Влияние агротехнических приемов на урожайность и масличность подсолнечника в зоне южных черноземов в Волгоградской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Специальность: 06.01.01 - общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

ВЛИЯНИЕ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ И МАСЛИЧНОСТЬ ПОДСОЛНЕЧНИКА В ЗОНЕ ЮЖНЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ В ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

Пинашкин Николай Николаевич

Волгоград - 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия» на кафедре «Технология хранения и переработки сельскохозяйственной продукции»

Научный руководитель: Петров Николай Юрьевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой «Технология хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» ФБОУ ВПО «Волгоградская ГСХА».

Официальные оппоненты: Плескачёв Юрий Николаевич, доктор сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий кафедрой «Земледелие и агрохимия» ФБОУ ВПО «Волгоградская ГСХА»;

Нарушев Виктор Бесингалиевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, профессор кафедры «Растениеводство» ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова».

Ведущее предприятие: ГНУ «Нижне-Волжский НИИ сельского хозяйства».

Защита диссертации состоится «16» марта 2012 года в 10-00 ч. на заседании диссертационного совета Д 220.008.01 при Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 400002, г. Волгоград, пр. Университетский, 26, ауд. 214.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия».

Автореферат разослан « » 2012 года, размещен на сайте ВАК РФ и ВГСХА.

Ученый секретарь диссертационного совета Иванцова Е.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важным резервом повышения урожайности подсолнечника для получения высокой экономической эффективности, является не только возделывание новых высокопродуктивных сортов и гибридов, но и совершенствование агротехнических приемов возделывания подсолнечника для конкретных почвенно-климатических условий зоны, таких как: сроки посева и предшественники. В этой связи совершенствование комплекса агроприемов для конкретных условий хозяйства, повышающих урожайность подсолнечника, является актуальным и представляет определенный научный и практический интерес.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключается в комплексном изучении продуктивности исследуемых гибридов подсолнечника, их реакции на предшественники, сроки посева, применения минеральных удобрений. Это необходимо для дальнейшего совершенствования технологии возделывания гибридов подсолнечника в зоне южных черноземов Волгоградской области.

Задачи исследований:

- совершенствование технологии возделывания гибридов подсолнечника на южных черноземах Волгоградской области, способствующей реализации их потенциальную урожайность;

- выявить влияние сроков посева и предшественников на рост и развитие изучаемых гибридов подсолнечника;

- определить особенность действия минеральных удобрений на питательный режим почвы, фотосинтетическую продуктивность и потребление элементов питания растениями подсолнечника;

- установить зависимость урожайности и масличности подсолнечника от естественного увлажнения почвы, исследовать составляющие суммарного водопотребления в формировании урожая семян подсолнечника в зависимости от сроков посева и предшественников;

- выявить влияние сроков посева и применения удобрений на показатели структуры и урожайность маслосемян у изучаемых гибридов подсолнечника по различным предшественникам;

- определить экономическую эффективность возделывания гибридов подсолнечника в зависимости от изучаемых приемов технологии возделывания. гибрид подсолнечник посев чернозем

Научная новизна исследований. Для сухостепной зоны южных черноземов Волгоградской области, на основании проведенных исследований уточнены агротехнические приемы возделывания подсолнечника, предшественники, приемы предпосевной обработки почвы, сроки посева. Это дает возможность более полно реализовать потенциальную продуктивность изучаемых гибридов подсолнечника.

Практическая ценность работы. Внедрение усовершенствованных приемов технологии возделывания подсолнечника с учетом биологических особенностей гибридов, позволит увеличить урожайность и валовое производство маслосемян в зоне южных черноземов Волгоградской области.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на международной научно-практической конференции «Научное обеспечение развития АПК аридных территорий: теория и практика» (Волгоград, 2011).

Реализация результатов исследований. Результаты работы внедрены в КХ «Ишкина А.В.» Михайловского района Волгоградской области на площади 1500 га и подтвердили высокую эффективность рекомендуемой технологии возделывание гибридов подсолнечника.

Публикация. Основные положения диссертации изложены в четырех печатных работах, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Основные положения, выносимые на защиту:

Влияние пищевого режима почвы на урожайность и масличность маслосемян подсолнечника в зоне южного чернозема Волгоградской области.

Особенности водопотребления в посева подсолнечника.

Влияние особенностей возделывания подсолнечника в зоне южного чернозема Волгоградской области.

Влияние сроков посева и предшественников на рост и развитие гибридов подсолнечника.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит: из введения, 6 глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 146 страницах компьютерного текста, содержит 3 рисунка, 43 таблиц и 13 приложений. Список используемой литературы включает 140 источников, в том числе 4 источника иностранной литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, определена и сформулирована цель и задачи исследований, основные положения, выносимые на защиту, научная новизна, практическая значимость и достоверность полученных результатов и выводов.

В первой главе «Обзор литературы по технологии возделывания подсолнечника, состояние изученности поставленных на исследование вопросов» показано, что даже в сравнительно полно изученных вопросах мнения исследователей противоречивы. Это связано с особенностями почвенно-климатических условий зон возделывания подсолнечника и особенностями изучаемых генотипов. Именно поэтому разработка технологий для конкретных почвенно-климатических условий с учетом биологических особенностей генотипов подсолнечника позволит добиться более высокой и стабильной продуктивности и экономической эффективности возделывания подсолнечника.

Условия и методика проведения исследований. Климат зоны, где проводились исследования - резко континентальный, это выражается в больших колебаниях температуры воздуха, жарким летом, холодной и малоснежной зимой. По годам исследований количество осадков за период активной вегетации (май-сентябрь) составляла: в 2009 году 125,6 мм, в 2010 году - 92,0 мм и в 2011 году - 174,8 мм.

Почвенный покров полей СХ ООО «Тишанка» Михайловского района, где проводились полевые опыты, представлен южным черноземом маломощным. По гранулометрическому составу - тяжелосуглинистым. Содержание физической глины (сумма частиц менее 0,01 мм) в пахотном слое составляет 64,8 %. По профилю гранулометрический состав однородный. Содержание илистых частиц находится в пределах 35...40 %.

Почвы опытного участка по данным агрохимического обследования, по содержанию гумуса в слое 0,0...0,2 м - 3,02...3,14 %. Вниз по профилю содержание гумуса уменьшается. Содержание подвижного фосфора (Р2О5) -- 35...39 мг/кг, обменного калия (К2О) -- 460...540 мг/кг, щелочногидролизуемого азота (N) -- 68...71 мг/кг.

Площадь опытного участка - 280 м2 (5,6х50 м), повторность вариантов - трехкратная. Закладку полевого опыта, наблюдения, учеты в течение вегетации и обработку экспериментальных материалов проводили согласно общепринятых методик.

В полевых опытах объектом исследования были четыре гибрида подсолнечника: Ригасол, НК Ферти, Опера ПР и Савинка. Норма высева - 62 тыс. всхожих семян на гектар, способ посева широкорядный (0,7 м), глубина заделки семян - 0,06...0,08 м. Изучались, два фона минерального питания: контроль (б/у) и внесение минеральных удобрений в дозе N60P30. Сравнительная оценка продуктивности изучаемых гибридов подсолнечника проводилась по предшественникам черный пар и озимая пшеница, при двух сроках посева: при прогревании почвы на глубине заделки семян до +8...+10єС и при прогревании почвы до +12...+14єС.

Схема опыта

Особенности роста и развития изучаемых гибридов подсолнечника в зависимости от приемов возделывания

Наиболее важным фактором в получении своевременных и дружных всходов, наряду со сроками посева, являются глубина заделки семян и условия влагообеспеченности верхнего слоя (0,0...0,2 м) почвы. Глубина заделки семян определяется не только условиями влагообеспеченности, но и температурой, выравненностью поверхности почвы и качеством ее обработки.

От правильного выбора сроков посева и проведения предпосевной обработки почвы в большей степени зависит создание благоприятных условий для роста и развития растений подсолнечника в начальный период и возможность успешного уничтожения однолетних сорняков в допосевной период.

В наших опытах предпосевная обработка почвы под подсолнечник, как при первом, так и при втором сроках посева, включала одну предпосевную культивацию, которая проводилась в период массового появления проростков и всходов ранних сорняков. Сев гибридов подсолнечника осуществлялся в день проведения предпосевной культивации.

Как показали проведенные нами исследования, полевая всхожесть семян зависела от качества посевного материала, условий влагообеспеченности верхнего слоя почвы (0,0...0,2м), а также сроками посева.

Полевая всхожесть гибридов подсолнечника по предшественнику черный пар при первом сроке посева, как видно из таблицы 1, варьировала от 93,0% (Опера ПР, 2009 г., контроль) до 95,2% (НК Ферти, 2011 г., контроль). При втором сроке посева - от 93,2% (Ригасол, 2009 г., контроль) до 94,8% (НК Ферти, 2010 г., контроль).

Таблица 1 - Полевая всхожесть гибридов подсолнечника по предшественнику черный пар, %

По предшественнику озимая пшеница (табл. 2) полевая всхожесть изучаемых гибридов подсолнечника при первом сроке посева варьировала от 93,3% (Ригасол, 2009г, контроль) до 95,0% (НК Ферти, 2010г, N60P30).

Проведенные нами исследования показали, что полевая всхожесть изучаемых гибридов подсолнечника была несколько выше, как по предшественнику черный пар, так и по озимой пшенице при втором сроке посева. Это обусловлено более высоким температурным режимом.

Таблица 2 - Полевая всхожесть гибридов подсолнечника по предшественнику озимая пшеница, %

Основные показатели фотосинтетической деятельности изучаемых гибридов подсолнечника

Для каждого гибрида подсолнечника в конкретных условиях возделывания важно установить оптимальную величину площади листьев в период ее максимального развития, способную обеспечить наибольшую фотосинтетическую продуктивность при данных условиях водообеспеченности, минерального питания.

Исследования динамики образования листовой поверхности показали, что темпы ее нарастания шли медленно в начале вегетационного периода (табл. 3, 4).

После появления всходов в течение месяца образовалось всего лишь около 4...5 % листовой поверхности. В дальнейшем процесс нарастания ускорялся и к фазе образования корзинки площадь листьев достигала 40...45 % от максимальной. Наибольшая площадь листьев отмечалась в фазу полного цветения.

На варианте с применением минеральных удобрений (N60P30) площадь ассимиляционной поверхности была несколько выше, чем на варианте контроль (без удобрений). В среднем за три года проведения исследований площадь листьев в фазу цветения по предшественнику озимая пшеница при втором сроке посева варьировала от 20,5 тыс.м2/га (Ригасол, контроль) до 26,2 тыс.м2/га (НК Ферти, N60P30).

Таблица 3 - Динамика формирования площади листьев в посевах подсолнечника (предшественник -- озимая пшеница, второй срок посева) среднее за 2009...2011 гг.

*- с учетом площади корзинок

Таблица 4 - Динамика формирования площади листьевв посевах подсолнечника (предшественник -- черный пар, первый срок посева) среднее за 2009...2011 гг.

*- с учетом площади корзинок

По предшественнику черный пар, как видно из таблицы 4, величина площади листьев по фазам развития несколько выше, как на контроле, так и на варианте с удобрениями (N60P30), что следует отнести к лучшей обеспеченности растений элементами питания. Так, площадь листьев в фазу цветения в среднем за три года исследований варьировала от 21,2 тыс.м2/га (Ригасол, Савинка, контроль) до 26,5 тыс.м2/га (НК Ферти, N60P30). Из полученных данных видно, что нарастание площади листовой поверхности шло до фазы полного цветения, затем она уменьшалась за счет отмирания листьев в нижней части стебля.

Фотосинтетический потенциал является обобщенным показателем фотосинтетической деятельности растений, который определяет эффективность действия всех приемов агротехники. Период деятельности всей площади листовой поверхности зависит от биологических особенностей генотипа и от продолжительности периода вегетации (табл. 5, 6).

Таблица 5 - Величина фотосинтетического потенциала у изучаемых гибридов подсолнечника по годам исследований (предшественник - черный пар, первый срок посева), тыс.м2/га

*- на варианте N60P30.

Величина ФП по предшественнику черный пар при первом сроке посева изменялась от 1280 тыс.м2·сутки/га (Ригасол, 2010 г.) до 1528 тыс.м2·сутки/га (НК Ферти, 2009 г.). По предшественнику озимая пшеница при втором сроке посева от 1294 тыс.м2·сутки/га (Ригасол, 2010 г.) до 1507 тыс.м2·сутки/га (НК Ферти, 2010 г.).

Таблица 6 - Величина фотосинтетического потенциала у изучаемых гибридов подсолнечника по годам исследований (предшественник - озимая пшеница, второй срок посева), тыс.м2/га.

*- на варианте N60P30.

Анализ полученных данных показал, что величина ФП, как по предшественнику черный пар, так и по озимой пшенице, в среднем за три года не имела существенных различий и изменялась в пределах от 1318 тыс.м2·сутки/га (гибрид Савинка) до 1521 тыс.м2·сутки/га (гибрид НК Ферти) по предшественнику черные пар и по озимой пшенице от 1303 тыс.м2·сутки/га (гибрид Савинка) до 1504 тыс.м2·сутки/га (гибрид НК Ферти) соответственно.

Нарастание биомассы растений от всходов до образования корзинки протекало медленно. С фазы образования корзинки отмечалось заметное ускорение прироста сухого вещества в первую очередь в листьях, затем в стеблях, к началу фазы цветения за счет стеблей, листья занимали второе место. В фазу созревания за счет корзинки и меньше за счет стеблей. Отмеченные закономерности по нарастанию сухого вещества характерны для всех гибридов подсолнечника (табл. 7).

Таблица 7 - Урожайность сухой биомассы изучаемых гибридов подсолнечника в зависимости от сроков посева и внесения минеральных удобрений по годам исследования 2009…2011гг., т/га

По величине накопления сухой биомассы наиболее продуктивны были гибриды подсолнечника Ригасол и НК Ферти. Так, в среднем за три года, урожайность сухой биомассы по предшественнику черный пар на варианте с удобрением составила у гибрида Ригасол - 7,53 т/га, у гибрида НК Ферти - 7,72 т/га. У двух других изучаемых гибридов - Опера ПР и Савинка -урожайность сухой биомассы составила 7,17 т/га и 7,24 т/га соответственно.

По предшественнику озимая пшеница на варианте с применением удобрений урожайность сухой биомассы у гибрида Ригасол достигала 7,68 т/га, у гибрида НК Ферти - 7,79 т/га, у гибрида Опера ПР - 7,26 т/га и у гибрида Савинка - 7,33 т/га соответственно.

Таблица 8 - Основные показатели фотосинтетической деятельности просевах изучаемых гибридов подсолнечника по годам исследований по предшественнику черный пар.

Водообеспеченность и составляющие суммарного водопотребления

Зона проведения исследований характеризуются высокой теплообеспеченностью, но одним из неблагоприятных факторов, препятствующих получению высоких урожаев маслосемян подсолнечника, как и других сельскохозяйственных культур, является неустойчивость увлажнения, с часто повторяющимися засухами во второй половине вегетационного периода подсолнечника.

Большое значение для формирования высоких урожаев подсолнечника имеют осенне-зимние запасы влаги в посевах, глубина промачивания почвы, а также количество и распределение атмосферных осадков в период вегетации. Не вся влага, содержащаяся в почве, доступна растениям, часть ее связана с почвой и не усваивается. Поэтому, при изучении водного режима почв, важное значение имеет продуктивная влага, которая обеспечивает жизнедеятельность растений.

Как показали наблюдения за содержанием продуктивной влаги в почве в слое 0,0...1,0 м по предшественникам черный пар и озимая пшеница в годы исследований ее запасы были не значительными (табл. 9). Запасы доступной влаги по предшественнику черный пар в среднем за три года исследований составляли 128,0 мм. По предшественнику озимая пшеница запасы доступной влаги были несколько ниже и достигали в среднем за три года 123,3 мм.

Таблица 9 - Влажность почвы (%) и запасы доступной влаги (мм) в слое почвы 0,0...1,0 м перед посевом в зависимости от предшественников

Показатели влажности почвы в слое 0,0...1,0 м по годам исследований существенных различий не имели. По предшественнику черный пар влажность почвы перед посевом в среднем за три года исследований составила 22,4 %, по предшественнику озимая пшеница -- 22,2 % соответственно.

Проведенные исследования показали, что наряду с весенними влагозапасами значительную роль играли осадки, выпадающие в период вегетации. Они оказывали определенное влияние на ростовые процессы и формирование урожайности маслосемян.

В среднем за три года, в структуре суммарного водопотребления у гибрида Ригасол доля осадков в значительной мере превышала долю почвенных влагозапасов в общем водопотреблении (табл. 10). В зависимости от предшественников доля осадков составляла 74,2 %...74,3 %. Снижение доли почвенной влаги в структуре суммарного водопотребления связано со значительным количеством осадков в период наибольшей потребности растений во влаге (образование корзинки-цветение-плодообразование).

Таблица 10 - Структура суммарного водопотребления в посевах гибрида подсолнечника Ригасол в среднем за 2009...2011 гг.

Показатели структуры урожая гибридов подсолнечника

Диаметр корзинок и их озерненность является одним из основных элементом структуры урожая, определяющим продуктивность одного растения и посева в целом (табл. 11). На варианте с применением минеральных удобрений диаметр корзинки несколько выше, чем на контроле и в среднем за три года наибольший диаметр корзинки был у гибрида НК Ферти 233 мм, на варианте контроль 206 мм по предшественнику черный пар.

Таблица 11 - Диаметр корзинок у изучаемых гибридов подсолнечника в зависимости от сроков посева и применения минеральных удобрений, в среднем за три года исследований, 2009…2011гг., мм

Урожайность во многом зависит от числа нормально сформированных семян в корзинке, от числа растений на единицу площади, а также условий влагообеспеченности растений в период налива семян и уровня питания. Анализ полученных данных (табл. 12) показал, что с увеличением диаметра корзинки увеличивалась и площадь пустозерной части корзинок, но четкой закономерности отмеченные признаки для всех изучаемых гибридов подсолнечника не имело.

Таблица 12 - Диаметр пустозерной части корзинки у изучаемых гибридов подсолнечника по годам исследований, мм

Урожайность гибридов подсолнечника в зависимости от приемов возделывания

Наиболее эффективный путь повышения урожайности подсолнечника - внедрение в производство новых высокопродуктивных сортов и гибридов с высокой агроэкологической адаптивностью к природно-климатическим условиям Волгоградской области (табл. 13).

Таблица 13 - Урожайность семян изучаемых гибридов подсолнечника в зависимости от предшественников, сроков посева и применения минеральных удобрений в среднем за 2009…2011гг, т/га

2009 г. НСР 05 А (срок) 0,02 2010 г. НСР 05 А (срок) 0,02 2011 г. НСР 05 А (срок) 0,02 НСР 05 В (удобрения) 0,02 НСР 05 В (удобрения) 0,02 НСР 05 В (удобрения) 0,02 НСР 05 С (гибрид) 0,03 НСР 05 С (гибрид) 0,03 НСР 05 С (гибрид) 0,02

Наиболее высокая урожайность маслосемян в среднем за три года проведения исследований была у гибрида НК Ферти при втором сроке посева по предшественнику озимая пшеница и составляла 2,97 т/га. Более высокие показатели урожайности характерны для всех изучаемых гибридов подсолнечника, как для первого, так и для второго сроков посева.

В зоне черноземных почв Волгоградской области наиболее целесообразно начинать посев подсолнечника при прогревании почвы до +8…+10єС (первый срок посева) и заканчивать во второй декаде мая.

Колебание масличности у гибридов подсолнечника на вариантах контроль (б/у), применение удобрений N60P30 связано, как с предшественником, так и с гидротермическими условиями в период налива-созревания семян (табл. 14).

Таблица 14 - Масличность маслосемян изучаемых гибридов подсолнечника по предшественнику озимая пшеница при втором сроке посева, %

Наименьший процент масличности 47,1 % был у гибрида Ригасол в 2010 году на варианте N60P30, а наибольший - 52,3 % - у гибрида НК Ферти в 2011 году на контроле. Процентное содержание масла в ядрах семянок при внесении N60P30 несколько снижается у всех изучаемых гибридов. Следовательно, внесение N60P30 оказало двоякое действие, снижало масличность, но повышало урожайность, следовательно, и выход масла с единицы площади увеличивался на варианте NP- удобрений.

Экономическая эффективность возделывания подсолнечника

В земледелии для эффективного использования природных и материальных ресурсов, роста производительности труда требуется более рациональные технологии и технические средства, новые принципы определения системы их применения. В каждом конкретном случае та или иная функция технологии может приобретать большее или меньшее значение, но в целом они направлены на главное - получение высоких урожаев подсолнечника при экономически оправданных затратах труда, средств и энергии.

Производственные затраты на 1 гектар посева колебались: по черному пару от 13947 руб. до 17942 руб., по озимой пшенице - от 9876 руб. до 14059 руб.

Наименьшая себестоимость 1т продукции составляла по гибриду НК Ферти на вариантах: первый срок посева по предшественнику черный пар - 6339,93 руб., по озимой пшенице - 4926,22 руб., второй срок посева по предшественнику черный пар - 6398,14 руб., по озимой пшенице - 4733,98 руб.

Таблица 15 - Экономическая эффективность возделывания подсолнечника с применением различных агроприемов (второй срок посева, предшественник - озимая пшеница)

В опыте рассматривалось влияние минеральных удобрений на продуктивность культуры. Расчеты показали, что наиболее отзывчивым являлся гибрид Опера ПР, по которому прибавка урожая составила по вариантам от 27,7% до 34,5%. По данным расчетных показателей выявлено, что возделывание подсолнечника требует индивидуального выбора технологии.

ВЫВОДЫ

Сравнительная оценка урожайности изучаемых гибридов подсолнечника на фоне комплексного изучения эффективности сроков посев и предшественников показали, что в зоне южных черноземов Волгоградской области более продуктивными были гибриды НК Ферти и Опера ПР.

Полевая всхожесть маслосемян изучаемых гибридов подсолнечника в большей степени зависела от температуры и условий влагообеспеченности верхнего слоя (0,0…0,2 м). При первом сроке посева по предшественнику черный пар она составляла от 93 до 95,2 %, при втором сроке посева от 93,2 до 94,8 %. По озимой пшенице соответственно по срокам посева от 93,3 до 95 % и от 93,5 до 95,1 %.

Продолжительность периода «посев - всходы» в среднем за три года при первом сроке посева составила по предшественникам от 11 до 14 суток, при втором сроке посева от 9 до 11 суток.

Продолжительность периода «всходы - хозяйственная» спелость составила у гибрида Ригасол 109 суток, у гибрида НК Ферти - 115 суток, у гибрида Опера ПР - 108 суток и у гибрида Савинка - 100 суток.

Потребность в тепле для наступления хозяйственной спелости маслосемян изучаемых гибридов подсолнечника составляла от 1980 до 2256ОС.

Максимальная площадь листовой поверхности у всех изучаемых гибридов подсолнечника сформировалась в фазе полного цветения. По предшественнику черный пар величина площади листьев была несколько выше, чем на контроле. Так и на варианте с удобрениями она варьировала от 20,1 (Ригасол, 2010 г., контроль) до 26,8 тыс.м2/га (НК Ферти, 2009 г., N60P30). По предшественнику озимая пшеница от 10,1 (Ригасол, 2010 г., контроль) д...