).
Качество зерна
Опрыскивание посевов в более поздние сроки обеспечило снижение уборочной влажности зерна. Химическое подсушивание растений овса, не зависимо от сроков применения, способствовало существенному снижению на 1,7 - 2,4 % влажности зерна по сравнению с аналогичным в контрольном варианте без обработки при НСР05 частных различий по фактору А – 0,2 %.
В 2016 г. влажность зерна овса сорта Яков к моменту уборки была 13,8 - 15,8 %. При десикации посевов в первый срок обработки и через трое, шесть суток от него была получена уборочная влажность зерна 15 % (рисунок 7, приложение Г.2).
Опрыскивание посевов Раундапом, Бастой и Реглоном Супер уменьшило уборочную влажности зерна на 1,2 - 1,4 % по сравнению в контрольном варианте без обработки НСР05 главных эффектов по фактору А – 0,3 %
При десикации посевов овса в 2017 г. влажность зерна снижалась на 2 % при применении Раундапа, на 1,9 % при использовании Басты и Рег-лона Супер по сравнению с влажностью зерна в контрольном варианте без обработки при НСР05 главных эффектов по фактору А – 0,2 %. (рисунок 8, приложение Г.3).
Десикация после четвертого срока обработки зерна снизила уборочную влажность зерна на 0,2 % по сравнению с аналогичным показателем в контрольном варианте без обработки при НСР05 главных эффектов по фактору В – 0,2 %.
За три года исследований уборочная влажность зерна овса составляла 15,2 - 17,3 % (таблица 25, приложение Г.4). Десикация посевов в более поздние сроки обработки – через девять и двенадцать суток после первой обработки зерна существенно снизила уборочную влажность зерна на 0,4 % по сравнению в контрольном варианте при НСР05 главных эффектов по фактору В – 0,2 %. Применение препаратов на основе глифосата, глюфосинат аммония обусловило снижение уборочной влажности зерна на 1,7 - 1,8 % при НСР05 главных эффектов по фактору А – 0,2 %.
Пленчатость зерна овса – значимый показатель, который влияет не только на выход готовой продукции, но и на ее качество. Пленчатость зерна овса зависит не только от сортовых признаков, но и от метеорологических условий выращивания данной культуры [Е. В. Лызлов, 1978].
Наши опыты показали, что пленчатость зерна овса в 2015 г. составила 22,9 - 26,4 %, в 2016 г. была – 26,6 - 29,2 %, в 2017 г. – 26,1 - 28,9 % (приложение Г.5, Г.6, Г.7). В среднем за три года исследований пленча-тость зерна овса варьировала в пределах от 25,2 до 27,6 % (рисунок 9, приложение Г.8).
Обработка посевов Раундапом сократила пленчатость на 1 % по сравнению с пленчатостью в контрольном варианте без обработки и в варианте– обработка водой (НСР05 главных эффектов по фактору А – 0,6 %). В среднем по вариантам опыта максимальный показатель (27,4 %) был получен в варианте при первом сроке обработки десикантами при НСР05 главных эффектов по фактору В – 0,3 %. Десикация растений овса снизила пленчатость зерна на 1,2 % после четвертого срока обработки зерна по сравнению с аналогичным показателем в контрольном варианте без обработки при НСР05 главных эффектов по фак-тору В – 0,3 %.
По данным Г. А. Баталовой [2000] натура зерна для сoртов овса посевного, включенных в список ценных по качеству, должна быть не ниже 460 г/л. В годы исследований в среднем по вариантам опыта агроклиматические условия обусловили формирование натуры зерна выше 460 г/л. По вариантам опыта натура зерна овса в 2015 г. составила 538 – 580 г/л, в 2016 г. была – 510 – 543 г/л и в 2017 г. находилась на уровне – 549 - 587 г/л (приложение Г.9, Г.10, Г.11). В среднем за годы исследований натура зерна находилась в пределах от 536 до 569 г/л (рисунок 10, приложение Г.12).
Подсушивание зерна десикантами не оказало существенного влияния на натуру зерна. При десикации растений овса после второго, третьего, четвертого и пятого срока обработки зерна происходит возрастание натуры зерна от 547 до 561 г/л, что на 4 - 18 г/л выше аналогичного показателя в контрольном варианте без обработки при НСР05 главных эффектов по фактору В – 3 г/л.
Содержание азота в зерне овса в 2015 г. колебалось в пределах 1,85 -2,71 %. Максимальный показатель достигнут в вариантах с десикацией посевов после второго и третьего срока обработки зерна – 2,36 - 2,32 % (приложение Г.13). В 2016 г. содержание азота в зерне составило 1,57 - 2,21 % (приложение Г.14). Агроклиматические условия 2017 г. способствовали накоплению азота в зерне овса сорта Яков 1,54 - 2,02 %. Десикация посевов овса после второго, третьего, четвертого и пятого срока обработки зерна существенно увеличивала содержание азота в зерна от 1,66 до 1,83 % (приложение Г.15). По вариантам опыта за 3 года исследований содержание азота в зерне колебалось в пределах от 1,76 до 2,26 %. (таблица 26, приложение Г.16).
В среднем по вариантам со сроками десикации наибольшее содержание азота 2,00 % в зерне овса наблюдали в варианте с обработкой посевов десикантами через шесть суток после контрольной обработки зерна. Подсушивание зерна на корню овса десикантами обусловило увеличение содержания азота в зерне на 0,08 - 0,28 % относительно аналогичного показателя контрольного варианта – без обработки при НСР05 главных эффектов по фактору А– 0,05 %. Десикация Раундапом во все сроки обработки обусловила более высокое содержание азота в зерне. Самая высокая концентрация азота в зерне наблюдали в варианте – обработка посевов после третьей обработки зерна глифосат содержащим препаратом. Химическое подсушивание растений овса не повлияло на содержание фосфора (0,78 - 0,90 %) и калия (0,66 – 75 %) в зерне (таблица 27, 28; приложение Г.17 - Г.24).
Производственные испытания
Производственные испытания опрыскивания посевов десикантами Раундап и Реглон Супер овса сорта Яков проводили в 2017 г. в СПК «Звезда» и СПК «Мельничанское» Селтинского района Удмуртской Республики (таблица 44, приложение Ж.6, Ж.7).
В СПК Звезда при десикации Раундапом через девять суток после контрольной обработки зерна (после четвертого срока обработки зерна) была получена урожайность 6,1 т/га, что 0,6 т/га выше, чем урожайность на контроле (без обработки). В СПК «Мельничанское» десикация Регло-ном Супер обусловила формирование урожайности зерна 5,6 т/га.
Таким образом, полученные результаты позволяют сделать вывод об эффективности проведения десикации на посевах овса сорта Яков в условиях Среднего Предуралья.