Научное обоснование ресурсо-энергосберегающих технологий выращивания кукурузы (Zea mays L.) в условиях степной зоны Центрального Предкавказья

Почвенно-климатические условия Центрального Предкавказья. Энергосберегающие способы основной обработки почвы. Влияние сроков посева на формирование урожая зерна кукурузы. Биоэнергетическая эффективность применения гуматизированных минеральных удобрений.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 29.01.2018
Размер файла 125,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Научное обоснование ресурсо-энергосберегающих технологий выращивания кукурузы (Zea mays L.) в условиях степной зоны Центрального Предкавказья

Специальности: 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

06.01.01 - общее земледелие

На правах рукописи

Кравченко Роман Викторович

Москва - 2010

Диссертационная работа выполнена в ГНУ «Всероссийский НИИ кукурузы Россельхозакадемии» и в ГНУ «Всероссийский НИИ селекции и семеноводства овощных культур Россельхозакадемии» в 1999 - 2009 годы.

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, академик РАСХН Пивоваров Виктор Федорович.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Надежкин Сергей Михайлович;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Толорая Тристан Рафаэльевич;

доктор сельскохозяйственных наук, ст.н.с. Горбачёва Анна Григорьевна.

Ведущая организация: ФГОУ ВПО Краснодарский государственный аграрный университет.

Защита состоится «______» ____________ 2010 года в 1000 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте селекции и семеноводства овощных культур по адресу: 143080, Московская область, Одинцовский район, п/о Лесной городок, п. ВНИИССОК

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИССОК

Автореферат разослан «___»___________ 2010 года

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01 доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Пышная О.Н.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Одной из ведущих и универсальных зерновых культур в мире является кукуруза, которая при высоком продуктивном и адаптивном потенциале способна эффективно использовать почвенно-климатические факторы, хорошо отзываться прибавкой урожая на улучшение водного и пищевого режимов почвы, общего агротехнического состояния посевов. Перевод растениеводческой отрасли на оптимальный уровень продуктивности и качества предполагает решение комплекса взаимообусловленных задач, направленных на эффективную реализацию генетического потенциала культуры в условиях Центрального Предкавказья. Узловое место в этом комплексе принадлежит реализации сформулированного ещё в 1934 году Н.И.Вавиловым (1934) экологического (адаптивного) принципа: «Зависимость сорта от среды… заставляет исследовать его в условиях определённой среды». Понимание его приводит к необходимости оптимизации элементов сортовой агротехники, обусловленных нормой реакции генотипов (сроки посева, стимуляция ростовых процессов на начальных этапах развития растений, средства химизации технологического процесса, обработка почвы и т.д.) и предполагающих обоснование допустимого уровня экстенсификации технологии, дифференциацию её в виде разнозатратных вариантов, обусловленную экономическим расслоением сельскохозяйственных товаропроизводителей. Для этого необходимо проводить подбор адаптированных сортов и гибридов, отвечающих определенным технологическим требованиям, достаточно полно использующих агроклиматические ресурсы региона посредством наличия определённой изменчивости и способности приспосабливаться к изменяющимся условиям произрастания, но, в то же время, обладающих необходимой степенью устойчивости к совокупности неблагоприятных факторов среды обитания. Только оптимальное соотношение сортов и гибридов позволит в максимальной степени использовать имеющийся почвенно-климатический потенциал региона и будет способствовать дальнейшему росту продуктивности и ее стабильности.

Решению этих проблем посвящена представленная диссертационная работа, которая является обобщением многолетних исследований, выполненных автором, а также аспирантами и соискателями под его руководством.

Соответствие темы диссертации требованиям Паспорта специальностей ВАК. Работа выполнена в рамках Паспорта специальностей ВАК Министерства образования и науки РФ 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений и 06.01.01 - общее земледелие.

Цель исследований - разработать научное обоснование адаптивных ресурсо-энергосберегающих технологий возделывания кукурузы, обеспечивающих эффективную и стабильную реализацию продуктивного потенциала её гибридов с учетом материально-технических возможностей сельскохозяйственного производства и высокой окупаемости затрат в условиях степной зоны Центрального Предкавказья.

Задачи исследований:

? изучить влияние минимизации основной обработки почвы на условия роста и развития растений кукурузы (запасы продуктивной влаги, засорённость посевов и т.д.), а также на урожайность зерна;

? выявить биологические особенности роста и развития растений кукурузы, а также формирования урожая её гибридов различных групп спелости на фоне нерегулируемых (экологических) и регулируемых (антропогенных) факторов в условиях степной зоны Центрального Предкавказья;

? определить взаимосвязь условий агроклиматической зоны, сроков посева, стимуляторов роста и минеральных удобрений с продуктивностью растений гибридов кукурузы;

? определить оптимальный уровень интенсивности технологии возделывания кукурузы для разных экономических условий хозяйствования;

? дать оценку адаптивного потенциала различных по скороспелости гибридов кукурузы, изучить показатели их экологической пластичности и стабильности;

? охарактеризовать дифференцирующую способность среды нерегулируемых (экологических) и регулируемых (антропогенных) условий для целей селекции, семеноводства и товарного производства кукурузы (изыскательного и прикладного характера);

? выявить наиболее стабильные и продуктивные гибриды кукурузы для изучаемых условий;

? дать экономическую и биоэнергетическую оценку эффективности приёмов возделывания кукурузы.

Научная новизна работы. Впервые изучены уровни отзывчивости гибридов кукурузы на регулируемые факторы среды и устойчивости к колебаниям нерегулируемых факторов, определяющих параметры энергетически эффективных гибридов, имеющих оптимальные комбинации продуктивности и стабильности в конкретных экологических и агротехнических условиях, позволяющие стабилизировать уровень урожайности зерна кукурузы по годам и оптимизировать экономические показатели в условиях степной зоны Центрального Предкавказья.

В результате оптимизации элементов сортовой агротехники определены уровни допустимой экстенсификации производства зерна кукурузы, направленной на энерго-ресурсосбережение и охрану окружающей среды.

Показана необходимость оценки параметров экологической среды (как регулируемых, так и нерегулируемых условий) и подбора фона для отбора при проведении научно-исследовательских и селекционно-семеноводческих работ.

Основные положения, выносимые на защиту:

минимизация агротехнических приёмов при сохранении продуктивного потенциала кукурузы;

особенности реакции кукурузы на изменение интенсивности технологии возделывания в условиях степной зоны Центрального Предкавказья;

экологическая пластичность и стабильность проявления хозяйственно ценных признаков гибридов кукурузы на фоне сред, формируемых нерегулируемыми (экологическими) и регулируемыми (антропогенными) факторами в условиях степной зоны Центрального Предкавказья;

среда (опытов) как фон для отбора и оценки генотипов;

экономическая и биоэнергетическая оценка степени эффективности технологий возделывания кукурузы в условиях степной зоны Центрального Предкавказья;

Практическая значимость работы. Достоинствами предложенного подхода к агротехнологиям гибридов кукурузы явилось его гибкость, приспособленность к изменению погодных и других условий производства, дифференцированность в соответствии с целью сельскохозяйственного производства (максимальные урожай, прибыль или отдача от вложенных средств), уровнем экологической пластичности, почвенно-климатическими и другими особенностями, а также реальными экономическими и материально-техническими возможностями сельскохозяйственных производителей.

Выявлены возможность и целесообразность самых ранних сроков посева кукурузы семенами, обработанными протравителями, содержащими в своём составе регулятор роста Крезацин.

Результаты исследований внедрены в сельскохозяйственных предприятиях Ставропольского края на площади более 1000 га в 2005 - 2009 годах.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены на международных, всероссийских, региональных и краевых научно-практических конференциях по технологии возделывания, селекции и семеноводству кукурузы (Москва, Краснодар, Ставрополь, Ростов-на-Дону, Пятигорск, Сочи и Улан-Удэ), на заседаниях Учёного совета Всероссийского научно-исследовательского института кукурузы, на преподавательских и студенческих научных конференциях Ставропольского государственного аграрного университета.

Основные положения диссертации опубликованы в 2 монографиях, 29 сборниках научных трудов, 7 научных и научно-производственных журналах, в том числе «Сельскохозяйственная биология» и «Аграрная наука» (по 4 статьи), «Плодородие», «Агрохимия», «Земледелие», «Защита и карантин растений», «Вестник Бурятской ГСХА» (по одной статье).

Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 74 работы, общим объемом 54,1 печатных листа, в том числе - 15 статей в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.

Структура работы. Диссертационная работа изложена на 438 страницах машинописного текста, включающая, 313 страниц основного текста, и состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству, библиографического списка из 469 наименований, в том числе 66 иностранных авторов. Работа содержит 20 рисунков, 187 таблиц, в том числе 99 - в приложении. Доля личного участия автора в выборе направления, постановки и проведения опытов, обработке полученных результатов и оформлении их в виде научно-квалификационной работы составляет 90 %.

В выполнении исследований принимали участие аспиранты автора В.Ю. Герасименко и А.А. Шовканов. Большое спасибо сотрудникам ВНИИ кукурузы, Ставропольского ГАУ и ВНИИССОК, содействовавшим или принимавшим участие в получении результатов исследований, изложенных в диссертации. За помощь, оказанную при подготовке и оформлении диссертации, автор выражает благодарность докторам с.-х. наук Е.Г. Добруцкой, В.Н. Багринцевой, Г.Д. Левко, В.К. Дридигеру, а также зав.аспирантурой и докторантурой Н.Ф. Павловой. Особая глубокая признательность научному консультанту доктору с.- х. наук, академику РАСХН, профессору В.Ф. Пивоварову, моему первому учителю и наставнику доценту В.М. Плищенко и доктору с.- х. наук, академику РАСХН В.С. Сотченко.

урожай кукуруза гуматизированный минеральный

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, сформулированы её актуальность, цель и задачи, условия и методика проведения исследований, новизна полученных результатов, выносимые на защиту положения.

В первой главе на основании обзора литературных источников по изучаемой проблеме установлены основные приоритеты рационального решения данного вопроса, на основе которых возможна разработка современной сортовой агротехники с допустимым уровнем экстенсификации технологии, адаптированной к материально-техническим возможностям сельскохозяйственных предприятий, агроклиматическим ресурсам региона и целям товарного производства.

Развитию данного направления посвящены исследования таких ученых, как Дж. Ацци, Э.С. Бантинг, Л.А. Беспалова, Н.И. Вавилов, Н.И. Володарский, П.П. Васюков, Г.С. Галеев, Е.Г. Добруцкая, В.П. Ермоленко, А.В. Кильчевский, А.А. Жученко, В.З. Пакудин, А.Э. Панфилов, В.М. Пенчуков, Л.Н. Петрова, В.Ф. Пивоваров, А.А. Романенко, В.М. Рындин, Е.Н. Синская, В.С. Сотченко, Т.Р. Толорая, М.И. Хаджинов, Л.В. Хотылёва, В.С. Шевелуха, S.A. Eberhart, K.W. Finley, W.A. Russel, Q.C.C. Tai, Q.N. Wilkinson. Анализ результатов их работы позволил обозначить круг проблем в этом направлении и сформировать концепцию научных исследований.

Во второй главе приведены агроклиматические характеристики пунктов исследований и методика проведения опытов.

Почвенно-климатические условия Центрального Предкавказья благодаря значительному перепаду высот (от северного склона Большого Кавказа до устья реки Дон) и особому географическому положению обладают значительным разнообразием. Для большей части территории характерен умеренно-континентальный климат с ярко выраженной "розой ветров" восточно-западного направления и увеличивающейся с юго-запада на северо-восток засушливостью. Полевые опыты проведены в трёх географических пунктах двух агроклиматических зон: ГНУ «Всероссийский НИИ кукурузы Россельхозакадемии» и ФГОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», расположенных в зоне достаточного увлажнения (ГТК 1,1-1,3), ООО «Добровольное» - в засушливой зоне (ГТК 0,7-0,9). Почвенный покров опытных участков является типичным для региона и представлен обыкновенным, выщелоченным и южным чернозёмами.

Схема опытов и методика исследований. Программой исследований предусматривалось изучение засорённости посевов, запасов продуктивной влаги в почве, биометрических показателей, урожайности зерна кукурузы и элементов её структуры в трёх вариантах основной обработки почвы и на гербицидных фонах. В схеме опытов по изучению основных элементов технологии возделывания кукурузу высевали в ранние, рекомендуемые и поздние сроки посева в двух агроклиматических зонах при различных вариантах предпосевной обработки семян с использованием регулятора роста. Были изучены гуматизированные формы удобрений и варианты технологий возделывания различной интенсивности на гибридах и популяции кукурузы различных групп спелости.

Полевые опыты закладывали в трёх-четырёх-кратной повторностях в соответствии с методикой полевого опыта по Б.А. Доспехову (1985). Учетная площадь делянок 14; 20; 21 м2.

Фенологические наблюдения, определение полевой всхожести и учёт урожая проводили согласно «Методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1985) и «Методическим рекомендациям по проведению полевых опытов с кукурузой» (1980).

Лабораторную всхожесть семян определяли согласно ГОСТ 12038-84 (Семена сельскохозяйственных культур: методы анализа, 2004), а силу роста согласно ГОСТ 12040 - 66 (Семена и посадочный материал сельскохозяйственных культур, 1973).

Биометрические показатели измеряли по методикам ВНИИ кукурузы (1980) и McKee (1971).

При осуществлении контроля влажности почвы руководствовались «Методикой определения влажности почвы» (1973). При расчётах запасов продуктивной влаги в почве использовали методику ВНИИ кукурузы (1980), а также специальные таблицы (1958).

Засорённость определяли количественно-весовым методом в соответствии с методикой ВНИИ кукурузы (1980), видовой состав сорняков - по методикам Б.А. Доспехова, И.П. Васильева и А.М. Туликова (1987), а также М.М. Пугачевой (1969).

Для анализа продуктивности растений использовали «Методические рекомендации по проведению полевых опытов с кукурузой» (1980), процент выхода зерна из початков (%) определяли согласно ГОСТ 11225-88 (ГОСТ СССР. Зерновые, зернобобовые и масличные культуры. Ч.2, 1990), массу 1000 зерен при 14 % влажности - согласно ГОСТ 10842-89 (Зерно: методы анализа, 2004). Густоту стояния растений определяли во время полных всходов и перед уборкой (Новосёлов и др., 1983). Влажность зерна по повторностям определяли согласно ГОСТ 13586.5-93 (Зерно: методы анализа, 2004).

Статистическую обработку результатов исследований проводили методами дисперсионного и корреляционного анализов (Доспехов, 1985; Методические рекомендации …, 1980). Оценку адаптивности гибридов и популяции кукурузы по параметрам экологической пластичности и стабильности проводили по методикам регрессионного анализа K.W. Finley, Q.N. Wilkinson (1963), S.A. Eberhart, W.A. Russel (1966) и Q.C.C.Tai (1971) в интерпретации В.З. Пакудина и Л.М. Лопатиной (1984) и обработке С.П. Мартынова (1989), S.P. Martynov (1990) с использованием пакета программ статистического и биометрико-генетического анализа в растениеводстве и селекции AGROS, версия 2.09 (1999), а также А.В. Кильчевского (1986), А.В. Кильчевского и Л.В. Хотылёвой (1997) с использованием компьютерной программы SONA.

Экономическую эффективность возделывания гибридов и популяции кукурузы на зерно и изучаемых агротехнических приёмов осуществляли согласно методическим указаниям по расчетам рентабельности производства продукции растениеводства (Кравченко, Андреев, 2006) с использованием результатов разработки типовых технологических карт в среде MS Excel 2003. Биоэнергетическую эффективность возделывания кукурузы проводили согласно методическим указаниям В.И. Гребенника (1994), а также И.П. Барабаша и Т.Л. Верёвкиной (Биоэнергетическая оценка…, 2004).

Результаты исследований

Совершенствование технологических приёмов возделывания гибридов кукурузы.

Энергосберегающие способы основной обработки почвы в технологии возделывания кукурузы. В условиях зоны достаточного увлажнения Северного Кавказа безотвальная обработка почвы на момент посева не обеспечивает преимущества по сравнению со вспашкой с осени (табл. 1). К фазе цветения кукурузы (середина июля) в варианте без применения гербицидов сохранению большего количества влаги (на 6 мм) способствовала минимальная обработка почвы осенью. Минимальная обработка почвы весной приводила к снижению запасов продуктивной влаги на 11 мм. Связано это с возросшей засорённостью полей, негативным образом сказавшееся на данном показателе. В то же время, на фоне применения гербицидов отмечено превосходство изучаемых способов обработки почвы над вспашкой с осени.

Таблица 1 - Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы в зависимости от основной обработки почвы и применения гербицидов в посевах кукурузы гибрида Валентин, мм (ВНИИК, 2000 - 2002 годы)

Основная обработка почвы

Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы, мм

во время посева

в фазу цветения

контроль (без гербицидов)

Харнес, Луварам

Титус+ Хармони

Отвальная вспашка осенью

218

137

130

134

Минимальная осенью

217

143

140

142

Минимальная весной

220

126

144

143

Однократное внесение баковой смеси страховых гербицидов Титуса и Хармони в фазу 4-х листьев позволило в варианте с минимальной обработкой почвы накопить на 8 мм влаги больше по сравнению с контролем, а в варианте с весенней глубокой культивацией - на 9 мм. Использование в качестве защиты от сорняков гербицидов Харнеса (до всходов) и Луварама (в фазе 4-х листьев) по минимальной обработке почвы дало возможность сохранить на 10 мм (7,2 %) больше продуктивной влаги, чем в контроле. Основная обработка почвы весной (глубокая культивация) дала еще лучшие результаты - на 14 мм (9,7 %). Таким образом, замена вспашки минимальными основными обработками почвы в зоне достаточного увлажнения в критический период развития растений кукурузы (фаза цветения) обеспечивает лучшие условия влагообеспеченности.

Минимизация обработки почвы приводит к увеличению засоренности в полтора раза за счет однодольных сорняков (табл. 2), при этом в три раза увеличивалось количество многолетних сорняков. Проведение основной обработки почвы весной приводит к резкому увеличению двудольных, в основном, многолетних сорняков (в шесть раз). Общее количество сорной растительности при этом возрастает в 1,8 раза.

Таблица 2 - Влияние основной обработки почвы и применения гербицидов на засорённость посевов кукурузы (ВНИИК, 2000 - 2002 годы)

Фактор

Приём технологии

Сорняки

через 3 недели после применения гербицидов

перед уборкой

однодоль-ные, %

двудоль-ные, %

много-летние, %

всего, шт./м2

масса, г/м2

однодоль-ные, %

двудоль-ные, %

многолет-ние, %

всего, шт./м2

А

Вспашка осенью

41,1

58,9

7,0

18,7

96

32,3

67,7

46,2

20,0

Минимальная осенью

50,3

49,7

21,0

30,7

141

26,0

74,0

34,4

24,0

Минимальная весной

33,5

66,5

42,2

27,2

171

27,9

72,1

40,2

22,7

В

Без гербицидов

44,6

55,4

25,8

33,6

281

36,7

63,3

28,8

32,7

Харнес, Луварам

42,1

57,9

41,4

13,7

46

24,2

75,8

53,6

12,0

Титус +Хармони

39,1

60,9

25,8

29,3

81

29,2

70,8

49,1

22,0

Использование Харнеса с Луварамом приводило к гибели 83,7 % сорняков, а Титуса с Хармони - 31,4 % от их общего количества. При этом соответственно в 6,1 и 3,5 раза отмечено снижение массы сорняков. Титус с Хармони одинаково уничтожали как однодольные, так и двудольные сорняки, а Харнес с Луварамом более эффективны против однодольных сорных растений.

Перед уборкой в варианте со вспашкой отмечено увеличение количества сорняков по сравнению с началом вегетации на 7,0 % и их уменьшение при минимальных обработках почвы: при осенней обработке - на 27,9 % и при весенней - на 19,8 %. При этом, если при вспашке отмечено 20,0 шт. сорняков на 1 м2, то при весенней минимальной основной обработке почвы 22,7 шт./м2, а при осенней - 24,0 шт./м2. По всем вариантам осенней основной обработки почвы было отмечено увеличение количества двудольных сорняков (от 67,5 % при вспашке до 74,0 % в варианте с минимальной основной обработкой почвы). Доля многолетних сорняков также возрастала: при вспашке в 6,6 раз и по минимальной основной обработке - в 1,6 раза. При весенней основной обработке почвы соотношение одно- и двудольных и одно- и многолетних сорняков не изменялось. Внесение Титуса с Хармони приводило к гибели 53,9 % сорняков (в конце июня этот показатель был в 1,7 раза ниже). В варианте без применения гербицидов количество сорняков было такое же, как и в начале вегетации растений. Таким образом, проводить минимизацию основной обработки почвы необходимо только в комплексе с обязательным применением гербицидов, эффективных против двудольных сорняков.

Минимизация основной обработки почвы осенью и весной не влияет на развитие растений кукурузы, но без использования гербицидов приводит к снижению урожайности по сравнению со вспашке на 4,7 и 6,9 % соответственно (табл. 3).

Таблица 3 - Влияние основной обработки почвы и применения гербицидов на урожайность зерна кукурузы гибрида Валентин (ВНИИК, 2000 - 2002 годы)

Основная обработка почвы, фактор А (НСР05 = 0,28)

Гербицид, фактор В (НСР05 = 0,24)

Среднее

контроль (б/герб)

Харнес,

Луварам

Титус+

Хармони

Отвальная вспашка

4,92

5,97

5,63

5,51

Минимальная осенью

4,58

6,05

5,45

5,36

Минимальная весной

4,69

5,75

5,27

5,24

Среднее

4,73

5,92

5,45

5,37

НСР05

0,33

Применение Харнеса и Луварама нивелирует влияние основной обработки почвы. Применение только страховых гербицидов (Титус + Хармони) способствовало сохранению урожайности в варианте с осенней минимальной основной обработкой почвы по сравнению со вспашкой, в то время как весеннее её проведение приводило к снижению урожайности на 0,36 т/га (на 6,4 %), а по отношению к варианту со вспашкой без применения гербицидов, наоборот - к повышению урожая зерна на 0,35 т/га (на 6,6 %). В среднем, использование Харнеса с Луварамом давало прибавку урожая зерна на 1,19 т/га (20,1 %), а баковой смеси Титуса с Хармони - на 0,72 т/га (13,2 %). Максимальный урожай зерна кукурузы отмечен в варианте с внесением Харнеса и Луварама при осенней основной обработке почвы: прибавка по отношению к контролю (вспашка без применения гербицидов) составляла 1,13 т/га или 18,7 %.

Реакция кукурузы на применение гуматизированных минеральных удобрений в системе низкозатратных технологий возделывания. Другим из возможных способов решения вопроса минимизации воздействия на окружающую среду является снижение общего расхода удобрений посредством повышения эффективности усвоения растениями минеральных питательных веществ. Данному требованию отвечают комплексные органо-минеральные удобрения, содержащие органические гуминовые кислоты (лигногуматы).

Внесение в почву минеральных удобрений не влияет на дату появления всходов и число формируемых зёрен, но способствует более позднему цветению метелок и наступлению полного созревания (на 3 - 6 суток), а также увеличивает массу зёрен, причем, гуматизированный карбамид по сравнению с карбамидом, является более эффективным удобрением (табл.4).

Таблица 4 - Влияние минеральных удобрений на основные хозяйственно ценные признаки у гибридов кукурузы (СтГАУ, 2004 - 2008 годы)

Гибрид

Вариант

На 1 початке

Масса 1000 зёрен, г

число рядов зёрен, шт.

число зёрен в ряду, шт.

число зерен, шт.

масса зерна, г

Машук 170

контроль

12

38

456

83

182

ПМУ (N110P80K80)

12

38

456

111

244

гуматизированный карбамид (N30)

12

38

456

105

230

карбамид (N30)

12

38

456

94

205

Эрик

контроль

16

34

544

132

244

ПМУ (N120P80K80)

16

34

544

182

335

гуматизированный карбамид (N30)

16

34

544

172

316

карбамид (N30)

16

34

544

151

278

Так, масса зерна с початка у раннеспелого гибрида Машук 170 в варианте с внесением полного минерального удобрения по отношению к контролю увеличивалась на 33,7 %, при внесении гуматизированного карбамида - на 26,5 %, при внесении карбамида - на 13,3 %, а у среднепозднего гибрида Эрик - на 37,9, 30,3 и 14,4 % соответственно. Масса 1000 зёрен у раннеспелого гибрида Машук 170 на варианте с внесением полного минерального удобрения по отношению к контролю увеличивалась на 34,1 %, при внесении гуматизированного карбамида - на 26,4 %, при внесении карбамида - на 12,6 %, у среднепозднего гибрида Эрик - на 37,3, 29,5 и 13,9 % соответственно.

Анализ показателей урожайности выявил значительное влияние на них минерального удобрения (табл. 5).

Таблица 5 - Влияние минеральных удобрений на урожайность гибридов кукурузы, т/га (СтГАУ, 2004 - 2008 годы)

Гибрид, фактор А (НСР05 = 0,14)

Вариант внесения удобрений, фактор В (НСР05 = 0,17)

Средняя

контроль (без удоб-рений)

полное минераль-ное удобрение (N110P80K80)

гуматизированный карбамид (N30)

Карбамид (N30)

Машук 170

5,81

7,79

7,34

6,55

6,87

Эрик

5,96

8,20

7,73

6,79

7,17

Среднее

5,88

8,00

7,54

6,67

7,02

НСР05

0,18

В среднем по двум гибридам прибавка урожая от внесения полного минерального удобрения составила: у среднепозднего гибрида Эрик - 2,24 т/га, у раннеспелого гибрида Машук 170 - 1,89 т/га; при внесении гуматизированного карбамида - 1,77 т/га и 1,53 т/га, соответственно, и при внесении карбамида - 0,83 т/га и 0,74 т/га, соответственно.

Таким образом, гуматизированный карбамид по эффективности превосходит карбамид и даёт существенную прибавку урожайности гибридов кукурузы по сравнению с неудобренным фоном при увеличении его значимости у более позднеспелого гибрида Эрик.

Влияние сроков посева на формирование урожая зерна кукурузы в зависимости от агроклиматической зоны возделывания. Проведенные фенологические наблюдения выявили наличие общей для всех гибридов тенденции более раннего наступления фаз развития растений при посеве в более ранние сроки, характерной для всех агроклиматических зон исследований. Полная спелость при раннем сроке посева по сравнению с поздним наступает раньше на 15 - 20 суток у раннеспелых гибридов, на 12 - 18 суток - у среднеранних, на 18 - 25 суток - у среднеспелых и на 25 - 31 суток - у среднепоздних гибридов.

Динамика прохождения фаз роста и развития растениями кукурузы является функцией генетических особенностей гибрида и погодных условий периода вегетации (табл. 6). Так, при раннем сроке посева во время прорастания семян среднесуточная температура составила в среднем +11,2…12,7оС (начальная +7…+8 оС), и всходы появились через 15 - 17 суток. При рекомендуемом сроке посева среднесуточная температура была на 2,8…3,4 оС выше, и всходы появились на двое - трое суток раньше. При позднем сроке посева среднесуточная температура превышала таковую при раннем сроке сева на 5,7…6,6 оС, и фаза всходов отмечалась на пять - шесть суток раньше. Некоторое снижение потребности в тепле отмечалось в период прорастания семян на фоне применения регулятора роста Крезацина при предпосевном протравливании семян, выразившееся в появлении всходов на одни - двое суток раньше.

Регрессионный анализ взаимосвязи температурных параметров в период прорастания семян и продолжительности периода «посев - всходы» показал, что повышение температуры почвы на 1 оС приводит к сокращению периода прорастания в среднем на 0,7 - 0,9 суток (r > 0,75).

Период «всходы - цветение» по погодно-климатическим условиям был более благоприятным при более поздних посевах, а, начиная с фазы цветения при раннем посеве. При нём цветение метелки и початка растений кукурузы проходили при более щадящих температурах и лучшей влагообеспеченности, а период налива зерна, когда потребность в тепле возрастала, наоборот, при более высоких среднесуточных температурах. Кроме того, ранний срок посева, обеспечивая цветение и опыление в более ранние сроки, снижал риск попадания этой фазы на период отсутствия осадков и засухи. В наших опытах анализ метеорологических параметров показал, что, если при раннем сроке посева в засушливой зоне раннеспелого гибрида Машук 170 в критический период выпало в среднем за годы исследований 64 мм осадков, а при позднем - 42 мм осадков, то для среднепозднего гибрида Эрик - это составило 42 и 33 мм, соответственно.

Таблица 6 - Влияние агроклиматической зоны, сроков посева и среднесуточной температуры воздуха на продолжительность периодов развития растений гибридов кукурузы (2004- 2006 годы)

Гибрид

Агроклиматическая зона

Срок посева

Межфазные периоды развития

посев-всходы

всходы-цветение метёлки

цветение метёлки-полная спелость

всходы-полная спелость

продолжительность, сутки

среднесуточная температура, оС

продолжительность, сутки

среднесуточная температура, оС

продолжительность, сутки

среднесуточная температура, оС

продолжительность, сутки

среднесуточная температура, оС

Раннеспелый Росс 199

засушливая

ранний

15

12,7

58

19,0

48

24,4

106

21,4

рекомендуемый

13

15,5

52

20,9

49

24,8

101

22,8

поздний

10

19,3

48

21,9

49

24,6

97

23,3

достаточного увлажнения

ранний

17

11,2

62

17,8

50

23,8

112

19,2

рекомендуемый

14

14,6

56

19,4

52

23,5

108

20,8

поздний

11

16,9

52

20,1

53

22,7

105

20,9

Среднеранний Росс 299

засушливая

ранний

15

12,7

61

19,2

58

24,8

119

21,8

рекомендуемый

13

15,5

57

21,1

58

24,5

115

22,6

поздний

10

19,3

53

21,8

57

23,6

110

22,7

достаточного увлажнения

ранний

17

11,2

65

18,0

58

22,7

123

19,9

рекомендуемый

14

14,6

60

19,6

58

22,4

118

20,8

поздний

11

16,9

56

20,3

58

22,0

114

21,2

Среднепоздний Краснодарский 410

засушливая

ранний

15

12,7

71

19,7

68

23,3

139

21,5

рекомендуемый

13

15,5

67

21,5

69

22,3

136

21,9

поздний

10

19,3

65

22,4

80

20,1

145

21,0

достаточного увлажнения

ранний

17

11,2

78

18,7

69

21,0

147

20,0

рекомендуемый

14

14,6

71

20,1

70

20,5

141

20,3

поздний

11

16,9

68

21,0

81

17,8

149

19,3

Аналогичные закономерности прослеживаются и в зоне достаточного увлажнения. При этом необходимо добавить, что в один год из трёх лет испытаний цветение гибридов поздних сроков посева пришлось на период засухи, когда за месяц не выпало ни миллиметра осадков в засушливой зоне и всего 31 % от среднемноголетней нормы в зоне достаточного увлажнения.

Поэтому, при дефиците влаги в почве в период цветения на фоне высоких дневных температур середины лета в засушливых регионах предельно ранние сроки посева могут быть связаны не с оптимальными требованиями кукурузы к факторам внешней среды, а с необходимостью ухода от летней засухи. Период «всходы - цветение метёлки» в значительной степени зависит как от внешних условий, связанных со сроками посева и годами исследований, так и от скороспелости гибрида - чем выше среднесуточная температура, тем короче период (r = -0,8203…-0,8916). Использование протравителя семян ТМТД-плюс способствовало сокращению межфазного периода «всходы - цветение» на одни - двое суток. Продолжительность генеративного периода отличается достаточной ровностью показателей в соответствии с группой спелости гибридов, не зависящей от срока посева. Обязательным условием при этом является прохождение данного межфазного периода в оптимальных для кукурузы температурных границах, на что указывает удлинение периода налива зерна на четверо и двенадцать суток по сравнению с ранним посевом у более позднеспелых гибридов РИК 345 и Эрик. Объясняется это тем, что созревание растений данных гибридов кукурузы происходит в период (конец сентября - начало октября), когда среднесуточные температуры воздуха заметно ниже, чем в конце августа и начале сентября и, самое главное, находятся в пределах субоптимальных для кукурузы температур. Анализ взаимосвязи продолжительности всего вегетационного периода у всех гибридов кукурузы от температурных параметров за этот же период показал их высокую обратную корреляционную зависимость (r = -0,7894…-0,9742). Таким образом, необходимо установление дифференцированных сроков посева для условий разных почвенно-климатических зон.

Более благоприятные условия во время цветения растений раннего срока посева, а также зоны достаточного увлажнения обеспечили лучшую завязываемость зёрен и большее их число на початке: 518 - 536 зёрен при раннем сроке сева против 490 - 507 при рекомендуемом сроке и 462 - 478 зёрен при позднем сроке посева (табл. 7). Это подтверждается существованием высокой обратной (r > - 0,75) корреляционной зависимости числа зёрен на початке с таким фактором, как среднесуточная температура воздуха за межфазный период «всходы - цветение метелки». Вариант предпосевной обработки семян влияния на данный показатель не оказывает. Максимальная масса 1000 зёрен формировалась при рекомендуемом сроке посева. При раннем сроке посева в засушливой зоне наблюдалось её снижение на 6,1 %, а при позднем посеве - на 5,7 %, в то время как в зоне достаточного увлажнения эти показатели составляли 12,1 и на 5,1 %, соответственно.

Использование в предпосевном протравливании семян препарата «ТМТД-плюс» способствовало росту массы 1000 зёрен на 19 граммов (на 7,3 %) в засушливой зоне и на 21 граммов (на 10,6 %) в зоне достаточного увлажнения. Статистическая обработка выявила высокую прямую корреляционную зависимость между массой 1000 зёрен и такими факторами, как продолжительность вегетационного периода и высота растений (r > 0,75). Максимальная масса зерна с початка формировалась в засушливой зоне, как при раннем, так и при рекомендуемом сроках посева, а в зоне достаточного увлажнения - только при рекомендуемом сроке посева.

Таблица 7 - Влияние агроклиматических зон, сроков посева и предпосевного протравливания семян на основные хозяйственно ценные признаки гибридов кукурузы (СтГАУ, 2004 - 2006 годы)

Вариант

Агроклиматическая зона

Срок посева

На 1 початке

М1000 зёрен, г

число зёрен, шт.

масса зёрен, г

Среднее по срокам попосева

засушливая

ранний

518

141

264

рекомендуемый

490

142

280

поздний

462

127

265

достаточного увлажнения

ранний

536

100

187

рекомендуемый

507

115

227

поздний

478

103

216

Среднее по обработке семян

засушливая

контроль (ТМТД)

490

132

259

ТМТД-плюс

490

141

278

достаточного увлажнения

контроль (ТМТД)

507

101

199

ТМТД-плюс

507

111

220

При позднем сроке посева в обеих зонах наблюдалось её снижение, соответственно, на 12,7 и на 11,7 %. Варьирование массы зерна с початка является результатом изменчивости таких элементов структуры урожая, как «число зёрен на початке» (0,5 < r < 0,75) и «масса 1000 зёрен» (r > 0,75). Высокая корреляционная зависимость выявлена между массой зерна с початка и площадью листовой поверхности и средняя - с продолжительностью вегетационного периода и числом зёрен на початке. Использование в предпосевном протравливании семян препарата «ТМТД-плюс» способствовало росту массы зерна с початка на 9 - 10 граммов или на 6,8 - 10,0 %.

В условиях засушливой зоны максимальная урожайность была как при посеве в рекомендуемый срок (tо = +10…12 оС), так и при посеве в ранний срок (tо = +7…8 оС). Смещение даты начала посева на поздние сроки (при прогревании почвы на глубине заделки семян до +15 оС) приводило к снижению данного показателя на 0,74 - 0,78 т/га соответственно к уровню раннего и рекомендуемого сроков посева (табл. 8). В зоне достаточного увлажнения только рекомендуемый срок посева является оптимальным. Смещение даты посева как в сторону позднего, так и раннего сроков приводит к снижению данного показателя (табл. 9). Применение препарата «ТМТД-плюс» способствовало увеличению урожайности гибридов кукурузы в условиях засушливой зоны на 0,49 т/га (6,9 %) и в зоне достаточного увлажнения на 0,60 т/га (10,9 %) при увеличении его значимости в условиях раннего и позднего посевов. При рекомендуемом сроке посева на варианте с применением изучаемого препарата «ТМТД-плюс» по сравнению с контролем рост урожайности кукурузы был в пределах 0,22 т/га (2,9 %) в засушливой зоне и 0,46 т/га (7,6 %) в зоне достаточного увлажнения, на фоне раннего посева 0,79 т/га (11,0 %) и 0,66 т/га (13,0 %) и позднего посевов - 0,46 т/га (6,9 %) и 0,60 (11,2 %), соответственно, в условиях засушливой зоны и зоны достаточного увлажнения.

Таблица 8 - Влияние сроков посева и предпосевной обработки семян протравителями на урожайность кукурузы, т/га (СтГАУ, засушливая зона Центрального Предкавказья, 2004 - 2006 годы)

Гибрид, популяция (фактор А)

Предпосевная обработка семян (фактор В)

Срок посева (фактор С)

Среднее по факторам

ранний

рекомендуемый

поздний

В

А

Машук 170

контроль (ТМТД)

7,58

6,91

6,38

6,96

7,28

ТМТД-плюс

8,10

7,39

7,05

7,51

Росс 199

контроль (ТМТД)

7,11

7,63

6,03

6,73

6,85

ТМТД-плюс

7,87

7,66

5,98

7,00

Ньютон

контроль (ТМТД)

7,74

7,93

7,75

7,80

7,80

ТМТД-плюс

7,84

7,94

7,69

7,79

Росс 299

контроль (ТМТД)

7,54

7,71

7,23

7,49

7,52

ТМТД-плюс

7,67

7,61

7,37

7,55

Российская 1

контроль (ТМТД)

6,96

7,53

5,72

6,74

7,02

ТМТД-плюс

7,53

7,59

6,75

7,29

РИК 345

контроль (ТМТД)

8,18

9,19

7,82

8,39

8,71

ТМТД-плюс

9,26

9,75

8,09

90,3

Краснодар-ский 382

контроль (ТМТД)

6,55

7,27

6,86

6,88

7,14

ТМТД-плюс

7,74

7,35

7,11

7,40

Эрик

контроль (ТМТД)

6,63

7,00

5,75

6,46

6,87

ТМТД-плюс

7,80

7,38

6,83

7,27

Краснодар-ский 410

контроль (ТМТД)

7,34

7,16

6,89

7,13

7,46

ТМТД-плюс

8,75

7,70

6,89

7,78

Среднее

контроль (ТМТД)

7,19

7,52

6,62

7,11

7,36

ТМТД-плюс

7,98

7,74

7,08

7,60

Среднее по срокам посева

7,59

7,63

6,85

7,36

Sx, %

1,78

НСР05, т/га

0,37

В среднем, формирование урожая зерна кукурузы зависело от срока посева на 37,0 % в условиях засушливой зоны и на 33,3 % в зоне достаточного увлажнения, что ниже вклада генотипов, так как, соответственно, на 43,7 и 46,0 % уровень урожайности обусловливается выбором гибрида. Это, в свою очередь, свидетельствует о доказанных различиях в отзывчивости изучаемых гибридов на внешние условия. Доля влияния предпосевного протравливания семян препаратом, содержащим регулятор роста Крезацин, была выше в менее обеспеченной теплом зоне достаточного увлажнения (9,0 %). В условиях засушливого климата она составила 6,7 %.

Доля влияния предпосевного протравливания семян препаратом, содержащим регулятор роста Крезацин, была выше в менее обеспеченной теплом зоне достаточного увлажнения (9,0 %). В условиях засушливого климата она составила 6,7 %. В отношении среднеранних гибридов Ньютон и Росс 299 срок посева значения не имеет, их возможно сеять во все изучаемые сроки без потери урожая в обеих агроклиматических зонах. Посев раннеспелого гибрида Машук 170 и среднепозднего гибрида Краснодарский 410 в засушливой зоне необходимо проводить в самые ранние сроки при прогревании почвы на глубине заделки семян до +7…+8 оС, так как запаздывание с посевом гарантированно приводит к снижению сбора зерна, в то время как в зоне достаточного увлажнения посев проводят в рекомендуемый срок.

Таблица 9 - Влияние сроков посева и предпосевной обработки семян протравителями на урожайность кукурузы, т/га (СтГАУ, зона достаточного увлажнения Центрального Предкавказья , 2004 - 2006 годы)

Гибрид, популяция (фактор А)

Предпосевная обработка семян (фактор В)

Срок посева (фактор С)

Среднее по факторам

ранний

рекомендуемый

поздний

В

А

Машук 170

контроль (ТМТД)

4,90

5,61

4,01

4,84

5,27

ТМТД-плюс

5,61

6,22

5,24

5,69

Росс 199

контроль (ТМТД)

5,52

7,18

4,93

5,88

6,22

ТМТД-плюс

6,11

7,41

6,14

6,55

Ньютон

контроль (ТМТД)

5,87

5,78

5,32

5,62

5,83

ТМТД-плюс

6,29

6,04

5,79

6,04

Росс 299

контроль (ТМТД)

5,73

6,27

6,11

6,04

6,17

ТМТД-плюс

6,23

6,42

6,24

6,30

Российская 1

контроль (ТМТД)

4,73

6,75

6,90

6,13

6,30

ТМТД-плюс

5,62

6,74

7,02

6,46

РИК 345

контроль (ТМТД)

4,88

5,96

5,67

5,50

5,91

ТМТД-плюс

5,97

6,79

6,17

6,31

Краснодар-ский 382

контроль (ТМТД)

4,33

5,53

5,86

5,24

5,53

ТМТД-плюс

5,23

6,01

6,22

5,82

Эрик

контроль (ТМТД)

4,65

5,39

4,27

4,77

5,34

ТМТД-плюс

5,96

6,70

5,04

5,90

Краснодар-ский 410

контроль (ТМТД)

5,14

5,78

4,99

5,33

5,54

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.