Экологические аспекты формирования высокопродуктивных агроценозов подсолнечника в Саратовском Правобережье

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Специальности: 03.00.16 - экология 06.01.09 - растениеводство

Экологические аспекты формирования высокопродуктивных агроценозов подсолнечника в Саратовском Правобережье

Титов Тимофей Петрович

Саратов 2006



Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, доцент Нарушев Виктор Бисенгалиевич

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Попов Геннадий Николаевич

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Фомин Геннадий Иванович

Ведущая организация - ФГНУ РосНИИСК «Россорго»

Ученый секретарь диссертационного совета А.Н. Данилов



1. Общая характеристика работы

абиотический подсолнечник возделывание экологический

Актуальность темы. Подсолнечник в настоящее время принадлежит к группе высокодоходных полевых культур степного Поволжья, играющих ключевую роль в укреплении экономики хозяйств. Объём производства подсолнечного масла составляет три четверти общего количества пищевых растительных масел. Подсолнечное масло обладает высокими пищевыми и диетическими качествами, используется в пищу и широко применяется в различных отраслях промышленности: для производства растительных жиров, маргарина, майонеза, изделий парфюмерии и косметики, моющих и лакокрасочных средств, лекарственных препаратов. На корм животным широко используются подсолнечный силос, жмых и шрот. Подсолнечник является ценным медоносом, дающим до 30 кг мёда с 1 га посева.

Широкий ассортимент вырабатываемой продукции определяет постоянный высокий спрос на маслосемена подсолнечника. В России под подсолнечником занято 6 млн. га, в Саратовской области - свыше 400 тыс. га. Однако, при постоянно возрастающей стоимости технологических ресурсов, получаемая в настоящее время средняя урожайность в 0,7 т/га не обеспечивает доходности производства маслосемян подсолнечника.

Научные исследования и практика показывают, что высокие урожаи подсолнечника могут быть достигнуты при разработке приемов агротехники культуры, основанных на повышении адаптации растений к конкретным условиям окружающей среды и создании условий для наиболее полного использования зональных экологических ресурсов.

Цель и задачи исследований. Цель наших исследований заключалась в оценке влияния ведущих абиотических факторов на продукционный процесс подсолнечника в условиях Саратовского Правобережья, разработке экологически безопасных приемов возделывания культуры, повышающих степень использования посевами экологических ресурсов и конкурентоспособность растений в зональных агроценозах.

В соответствии с этим в исследованиях решались следующие задачи:

1. Изучить влияние ведущих абиотических факторов на рост и развитие, фотосинтетическую деятельность и накопление сухой надземной биомассы посевами подсолнечника.

2. Провести сравнительную оценку продуктивности возделываемых сортов и гибридов с целью установления уровней использования ими зональных экологических ресурсов;

3. Установить оптимальную густоту стояния растений в посевах подсолнечника на южных черноземах, позволяющую наиболее полно использовать влагу и элементы питания почвы.

4. Разработать экологически безопасные приемы, регулирования питательного режима, борьбы с сорняками и болезнями в агроценозах.

5. Рассчитать экономическую и биоэнергетическую эффективность рекомендуемых приемов возделывания подсолнечника.

Научная новизна. Впервые проведена оценка влияния ведущих абиотических факторов на продукционный процесс подсолнечника в условиях Саратовского Правобережья. Разработаны экологически безопасные приемы формирования высокопродуктивных агроценозов культуры. Определены наиболее адаптированные к зональным условиям и самые продуктивные генотипы - сорта Степной 81 и Скороспелый 87. Оптимальное использование влаги и элементов питания почвы в зоне южных черноземов Саратовского Правобережья обеспечивает густота стояния растений сорта Степной 81 - 50 тыс., сорта Скороспелый 87 - 55 тыс. шт./га. Повышение конкурентоспособности растений подсолнечника против болезней и сорняков в зональных агроценозах и заметное увеличение продуктивности обеспечивают возделывание после озимой и яровой пшеницы, допосевное применение минеральных удобрений в дозе N30P30 в сочетании с обработкой семян биопрепаратом Агат-25К, дополнительное окучивание рядков посевов.

Практическая ценность работы. Рекомендуемые автором экологически безопасные приемы выращивания обеспечивают стабильное получение более 2,0 т/га высококачественных маслосемян подсолнечника на южных черноземах Саратовского Правобережья.

Реализация научных исследований. Результаты исследований внедрены в хозяйствах Саратовского и Калининского районов Саратовской области на площади более 200 га.

Основные положения, выносимые на защиту:

? закономерности влияния ведущих абиотических факторов на продукционный процесс подсолнечника в Саратовском Правобережье;

? показатели наиболее адаптированных к экологическим условиям зоны генотипов и оптимальная густота стояния растений в их посевах на южных черноземах степного Поволжья, позволяющая эффективно использовать свет, тепло, влагу и почвенные элементы питания;

? экологически безопасные приемы формирования высокопродуктивных зональных агроценозов подсолнечника.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» (2002-2004 гг.), на всероссийской научно-практической конференции «Адаптивные технологии производства качественного зерна в засушливом Поволжье» (Саратов, 2004 г.), на научно-практической конференции «Пути реализации нераскрытого потенциала сельскохозяйственного производства» (Саратов, 2004 г.), на международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию кафедры общего земледелия Пензенской ГСХА «Актуальные проблемы земледелия на современном этапе развития сельского хозяйства» (Пенза, 2004 г.), на зональных научно-производственных конференциях по проблемам совершенствования технологий возделывания полевых культур (Саратов, 2002-2005 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 6 глав, выводов и рекомендаций производству, списка литературы из 222 источников, в т. ч. 9 иностранных авторов. Работа изложена на 145 страницах компьютерного текста, содержит 37 таблиц, 18 рисунков и 12 приложений.

2. Содержание работы

Условия и методика проведения исследований

Полевые опыты проводились в 2001-2004 гг. в МТС «Тарханы» Саратовского района Саратовской области. Хозяйство расположено в центральной зоне Саратовского Правобережья. Климат зоны умеренно-континентальный. Среднегодовая температура воздуха - 5,3?С. Сумма температур выше +10оС - 2531?С, что обеспечивает созревание практически всех полевых культур. Среднегодовое количество осадков - 451 мм.

Почва хозяйства - чернозем южный среднемощный, тяжелосуглинистый. Содержание гумуса в пахотном горизонте - 4,2-5,6%. Обеспеченность почв элементами питания для возделывания пропашных культур следующая: нитратным азотом - низкая (12-16 мг/кг почвы); подвижным фосфором - средняя (16-22 мг/кг) и обменным калием - высокая (370-420 мг/кг почвы). Реакция почвенной среды рН = 7,0-7,3.

Период проведения исследований охватывал годы с различными показателями теплового режима и влагообеспечения: 2001 и 2004 годы - средне засушливые, 2002 год - засушливый, 2003 год - влажный.

Программа исследований включала несколько опытов.

В первом опыте проводилось детальное изучение влияния абиотических факторов на продукционный процесс подсолнечника в Саратовском Правобережье, на примере возделываемых в зоне сортов ВНИИМК 8883 улучшенный, Степной 81, Скороспелый 87 и гибрида ЮВС-2. Применялась норма высева 55 тыс. всхожих семян на 1 га.

Во втором опыте ставилась задача путем регулирования густоты стояния в посевах подсолнечника в интервале от 45 до 60 тыс. растений на 1 га определить оптимальный режим использования зональных экологических факторов сортами Степной 81 и Скороспелый 87.

В третьем двухфакторном опыте: фактор А - предшественники: озимая пшеница, яровая пшеница, ячмень. Фактор В - технологии ухода за посевами: 1. Традиционная технология с использованием боронований и культиваций; 2. Технология с внесением гербицида Харнес до посева (2 л/га); 3. Технология ухода с окучиванием растений. Изучался сорт Степной 81.

В четвертом опыте изучались приемы регулирования питательного режима подсолнечника и повышения устойчивости к болезням, при комплексном использовании минеральных удобрений и биопрепарата Агат-25К. В опыте высевался сорт Степной 81.

Повторность опытов - четырехкратная, размещение вариантов рендомизированное. Площадь учетной делянки - 112 м2. В опытах применялась зональная технология возделывания подсолнечника.

Организация и проведение полевых опытов осуществлялись в соответствии с методикой Б.А. Доспехова (1985) и Рекомендациями НИИСХ Юго-Востока (1973). В ходе исследований проводились фенологические и биометрические наблюдения за растениями в посевах (Ничипорович А.А., 1961; Методика государственного сортоиспытания, 1971).

Влажность почвы определяли термостатно - весовым методом (Попов Л.В., 1960; Роде А.А., 1969), показатели водопотребления по методике А.Н. Костякова (1960). Засоренности посевов устанавливалась по методике ВИЗР (1988). Содержание нитратного азота в пахотном слое почвы определялось по Къельдалю, доступный фосфор и обменный калий - по Мачигину.

Биологическую урожайность учитывали методом пробного снопа (1,42 пог. м), хозяйственный урожай - при сплошной поделяночной уборке комбайном СК-5«Нива». Содержание масла в семенах устанавливалось методом сухого остатка С.В. Рушковского (1957).

Энергетическую оценку рекомендуемых приемов выращивания подсолнечника определяли по методам В.В. Коринца (1992) и ВГСХА (1994). Экономическая эффективность рассчитывалась на основе технологических карт согласно методикам М.М. Горянского (1965), С.И. Мартиросова (1977) и ВАСХНИЛ (1989). Экспериментальные данные обрабатывались методами дисперсионного и корреляционного анализа на РС 486.

Влияние абиотических факторов на продукционный процесс подсолнечника в Саратовском Правобережье

Важнейший закон развития агроценоза, как экологической системы, состоит в том, что он может развиваться только за счет ресурсов окружающей его среды. Большое разнообразие погодных условий позволило детально оценить влияние абиотических факторов на продукционный процесс подсолнечника в степном Поволжье. Определение параметров наиболее адаптированного к местным экологическим условиям генотипа является основой для разработки приемов агротехники культуры.

Влияние температуры на продукционный процесс подсолнечника в степной зоне

Исследования, проведенные в 2001-2003 гг. с четырьмя возделываемыми в зоне генотипами подсолнечника (сорта ВНИИМК 8883 улучшенный, Степной 81, Скороспелый 87 и гибрид ЮВС-2) показали, что в температурном интервале (х) 12,3-15,3оС продолжительность периода посев - всходы (у) составляла 11-14 дней. В указанных интервалах между этими показателями установлено корреляционное отношение y = 0,3865x2 - 12,242x + 107,83 с высоким коэффициентом корреляции r= -0,95.

Прохождение периода всходы - образование корзинки отмечалось в интервале температуры воздуха 16,3-16,7оС и колебалась от 33 до 45 дней. В указанных интервалах между этими показателями установлено корреляционное отношение y = -148,85x2 + 4915,8x - 40544 (r= -0,59).

Период образование корзинки - цветение проходил в интервале температуры воздуха 20,8-22,8оС и длился 20-30 дней. В указанных интервалах между этими показателями установлено корреляционное отношение y = -1,9885x2 + 83,051x - 839,92 (r= -0,85).

Прохождение периода цветение - полная спелость отмечалось в интервале температуры 16,7-23,6оС и его длина по генотипам и годам колебалась от 39 до 59 дней. Между названными показателями установлено корреляционное отношение y = -0,2463x2 + 7,8429x - 6,4974 с коэффициентом корреляции r = -0,87, показывающим, что влияние температуры на растения в этот период одно из самых значительных в течение вегетации.

В целом установлено, что продолжительность вегетации уменьшалась с 134 дней (сорт ВНИИМК 8883 улучшенный) в 2001 году при средней температуре за весь период развития 17,6оС до 92 дней (сорт Скороспелый 87) в 2002 году при средней температуре 20,9оС. В указанных интервалах между длиной вегетации (у) и температурой воздуха (х) установлено корреляционное отношение y = -1,529x2 + 49,106x - 262,27 с коэффициентом корреляции r = -0,92, подтверждающим высокую тесноту связи.

Результаты сопоставления средней температуры воздуха за вегетационные периоды 2001-2003 гг. и урожайности семян возделываемых в зоне сортов и гибридов подсолнечника соответствуют корреляционному отношению y = -0,1698x2 + 6,4073x - 58,712 с высокой теснотой связи r = +0,77 (рис. 1). График показывает, что оптимальный тепловой режим складывается в интервале 18,2-19,7оС, обеспечивая урожайность 1,5 т/га и более.



Рис. 1. Влияние температуры воздуха на урожайность подсолнечника в Саратовском Правобережье

Отмечена и положительная связь урожайности подсолнечника с суммой активных температур за вегетацию - y = -6E-06x2 + 0,0249x - 26,166 (r = +0,50). График показывает, что наибольшую урожайность обеспечивают 2150-2300оС активных температур (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость урожайность подсолнечника от набора суммы активных температур

Высокий температурный режим, характерный для степного Поволжья, отрицательно влиял на все основные элементы продукционного процесса подсолнечника. От температуры в период всходы - образование корзинки в наибольшей степени зависит высота растений (r = -0,78), температура в период образование корзинки - цветения определяет размеры площади листьев (r = -0,87), а величина сухой биомассы формировалась под влиянием температуры всего периода вегетации (r = -0,91).

Температура периода образования корзинки - цветения влияла на диаметр корзинки (r = -0,37), число семян в ней (r = -0,79). Температура периода цветение - созревание - продолжала действовать на диаметр корзинки (r = -0,65) и число семян в ней (r = -0,76), но в наибольшей степени определяла массу зерна с 1 корзинки (r = -0,69). В этот период высокие температуры вызывали пустозерность корзинки - r = +0,73.

Закономерности влагообеспечения посевов подсолнечника в Саратовском Правобережье

Почвенная влага оказывает влияние на развитие растений подсолнечника в течение всего периода вегетации. При больших запасах весенней продуктивной влаги в посевном слое продолжительность периода посев - всходы уменьшается (r = -0,96). В дальнейшем роль почвенной влаги постепенно снижалась. Так, период всходы - образование корзинки проходил при содержании 85-138 мм влаги в метровом слое почвы, и его длина колебалась от 33 до 45 дней (r = +0,89). Период образование корзинки - цветение проходил при содержании влаги 41-120 мм и длился 20-30 дней. В указанных интервалах между этими показателями установлено корреляционное отношение y = 0,001x2 - 0,0789x + 22,251 с высоким коэффициентом корреляции r = +0,84 (рис. 3), т.е. чем выше содержание продуктивной влаги в почве, тем дольше длится период образование корзинки - цветение.



Рис. 3. Продолжительность периода образование корзинки - цветение в зависимости от ресурсов продуктивной почвенной влаги

Прохождение периода цветение - полная спелость отмечалось при значительном снижении содержания продуктивной влаги в почве - до 31-48 мм. Длина данного периода колебалась от 39 до 59 дней и зависимость от почвенной влаги сохранялась (r = +0,70).

Влияние осадков на рост и развитие растений подсолнечника наиболее сильно проявлялось в периоды образования корзинки - цветения и цветения - полной спелости, когда наиболее интенсивно протекают одновременно и ростовые и генеративные процессы, а почвенная влага иссякает. Так в период образование корзинки - цветение между его продолжительностью и количеством выпавших осадков установлено следующее корреляционное отношение: y = 0,005x2 - 0,1147x + 21,271. Тесную связь подтверждает высокий показатель коэффициента корреляции - r = +0,87.

В период цветение - полная спелость роль осадков для растений более высока, чем почвенной влаги - коэффициент корреляции количества осадков с продолжительностью периода r = +0,80. Ресурсы почвенной влаги практически иссякают и осадки крайне необходимы растениям.

Анализ влияния отдельных источников влагообеспечения растений на урожайность подсолнечника показал, что в степной зоне Саратовского Правобережья роль почвенной влаги и вегетационных осадков примерно равна - коэффициенты корреляции составляют +0,78 и +0,80 соответственно. Результаты сопоставления количества осадков за вегетационные периоды 2001-2003 гг. и урожайности семян подсолнечника соответствуют корреляционному отношению y = -2E-05x2 + 0,0076x + 0,6885 с высокой теснотой связи - r = +0,76 (рис. 4). График показывает, что урожайность семян более 1,5 т/га формируется при выпадении более 155 мм осадков. Однако, при выпадении более 250 мм осадков намечается закономерность снижения урожайности при обычной агротехнике. Объясняется это затягиванием вегетационного периода у ряда генотипов и ухудшением условий созревания семян.

Рис. 4. Влияние количества атмосферных осадков на урожайность подсолнечника в Саратовском Правобережье

Отмечена и положительная связь урожайности подсолнечника с общими ресурсами вегетационной влаги (почвенная влага + осадки) (рис. 5). При этом можно отметить две закономерности: первая (1) на основе анализа всех четырех генотипов - y = -2E-05x2 + 0,0147x - 0,9195 (r = +0,76); вторая (2) без сорта с самым длинным периодом вегетации ВНИИМК 8883 улучшенный - y = -6E-06x2 + 0,0067x + 0,0436 (r = +0,90). Продолжающийся рост урожайности на кривой №2 при увеличении влагообеспечения у скороспелых генотипов Степной 81, Саратовский 87 и ЮВС-2 показывает, что они могут продуктивно использовать высокие ресурсы влаги.

(1) - сорта ВНИИМК 8883 улучш, Степной 81, Скороспелый 87, гибрид ЮВС-2

(2) - сорта Степной 81 и Скороспелый 87, гибрид ЮВС-2

Рис. 5. Зависимость урожайность семян подсолнечника от влагообеспечения посевов

При анализе вегетативного развития установлено, что густота посевов в наибольшей степени зависела от предпосевных запасов влаги (r = +0,85) и общего влагообеспечения за вегетацию (r = +0,84), высота растений (r = +0,80) и площадь листьев (r = +0,87) - от количества осадков в период образование корзинки - цветение, а величина сухой биомассы формировалась под влиянием осадков в период цветение - созревание (r = +0,94).

В связи с тем, что основные элементы продуктивности корзинки формируются во второй половине вегетации, когда запасы почвенной влаги снижаются, значительно большее влияние на генеративное развитие подсолнечника оказывают осадки периода цветения - созревания. Они определяли размеры важнейших элементов продуктивности - число (r = +0,81) и массу семян с 1 корзинки (r = +0,72). При этом зависимость массы семян с 1 корзинки (у) и количества осадков в период цветения - созревания (х) соответствовала корреляционному отношению y = 0,0005x2 + 0,0242x + 31,655.

Роль элементов питания в росте, развитии растений и формировании урожая подсолнечника

Подсолнечник в связи с мощно развитой и довольно активной корневой системой обладает большой способностью мобилизации питательных веществ из почвы. Наши трехлетние исследования показали, что при возделывании подсолнечника на южном черноземе Саратовского Правобережья потребление элементов питания составляет: у сорта ВНИИМК 8883 улучшенный - 55,4-72,5 кг/га азота, 25,2-29,0 кг/га фосфора и 105,8-142,1 кг/га калия; у сорта Степной 81 - соответственно 68,2-82,8 кг/га, 29,8-39,6 кг/га и 124,0- 162,0 кг/га, т.е. второй сорт более эффективно использует минеральное питание почвы, но он и более урожайный (рис. 6).

Рис. 6. Вынос элементов питания из почвы в зависимости от урожайности посевами сорта Степной 81



Установленные корреляционные зависимости показывают, что элементы питания оказывают значительно большее влияние на формирование урожая у сорта Степной 81, чем у сорта ВНИИМК 8883 улучшенный, причем как в целом за вегетацию, так и по всем важнейшим ее периодам: коэффициенты корреляции по азоту у первого сорта колебались от 0,81 до 0,98, в то время как у второго - от 0,11 до 0,69; по фосфору - соответственно 0,92-0,98 и 0,48-0,88; по калию - 0,89-0,99 и 0,61-0,83.

Менее эффективное использование элементов питания на формирование урожая сортом ВНИИМК 8883 улучшенный подтверждается и закономерностями их потребления по периодам развития. Если потребление фосфора и калия у изучаемых сортов в течение вегетации одинаковое, то потребление азота у сорта ВНИИМК 8883 улучшенный в начале развития (всходы - образование корзинки) было более значительным - 43,5% от общего потребления против 40,2% у сорта Степной 81. Большое потребление азота растениями сорта ВНИИМК 8883 улучшенный в начале вегетации приводило к росту надземной биомассы, но продуктивность не возрастала.

Эффективность использования солнечного света агроценозом подсолнечника

Эффективность использования ФАР является обобщающим показателем адаптации растений к окружающей среде, т.к. заметное его повышение возможно только при соответствии всего комплекса абиотических факторов потребностям возделываемых культур. Результаты показывают, что при полученной урожайности семян подсолнечника 0,97-1,94 т/га, КПД ФАР составил 0,37-0,74%. В связи с колебаниями урожайности КПД ФАР значительно изменялся по годам - от 0,43% в засушливом 2002 году до 0,61% в наиболее влажном 2003 году в среднем по всем генотипам (табл. 1).



Таблица 1. Эффективность использования ФАР на формирование урожайности семян посевами подсолнечника в Саратовском Правобережье

Сорт, гибрид	2001 г.	2002 г.	2003 г.	Среднее за 2001-2003 гг.
Урожайность маслосемян, т/га
ВНИИМК 8883 улучшен.	1,45	0,97	1,23	1,22
Степной 81	1,67	1,19	1,94	1,60
Скороспелый 87	1,56	1,24	1,51	1,44
ЮВС-2	1,62	1,15	1,80	1,52
НСР05	0,06	0,05	0,08
Использование ФАР, %
ВНИИМК 8883 улучшен.	0,55	0,37	0,46	0,46
Степной 81	0,63	0,45	0,74	0,61
Скороспелый 87	0,59	0,47	0,57	0,54
ЮВС-2	0,61	0,43	0,68	0,57
Среднее	0,60	0,43	0,61	0,55

При детальной оценке прохождения продукционного процесса установлено, что наивысшие показатели элементов продуктивности растений отмечены у сорта Степной 81, который можно признать наиболее адаптированным к абиотическим факторам зоны. Это подтверждается и наивысшей эффективностью использования ФАР сортом Степной 81 - 0,61% в среднем за три года. Хороший уровень использования ФАР показали гибрид ЮВС-2 и сорт Скороспелый 87 - соответственно 0,57 и 0,54%. У сорта ВНИИМК 8883 улучшенный КПД ФАР был самым низким - 0,46%.

Экологически безопасные приемы повышения продуктивности растений подсолнечника в агроценозах

Основой современного прогрессивного ведения растениеводства должны стать экологическая безопасность и энергосбережение. При совершенствовании зональной технологии возделывания подсолнечника в первую очередь необходима разработка экологически безопасных приемов оптимизации использования ресурсов влаги и питательных элементов, снижения уровня засоренности посевов и поражения растений болезнями.

Оптимизация густоты стояния растений подсолнечника в зональных высокопродуктивных агроценозах

Ведущим фактором формирования продуктивности посевов подсолнечника в степном Поволжье является влага, существенные различия в обеспечении которой отмечены в нашем опыте по вариантам с различной густотой стояния растений. В среднем за 3 года наилучшие условия были у сорта Степной 81 при густоте 45-50 тыс., а у сорта Скороспелый 87 - при 45-55 тыс. растений на 1 га - на этих вариантах содержание влаги в метровом слое почвы в ответственные фазы формирования урожая не опускалась ниже 50 мм и перешла этот рубеж только к концу налива (табл. 2).

Таблица 2. Динамика содержания продуктивной влаги в почве под посевами подсолнечника, мм в слое 0-100 см (среднее за 2001-2003 гг.)

Густота стояния растений, тыс. шт./га	Содержание продуктивной влаги по фазам роста
	всходы	образов. корзинки	цветение	налив семян	полная спелость
сорт Степной 81
45	139	120	85	62	29
50	139	119	83	58	17
55	139	118	80	48	7
60	139	116	76	36	0
сорт Скороспелый 87
45	139	120	87	65	30
50	139	119	85	62	22
55	139	118	82	55	14
60	139	116	78	44	3

Эффективность использования влаги посевами выше у сорта Степной 81, у которого при густоте 50 тыс. растений на 1 га отмечен наименьший коэффициент водопотребления в нашем опыте - 153,3 мм/т в среднем за 3 года. У сорта Скороспелый 87 наименьший коэффициент водопотребления составил 161,1 мм/т при густоте 55 тыс. растений на 1 га.

Средние данные за 2001-2003 гг. показывают, что число сорняков в конце цветения подсолнечника при увеличении густоты посевов с 45 до 60 тыс. растений на 1 га снижалось с 27 до 21 шт./м2 у сорта Степной 81 и с 28 до 23 шт./м2 у сорта Скороспелый 87, т.е. соответственно на 22,2 и 17,9%. В то же время сухая масса сорняков при аналогичном увеличении густоты снизилась с 60,5 до 15,4 г/м2 у сорта Степной 81 и с 63,1 до 18,2 г/м2 у сорта Скороспелый 87 или соответственно на 74,6 и 71,2%. Сухая масса снижалась в 3,5-4 раза интенсивнее, чем число сорняков.

Показатели максимальной площади листьев в цветение и фотосинтетического потенциала за вегетацию были наибольшими у сорта Степной 81 при густоте 60 тыс. растений на 1 га - соответственно 25,4 тыс. м2/га и 1384 тыс. м2*дней/га. Чистая продуктивность фотосинтеза была наивысшей у сорта Степной 81 при густоте 50 тыс. растений на 1 га - 4,64 г/м2*сутки, а у сорта Скороспелый 87 при густоте 55 тыс. шт./га - 4,84 г/м2*сутки.

В нашем опыте у сорта подсолнечника Степной 81 наилучшее развитие элементов продуктивности и наибольшая урожайность семян на южных черноземах Саратовского Правобережья наблюдались при густоте 50 тыс. растений на 1 га - диаметр корзинки - 15,9 см, количество семян в корзинке - 680 шт., масса семян с 1 корзинки - 42,0 г (табл. 3).

Таблица 3. Влияние густоты стояния растений на показатели структуры урожайности подсолнечника (среднее за 2001-2003 гг.)

Густота стояния растений, тыс. шт./га	Диаметр корзинки, см	Количество семян в 1 корзинке, шт.	Масса семян с 1 корзинки, г	Пустозерность корзинки, %
сорт Степной 81
45	16,1	624	38,5	16,0
50	15,9	680	42,0	14,4
55	15,6	631	38,8	15,2
60	15,0	532	32,7	17,1
сорт Скороспелый 87
45	15,1	572	33,5	15,2
50	15,1	600	35,2	13,8
55	15,0	602	35,3	13,2
60	14,8	554	32,8	14,6

На варианте 50 тыс. растений на 1 га и была получена наибольшая урожайность маслосемян сорта Степной 81 - 1,95 т/га в среднем за три года. При этом, прибавка по сравнению с густотой 45 тыс. растений на 1 га составила 0,35 т/га или 21,9% (табл. 4, рис. 7).

Таблица 4. Влияние густоты стояния растений в посевах на урожайность подсолнечника в зоне южных черноземов Саратовского Правобережья

Густота стояния растений, тыс. шт./га	Урожайность маслосемян, т/га	Прибавка к густоте 45 тыс. шт. на 1 га
	2001 г.	2002 г.	2003 г.	Среднее	т/га	%
сорт Степной 81
45	1,67	1,19	1,94	1,60	-	-
50	2,01	1,35	2,48	1,95	0,35	21,9
55	1,95	1,50	2,32	1,92	0,32	20,0
60	1,87	1,26	2,20	1,78	0,18	11,3
сорт Скороспелый 87
45	1,56	1,24	1,51	1,44	-	-
50	1,78	1,41	1,88	1,69	0,25	17,4
55	1,90	1,56	1,95	1,80	0,36	25,0
60	1,85	1,59	1,84	1,76	0,32	22,2
НСР05 (фактор А)	0,06	0,04	0,07
НСР05 (фактор В)	0,07	0,05	0,08
НСР05 (А+В)	0,07	0,05	0,09

У сорта Скороспелый 87 наилучшие показатели продуктивности на южном черноземе отмечены при густоте 55 тыс. растений на 1 га: диаметр корзинки - 15,0 см, количество семян в корзинке - 602 шт., масса семян с 1 корзинки - 35,3 г, урожайность семян - 1,80 т/га. Прибавка по сравнению с густотой 45 тыс. шт./га составила 0,36 т/га или 25,0%.



(1) - сорт Степной 81; (2) - сорт Скороспелый 87

Рис. 7. Влияние густоты стояния растений в посевах на урожайность подсолнечника в Саратовском Правобережье

Наблюдения за фенотипической изменчивостью показали, что при близких средних значениях ряда важнейших показателей при изменении густоты посевов от 45 до 60 тыс. шт./га их колебания по отдельным вариантам достигали значительных размеров. Так, диаметр корзинки при густоте 45 тыс. изменялся у сорта Степной 81 в интервале 14,1-19,2 см или на 5,1 см; а при 50-60 тыс. этот показатель колебался в интервале 3,2-3,5 см, т.е. в 1,5 раза меньше. Данные наших исследований показывают, что установление густоты стояния 50-55 тыс. растений на 1 га позволяет достичь наилучшей выравненности развития растений в агроценозах подсолнечника: от 50 до 64% по важнейшим показателям у сорта Степной 81 и от 54 до 68% у сорта Скороспелый 87. При этом можно отметить, что сорт Скороспелый 87 отличается более выровненным развитием растений в посевах.

Влияние предшественников и приемов ухода за растениями на продуктивность посевов подсолнечника

Важнейшей задачей исследований была оценка разных предшественников и окучивания растений, как экологически безопасных приемов возделывания подсолнечника. При выращивании подсолнечника по разным предшественникам заметно различалась засоренность. В динамике число сорняков по предшественникам было следующим: в фазу всходов - 1-6 шт./м2 по озимой пшенице, 2-9 шт./м2 по яровой пшенице и 8-19 шт./м2 по ячменю; перед проведением 2-й культивации - соответственно 1-8; 3-13 и 11-27 шт./м2; в уборку - соответственно 1-9; 3-14 и 11-29 шт./м2 (табл. 5). Аналогичная закономерность отмечалась и по сухой массе сорняков.

Таблица 5. Засоренность посевов подсолнечника в зависимости от предшественников и приемов ухода (среднее за 2001-2003 гг.)

Технологии ухода за посевами	всходы подсолнечника	перед второй культивацией	уборка подсолнечника
	число сорняков, шт./м2	сырая масса сорняков, г/м2	число сорняков, шт./м2	сырая масса сорняков, г/м2	число сорняков, шт./м2	сырая масса сорняков, г/м2
Предшественник - озимая пшеница (3-е поле севооборота)
1. Традиционная технология ухода	4	2,4	8	11,3	9	22,5
2. Применение гербицида Харнес до посева	1	0,1	1	0,2	1	0,3
3. Технология ухода с окучиванием растений	6	3,6	7	9,8	3	7,6
Предшественник - яровая пшеница (4-е поле севооборота)
1. Традиционная технология ухода	9	5,1	13	15,6	14	33,6
2. Применение гербицида Харнес до посева	2	1,1	3	3,9	3	4,5
3. Технология ухода с окучиванием растений	8	4,5	13	16,8	6	15,4
Предшественник - ячмень (8-е поле севооборота)
1. Традиционная технология ухода	19	8,6	26	32,6	29	65,2
2. Применение гербицида Харнес до посева	8	4,6	11	11,3	11	14,9
3. Технология ухода с окучиванием растений	18	8,3	27	33,8	19	42,8

Таким образом, наименьшая степень засоренность отмечена при выращивании подсолнечника после озимой пшеницы в 3-ем поле 8-мипольного севооборота. При выращивании после яровой пшеницы в 4-ом поле засоренность возрастает в 1,3-3 раза, а после ячменя в 8-ом поле - в 3-11 раз. Существенно различался состав сорняков. После озимой пшеницы преобладали однолетние сорняки - пастушья сумка, редька дикая, после яровой пшеницы добавлялись куриное просо и щетинник сизый, а после ячменя было много многолетних сорняков - вьюнка полевого и осота розового.

Приемы ухода влияли на засоренность в течение вегетации. При применении традиционной технологии ухода число сорняков во время всходов составляло 4 шт./м2 по озимой пшенице, 9 шт./м2 по яровой пшенице и 19 шт./м2 по ячменю, а к уборке возросло соответственно до 9; 14 и 29 шт./м2. Большинство сорняков развивалось в защитной зоне рядков.

Засоренность на необходимом низком уровне сдерживало применение гербицида Харнес. В фазу всходов подсолнечника встречались единичные сорняки - 1 шт./м2 при выращивании по озимой пшенице, 2 шт./м2 по яровой пшенице и 8 шт./м2 по ячменю, а к уборке число сорняков составило соответственно 1, 3 и 11 шт./м2, т.е. увеличилось незначительно.

Высокоэффективным и экологически безопасным приемом борьбы с сорняками в посевах подсолнечника является окучивание растений в рядках. На вариантах с окучиванием число сорняков до его проведения увеличивалось с 6 до 7 шт./м2 по озимой пшенице, с 8 до 13 шт./м2 по яровой пшенице и с 18 до 27 шт./м2 по ячменю, но после окучивания уменьшилось и в уборку составило соответственно 3; 6 и 19 шт./м2. Как видим, эффективность окучивания в борьбе с сорняками зависит от предшественника. При выращивании после озимой пшеницы в 3-ем поле и после яровой пшеницы в 4-ом поле севооборота преобладали однолетние сорняки, которые практически полностью погибали за счет механического уничтожения и присыпания землей при окучивании в защитной зоне рядков подсолнечника. Окучивание при выращивании после ячменя было менее эффективным, т.к. к 8-му полю севооборота значительно возрастал общий уровень засоренности и увеличивалось количество более жизнеспособных многолетних сорняков.

Наилучшие элементы продуктивности и наибольшая величина урожайности отмечены при выращивании сорта Степной 81 по предшественнику озимая пшеница с применением окучивания. На этом варианте в среднем за 3 года отмечалась наивысшее количество семян в корзинке - 763 шт., наибольшая масса семян с 1 корзинки - 48,3 г и максимальная урожайность - 2,06 т/га. При выращивании подсолнечника с окучиванием по яровой пшенице получены очень высокие показатели почти не уступающие посеву по озимой пшенице: количество семян в корзинке - 739 шт., масса семян с 1 корзинки - 46,1 г и урожайность - 1,95 т/га. По ячменю с окучиванием показатели были значительно ниже - количество семян в корзинке - 624 шт., масса семян с 1 корзинки - 39,3 г и урожайность - 1,73 т/га. По сравнению с традиционной технологией ухода прибавки урожайности от окучивания составили: при выращивании по озимой пшенице - 0,38 т/га (22,6%), по яровой пшенице - 0,30 т/га (18,2%), по ячменю - 0,20 т/га (13,3)% (табл. 6, рис. 8).

Таблица 6. Влияние предшественников и приемов ухода на урожайность сорта подсолнечника Степной 81 в Саратовском Правобережье

Технологии ухода за посевами	Урожайность семян, т/га
	2001 г.	2002 г.	2003 г.	среднее
Предшественник - озимая пшеница (3-е поле севооборота)
1. Традиционная технология ухода	1,70	1,35	1,98	1,68
2. Применение гербицида Харнес до посева	2,10	1,42	2,33	1,95
3. Технология ухода с окучиванием растений	2,16	1,52	2,51	2,06
Предшественник- яровая пшеница (4-е поле севооборота)
1. Традиционная технология ухода	1,66	1,34	1,95	1,65
2. Применение гербицида Харнес до посева	2,08	1,40	2,16	1,88
3. Технология ухода с окучиванием растений	2,06	1,49	2,30	1,95
Предшественник - ячмень (8-е поле севооборота)
1. Традиционная технология ухода	1,56	1,13	1,82	1,50
2. Применение гербицида Харнес до посева	1,88	1,25	2,07	1,73
3. Технология ухода с окучиванием растений	1,79	1,26	2,05	1,70
НСР05 - фактор А (предшественник)	0,06	0,04	0,07
НСР05 - фактор В (уход)	0,08	0,06	0,08
НСР05 - факторы А+В	0,08	0,06	0,09

Применение гербицида Харнес также давало значительные прибавки урожая - 0,27 т/га (16,1%) по озимой пшенице, 0,23 т/га по яровой пшенице (13,9%) и ячменю (15,3%). Но обработка гербицидом уступала окучиванию при выращивании по озимой и яровой пшенице по нашему мнению вследствие исключения из технологии положительно действующих на растения подсолнечника рыхлений почвы в междурядьях, а также возможно из-за влияния гербицида на подсолнечник, тем более, что засоренность по этим предшественникам была невысокой (ниже ЭПВ, который равен 13-15 шт./м2). По ячменю, где высокий уровень засоренности, применение гербицида Харнес в отдельные годы было эффективнее окучивания (2001 г.).

Предшественники - Озимая пшеница Яровая пшеница Ячмень

Рис. 8. Влияние предшественников и окучивания растений на урожайность подсолнечника

Агробиологические приемы регулирования питательного режима и повышения устойчивости растений к болезням

Внесение минеральных удобрений улучшало обеспеченность растений подсолнечника азотом в начальный период вегетации - от всходов до образования корзинки. Так, если на контроле в фазу образования корзинки содержалось 16,4 мг/кг нитратного азота в пахотном слое почвы, то на варианте внесения N30Р30 - 22,4 мг/кг; N60Р60 - 27,9 мг/кг. С периода образования корзинки начинается интенсивное нарастание надземной массы подсолнечника, сопровождающееся большим потреблением азота из почвы. Это привело к снижению его содержания в почве в фазу цветения на контроле - до 14,7 мг/кг; при внесении N30Р30 - до 19,2 мг/кг; при N60Р60 - до 23,0 мг/кг. В то же время на вариантах с применением биопрепарата Агат-25К, как отдельно, так и в комплексе с минеральными удобрениями, содержание нитратного азота в почве сохранялось и в цветение на высоком уровне: на варианте Агат-25К - 20,7 мг/кг; N30Р30 +Агат-25К - 25,0 мг/кг; N60Р60 +Агат-25К - 24,8 мг/кг. Отмеченная тенденция обеспечения более высокого уровня азотного питания на вариантах с применением биопрепарата Агат-25К сохранялась до полного созревания семян подсолнечника. Аналогичная закономерность наблюдалась и по содержанию доступного фосфора.

Экологически безопасный биопрепарат Агат-25К индуцирует защитные свойства растений подсолнечника. Его применение снижало поражение корзинок серой гнилью до 0,7% или более, чем в 6 раз по сравнению с контролем. Применение биопрепарата Агат-25К в комплексе с минеральными удобрениями также значительно снижало развитие серой гнили в посевах. На варианте N30Р30 +Агат-25К поражение корзинок серой гнилью составило 0,8%; на варианте N60Р60 + Агат-25К - 2,3% (табл. 7).



Таблица 7. Влияние минеральных удобрений и биопрепарата Агат-25К на развитие болезней в посевах подсолнечника (фаза созревания)

Варианты опыта	Поражение корзинок серой гнилью, %
	2002 г.	2003 г.	2004 г.	Среднее
1. Контроль	2,9	4,3	5,9	4,4
2. N30Р30	2,5	3,9	3,8	3,4
3. N60Р60	2,8	4,8	4,4	4,0
4. Агат-25К	0,4	1,0	0,8	0,7
5. N30Р30 + Агат-25К	0,4	1,3	0,7	0,8
6. N60Р60 + Агат-25К	1,4	3,0	2,6	2,3

Положительное влияние комплексного использования минеральных удобрений и биопрепарата Агат-25К на динамику питательного режима почвы и сдерживание развития серой гнили улучшало условия жизнедеятельности агроценозов, заметно повышало показатели роста, развития и продуктивности растений подсолнечника. На 5-ом варианте, где применялось сочетание N30Р30 + Агат-25К достигались максимальные показатели роста и развития растений: площадь листьев в цветение - 23,8 тыс. м2/га; сухая биомасса в уборку - 6,31 т/га; фотосинтетический потенциал - 1345 тыс. м2*дней/га; чистая продуктивность фотосинтеза - 4,69 г/м2*сутки.

Оптимальное сочетание умеренной дозы минеральных удобрений (N30Р30) и биопрепарата Агат-25К обеспечило формирование наивысших элементов продуктивности при выращивании сорта подсолнечника Степной 81 на южных черноземах Саратовского Правобережья: диаметр корзинки - 16,8 см, количество семян в корзинке - 783 шт., массу семян с 1 корзинки - 49,2 г. На этом варианте была получена и наибольшая урожайность маслосемян - 2,16 т/га в среднем за три года (табл. 8).



Таблица 8. Влияние минеральных удобрений и биопрепарата Агат-25К на урожайность подсолнечника в Саратовском Правобережье

Варианты опыта	Урожайность маслосемян, т/га	Прибавка к контролю
	2002 г.	2003 г.	2004 г.	Среднее	т/га	%
1. Контроль	1,18	1,92	1,63	1,58	-	-
2. N30Р30	1,37	2,25	1,94	1,85	0,27	17,1
3. N60Р60	1,41	2,50	2,18	2,03	0,45	28,5
4. Агат-25К	1,32	2,30	1,98	1,87	0,29	18,4
5. N30Р30 + Агат-25К	1,58	2,65	2,24	2,16	0,58	36,7
6. N60Р60 + Агат-25К	1,50	2,64	2,28	2,14	0,56	35,4
НСР05	0,05	0,09	0,09

Наилучшие показатели качества маслосемян в среднем за три года также получены при выращивании сорта Степной 81 на варианте N30Р30 + Агат-25К: масса 1000 семян - 64,4 г, лузжистость - 21,9%, содержание жира - 53,1%, кислотное число - 0,77 и йодное число - 126,8. При этом общий выход масла достигает 1141 кг/га.

Биоэнергетическая и экономическая оценка экологически безопасных приемов выращивания подсолнечника

Биоэнергетическая оценка. Наивысшую энергетическую эффективность обеспечило выращивание сорта Степной 81 с густотой 50 тыс. растений на 1 га. В его посевах отмечается очень высокое накопление совокупной энергии в урожае - 73,4 ГДж/га; большое приращение энергии - 52,6 ГДж/га и наивысший коэффициент энергетической эффективности (КЭЭ) - 3,53. Высокий КЭЭ обеспечивает выращивание подсолнечника по озимой пшенице с применением окучивания растений - 3,44.

Экономическая эффективность. Из рекомендуемых приемов наиболее экономически выгодным является выращивание сорта Степной 81 по озимой пшенице с применением окучивания растений: наибольший условно чистый доход - 8,31 тыс. руб. на 1 га, наивысший уровень рентабельности - 418% и наименьшая себестоимость 1 т - 0,97 тыс. руб.



Выводы

1. Продолжительность вегетации подсолнечника в Саратовском Правобережье колеблется от 92 до 134 дней при средней температуре от 17,6оС (2001 г.) до 20,9оС (2002 г). Высокие температуры сокращают длину всех периодов развития: посев - всходы - с 14 до 11 дней; всходы - образование корзинки - с 45 до 33 дней; образование корзинки - цветение - с 30 до 20 дней; цветение - созревание - с 59 до 39 дней.

2. Влияние температуры воздуха (х) на урожайность семян (у) возделываемых в зоне сортов и гибридов подсолнечника соответствует корреляционному отношению y = -0,1698x2 + 6,4073x - 58,712 (r = +0,77). Оптимальными для посевов подсолнечника являются температуры в интервале 18,2-19,7оС, требуемая сумма активных температур составляет 2150-2300оС.

3. Температура в период образование корзинки - цветения определяет размеры площади листьев (r = -0,87), в период образования корзинки - цветения - диаметр корзинки (r = -0,65) и число семян в ней (r = -0,79), в период цветение - созревание - массу зерна с 1 корзинки (r = -0,69).

4. В степной зоне Саратовского Правобережья роль почвенной влаги и вегетационных осадков в формировании урожайности примерно равна - коэффициенты корреляции +0,78 и +0,80 соответственно. Влияние количества осадков (х) на урожайность подсолнечника (у) соответствуют корреляционному отношению y = -2E-05x2 + 0,0076x + 0,6885 (r = +0,76). Урожайность более 1,5 т/га формируется при выпадении более 155 мм осадков.

5. Предпосевные запасы влаги влияли на густоту посевов (r = +0,85), количество осадков в период образование корзинки - цветение - на высоту растений (r = +0,80) и площадь листьев (r = +0,87), количество осадков в цветение - созревание - на величину сухой биомассы (r = +0,94), число (r = +0,81) и массу семян с 1 корзинки (r = +0,72).

6. При возделывании подсолнечника на южном черноземе Саратовского Правобережья сорт ВНИИМК 8883 улучшенный потреблял из почвы 55,4-72,5 кг/га азота, 25,2-29,0 кг/га фосфора и 105,8-142,1 кг/га калия; сорт Степной 81 - соответственно 68,2-82,8 кг/га, 29,8-39,6 кг/га и 124,0- 162,0 кг/га. Сорт Степной 81 более эффективно использует минеральное питание почвы, в то время как сорт ВНИИМК 8883 улучшенный расходуя азот в первой половине вегетации (43,5% от общего потребления против 40,2% у сорта Степной 81) формирует большую биомассу, но низкую продуктивность.

7. Наивысшие показатели элементов продуктивности посевов отмечены у сорта Степной 81, который можно признать наиболее адаптированным к абиотическим факторам нашей зоны. Это подтверждается и наивысшей эффективностью использования ФАР сортом Степной 81 - 0,61% в среднем за три года. Хороший уровень использования ФАР показали гибрид ЮВС-2 и сорт Скороспелый 87 - соответственно 0,57 и 0,54%.

8. Наибольшая урожайность сорта Степной 81 получена при густоте 50 тыс. растений на 1 га и - 1,95 т/га. У сорта Скороспелый 87 наивысшая продуктивность достигается при густоте 55 тыс. растений на 1 га - 1,80 т/га. Прибавка по сравнению с густотой 45 тыс. шт./га составила у сорта Степной 81 - 0,35 т/га (21,9%), у сорта Скороспелый 87 - 0,36 т/га (25,0%).

9. При густоте стояния 50-55 тыс. растений на 1 га достигается наилучшая выравненность развития растений в агроценозах подсолнечника: от 50 до 64% по важнейшим показателям у сорта Степной 81 и от 54 до 68% у сорта Скороспелый 87. При этом можно отметить, что сорт Скороспелый 87 отличается более выровненным развитием растений в посевах.

10. Экологически безопасным приемом борьбы с сорняками в посевах подсолнечника является окучивание растений в рядках, позволяющее снизить засоренность более чем в 2 раза - с 7-27 до 3-19 шт./м2. При этом высокая эффективность проявилась при выращивании подсолнечника после озимой и яровой пшеницы в 3-ем и 4-ом полях 8-польного севооборота. По сравнению с традиционной технологией ухода прибавки урожайности от окучивания составили: при выращивании по озимой пшенице - 0,38 т/га (22,6%), по яровой пшенице - 0,30 т/га (18,2%), по ячменю - 0,20 т/га (13,3)%.

11. Комплексное использование минеральных удобрений и биопрепарата Агат-25К, оптимизируя питательный режим почвы и сдерживая развитие серой гнили, улучшало условия жизнедеятельности агроценозов. Оптимальное сочетание N30Р30 + Агат-25К обеспечило при выращивании сорта подсолнечника Степной 81 на южных черноземах Саратовского Правобережья формирование наилучших элементов продуктивности, наивысшей урожайности - 2,16 т/га, наибольшего выхода масла - 1141 т/га.

12. Наивысший коэффициент энергетической эффективности отмечен при выращивании сорта Степной 81 с густотой 50 тыс. растений на 1 га - 3,53. Наиболее экономически выгодным является выращивание сорта Степной 81 по озимой пшенице с применением окучивания растений: наибольший условно чистый доход - 8,31 тыс. руб./га, наивысший уровень рентабельности - 418% и наименьшая себестоимость - 0,97 тыс. руб./т.

Рекомендации производству

В целях наиболее эффективного использования зональных биоклиматических ресурсов и совершенствования экологически безопасной технологии формирования высокопродуктивных агроценозов подсолнечника в Саратовском Правобережье рекомендуется:

1. Использовать в качестве предшественников озимую и яровую пшеницу, размещая п...