WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Агротехнологические приемы возделывания горчицы сарептской в рисовых чеках калмыкии

На правах рукописи

Левина Анастасия Валерьевна

АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ

ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ГОРЧИЦЫ САРЕПТСКОЙ

В РИСОВЫХ ЧЕКАХ КАЛМЫКИИ

06.01.01 Общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов 2011

Работа выполнена в Волгоградском филиале ГНУ

Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации

им. А.Н. Костякова Россельхозакадемии

Научный руководитель: чл. корр. РАСХН, доктор

сельскохозяйственных наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ

Бородычев Виктор Владимирович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Шевцова Лариса Павловна

(Саратовский ГАУ)

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Шуравилин Анатолий Васильевич

(Российский университет дружбы народов)

Ведущая организация – Российский НИИ проблем мелиорации,

г. Новочеркасск

Защита состоится «24» июня 2011 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220. 061. 05 при Федеральном государственном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по адресу:

410012, г. Саратов, Театральная пл., д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО
«Саратовский ГАУ»

Автореферат разослан «___» мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, доктор сельскохозяйственных наук Н.А. Пронько

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Горчица – ценная масличная культура, дающая удовлетворительные урожаи в условиях засушливого климата. Вследствие этого она возделывается в основном в засушливых районах Волгоградской, Саратовской, Ростовской, Новосибирской, Омской областях, а также в Республике Калмыкия. Средняя урожайность семян в этих регионах от 0,2 до 0,55 т/га. Общая площадь посева горчицы в стране до 1990 года составляла около 270 тыс. га. К 1996 г. посевные площади резко сократились, а урожай значительно снизился вследствие засухи, особенно в 1995-1996 гг. В настоящее время в Республике Калмыкия горчица возделывается на площади около 5 тыс. га при средней урожайности 0,81 т/га.

Рациональное чередование риса с многолетними и однолетними сопутствующими культурами позволяет более эффективно использовать ирригационные земли и оросительную воду и ускоряет окультуривание периодически затопляемых почв рисовых полей. Рисовое поле до посева сопутствующих культур в течении 2-3 лет затапливается слоем воды, которая резко меняет направление микробиологических и химических процессов, связанных с разложением органического вещества. В почве затопляемых старопахотных полей вследствие слабого притока кислорода, гумификация органического вещества происходит замедленными темпами и менее полно. Включение в рисовые севообороты агромелиоративного поля сопутствующих культур обеспечивает восстановление биохимических процессов. Однако при этом важно учитывать необходимость внедрения в рисовые севообороты культур и технологий их возделывания, которые способны обеспечить рентабельное производство и формировать высокие урожаи без полива, максимально продуктивно использовать остаточные после уборки риса запасы почвенной влаги и обладать при этом фитомелиоративными свойствами. К таким культурам относится горчица. Включение горчицы сарептской как сопутствующей культуры в звено рисового севооборота благоприятно скажется на продуктивности основной культуры риса, позволит повысить культуру земледелия и увеличить урожайность других культур.

В перспективе для решения проблемы биологизации земледелия эта ценная культура должна занимать в структуре посевов масличных культур Калмыкии не менее 7-9%. В связи с этим вопросы совершенствования технологии возделывания горчицы сарептской в рисовых чеках весьма актуальны, имеют не только теоретическое, но и большое практическое значение.

Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с научно-технической программой РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2006-2010 г.).

Целью исследования является совершенствование технологии возделывания горчицы сарептской за счет обоснования технологических элементов управления продукционным процессом при выращивании в рисовых севооборотах, обеспечивающих рациональное использование остаточной после риса влаги и формирование семян до 2,0 т/га.

Для выполнения программы исследований было предусмотрено решение следующих задач:

  • установить оптимальные сроки посева семян горчицы;
  • изучить нормы посева семян горчицы и обосновать дозы внесения минеральных удобрений при возделывании горчицы в рисовых чеках;
  • установить закономерности водопотребления и формирования водного режима почвы посевами горчицы в разные по условиям увлажнения годы;
  • дать комплексную оценку основных урожаеобразующих факторов, обеспечивающих получение планируемых урожаев семян горчицы 1,0-2,0 т/га;
  • провести экономическую оценку возделывания горчицы в рисовых чеках по показателям инвестиционной привлекательности потенциальных проектов.

Объект исследований – посевы горчицы сарептской в рисовых чеках.

Предмет исследований – элементы технологии возделывания и водопотребления горчицы сарептской в рисовых чеках.

Научная новизна. Впервые для почвенно-климатических условий полупустынной зоны Республики Калмыкия усовершенствованы основные элементы технологии возделывания горчицы сарептской в рисовых чеках с использованием остаточной после уборки риса влаги, установлены оптимальные сроки посева семян горчицы. С учетом удельной ресурсной потребности возделывания горчицы определен рациональный уровень продуктивности горчицы сорта «Ракета». Установлены закономерности продукционного процесса горчицы сарептской (рост, развитие и формирование урожайности семян) в зависимости от сроков посева, нормы высева семян и уровня минерального питания, закономерности изменения влажности активного слоя почвы при возделывании горчицы в рисовых чеках и определены рациональные уровни затрат водных ресурсов и минеральных удобрений на формирование планируемого урожая семян горчицы на уровне 2,0 т/га.

Личный вклад автора состоит в обобщении результатов теоретических исследований, концептуальных подходов и экспериментальном обосновании технологических элементов возделывания горчицы сарептской в рисовых чеках как сопутствующей культуры севооборота. Автор непосредственно участвовал в организации и проведении исследований, внедрении ее результатов в трех хозяйствах Октябрьского района Республики Калмыкия. Доля личного участия автора в получении результатов исследований составляет не менее 80%.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретический вклад работы в развитие сельскохозяйственной науки заключается в определении закономерностей роста и развития горчицы в зависимости от сроков посева, нормы высева семян при разных уровнях минерального питания, установлении закономерностей суммарного испарения воды посевами горчицы сарептской и формировании водного режима почвы, построении математических взаимосвязей критериев эффективности и основных элементов технологических приемов возделывания горчицы в рисовых чеках, экономически обоснованы технологические приемы возделывания горчицы в рисовых чеках по показателям инвестиционной привлекательности потенциальных проектов.

Разработаны рекомендации по технологии возделывания горчицы сарептской на семена с учетом биологических особенностей культуры и агроклиматических ресурсов региона, которые могут быть использованы как проектными организациями, так и сельскохозяйственными предприятиями разных форм собственности.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований по возделыванию горчицы сарептской на семена в рисовых чеках в ГУП «Восток» Октябрьского района Республики Калмыкия на площади 80 га подтвердила возможность получения семян горчицы 1,50-1,61 т/га, в ГУП «50 лет Октября» на площади 50 га урожайность семян горчицы составила 1,54-1,72 т/га, в ОАО «Калмыцкий» на площади 100 га урожайность семян горчицы 1,48-1,63 т/га.

Основные положения, выносимые на защиту:

  • закономерности роста, развития и формирования семян горчицы в зависимости от срока посева, нормы высева семян и доз внесения минеральных удобрений;
  • закономерности формирования водного режима активного слоя почвы и водопотребления горчицы при возделывании в рисовых чеках;
  • комплексная оценка основных урожаеобразующих факторов, обеспечивающих получение до 2,0 т/га семян горчицы в рисовых чеках.

Достоверность результатов исследований подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных, полученных с применением стандартных методик, применением общепринятых методов и результатами производственной проверки.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались ежегодно на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО Волгоградская ГСХА, международных научно-практических конференциях «Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий» (Мещерский филиал ГНУ ВНИИГиМ, 2009-2010 г.), «Проблемы мелиорации земель и воспроизводства почвенного плодородия» (Волгоград, 2008 г.), «Повышение эффективности мелиорации и сельскохозяйственного использования мелиорированных земель» (Минск: институт мелиорации, 2009 г.), «Новые направления в решение проблем АПК на основе современных ресурсосберегающих, инновационных технологий» (Волгоград: ВГСХА, 2010 г.), «Мелиорация и водное хозяйство XXI века. Наука и образование» (Горки: БелГСХА, 2010 г.), «Инновационные технологии в мелиорации и сельскохозяйственном использовании мелиорированных земель» (Минск: институт мелиорации, 2010 г.), «Современные проблемы, перспективы и инновационные тенденции развития аграрной науки, посвященной 85-летию со дня рождения чл.-корр. РАСХН, д.в.н. М.М.Джамбулатова» (Махачкала: ДГСХА, 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объемы работ. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 250 страницах компьютерного текста, в том числе основного текста 130 страниц, 38 таблиц, 55 рисунков, 44 приложения. Список литературы включает 145 наименования, в т.ч. 7 иностранных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика диссертационной работы, показана актуальность темы, определен предмет и цель исследований, отмечена теоретическая и практическая значимость работы, результаты производственной проверки, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Возделывание горчицы в Нижнем Поволжье» (состояние вопроса) на основе использования литературных источников проанализированы проблемы и намечены перспективные пути повышения эффективности возделывания горчицы в условиях засушливого климата юга России. Для условий Сарпинской низменности Республики Калмыкии вопрос о подборе, размещении и агромелиоративной эффективности возделывания сопутствующих культур в рисовом севообороте является малоизученным.

Анализ результатов исследований, проведенных с сопутствующими культурами рисового севооборота М.Н. Багровым, Л.Т. Яковлевой, В.В. Бородычевым, С.Б., Адьяевым, А.Б. Хаваевым, Э.Б.Дедовой, Г.Н. Кониевой, Т.В. Репенко, Т.В. Подольской, Е.А. Дубиной и другими показал, что по совокупности технико-экономических и организационно-хозяйственных показателей одним из основных предшественников риса должна быть горчица. Поэтому приоритетным направлением увеличения производства семян горчицы в Республике Калмыкия может стать расширение площадей ее возделывания в сопутствующей рису культуре. Результаты исследований Г.С. Посыпанова, И.П. Кружилина, Н.Н. Дубенка, Л.П.Шевцовой, Г.А.Медведева, В.И.Буянкина, А.Ф.Иванова, А.В. Каленюк, А.И. Марухненко, Н.Г.Власенко, З.Ж. Кандроковой, В.Г. Картамышева, Н.В. Малышева, В.А.Хомутова, М.М. Оконова, Л.В. Рудневой, Г.Г. Черепанова, Э.Б. Дедовой, Г.Н. Кониевой, С.Б. Адьяева, В.М.Лукомца, Н.И.Бочкарева, Е.А.Иванцовой, В.М.Кононова, В.Г. Кубракова и других показали на необходимость расширения программы работ для комплексной оценки влияния сроков посева, нормы высева семян и уровня минерального питания на показатели роста, развития и формирования урожая семян горчицы. Необходимо оценить влияние остаточных после уборки риса запасов влаги на водопотребление горчицы в рисовых чеках в тесной взаимосвязи с изучаемыми элементами агротехники. Все это позволит обосновать агротехнологические приемы возделывания горчицы сарептской в современных условиях и предложить хозяйствам разных форм собственности рекомендации по возделыванию горчицы как сопутствующей культуры рисовых севооборотов.

Во второй главе «Программа и методика исследований» изложены схема, условия и методика полевых опытов, которые реализованы в 2007-2009 гг. на базе опытно-производственного хозяйства «Харада» Октябрьского района Республики Калмыкия.

В соответствии с программой исследований полевой эксперимент предусматривает изучение сроков посева (фактор А), норм высева (фактор В) и условий минерального питания (фактор С) на динамику роста, развития и формирования урожая семян горчицы сарептской сорта «Ракета».

Изучение разных сроков посева семян горчицы сарептской (фактор А) включало 2 варианта и проводилось по следующей схеме: вариант А1 – посев по мерзлоталой почве; вариант А2 – ранневесенний посев.

Схема опыта по изучению норм высева семян горчицы сарептской (фактор В) включает варианты: вариант В1 – норма высева семян 1,7 млн. шт. сем./га; вариант В2 – норма высева семян 2,4 млн. шт. сем./га; вариант В3 – норма высева семян 3,1 млн. шт. сем./га. Схемой опыта по уровню минерального питания (фактор С) были предусмотрены три варианта: вариант С1 – внесение N30Р20 для формирования планируемой урожайности 1,0 т/га; вариант С2 – внесение N70Р50 для формирования планируемой урожайности 1,5 т/га; вариант С3 – внесение N110Р80 для формирования планируемой урожайности 2,0 т/га.

Для исключения влияния почвенных разностей опыты закладывались в четырехкратной повторности. Общая площадь опытного участка 4 га. По площади земельного участка опыт заложен методом организованных повторений. В пределах организованного повторения делянки располагались рендомизированно. Площадь учетных делянок по вариантам опыта 432 м2, площадь повторности 1 га.

По результатам гранулометрического анализа образцов почвы опытного участка видно, что почва в слое 0-0,3 м среднесуглинистая, плотность сложения почвы в пахотном горизонте находится на уровне 1,26-1,31 т/м3, наименьшая влагоемкость почвы в слое 0,8 м – 24,7% от массы сухой почвы.

По количеству атмосферных осадков, выпавших за вегетационный период горчицы, 2007 год характеризуется как засушливый (46,1 мм), 2008 год - средневлажный (108,95 мм), 2009 год - среднезасушливый (76,45 мм).

Организацию полевых исследований, наблюдения, биологические измерения и лабораторные анализы проводили в соответствии с методикой полевого опыта (Б.А.Доспехов, 1985 г.), методикой планирования эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов (С.В.Мельников, 1980 г.), методикой Госсортсети (1971 г.), методикой ВНИИ кормов им. В.Р.Вильямса (1972 г.) опыты сопровождались фенологическими и метеорологическими наблюдениями, биометрическими учетами, определением основных показателей фотосинтетической деятельности и урожайности. Гранулометрический состав почвы определяли по методике Н.А.Качинского (1970 г.), плотность сложения – методом режущего кольца, наименьшую влагоемкость – методом заливаемых площадок, содержание питательных веществ в почве – стандартными методами (ГОСТ 26205, ГОСТ 26951-86). Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом (ГОСТ 20915-75). Для оценки подпитывания активного слоя почвы влагой из грунтовых вод, с учетом корневой системы горчицы по расчетному методу Н.В.Данильченко (1999 г.).

В третьей главе «Рост, развитие и продуктивность горчицы в рисовых чеках» приведены результаты исследований по изучению роста, развития и формирования урожая семян горчицы при возделывании ее в чеках после уборки риса с использованием остаточных запасов влаги, зависимости урожая семян горчицы от сроков посева, уровня минерального питания и нормы высева семян.

Исследованиями доказано влияние уровня минерального питания и густоты посева горчицы при возделывании в рисовых чеках на продолжительность межфазных периодов роста и развития. Влияние удобрений на динамику развития растений наблюдается уже в период «всходы – розетка». В зависимости от сроков проведения посева, продолжительность периода изменялась от 17 до 19 суток, а периодов «розетка – бутонизация» - от 8 до 11 суток, «бутонизация – цветение» - от 13 до 14 суток, «цветение – зеленый стручок» - от 21 до 23 суток, «зеленый стручок – созревание» - от 20 до 23 суток (табл. 1).

При посеве по мерзлоталой почве с увеличением нормы высева семян при внесении N30Р20, продолжительность вегетационного периода изменялась от 104 до 105 суток, с увеличением уровня минерального питания до N70Р50 она увеличивалась до 108 суток. При внесении максимальной в опыте дозы удобрений N110Р80 продолжительность вегетационного периода составляла 105-108 суток. При ранневесеннем посеве при внесении N30Р20 с увеличением нормы высева, продолжительность вегетационного периода составляла 90-91 суток, при внесении N70Р50 – 92-95 суток, N110Р80 – 89-95 суток.

Формирование оптимальной плотности агроценоза определяет продуктивность горчицы. Сохранность и количество растений на момент уборки горчицы находились в тесной зависимости от принятой нормы высева и уровня минерального питания. Сохранность растений по вариантам опыта изменялась от 64,6 до 83,2 %. Максимальная сохранность растений горчицы отмечена на участках с внесением минеральных удобрений дозой N110Р80 при норме высева 2,4 млн. шт. сем./га.

При посеве по мерзлоталой почве густота стояния растений к моменту уборки в среднем изменялась при внесении минеральных удобрений дозой N30Р20 от 70,0 до 75,6 шт./м2, на варианте N70Р50 от 73,4 до 79,4 шт./м2, на варианте N110Р80 от 72,2 до 83,2 шт./м2.

При ранневесеннем посеве эти показатели сложились следующим образом: при внесении минеральных удобрений дозой N30Р20 от 64,6 до 70,2 шт./м2, на варианте N70Р50 от 67,3 до 73,5 шт./м2, на варианте N110Р80 от 66,1 до 74,2 шт./м2.

Наблюдения за засоренностью посевов показали, что общая численность сорных растений (просянка, клубнекамыш и др.) после возделывания горчицы уменьшается на 27-31 шт/м2 по сравнению с исходными данными (после риса). За счет внесения минеральных удобрений всходы сорных растений угнетаются опережающим ростом и развитием горчицы и к моменту уборки посевы практически свободны от примеси сорных растений.

В формировании урожая горчицы решающая роль принадлежит фотосинтезу. В динамике изменения основных показателей фотосинтетической деятельности прослеживается следующее: в начальные периоды развития площадь листьев была незначительной, на вариантах опыта А1 она составила 1,2…1,5 тыс.м2/га, продуктив-

Таблица 1. – Показатели продуктивности горчицы Сарептской в рисовых чеках, 2007-2010 гг.

Сроки посева (А) Норма высева (В), млн. шт. семян Уровень минерального питания (С), кг д.в./га Продолжительность вегетационного периода, дней Среднесуточные приросты сухого вещества, кг/га Органическая масса посевов, т/га Максимальная площадь листьев горчицы, тыс.м2/га Фотосинтетический потенциал, тыс.м2 дней/га Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 в сут. Урожайность по годам исследований Среднее по годам
2007 2008 2009 2010
Посев по мерзлоталой почве 1,7 N30P20 105 47 4,00 21,1 1139 3,52 1,03 0,98 0,99 1,05 1,01
N70P50 104 64 5,46 25,4 1327 4,12 1,42 1,38 1,35 1,43 1,40
N110P80 107 67 6,01 25,8 1443 4,17 1,56 1,56 1,37 1,60 1,52
2,4 N30P20 104 51 4,29 20,7 1197 3,59 1,12 1,10 1,07 1,15 1,11
N70P50 104 72 6,14 27,5 1434 4,28 1,59 1,57 1,47 1,62 1,56
N110P80 108 77 6,89 28,2 1550 4,45 1,75 1,81 1,63 1,79 1,75
3,1 N30P20 104 49 4,15 20,3 1155 3,59 1,07 1,02 1,01 1,08 1,05
N70P50 108 68 5,94 23,4 1370 4,33 1,50 1,58 1,38 1,63 1,52
N110P80 105 77 6,56 25,4 1444 4,54 1,71 1,73 1,50 1,76 1,68
Ранневесенний посев 1,7 N30P20 91 44 3,69 18,4 1003 3,68 0,91 0,92 0,95 0,80 0,90

95 55 4,77 18,8 1189 4,02 1,25 1,27 1,08 1,21 1,20

95 60 5,22 19,5 1199 4,36 1,33 1,35 1,27 1,24 1,30



















2,4 N30P20 90 49 4,06 17,9 1039 3,91 1,01 1,03 1,02 0,97 1,00
N70P50 93 67 5,65 20,1 1276 4,43 1,47 1,48 1,24 1,41 1,40
N110P80 92 68 5,68 20,5 1259 4,54 1,45 1,45 1,33 1,38 1,40
3,1 N30P20 90 48 3,99 18,1 1067 3,74 1,0 0,98 1,0 0,93 0,98
N70P50 92 65 5,46 20,4 1222 4,47 1,41 1,44 1,21 1,34 1,35
N110P80 89 65 5,28 20,5 1163 4,55 1,32 1,34 1,25 1,26 1,29
НСР0,5 по фактору А 0,12 0,11 0,09 0,12
НСР0,5 по фактору С 0,15 0,14 0,11 0,15
НСР0,5 по фактору В 0,15 0,14 0,11 0,15
НСР0,5 для частных 0,36 0,33 0,27 0,37

ность фотосинтеза (ЧПФ) – 1,58…1,78 г/м2 в сутки, на вариантах опыта А2 площадь листьев составила 0,8…1,2 тыс.м2/га, продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) – 4,29…5,37 г/м2 в сутки. В фазу «бутонизация-цветение» эти показатели достигали максимальных значений: площадь листьев на варианте А1 – 16,9…28,2 тыс.м2/га, на варианте А2 – 14,5…24,9 тыс.м2/га; ЧПФ на варианте А1 – 5,08…7,0 г/м2 в сутки, на варианте А2 – 3,89…5,97 г/м2 в сутки (рис.1).

 Продуктивность фотосинтеза горчицы сарептской при посеве по-0

 Продуктивность фотосинтеза горчицы сарептской при посеве по-1

Рис. 1. Продуктивность фотосинтеза горчицы сарептской при посеве

по мерзлоталой почве (А1) ранневесеннем посеве (А2) в зависимости от нормы высева (В) и уровня минерального питания (С), среднее за 2007…2009 гг.

При посеве по мерзлоталой почве наибольшая урожайность семян горчицы 1,63-1,81 т/га формируется при фотосинтетическом потенциале (ФП) 1513 тыс. м2дней/га и чистой продуктивности фотосинтеза посева 4,26-4,57 г/м2 в сутки. При этом в среднем накапливается 6,50 – 7,23 т/га сухого вещества при продолжительности периода вегетации 102-112 суток. Высота растений достигала около 1,35 м при плотности расположения растений не менее 64 шт/м2, что обеспечивается внесением минеральных удобрений дозой N110Р80 и высевом семян нормой 2,4 млн.шт.сем./га.

Наибольшая урожайность семян горчицы 1,24-1,48 т/га при ранневесеннем посеве обеспечивается при формировании ФП не менее 1100 тыс.м2дней/га и чистой продуктивности фотосинтеза посева 4,29-4,56 г/м2 в сут. Это позволяет посевам накапливать в среднем 5,02-5,98 т/га сухого вещества в течение вегетационного периода продолжительностью 83-98 суток. При этом высота растений достигала около 1,08 м при плотности растений не менее 64 шт/м2, что обеспечивается внесением минеральных удобрений дозой N70Р50 и высевом семян нормой 2,4 млн.шт.сем./га (табл.1).

Содержание масла в семенах горчицы при посеве по мерзлоталой почве не превышало 40,71-42,31%. При ранневесеннем сроке посева горчицы масличность семян была несколько выше – 40,95-42,92%.

Крупность семян является сортовым признаком, но она также в значительной степени изменяется в зависимости от изучаемых факторов. С увеличением дозы внесения минеральных удобрений масса 1000 семян увеличивалась, а с увеличением нормы высева – уменьшалась. Так, при высеве по мерзлоталой почве 1,7 млн. шт. сем./га с повышением дозы внесения минеральных удобрений масса 1000 семян увеличивалась с 2,54 до 2,62 г, при ранневесеннем посеве – с 2,81 до 2,86 г. (табл.2). При посеве горчицы нормой 2,4 млн. шт. сем./га масса 1000 семян увеличивалась на участке варианта А1 с 2,42 до 2,58 г, а на варианте А2 с 2,76 до 2,80 г. При максимальной норме высева 3,1 млн. шт. сем./га эти показатели изменялись соответственно с 2,22 до 2,49 г. (вариант А1) и с 2,69 до 2,77 г. (вариант А2).

Установлено, что количество семян в стручке с повышением уровня минерального питания увеличивалось, при увеличении нормы высева уменьшалось. Так, при посеве на участках варианта А1 нормой 1,7 млн. шт. сем./га, количество семян в стручке было самым высоким и составляло 11,0-12,3 шт., увеличиваясь с повышением дозы внесения минеральных удобрений, на участке варианта А2 эти значения изменялись с 12,2 до 13,1 шт. При посеве нормой 2,4 млн. шт. сем./га, по мерзлоталой почве этот показатель изменялся от 10,7 до 12,0 шт., при ранневесеннем посеве – от 12,1 до 12,9 шт. На участках, где посев проводили максимальной в опыте нормой 3,1 млн. шт. сем./га, количество семян в стручке увеличивалось с повышением уровня минерального питания с 10,6 до 11,7 шт. на участках варианта А1 и с 11,9 до 12,7 шт. на участках варианта А2 (табл.2).

Наибольшее количество боковых ветвей, заложившихся цветков и плодов на растении формировалось на разреженных посевах с нормой высева 1,7 млн. шт.сем./га. Увеличение нормы высева до 3,1 млн. шт. сем./га приводило к снижению данных показателей.

Таблица 2. – Структура урожая растений горчицы, среднее за 2007…2009 гг.

Норма высева, млн. шт. сем./га Уровень минерального питания, кг д.в./га Густота стояния растений, шт./м2 Масса 1000 семян, г Количество стручков на 1 растении, шт. Количество семян в стручке, шт. Масса семян на 1 растении, г Урожайность, т/га
Посев по мерзлоталой почве
1,7 N30P20 39 2,54 110 11,0 3,07 1,0
N70P50 43 5,61 120 12,1 3,79 1,38
N110P80 47 2,62 124 12,3 3,99 1,50
2,4 N30P20 57 2,42 108 10,7 2,80 1,10
N70P50 61 2,55 105 11,6 3,11 1,54
N110P80 64 2,58 102 12,0 3,15 1,73
3,1 N30P20 73 2,22 81 10,6 1,91 1,03
N70P50 77 2,45 86 11,0 2,32 1,49
N110P80 80 2,49 84 11,7 2,44 1,65

Статистический анализ экспериментального материала показал наличие существенной корреляционной связи между управляемыми в опыте факторами (срок посева, уровень минерального питания и плотность посева) и формируемой урожайностью семян горчицы сарептской.

Получено уравнение математической регрессии для описания зависимости урожайности от нормы высева и уровня минерального питания при посеве по мерзлоталой почве (рис.2): z=0,35+(-29,51)/x+1,26y+320,03/x2+(-0,23)y2+(-3,39)y/x, где z – урожайность, т/га; x – норма высева, млн. шт. сем/га; y – доза внесения минеральных удобрений, кг д.в./га. Зависимость урожайности горчицы от нормы высева и уровня минерального питания при ранневесеннем посеве представлена следующим выражением (рис.3): z=(-0,76)+0,02x+1,03y+(-9,69)x2+(-0,19)y2+(-0,001)xy, где z – урожайность, т/га; x – норма высева, млн. шт. сем./га; y – доза внесения минеральных удобрений, кг д.в./га.

 – Урожайность горчицы сарептской в зависимости от срока посева, -2

Рис. 2. – Урожайность горчицы сарептской в зависимости от срока посева,

нормы высева и уровня минерального питания (посев по мерзлоталой почве)

 – Урожайность горчицы сарептской в зависимости от срока посева, -3

Рис. 3. – Урожайность горчицы сарептской в зависимости от срока посева,

нормы высева и уровня минерального питания (ранневесенний посев)

Исследование зависимостей позволяет сделать вывод о ее высокой прогностической надежности. Коэффициент для полученных зависимостей составляет 0,89-0,92, а все компоненты уравнений существенны на 5%-ном уровне значимости. Уравнения могут быть использованы для оптимизации нормы высева и режима минерального питания горчицы сарептской при возделывании в рисовых чеках по мерзлоталой почве и в ранневесенних посевах.

В четвертой главе «Формирование водного режима почвы в рисовых чеках при возделывании горчицы как сопутствующей культуры севооборота» приведены результаты исследований по вопросам водопотребления и формирования водного режима почвы при возделывании горчицы в рисовых чеках, дана оценка эффективности использования остаточной после риса влаги на формирование урожая семян горчицы.

В наших исследованиях формирование суммарного водопотребления горчицы при посеве по мерзлоталой почве в 2007 году отмечено на уровне 2690-3110 м3/га, в 2008 году – 3050-3430 м3/га, в 2009 году – 2540-2840 м3/га (рис.5), а при ранневесеннем посеве в 2007 году на уровне 2110-2370 м3/га, в 2008 году – 2680-2820 м3/га, в 2009 году – 2330-2650 м3/га.

При внесении наименьшей в опыте дозы минеральных удобрений значения среднесуточного водопотребления изменялись от 25,3 до 26,7 м3/га при посеве по мерзлоталой почве и от 23,3 до 24,5 м3/га при ранневесеннем посеве. Повышение доз внесения минеральных удобрений до N70P50 увеличивало значение среднесуточного водопотребления на участке варианта А1 от 26,5 до 28,3 м3/га, а на участке А2 от 23,9 до 25,5 м3/га.

При внесении минеральных удобрений дозой N110P80, рассчитанной на формирование планируемой урожайности семян 2,0 т/га, значения среднесуточного водопотребления составили 27,2 – 28,7 м3/га (вариант А1) и 25,5 – 27,3 м3/га (вариант А2). С увеличением плотности посева значения среднесуточного водопотребления возрастали по всем вариантам опыта (табл.3).

В период закладки опытов уровень грунтовых вод находился на глубине 1,65…1,78 м. Минерализация грунтовых вод варьировала по годам исследований и в течение вегетационного периода горчицы с 2,378 до 6,410 г/л. Химизм засоления хлоридно- сульфатно-натриево - кальциевый (табл.4).

Так, весной 2008 года в момент закладки полевых опытов минерализация грунтовой воды была 6,410 г/л при ее уровне 1,78 м. Понижение уровня стояния грунтовых вод и колебания их минерализации связано с тем, что оросительные нормы риса в 2008 году уменьшились с 22…25 тыс.м3/га до 18…20 тыс.м3/га.

Таблица 3. – Показатели водопотребления и эффективность использования остаточной

после риса влаги посевами горчицы

Норма высева, млн. шт. семян Уровень минерального питания, кг д.в./га 2007 год 2008 год 2009 год
Суммарное водопотребление, м3/га Среднесуточное водопотребление, м3/га Доля почвенной влаги, % Коэффициент водопотребления, м3/т Суммарное водопотребление, м3/га Среднесуточное водопотребление, м3/га Доля почвенной влаги, % Коэффициент водопотребления, м3/т Суммарное водопотребление, м3/га Среднесуточное водопотребление, м3/га Доля почвенной влаги, % Коэффициент водопотребления, м3/т
Посев по мерзлоталой почве
1,7 N30P20 2690 26,9 62,6 2612 3050 26,9 37,6 3112 2540 22,2 45,1 2566
N70P50 2880 27,7 61,3 2028 3160 28,4 39,5 2289 2550 23,3 48,1 1889
N110P80 3110 28,3 63,6 1994 3330 29,1 41,5 2135 2790 24,1 45,9 2036
2,4 N30P20 2830 27,5 64,2 2527 3160 28,2 40,3 2873 2540 22,8 48,5 2374
N70P50 2910 28,3 63,5 1830 3300 29,1 41,5 2102 2670 23,8 48,9 1816
N110P80 3080 28,9 63,6 1760 3430 30,2 43,6 1895 2780 23,9 45,6 1706
3,1 N30P20 2820 27,4 63,7 2636 3250 29,5 41,9 3186 2570 23,2 48,3 2545
N70P50 3080 28,9 63,4 2053 3470 31,2 44,1 2196 2840 24,8 47,9 2058
N110P80 3110 30,2 62,5 1819 3430 30,7 39,4 1983 2840 25,3 45,8 1893
Ранневесенний посев
1,7 N30P20 2110 24,2 53,9 2319 2680 24,4 36,8 2913 2330 21,4 40,1 2453
N70P50 2320 25,3 53,6 1856 2810 24,6 38,5 2213 2440 21,9 41,6 2259
N110P80 2340 26,4 53,8 1759 2850 26,2 39,1 2111 2620 23,9 43,9 2063
2,4 N30P20 2140 24,9 54,2 2119 2700 24,8 38,0 2621 2380 22,2 40,8 2333
N70P50 2330 26,1 55,2 1585 2790 25,1 38,3 1885 2450 22,2 41,8 1976
N110P80 2350 27,0 55,4 1621 2800 26,7 38,4 1931 2640 25,4 45,5 1985
3,1 N30P20 2180 25,7 54,5 2180 2710 25,2 39,0 2765 2460 22,7 41,9 2460
N70P50 2370 27,0 55,5 1681 2820 25,8 38,7 1958 2520 23,8 44,1 2083
N110P80 2320 28,0 53,8 1758 2820 27,7 43,0 2104 2650 26,3 43,7 2120

С уменьшение притока поливной воды уровень грунтовых вод находится на глубине расположения соленосного горизонта, что в свою очередь вызывает понижение общего горизонта грунтовых вод и повышение их минерализации.

Таблица 4. – Химический состав грунтовой воды «Харада»

Октябрьского района Калмыкии

Время отбора образца УГВ, м Концентрация ионов, г/л / мг-экв/л / % мг-экв Сумма солей, г/л рН
CO32- HCO3- Cl- SO42- Ca2+ Mg2+ Na+
2008 год
апрель 1,78 - 0,319 2,815 1,084 0,816 0,162 1,214 6,410 7,8
июнь 2,20 - 0,288 2,625 1,029 0,748 0,138 1,178 6,006 7,8
июль 2,45 0,006 0,171 2,554 0,902 0,717 0,103 1,131 5,584 8,1
2009 год
апрель 1,71 - 0,390 0,163 1,920 0,250 0,438 0,046 3,207 8,0
май 1,87 0,007 0,410 0,175 1,901 0,212 0,475 0,127 3,307 8,2
июль 2,15 0,012 0,509 0,192 1,654 0,152 0,512 0,154 3,185 8,5
2010 год
апрель 1,62 0,051 1,623 0,142 0,024 0,120 0,216 0,202 2,378 9,2
май 1,95 - 1,830 0,142 0,240 0,230 0,180 0,287 2,909 8,4
июль 2,35 0,030 1,665 0,043 0,792 0,260 0,210 0,357 3,357 8,2

В 2009 и 2010 годах оросительные нормы риса составляли 23,54 тыс.м3/га и 24,2 тыс.м3/га соответственно, в связи с этим происходило промывание верхнего слоя почвы (1,0…1,7 м) с выносом водно-растворимых солей в нижележащие горизонты, при этом наблюдалось смыкание грунтовых вод с поливной и образование опресненной верховодки.

При размещении посевов суходольных культур после риса грунтовые воды не успевают оказать существенного отрицательного влияния на изменение солевого режима почвы (табл. 5).

Содержание легкорастворимых солей весной на период закладки полевых опытов в метровом слое почвы варьировало по годам исследований от 0,097 до 0,110 %, а в слое 0…0,4 м от 0,099 до 0,105%. Согласно классификации Е.И. Панковой (1977) почвы относятся к незасоленным, так как после возделывания риса происходит промывание почвенной толщи.

Эффективность использования водных ресурсов на формирование хозяйственно-ценной части урожая, определяемая величиной коэффициента водопотребления, по годам исследований изменяется в широких пределах (от 1787 до 2789 м3/га при посеве по мерзлоталой почве и от 1815 до 2562 м3/га при ранневесеннем посеве).

Таблица 5. – Изменение содержания водно-растворимых солей в почве

при возделывании горчицы сарептской в рисовом севообороте, %

Слой почвы, см 2007 год рис 2008 год горчица 2008 год рис
весна осень весна осень весна осень
0-20 0,132 0,098 0,141 0,110 0,126 0,088
0-40 0,163 0,113 0,116 0,100 0,137 0,123
0-100 0,139 0,125 0,105 0,117 0,130 0,112
Слой почвы, см 2009 год горчица 2009 год рис 2010 год горчица
весна осень весна осень весна осень
0-20 0,097 0,116 0,141 0,083 0,097 0,101
0-40 0,105 0,115 0,131 0,116 0,099 0,108
0-100 0,116 0,116 0,217 0,189 0,194 0,165

Наиболее эффективно на формирование урожая при посеве по мерзлоталой почве водные ресурсы использовались при высеве семян нормой 2,4 млн.шт./га и дозой внесения минеральных удобрений N110P80, коэффициент водопотребления изменялся в пределах от 1706 до 1895 м3/га. При ранневесеннем посеве наиболее эффективное использование водных ресурсов (коэффициент водопотребления по годам исследований изменялся от 1585 до 1976 м3/га) при посеве нормой 2,4 млн.шт.семян и дозой внесения минеральных удобрений N70P50.

Статистический анализ экспериментального материала показал наличие существенной корреляционной связи между управляемыми в опыте факторами (срок посева, уровень минерального питания и плотность посева) и коэффициентом водопотребления горчицы.

Получено уравнение математической регрессии для описания зависимости коэффициента водопотребления от нормы высева и уровня минерального питания при посеве по мерзлоталой почве (рис. 4): z=5394,38+(-31,01)·x+(-1685,28)·y+0,18·x2+370,07·y2+(-1,63)·x·y, где z – коэффициент водопотребления, м3/т; x – норма высева, млн. шт.семян/га; y – доза минерального питания, кг.д.в./га.

Исследованиями установлена зависимость коэффициента водопотребления горчицы (z, м3/т) от нормы высева (х, млн. шт. сем./га) и уровня минерального питания (y, кг д.в./га) при ранневесеннем сроке посева горчицы (рис. 5). Нами получено уравнение математической регрессии для описания зависимости коэффициента водопотребления от нормы высева и уровня минерального питания при ранневесеннем посеве: z=5325,78+(-31,42)·x+(-1735,42)·y+0,16·x2+333,33·y2+0,98·x·y, где z – коэффициент водопотребления, м3/т; x – норма высева, млн. шт.семян/га; y – доза минерального питания, кг.д.в./га.

 График зависимости коэффициента водопотребления от срока посева,-4

Рис. 4. График зависимости коэффициента водопотребления от срока посева, нормы высева и уровня минерального питания (посев по мерзлоталой почве).

 График зависимости коэффициента водопотребления от срока посева, -5

Рис. 5. График зависимости коэффициента водопотребления от срока посева,

нормы высева и уровня минерального питания (ранневесенний посев).

Исследование зависимостей показывает высокую прогностическую надежность. Коэффициент множественной детерминации для полученных зависимостей составляет 0,87-0,91, а все компоненты уравнений существенны на 5%-ном уровне значимости.

В пятой главе «Экономическая эффективность получения планируемых урожаев семян горчицы в зависимости от сроков посева, нормы высева и доз внесения минеральных удобрений» рассмотрены рекомендуемые технологические приемы возделывания горчицы в рисовых чеках при разных сроках посева, приведены расчеты, характеризующие инвестиционную привлекательность производства горчицы при разных сочетаниях регулируемых в опыте факторов. Расчеты показали, что экономически целесообразно высевать горчицу по мерзлоталой почве нормой 2,4 млн. шт. сем./га в сочетании с внесением минеральных удобрений дозой N70P50, что обеспечивает получение чистого дисконтированного дохода на уровне 21892 руб./га при индексе доходности 1,95.

При ранневесеннем сроке посева семян горчицы в зависимости от возможностей хозяйств разных форм собственности экономически оправдано внесение удобрений на уровне N70P50. В этом случае норма высева не должна превышать 2,4 млн. шт. сем./га., что обеспечивает получение чистого дохода 11962 руб/га при индексе доходности 1,42. Увеличение нормы высева семян горчицы до 3,1 млн. шт./га обеспечивает статистически достоверную прибавку урожая и получение чистого дисконтированного дохода до 9954 руб./га.

ВЫВОДЫ

  1. Горчица сарептская является перспективной сопутствующей культурой рисового севооборота. В агроклиматических условиях Республики Калмыкия с высокой тепло- и низкой влагообеспеченностью, часто повторяющейся засухой и суховеями использование остаточных после уборки риса запасов влаги позволяет эффективно возделывать горчицу при устойчивом формировании урожайности семян до 2,0 т/га.
  2. Формирование оптимальной густоты посевов обеспечивает реализацию потенциала продуктивности горчицы в рисовых чеках, наибольший урожай маслосемян горчицы формируется при высеве семян по мерзлоталой почве нормой 2,4 млн. шт./га на фоне внесения минеральных удобрений дозой N110P80.
  3. Возделывание горчицы в рисовых чеках угнетающе действует на сорняки, подавляя их и не давая образовывать семена. Самая низкая засоренность посевов горчицы отмечалась в засушливом 2007 году, которая была ниже в 1,7-1,9 раза по сравнению с другими годами. При возделывании горчицы по мерзлоталой почве количество сорняков уменьшалось до 1-6 шт/м2, что на 9-14 шт/м2 меньше по сравнению с ранневесеннем сроком посева. Загущение посевов до 3,1 млн. всхожих семян/га снижало засоренность посевов горчицы на 17-26%.
  4. Основной частью потребляемых посевами горчицы водных ресурсов являются остаточные после уборки риса запасы влаги в почве. Доля использования почвенных запасов влаги в структуре суммарного водопотребления составляет при посеве горчицы по мерзлоталой почве 37,6-64,2%, при ранневесеннем посеве 36,8-55,5%.
  5. Установлены зависимости коэффициента водопотребления горчицы от нормы высева семян и уровня минерального питания при посеве по мерзлоталой почве и ранневесеннем посеве. Коэффициент множественной детерминации подученных зависимостей составляет 0,89-0,92, а все компоненты уравнений существенны при 5%-ном уровне значимости.
  6. Наибольшая урожайность семян горчицы при посеве по мерзлоталой почве – 1,63-1,81 т/га обеспечивается при формировании не менее 1513 тыс.м2дней/га фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза посева 4,26-4,57 г/м2 в сут., которые позволяют посевам накапливать 6,54-7,23 т/га сухого вещества в сут. в течении вегетационного периода продолжительностью 102-112 суток. При этом высота растений достигала около 1,35 м при плотности расположения не менее 64 шт/м2 и обеспечивалось формирование не менее 102 стручков на 1 растении.
  7. При ранневесеннем посеве семян горчицы нормой 2,4 млн. шт./га повышение уровня минерального питания с N30P20 до N70P50 сопровождается увеличением продуктивности фотосинтеза на 13,3%, ростом фотосинтетического потенциала до 22,8% и увеличением динамики накопления органического вещества на 39,2%.
  8. Экономически целесообразно возделывание горчицы сарептской в рисовых чеках посевом по мерзлоталой почве нормой высева семян 2,4 млн. шт./га с внесением минеральных удобрений дозами N70P50, Такое сочетание факторов обеспечивает максимальный, 1,95, индекс доходности затрат, внутренняя норма доходности потенциальных проектов составляет 117,9% и чистый дисконтированный доход с 1 га - 21892 руб.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

  1. Для эффективного использования остаточной влаги в почве после уборки риса, сохранения и улучшения плодородия почвы в структуру рисовых севооборотов следует предусматривать включение горчицы сарептской.
  2. Экономически целесообразно планировать получение урожайности семян горчицы в рисовых чеках на уровне 2,0 т/га с соблюдением следующих агротехнических приемов:
  • для посева использовать сорт горчицы сарептской «Ракета»;
  • семена высевать нормой 2,4 млн. шт./га на фоне внесения минеральных удобрений дозой N110P80;
  • оптимальный срок посева семян по мерзлоталой почве II-III декада марта; проведение ранневесеннего посева – I-II декада апреля.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

- в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Бородычев В.В. Водный режим и продуктивность горчицы сарептской в рисовых чеках / В.В.Бородычев, С.Б.Адьяев, А.В.Левина // Плодородие. – 2011. - №1. – С.11-13 (п.л. – 0,16, авторских – 0,06).

2. Бородычев В.В. Возделывание ярового рыжика и горчицы в рисовых чеках / В.В.Бородычев, С.Б.Адьяев, А.В.Левина, Е.А.Дубина // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2011. - №1. – С.9-17 (п.л. – 0,50, авторских – 0,15).

3. Бородычев В.В. Эколого-энергетическая эффективность рисовых агроландшафтов Сарпинской низменности / В.В.Бородычев, Э.Б.Дедова, Е.Н.Очирова, А.В.Левина // Плодородие. – 2011. - №2. – С.21-23 (п.л. – 0,2, авторских – 0,05).

- в научных трудах, материалах конференций и периодической печати:

5. Левина А.В. Особенности возделывания горчицы на семена в рисовых чеках / А.В.Левина // «Вопросы мелиорации», ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2010. - №5-6. – С.33-37 (п.л. – 0,3, авторских – 0,3).

6. Бородычев В.В. Возделывание горчицы в рисовых чеках Калмыкии / В.В.Бородычев, С.Б.Адьяев, А.В.Левина // Современные проблемы, перспективы и инновационные тенденции развития аграрной науки: материалы науч.-практ. конф. Дагестанская ГСХА – Махачкала, 2010. – С.263-266 (п.л. – 0,25, авторских – 0,1).

Подписано в печать 17 мая 2011

Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman. Печать трафаретная

Уч.-изд. л. 1. Тираж 100. Зак. 95

ИПК ФГОУ ВПО Волгоградская ГСХА «Нива»

400002, г. Волгоград, пр. Университетский, 26



 




<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.