Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Удосконалення технологічних заходів по підвищенню продуктивності озимого ріпака в умовах півдня України

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Основою формування високої насіннєвої продуктивності озимого ріпака є створення умов для підвищення морозо-, зимо- та посухостійкості рослин. Серед агрозаходів, які спроможені регулювати ці умови, важливе значення має вибір оптимального строку сівби й визначення оптимальної площі живлення рослин та її конфігурації. До того ж, ці заходи впливають на якісні показники олійної сировини. На жаль, в умовах Степу України ці питання вивчені надостатньо, а висновки окремих фахівців з них мають велику розбіжність й відрізняються наявністю дискутивних моментів. Саме тому ми присвятили роботу цим питанням і вважаємо їх актуальними. Дисертаційна робота є складовою частиною наукової теми ”Удосконалення технологій вирощування пльових культур на суходолі в південному степу України”, яка виконується кафедрою рослинництва ОДАУ. Номер державної реєстрації: 0101U001375 від 16.03.2001р.

Мета і завдання дослідженнь.

Основною метою досліджень були розробка й обґрунтування агрозаходів посівного комплексу для технології вирощування озимого ріпака в Одеській області.

Задачі досліджень включали в себе:

вивчення впливу умов, в яких розвивались рослини, на польову схожість, проходження етапів органогенезу та формування популятивної продуктивності;

виявлення гідротермічних критеріїв визначення строків сівби, які забезпечують максимальну зимостійкість та виживаємість рослин у весняно-літній період вегетації;

експериментальне обґрунтування оптимальних норм висіву та схеми розміщення рослин на площі;

методами біологічного контролю проаналізувати морфофізіологічні основи формування стійкості до несприятливих умов навколишнього середовища, формування потенціальної та реальної продуктивності рослини і посіву в цілому;

дослідження якісних показників врожаю насіння;

виявлення взаємозв'язку елементів структури врожаю з продуктивністю та визначення оптимальної моделі посіву ріпака;

економічне та енергетичне обґрунтування агрозаходів посівного комплексу.

Об'єкт досліджень: процес формування і реалізації потенціалу продуктивності та якісних показників продукції озимого ріпака в агроекологічних умовах півдня України.

Предмет дослідження: норми висіву, строки і способи сівби озимого ріпака, які є складовими частинами посівного комплексу в технології вирощування культури.

Методи дослідження. В процесі виконання роботи застосовували спеціальні та загальнонаукові методи досліджень:

польовий метод - вивчення взаємозв'язку об'єкта з предметом досліджень в екологічних умовах конкретної географічної зони;

вимірювально-ваговий метод - визначення біометричних параметрів росту і розвитку рослини та формування врожаю;

біохімічні методи - визначення вмісту хлорофілу в листях та сирого жиру в насінні;

метеорологічний метод - встановлення календарних строків сівби за кліматичними показниками зони і біологічними вимогами культури;

статистичні методи: кореляційний, регресійний, варіаційний, дисперсійний - визначення вірогідності даних та зв'язків між досліджуваними показниками;

порівняльно-розрахунковий - визначення економічної та енергетичної ефективності агрозаходів посівного комплексу.

Новизна досліджень полягає в тому, що вперше вивчена насіннєва продуктивність озимого ріпака в посушливих умовах південного Степу без зрошення, визначено оптимальний строк і спосіб сівби у поєднанні з кращою нормою висіву. Вперше використано фенолого-метеорологічний метод визначення строку сівби.

Вивчено вплив агротехнічних заходів на процес формування зимостійкості та накопичення жиру в насінні, створено оптимальну модель посіву за показниками структурних елементів.

Практична цінність роботи полягає у розробці та презентації виробництву рекомендацій з вирощування ріпака. Отримані експериментальні дані сприяли впровадженню оптимального строку сівби та раціонального використання посівного матеріалу за рахунок регулювання норми висіву, що дозволяє отримати високий і стабільний врожай насіння з максимальним збором олії з 1 га.

Результати досліджень пройшли виробничу перевірку у 2000 році на землях ТОВ “Ярило” Врадіївського району Миколаївської області та у ТОВ”Прогрес” Миколаївського району Одеської області.

Особистий внесок здобувача полягає в розробці програми та методики, постановці і проведенні досліджень, аналізі спеціальної літератури зі стану вивчення проблеми, виконання експерементальної частини досліджень, узагальненні одержаних результатів та їх інтерпретації, підготовці друкованих праць, наукових звітів та рекомендацій, пропаганді та впровадження результатів у виробництво.

Апробація роботи. Матеріали дисертаційної роботи доповідались на науково-практичних конференціях професорсько-викладацього складу наукових співробітників та аспірантів (Одеса - 1999, 2000, 2001 рр.) та Міжнародній конференції присв'яченій економічним ринковим відносинам та соціальному розвитку села (Одеса - 1999), міжнародному семінарі “Оптимизация технологий возделывания и защиты растений озимого рапса путем усовершенствования агроприемов и целевого выбора сортов” (Одеса - 2001), де одержали позитивну оцінку. За результатами досліджень опубліковано 4 наукових праці у фахових виданнях і три підготовлено і здано до друку.

Обсяг роботи. Дисертація викладена на 202 сторінках машинописного тексту, включає 61 таблицю, 35 рисунків та 11 додатків. Складається із вступу, 5 розділів, висновків і практичних рекомендацій. Список використаних джерел охоплює 162 найменування, в тому числі 38 латиницею.

Основний зміст роботи

Огляд літератури з питань дослідження. Наведено короткий аналіз з питань сучасного виробництва і народногосподарського значення продукції, деякі біологічні особливості та онтогенез рослин, які обумовлюють технологію вирощування озимого ріпака. Розглянуто результати вітчизняних та зарубіжних досліджень із строків та способів сівби і норм висіву насіння. Виявлено, також вузькі місця та протиріччя у трактуванні окремих питань, що лягли в основу досліджень по дисертаційній темі.

Умови та методика досліджень. Польові досліди були перевірені у 1997 - 2000 рр. на полі учбово-дослідного господарства ім.А.В.Трофімова Одеського державного сільськогосподарського інституту. Ґрунтовий покрив дослідного поля представлений чорноземом південним. Реакція грунтового розчину нейтральна (рН біля 7,0). Вміст гумусу в шарі 0 - 20 см складає 3,54%. Середня щільність метрового шару - 1,32 г/см³, валовий запас рухомих форм поживних речовин: азоту - 4-6, фосфору - 10-12 і калію - 18-20 мг/100 г абсолютно сухого ґрунту.

Клімат півдня України посушливий з частими суховіями і великими тепловими ресурсами, незначною кількістю і нерівномірним розподілом по вегетаційному періоду опадів. Найбільш посушливі місяці - серпень - вересень (ГТК 0,57 - 0,63).

Метеорологічні умови в роки проведення досліджень мали суттєві відхилення від середньобагаторічних як у відношенні режиму зволоження так і за температурними умовами. 1996 - 1997 сільськогосподарський рік характеризувався не типовими умовами зволоження для південної степової зони України. Сума річних опадів становила 165% від середньобагаторічних. 1998 - 1999 сільськогосподарський рік характеризувався типовими умовами температурного режиму та зволоження і в цілому був сприятливий для розвитку рослин ріпака. Умови 1999 - 2000 сільськогосподарського року були досить посушливими.

Для поставлених задач нами було закладено два польових досліди із норм висіву - способів сівби та строків сівби. Кожен дослід складався із поділяночного розміщення варіантів з їх систематичним зміщенням. Повторення в дослідах чотирьохкратне. Схеми досліду з норм і способів сівби наведено в таблиці 1.

Таблиця 1. Схема досліду з норм висіву та способів сівби

Отже, дослід з норм та способів сівби складався із 27 варіантів і був розміщений на 108 ділянках. Сівбу проводили 10 вересня сівалкою ССФК-6. Довжина ділянки 20 м. Кожен варіант включав в себе 2 проходи сівалки, таким чином загальна площа ділянки була 40 м², облікова - 20м².

Дослід, де вивчали строки сівби складався із чотирьох варіантів у чотирьох повтореннях. Календарні дати проведення сівби визначали згідно біологічних особливостей культури озимого ріпака та кліматичних умов зони вирощування.

Враховуючи ці фактори, сівбу проводили 1, 10, 20 і 30 вересня. Загальна площа ділянки складала 60 м², облікова - 30 м². Норма висіву по всіх варіантах була однаковою і складала 1,876 млн. схожих насінин на 1 га. У дослідах застосовувалась агротехніка загальноприйнята для вирощування озимого ріпака, окрім заходів, що вивчалися. В дослідах використовували сорт озимого ріпака Горизонт селекції Вінницької державної сільськогосподарської дослідної станції (автори сорту П.І. Вишневський, Ю.І. Бігун). Під час закладання та проведення дослідів використовували загальноприйняті методики описані П.П. Констянтиновим, Н.Ф. Деревицьким, 1962; Б.А. Доспєховим, 1979; 1985; П.Ф. Рокицьким, 1973.

Методи морфологічних та аналітичних досліджень загальноприйняті:

фенологічні спостереження, облік польової схожості насіння, виживаємості рослин проводились згідно методики державного сортовипробування сільськогосподарських культур;

облік густоти стояння рослин на стаціонарних площадках;

визначення площі листя, сирої та абсолютно сухої надземної біомаси листя, біомаси коренів і параметрів розвитку рослин за методикою Д.Торна і Д.Уотсона;

фотосинтетичну діяльність та чисту продуктивність фотосинтезу визначали за методикою А.А.Ничипоровича (1966);

вміст хлорофілу в листках - фотоколориметричним методом;

облік врожаю насіння проводили методом суцільного обмолоту всієї площі облікової ділянки у фазу повної стиглості комбайном Sampo-200;

визначення структури врожаю проводили за загальноприйнятою методикою держсортовипробування;

хімічний аналіз насіння озимого ріпака визначали за методикою А.Н.Лебедянцева і С.В.Ружковського;

дані врожаю обробляли методом дисперсійного, кореляційного і регресивного аналізу за Б.А.Доспєховим та ін.;

енергетичну ефективність розраховували шляхом порівняння енергетичних витрат на виробництво ріпака і вмісту енергії в урожаї.

Вплив строків сівби на екологічні умови, розвиток та продуктивність озимого ріпака. Разом із зміною строку проведення сівби і року дослідження складалися різні гідротермічні умови. Це, насамперед, впливало на вміст продуктивної вологи в грунті та водоспоживання рослинами. Складовими частинами коефіцієнту водоспоживання є сумарна витрата води за вегетацію та врожай біомаси. Встановлено, що найбільш економній витраті води (263,5 м³/т) сприяє сівба ріпака 10 вересня. Тривалість осінньої вегетації озимого ріпака повинна забезпечити оптимальний розвиток рослини для досягнення високого рівня стійкості до несприятливих умов в період вегетації. Досить високий рівень резистентності (78 - 82%) сформували рослини перших трьох строків сівби, однак, найбільш стабільним він був у варіанті, де сівбу проводили 10 вересня.

Накопичення біомаси восени являється не лише передумовою для морозостійкості та виживаємості рослин в зимовий період, а й формуванням потенційної продуктивності рослин. Нами були зафіксовані значні відмінності у рості, розвитку і накопиченні вегетативної маси рослин, які були висіяні в різні строки (рис. 1).

Із запізненням сівби на всіх фазах весняно-літньої вегетації рослини мали нижчі показники ростових параметрів і накопичення врожаю сирої біомаси.

Найбільший середньодобовий приріст біомаси 280 - 285 г/м² зафіксовано на варіантах, де сівбу проводили 1 і 10 вересня у фазі бутонізації. Створені умови призвели до значних коливань врожаю насіння та його якості (табл.2).

Таблиця 2. Врожай насіння озимого ріпака та його якість під впливом строків сівби

Найвищий врожай насіння було отримано за сівби озимого ріпака 10 вересня, також тут відмічений найбільший збір олії, який в середньому за три роки складає 15,8 ц/га.

За наявності метеорологічних даних температурного режиму протягом осіннього періоду вегетації та фенологічних спостережень за розвитком рослин протягом цього періоду ми розробили систему теоретичного визначення оптимального строку сівби. Рослинам озимого ріпака потрібна сума позитивних температур протягом періоду сівба - припинення осінньої вегетації на рівні 750 - 800^оС. Таким чином, для півдня України ріпак потрібно висіяти не пізніше середини вересня, тому що сівба 20 вересня забезпечує суму температур лише 610^оС. Найкращий рівень резистентності до умов зимівлі формується у тих рослин, які мають прикореневу розетку із 6 - 8 листків, діаметр кореневої шийки не менш 4 мм і вагу 15 - 30 г. Скомпонувавши фенологічний розвиток рослин з даними оптимальної моделі рослини ми дійшли до висновку, що рослинам потрібна тривалість осінньої вегетації 60 діб. Таким чином, сівбу озимого ріпака потрібно провести не пізніше 14 вересня. Отже, за результатами експериментальних даних та розрахунків фенолого-метеорологічним методом найкращими строками сівби для південної степової зони України є 10 - 14 вересня. Проведення сівби озимого ріпака в цей період гарантує отримання повноцінних сходів, а також розвиток, виживаємість та формування максимального врожаю насіння.

Способи сівби й норми висіву як засіб регулювання зимостійкості рослин та продукційного процесу озимого ріпака. Вважається, що найбільш активний агротехнічний вплив на стан рослин мають строки сівби. Що стосується норм висіву, то ріпак вважається пластичною культурою, тобто за умови черезмірного загущення, культура здатна до самозрідження. Однак, проходження життєдіяльності в таких умовах може впливати на формування параметрів розвитку рослин, вегетативної маси, а також на елементи продукційного процесу. Створенні в досліді умови загущення призводили до розшарування травостою за рівнем розвитку (табл. 3).

Таблиця 3. Розвиток рослин восени та їх облистяність під впливом загущення за сівби звичайним рядовим способом

Із збільшенням норми висіву розвиток рослин пригнічується. Головною причиною цьому є, насамперед, конкуренція всередині агрофітоценозу. Норми висіву в межах 0,68 - 2,73 млн. насінин на 1 га забезпечували оптимальні параметри розвитку рослин.

Як виявилось, розшарування травостою облистяності рослин спостерігається, перш за все, при найвищій та найменшій щільності посіву, що в кінцевому результаті впливає на середню облистяність. Певна кількість рослин швидко реалізує переваги в рості, пригнічуючи сусідніх. Найменше це виражено у варіантах, де норма висіву була 1,36; 2,04; 2,73 млн. схожих насінин на 1 га. Характерно, що по всім густотах характер варіювання облистяності був близьким, про що свідчать коефіцієнт варіації (26,2 - 32,5%). Тенденції росту і розвитку рослин восени послідовно впливали на зимостійкість рослин. Найвищі показники зимостійкості мали рослини розріджених посівів 80 - 96%. При збільшенні норми висіву зимостійкість рослин знижується до 63% на звичайному рядовому способі сівби, 71 - двострічковому і 62 - широкорядному посіві. Якщо розглядати величину зимостійкості рослин ріпака в межах способів сівби, то тут спостерігається подібна тенденція: із збільшенням площі живлення - збільшується стійкість рослин до несприятливих умов зимівлі. Тобто, середній по всім нормам висіву рівень зимостійкості (83%) був найбільшим при сівбі з міжряддями 45 см. Дещо нижчим був середній рівень зимостійкості при сівбі двострічковим та звичайним рядовим способами, а саме 82 і 74%, відповідно. Отже, виживаємість рослин в осінній період вегетації та їх зимостійкість спричиили зменшення густоти стояння рослин неадекватно нормам висіву.

Зміна густоти стояння рослин впливала на їх ріст і розвиток у весняно-літній період та насіннєву продуктивність посіву в цілому. Галуження рослин ріпака - це той біологічний механізм, при допомозі якого рослина адаптується до різних умов вирощування. Гілки стебел у ріпака добре облистяні та формують генеративні органи, за рахунок чого вони є важливим морфологічним елементом продуктивності. Визначено закономірність зменшення гілок на рослині та загальної кількості розгалужених рослин у травостої під впливом загущення в рядку. При помірній густоті стояння (72 рослини на 1 м²) розширення міжрядь призводить до загущення в рядку і разом з цим знижує інтенсивність галуження. Так, за сівби звичайним рядовим способом (15 см) всі рослини формували 11 бокових гілок, а при сівбі за схемою 45х15 см - лише 6,7 гілок і 15,6% рослин зовсім не мали розгалужень. Сівба широкорядним способом на даному етапі дещо компенсує загущення в рядку і, хоча частка розгалужених рослин зменшується до 93,8%, вони формують більше (6, 9) бічних гілок ніж попередні.

Черезмірно загущені посіви формують рослини з тонким, добре облистяним стеблом і невеликою кількістю бічних гілок, доля яких в загальній біомасі зменшується. Найбільшу кількість листків сформували посіви широкорядного способу сівби - 22,5%, однак середня по варіантам норм висіву, облистяність рослин була найвищою за сівби звичайним рядовим способом - 28,5%.

Встановлено, що загущення і схематичне розміщення рослин на площі впливає на нагромадження сухої біомаси посівами протягом всього періоду вегетації і тенденції змін подібні до розвитку рослин восени (табл. 4).

Максимальний добовий приріст сухої біомаси спостерігається у фазі бутонізації-цвітіння на варіантах розрідженого посіву з шириною міжрядь 15 см - 32,7 і 22,5 г/м². Із збільшенням норми висіву - приріст сухої речовини зменшується.

Показники нагромадження сирої біомаси, площі асиміляційної поверхні, сухих речовин рослинами і чиста продуктивність фотосинтезу протягом осінньої та весняно-літньої вегетації у варіантах досліду стали вирішальними процесами, від яких залежала індивідуальна насіннєва продуктивність рослин і посіву в цілому (табл. 5).

Таблиця 4. Динаміка нагромадження сухої біомаси протягом весняно-літньої вегетації (середнє за 1999-2000рр.)

Між насіннєвою продуктивністю посівів та їх загущенням існує зворотна залежність, тобто - збільшення густоти стояння призводить до її зменшення незалежно від схеми сівби. Тісний зв'язок цих показників підтверджується коефіцієнтом кореляції r = -0,95 за звичайного рядового способу сівби, r = -0,82 - за двострічкового та r = -0,97 - за широкорядного способу сівби. Зміна схеми сівби дещо може змінювати тісноту зв'язку між густотою та продуктивністю посіву. Це підтверджується лінійною регресією для кожного способу сівби: звичайного рядового - Y = 45,533 - 2,44х; двострічкового - Y = 33,169 - 1,259х; широкорядного - Y = 27,669 - 0,785х.

Помітним стає значне зниження густоти стояння рослин до збирання неадекватно нормі висіву. У варіантах, де норма висіву була максимальною густота стояння рослин зменшилась на 69% при сівбі звичайним рядовим, 61% - двостріяковим і 56% - широкорядним способами. Однак в таких умовах рослини розвиваються лише у другій половині вегетації, а осіннійй розвиток походить в загущених умовах.

Таким чином, можна з впевненістю стверджувати, що пластичність ріпака до загущення може реалізовуватися лише у випадках з помірним загущенням - від 10 до 44 рослин в рядку. Найкращі умови для формування врожаю насіння склалися при сівбі звичайним рядовим та широкорядним способами.

На основі аналізу структурних елементів врожаю встановлено найбільш тісний зв'язок між величиною врожаю і густотою рослин на 1 м² (r = -0,922). Дещо менший рівень залежності існує між цим показником і кількістю стручків на рослині та масою 1000 насінин (r = 0,88). Розширення міжрядь лише разом із зменшенням густоти пом'якшує її дію на врожай (r = -0,754 та r = -0,624, відповідно двострічковому і широкорядному способі сівби).

Густота травостою та спосіб сівби досить істотно впливають на співвідношення структурних елементів врожаю насіння ріпака. Також стає наявним вплив цих факторів на втрати насіння ріпака при збиранні, які в свою чергу залежать від розмірів куща, щільності посіву і зони прикріплення стручків.

Вміст жиру в насінні збільшується із загущенням рослин до певної межі. Так, найнижчі показники вмісту жиру в насінні зафіксовано на широкорядних посівах з найменшою нормою висіву. Із збільшенням норми висіву та зменшення ширини міжрядь - кількість жиру в насінні зростає. Найвищий вміст жиру - у варіанті звичайного рядового способу сівби з нормою висіву 2,7 млн. насінин на 1 га - 42,53%. Подальше збільшення норми висіву помітно знижує кількість жиру в насінні з 42,53% до 41,18%.

Поєднавши вплив норм і способів сівби на величину врожаю і вміст жиру в насінні можна найбільш чітко визначитися з перевагою того чи іншого варіанту, обрахувавши збір олії з 1 га. Найбільшу кількість олії було зібрано у варіантах з нормою висіву 0,68 - 2,73 млн. насінин на 1га звичайного рядового способу сівби - 16,84 і 17,24 ц/га, відповідно.

За отриманими даними врожаю насіння нами було розраховано біоенергетичну ефективність вирощування ріпака в залежності від вивчаємих агрозаходів (рис.2).

Найкращий біоенергетичний коефіцієнт 7,82 було отримано за сівби озимого ріпака 10 вересня звичайним рядовим способом з нормою висіву 1,36 млн. нас./га.

Основні висновки

На підставі проведених досліджень, розрахунків та аналізів, можна зробити такі загальні висновки.

1. Строк сівби є визначальним чинником стосовно водного режиму ґрунту. Кращі умови зволоження та водоспоживання складаються за сівби 10 - 20 вересня, а саме:

запас продуктивної вологи в орному шарі збільшується на 9,9% у порівнянні з більш раннім або з більш пізнім строками сівби;

коефіцієнт водоспоживання зменшується на 19,2% у порівнянні з раннім та на 92,6% - з пізнім строком сівби.

2. Сівба 10 - 20 вересня дозволяє певною мірою оптимізувати умови осіннього розвитку рослин, що виявляється у слідуючому:

підвищується на 1 - 3% польова схожість насіння;

досягає максимуму виживаємість рослин;

забезпечується досить високий рівень зимостійкості (на 7% нижче раннього та на 34% вище пізнього строку сівби);

досягається високий рівень біологічної стійкості рослин.

3. За розвитком надземної біомаси перевагу має ранній строк сівби, який дозволяє рослинам сформувати великий габітус і завдяки цьому підвищити урожай біомаси в середньому на 22,8% у порівнянні з сівбою 10 - 20 вересня.

4. Найбільш сприятливі умови для фотосинтетичної діяльності ріпака складаються за раннього строку сівби:

формується найбільша листова поверхня (в середньому на 22,7% вище другого строку);

відмічається найвищий вміст хлорофілу (особливо фракції “а”);