Усовершенствованная технология возделывания сахарного сорго на зеленую массу в рисовых чеках Калмыкии

Размещено на http://www.allbest.ru/

УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ САХАРНОГО СОРГО НА ЗЕЛЕНУЮ МАССУ В РИСОВЫХ ЧЕКАХ КАЛМЫКИИ

06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Ракитина Надежда Викторовна

Саратов 2013

Работа выполнена в Волгоградском филиале ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Россельхозакадемии

Научный руководитель: Бородычев Виктор Владимирович член- корр. РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ

Официальные оппоненты: Денисов Константин Евгеньевич, доктор сельскохозяйственных наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», доцент кафедры земледелия и сельскохозяйственной мелиорации

Фомин Геннадий Иванович, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, ФГНУ «Волжский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации», заведующий лабораторией использования местного стока

Ведущая организация - Российский научно- исследовательский институт проблем мелиорации (РосНИИПМ) г. Новочеркасск

Защита состоится «28» июня 2013 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.05 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная пл., д. 1. E-mail: dissovet01@sgay.ru

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

Автореферат разослан «27» мая 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Пронько Нина Анатольевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Республика Калмыкия является регионом, который играет важную роль в возрождении и создании специализированного животноводства в России. По поголовью крупного рогатого скота мясного направления Калмыкия занимает на данный момент первое место, а по численности овец и коз -- второе место в России и численность поголовья растет. С увеличением производства продуктов животноводства возникает необходимость в увеличении производства кормов. Но существующая структура посевных площадей в засушливой зоне Калмыкии не обеспечивает стабильного ведения кормопроизводства. За последние годы сильно ухудшилась экономика хозяйств в связи с почти ежегодным проявлением засухи, что привело к отсутствию стабильности в ведении сельского хозяйства. В связи с этим возникает необходимость корректировки структуры посевных площадей с внедрением «суходольных» культур, способных формировать высокие урожаи без полива. В результате этого возникает большая необходимость проведение исследований, направленных на разработку технологии возделывания сахарного сорго на зеленый корм на мелиорированных землях, в том числе, как сопутствующей рису культуре. Сорго - является культурой, которая благодаря высокой засухоустойчивости, невысокой требовательности к питательным веществам и почвам, может выращиваться в критически складывающихся климатических условиях. Это позволит возделывать сахарное сорго в рисовом севообороте без проведения вегетационных поливов, что является крайне важным условием для парового поля в рисовых чеках.

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

Степень разработанности темы. Результаты теоретических исследований и многолетний практический опыт свидетельствуют, что улучшение экологически безопасного и высокоэффективного функционирования рисовых мелиоративных агроландшафтов возможно путем внедрения ресурсосберегающих технологий возделывания суходольных культур, способных формировать высокие урожаи без полива с использованием остаточных после риса запасов влаги. Это позволит более эффективно использовать мелиорируемые земли и оросительную воду, ускорит окультуривание периодически затопляемых почв рисовых полей, увеличит выход высокобелковой белковой кормовой продукции. Многолетними исследованиями Величко Е.Б., Шумакова Б.Б., Кружилина И.П., Дубенка Н.Н., Багрова М.Н., Яковлевой Л.Т., Туляковой З.Ф., Алешина Е.П., Демкина О.В., Уджуху А.Ч., Чамышева А.В., Тухтарова Б.А., Адьяева С.Б., Дедовой Э.Б., Багненко В.К., Оконова М.М. показано, что длительное бессменное возделывание риса по рису, ведет к высокой засоренности полей, обеднению почвы основными элементами питания, сильному уплотнению и ухудшению водно-физических свойств почвы. Поэтому для более эффективного использования орошаемых земель необходим коренной пересмотр структуры посевных площадей и технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Сахарное сорго перспективная культура рисового севооборота, возделывание которой в рисовых чеках позволит не только получать ценную кормовую продукцию, но и обеспечивать повышение плодородия почвы.

Цели и задачи исследования - совершенствование технологии возделывания сахарного сорго за счет разработки технологических элементов управления продукционным процессом при выращивании в рисовых севооборотах, обеспечивающей рациональное использование остаточной влаги после уборки риса и получение до 30 т/га зеленой массы.

Программа исследований предусматривает решение следующих задач:

· изучить природные особенности Республики Калмыкия и определить целесообразность возделывания сахарного сорго в данных условиях;

· изучить влияние ширины междурядий и дозы внесения удобрений на формирование урожая при выращивании сахарного сорго в рисовом чеке на зеленый корм;

· установить особенности и закономерности водопотребления и формирования водного режима почвы в посевах сорго;

· рассмотреть закономерности роста, развития и формирования урожайности сахарного сорго на остаточных запасах продуктивной влаги после возделывания риса и складывающихся погодных условий;

· дать экономическую оценку возделывания сорго на зеленую массу в рисовых чеках.

Научная новизна работы - обоснована усовершенствованная технология возделывания сахарного сорго в рисовых чеках для получения стабильного урожая кормов в полупустынной зоне Республики Калмыкия. На основе природных и регулируемых факторов в опыте, выявлены основные закономерности формирования водного режима почвы при возделывании сахарного сорго в рисовых чеках на остаточных после уборки риса запасах влаги. Определены закономерности роста, развития и формирования урожая сахарного сорго сорта «Ларец» в рисовых чеках в зависимости от ширины междурядий, дозы минерального питания для формирования планируемого урожая зеленой массы на уровне 30 т/га.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в определении закономерностей роста, развития и продуктивности сахарного сорго в зависимости от уровня минерального питания и ширины междурядий; установлении особенностей и закономерностей водопотребления и формирования водного режима почвы в посевах сорго; выстраивании математических взаимосвязей показателей эффективности и основных элементов технологии возделывания сахарного сорго в рисовых чеках, экономическом обосновании технологии возделывания сахарного сорго на зеленую массу в рисовых чеках. Внедрение полученных результатов позволит расширить производство сахарного сорго в засушливых условиях Республики Калмыкия и получать до 30 т/га высококачественного зеленого корма с соблюдением всех требований к занятому паровому рисовому полю.

Методология и методы исследований. Источником информации при планировании и проведении исследований служили фондовые материалы, патентная литература, информационные издания, статьи, книги научной и производственной тематики, зарубежная информация и другие материалы. Теоретико-методологическую основу исследования составили законы научного земледелия и растениеводства, современные научные методы планирования и проведения опытов, принципы системности, индивидуального и целостного подходов.

Положения, выносимые на защиту:

· закономерности формирования водного режима почвы при возделывании сахарного сорго в рисовых чеках с использованием остаточной после уборки риса влаги;

· особенности роста, развития и формирования сахарного сорго в зависимости от ширины междурядий и дозы минерального питания;

· экономическое обоснование эффективности агротехнических приемов возделывания сахарного сорго в рисовых чеках с использованием остаточной влаги после уборки риса.

Степень достоверности и апробация результатов исследований подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных, полученных с применением апробированных и стандартизированных методик, применением общепринятых методов математического анализа и результатами производственной проверки.

Основные результаты исследований докладывались и были одобрены на V-ой Международной (9-ой Всероссийской) научной конференции молодых ученых и специалистов «Инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации» (Москва: ФГБНУ ВНИИ «Радуга», 2012), международных научно-практических конференциях «Активные вопросы применения удобрений в сельском хозяйстве» (Владикавказ: ФГБОУ ВПО ГорскийГАУ, 2012), «Аграрная наука - основа успешного развития АПК и сохранения экосистем» (Волгоград: ФГБОУ ВПО ВолГАУ, 2012), на Всероссийской юбилейной научно-практической конференции «Научное обеспечение земледелия СКФО» к 100-летию ГНУ Ставропольского НИИСХ Россельхозакадемии (г. Михайловск: ГНУ Ставропольский НИИСХ Россельхозакадемии), «Аграрная наука: современные проблемы и перспективы развития» посвященная 80-летию со дня образования Дагестанского государственного аграрного университета имени М.М. Джамбулатова (ФГБОУ ВПО Дагестанский ГАУ имени М.М. Джамбулатова, 2012), на международной научно-практической конференции (Костяковские чтения) «Мелиорация и проблемы восстановления сельского хозяйства России» (г. Москва: ГНУВНИИГиМ имени А.Н. Костякова, 2013).

Реализация результатов исследований. Производственная проверка и внедрение предложенного способа подтверждена в опытно-производственном хозяйстве «Харада» Октябрьского района Республики Калмыкия на площади 3 га подтвердила возможность получения урожайности зеленой массы сахарного сорго 30 т/га, в ОАО «50 лет Октября» на площади 20 га урожайность зеленой массы сахарного сорго составила 32,4-33,1 т/га. сахарный сорго рисовый удобрение

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объемы работ. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 152 страницах компьютерного текста, включая текста 100 страниц, 18 таблиц, 13 рисунков, 38 приложения. Список литературы включает 140 наименований, в т.ч. 6 иностранных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель и задачи исследований, теоретическая и практическая значимость работы, представлена научная новизна полученных результатов, основные положения, выносимые на защиту, результаты апробации работы.

В первой главе «Возделывание сахарного сорго в Республике Калмыкия» рассмотрены особенности роста и развития сахарного сорго, проанализировано возделывание сопутствующих культур рисового севооборота, их влияние на сохранение почвенного плодородия. Определены наиболее возможные пути повышения эффективности возделывания данной культуры в засушливом климате Республики Калмыкия. Исследованиями А.С. Кружилина, Б.Н. Малиновского, А.Е. Казакова, Л.Д. Максименко, Н.В. Валуева, П.М. Шорина, Н.А.Шепель, А.В. Алабушева, Ю.П. Даниленко, В.М. Иванова, Л.С. Поспелова; А.П. Царева; Е.В. Морозова и др. установлено, что сахарное сорго является: крайне засухоустойчивой культурой, способной легко переносить экстремальные летние температуры; достаточно солеустойчиво; более экономно расходует влагу на единицу урожая; благоприятно как предшественник для многих культур.

В работах Дубенка Н.Н., Кружилина И.П., Болотина А.Г., Щедрина В.Н., Балакая Г.Т., Величко Е.Б., Шумакова Б.Б.,Курбанова С.А., Бородычева В.В., Багрова М.Н., Яковлевой Л.Т., Туляковой З.Ф., Алешина Е.П., Демкина О.В., Уджуху А.Ч., Лытова М.Н., Шуравилина А.В., Денисова Е.П., Дружкина А.Ф., Шевцовой Л.П., Шадских В.Н., Чамышева А.В., Тухтарова Б.А., Адьяева С.Б., Дедовой Э.Б., Багненко В.К., Оконова М.М. подчеркивается, что с учетом почвенно-климатических условий региона важное место должно быть уделено вопросам формирования водного и питательного режима почвы как основных факторов, определяющих динамику продукционного процесса.

В результате преобладания на территории Республики Калмыкия хозяйств с развитым животноводством, для укрепления кормовой базы сахарное сорго будет являться ценной кормовой культурой для производства зеленой массы и силоса, что также улучшит организацию труда и использование техники. Обобщение результатов ранее проведенных исследований и практического опыта возделывания сахарного сорго позволило автору обосновать программу работы, сформулировать цель и задачи исследований, решение которых направлено на повышение эффективности возделывания сахарного сорго в рисовых чеках без полива с рациональным использованием остаточных после уборки риса влаги и сохранение почвенного плодородия.

Во второй главе «Программа, методика и условия проведения исследований» изложены схема, условия и методика полевых опытов, которые были проведены на базе опытно-производственном хозяйстве «Харада» Октябрьского района Республики Калмыкия на территории рисовой оросительной системы Сарпинской низменности в 2008-2011 гг.

Объект исследований - посевы сахарного сорго в рисовых чеках на зеленую массу.

Предмет исследований - технология возделывания, продукционный процесс и водопотребление сахарного сорго в рисовых чеках.

В соответствии с программой исследований полевой эксперимент предусматривает изучение влияния доз минерального питания (фактор А), ширины междурядий (фактор В) на динамику роста, развития и формирование урожая сахарного сорго сорта «Ларец».

Схема опыта по фактору А (уровень минерального питания) предусматривала закладку четырех вариантов: вариант А₁ - без внесения удобрений (контроль); вариант А₂ - внесение удобрений дозой N₆₀P_30, для формирование планируемой урожайности зеленой массы 20 т/га; вариант А₃ - внесение удобрений дозой N₈₀P₅₀ для формирование планируемой урожайности зеленой массы 25 т/га; вариант А₄ - внесение удобрений дозой N₁₀₀P₇₀ для формирование планируемой урожайности зеленой массы 30 т/га.

Каждый из вариантов по уровню минерального питания был заложен при широкорядном способе посева сахарного сорго с междурядьями (Фактор В): вариант В₁ - 0,30 м; вариант В₂ - 0,45 м; вариант В₃ - 0,60 м. Норма высева - 600 тыс. шт./га.

На всех вариантах опыта рельеф, почвенные и гидрологические условия были идентичны. Для исключения влияния почвенных разностей опыты приводили в трехкратной повторности. Площадь учетных делянок по вариантам опыта 756 м². Общая площадь опытного участка 4 га. По площади земельного участка опыт заложен методом организованных повторений. В пределах организованного повторения делянки располагались рендомизированно.

Почвенный покров опытного участка представлен бурыми, малогумусными, средне и тяжелосуглинистыми почвами. Содержание гумуса в пахотном слое - низкое (до 1,5 %); содержание подвижных форм фосфора (85...95 мг/кг) калия высокое (500...550 мг/кг), а легкогидролизуемого азота - среднее (50...60 мг/кг); содержание легкорастворимых солей в метровом слое почвы - низкое (0,085...0,1 %) ввиду промытости всего горизонта при возделывании риса в режиме затопления.

Плотность сложения почвы изменяется от 1,35…1,55 т/м³ в пахотном слое до 1,22…1,25 т/м³ на глубине 0,8-1м., а плотность твердой фазы менялась от 2,55…2,60 т/м³ до 2,45…2,50 т/м³, общая пористость - от 45…47 % до 47…49 %, наименьшая влагоемкость почвы составляла 25% от массы сухой почвы.

За период вегетации сахарного сорго по количеству выпавших атмосферных осадков 2008 год характеризуется как среднезасушливый (98,1мм.), 2009 год - засушливый (58 мм.), 2010 год - средневлажный (117,5 мм.), а 2011 год как засушливый (29,1 мм.).

Технология возделывания сахарного сорго разрабатывалась в соответствии с зональными рекомендациями по возделыванию изучаемой культуры с учетом особенностей агротехники сопутствующих культур рисового севооборота с дополнениями вариантами изучаемых приемов.

В соответствии требованиями методики полевого опыта (Б.А. Доспехова, 1985 г.), методики ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1972), методики полевого опыта в условиях орошения ВНИИОЗ (1983), методики планирования эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов С.В. Мельникова (1980 г.) опыты сопровождались определением влажности почвы, фенологическими наблюдениями, биометрическими учетами, анализами почвенных образцов (содержание гумуса по Тюрину, подвижных форм фосфора и калия - по Мачигину - ГОСТ 26205-86). Определение влажности почвы проводили термостатно - весовым методом (ГОСТ 20915- 75), наименьшую влагоемкость определяли методом заливания площадок, суммарное и среднесуточное водопотребления (методом водного баланса по А.Н.Костякову. Основные показатели фотосинтетической деятельности растений по методике А.А. Ничипоровича (1975г.). Определение гранулометрического состава почвы осуществляли по методике Н.А. Качинского (1970 г.), методом режущего кольца определяли плотность сложения. Обработку полученных данных проводили общепринятыми методами с использованием ЭВМ и современного программного обеспечения. Оценку инновационной привлекательности усовершенствованной технологии выращивания сахарного сорго в рисовых чеках проводили по общепринятой методике и с учетом методических рекомендаций по обоснованию инвестиционных проектов (П.Л. Виленский, 2000 г.).

В третьей главе «Особенности формирования водного режима почвы и водопотребление сахарного сорго в рисовых чеках» рассмотрены вопросы формирования водного режима почвы при выращивании сахарного сорго с использованием остаточных запасов влаги после уборки риса. При возделывании сорго в рисовых чеках, как суходольной культуры, большое влияние на водный режим почвы оказывают складывающиеся погодные условия вегетационного периода. Перед посевом сорго запасы влаги в метровом почве изменялись по годам исследований от 3249 до 3493 м³/га воды, что соответствует 85,0-88,0%НВ. В годы проведения исследований весенние почвенные влагозапасы были стабильны.

На формирование водного режима почвы в период вегетации сахарного сорго оказывали погодные условия. В данном случае влияет не только общий объем выпавших атмосферных осадков за вегетационный период, но и их распределение в период роста и развития растений. Запасы почвенной влаги в среднем к уборке в 2008 году составили 2437 м³/га (среднее значение), а в 2009 г. - 2264м³/га. Пополнение почвенных влагозапасов в период максимального накопления зеленой массы существенно зависело от распределения осадков и преобладающей температуры в течение вегетационного периода. К концу вегетационного периода сахарного сорго в 2011 году влагозапасы составили 2178 м³/га, что является наименьшим значением за годы исследований.

В исследованиях прослеживается влияние изучаемых факторов по вариантам опыта на динамику содержания влаги в почве. При улучшении условий минерального питания вода посевами сахарного сорго расходуется быстрее (рис. 1).

Рис. 1 Водный режим сахарного сорго по вариантам опыта

В среднем за годы исследования влажность почвы на варианте без внесения удобрений изменялась в пределах 72,4-81,2% НВ, при внесении удобрений в дозе N₆₀P₃₀ в пределах 71,0-77,5% НВ, при N₈₀P₅₀ - от 69,2 до 77,1% НВ, а при N₁₀₀P₇₀ она изменялась от 69,7 до 77,4%НВ (табл. 1).

Потребление воды посевом сахарного сорго в период роста и развития растений происходит неравномерно. Наибольшую часть растения использует воду в относительно короткий промежуток времени - 10 дней до начала выметывания и 10 дней после цветения, соответствует 20-25% всего вегетационного периода, а при этом расход влаги достигает 45-50 % от общего водопотребления. Критическим периодом водопотребления сорго является фаза выметывания, когда наиболее продуктивно вода расходуется растениями на формирование урожая.

Таблица 1

Динамика водного режима сахарного сорго при возделывании в рисовых чеках

Уровень минерального питания, кг д.в./га	Ширина междурядий, м	Динамика запасов влаги	Коэффициент водопотребления, м3/т	Суммарное водопотребление, м3/га
		Посев	Молочно-восковая спелость
		Влажность почвы, %НВ	Запас влаги, м3/га	Влажность почвы, %НВ	Запас влаги, м3/га
Без удобрений	0,30	85,0-88,0	3151- 3368	60,5-67,5	2314-2652	103-216	1680-2440
	0,45	85,0-88,0	3151- 3368	59,8-66,7	2284-2599	101-198	1720-2480
	0,60	85,0-88,0	3151- 3368	59,0-66,3	2254-2592	94-164	1760-2500
N60P30	0,30	85,0-88,0	3151- 3368	57,6-65,0	2201-2483	82-157	1810-2660
	0,45	85,0-88,0	3151- 3368	57,4-64,2	2194-2453	75-148	1840-2670
	0,60	85,0-88,0	3151- 3368	57,0-64,0	2179-2445	71-131	1860-2690
N80P50	0,30	85,0-88,0	3151- 3368	55,6-61,8	2126-2363	70-118	1930-2720
	0,45	85,0-88,0	3151- 3368	55,0-61,4	2104-2352	64-110	1960-2760
	0,60	85,0-88,0	3151- 3368	54,3-61,2	2074-2340	60-105	2000-2800
N100P70	0,30	85,0-88,0	3151- 3368	56,6-63,4	2164-2423	70-121	1880-2680
	0,45	85,0-88,0	3151- 3368	56,2-62,0	2149-2370	69-113	1900-2740
	0,60	85,0-88,0	3151- 3368	54,8-61,4	2096-2359	61-107	1970-2750

Коэффициент водопотребления сорго в среднем за годы исследований изменялся от 84 до 164 м³/т (табл.1). В засушливом 2010 году максимальное значение было отмечено в варианте без внесения удобрений и ширине междурядий 0,3м не превышало 216 м³/т. С увеличением дозы минеральных удобрений прослеживается снижение коэффициента водопотребления. Например, в 2009 году в варианте с дозой удобрения N₆₀P₃₀ составил 116 м³/т, а при дозе N₈₀P₅₀ уменьшился до 92 м³/т.

Среднесуточное водопотребление сахарного сорго за период вегетации по годам исследований изменялось в среднем от 24 до 43 м³/га (рис. 2). В период от выхода в трубку до выметывания водопотребление достигает 53-61м³/га, что является максимальным значением по сравнению с другими периодами роста и развития сорго. На среднесуточное водопотребление сахарного сорго большое влияние оказала доза минерального питания, применяемая в опыте. Так, в варианте опыта с внесением N₈₀P₅₀ на участке с шириной междурядий 0,6м среднее значение среднесуточного водопотребления сахарного сорго составило 33,5 м³/га, а в опыте без внесения удобрений и ширине междурядий 0,6 м меньше на 10,7%.

Рис. 2 Среднесуточное водопотребление сахарного сорго по вариантам опыта, м³/га

На участке варианта опыта с дозой минерального питания N₆₀P₃₀ и шириной междурядий 0,45м коэффициент водопотребления в среднем по годам исследования составил 114 м³/т, а на варианте с дозой минерального питания N₈₀P₅₀ и шириной междурядий 0,6 м наблюдается снижение коэффициента водопотребления на 49м³/т в сравнении с контрольным вариантом. Увеличение дозы внесения минеральных удобрений способствует повышению эффективности использования водных ресурсов на формирование урожая зеленой массы сахарного сорго.

Анализ экспериментального материала показал наличие существенной корреляционной связи между управляемыми факторами и коэффициентом водопотребления сахарного сорго.

Результаты исследований показали устойчивое изменение коэффициента водопотребления сахарного сорго, возможность аппроксимации которых в математической форме доказана методом регрессионного анализа. В результате получилась нелинейная зависимость (рис.3):

Рис. 3 Зависимость коэффициента водопотребления сахарного сорго от уровня минерального питания и ширины междурядий

K_E = a + bx + cx² + dx³ + ey,

где K_E - коэффициент водопотребления, м³/т; x- показатель, характеризующий уровень минерального питания (этот показатель равен действующему веществу (д.в.) минерального азота, вносимого с удобрениями; количество минерального азота использовано для исследования зависимости, так как этот элемент в наибольшей степени лимитирует урожайность сельскохозяйственных культур на бурых почвах республики); y - ширина междурядий, м; коэффициенты a = 178,784; b = 1,822; c = -0,066; d = 0,00042; e = 66,684 получены экспериментальным путем в результате обработки экспериментальных данных.

На динамику потребления водных ресурсов особое влияние оказывали биологические изменения растений в онтогенезе, метеорологические условия, а также условия, регулируемые в опыте - доза внесения удобрений (фактор А) и ширина междурядий (фактор В) (рис. 4).

В результате исследований выявлено, что наибольшее водопотребление происходит в период «трубкование - выметывание» и составляет в среднем по годам исследования 39-42% от суммарного водопотребления. При этом наименьшее водопотребление 6-7% отмечено в период «посев - всходы».

Рис. 4 Суммарное водопотребление сахарного сорго в рисовых чеках (среднее за 2008-2011 гг.)

При выращивании сахарного сорго в рисовых чеках прослеживается тесная связь суммарного водопотребления и урожайности. В наших исследованиях данная зависимость представлена в линейной форме (рис. 5).

Рис. 5 Зависимость суммарного водопотребления от урожайности сахарного сорго при возделывании в рисовых чеках

Как видим, четко прослеживается наличие минимума, это происходит при максимально эффективном использовании влаги посевами сахарного сорго.

В четвертой главе «Рост, развитие и продуктивность посевов сахарного сорго в рисовых чеках» рассмотрены закономерности роста и развития сахарного сорго в зависимости от уровня минерального питания, ширины междурядий, определены особенности фотосинтетической деятельности растений и накоплению органического вещества при возделывании в рисовых чеках.

Посев осуществлялся пунктирным способом с соблюдением вариантов по ширине междурядий при прогревании почвы до 12…15 °С. Глубина заделки семян - 2…5 см, норма высева семян - 600 тыс. шт./га.

Продолжительность фенологических фаз развития сахарного сорго зависела от погодных условий. Большое влияние на продолжительность межфазных периодов оказывало накопление температуры. Исследования показали, что для полноценного завершения репродукционных процессов сахарного сорго на зеленую массу требуется от 71 до 82 дней, что соответствует накоплению суммы активных температур 1300-1500⁰С.

Наблюдения за формированием площади листовой по фазам развития показали, что в фазе выметывания формируется максимальная площадь листьев, которая изменялась в среднем от 28,9 до 38,3 тыс.м²/га (таб. 2). В дальнейшем величина листовой поверхности снижается за счет отмирания нижних листьев растений и в период молочно-восковой спелости площадь листьев не превышала 18,8-30,8 тыс.м²/га.

Наименьшая площадь листья в опытах наблюдается на участках без внесения удобрений при ширине междурядий 0,3 м - 28,1 тыс.м²/га (2010,2011гг.), а при внесении минеральных удобрений дозой N₈₀P₅₀ - 35 тыс.м²/га (2010г.). Посевы сахарного сорго формировали максимальную площадь листьев 39,1 тыс.м²/га в 2008 г. при внесении минеральных удобрений дозой N₈₀P₅₀ при ширине междурядий 0,6 м.

Таблица 2

Динамика роста листьев и накопления сухой биомассы посевами сахарного сорго по вариантам опыта, тыс.м²/га ( 2008…2011 гг.)

Уровень минерального питания, кг д.в./га	Ширина междурядий, м	Максимальная площадь листьев, тыс.м2/га	среднее значение	Динамика накопления сухой массы, т/га	среднее значение
		год исследований		год исследований
		2008	2009	2010	2011		2008	2009	2010	2011
Без удобрений	0,30	29,2	30,1	28,1	28,1	28,9	4,52	3,62	3,49	4,88	4,13
	0,45	30,4	31,1	28,8	28,4	29,7	4,98	4,20	3,90	5,14	4,56
	0,60	31,6	32,4	30,3	30,1	31,1	5,46	4,80	4,57	5,65	5,12
N60P30	0,30	34,1	33,9	31,4	32,0	32,9	6,24	5,46	4,92	6,63	5,81
	0,45	35,3	34,7	32,1	33,0	33,8	6,97	6,10	5,28	7,33	6,42
	0,60	37,3	36,3	33,7	34,8	35,5	7,54	6,91	6,02	7,89	7,09
N80P50	0,30	38,5	36,3	35,0	35,7	36,4	7,96	7,42	6,81	8,30	7,62
	0,45	38,5	37,2	36,7	37,0	37,4	8,79	8,19	7,47	9,15	8,40
	0,60	39,1	38,1	37,2	38,9	38,3	9,74	8,99	7,87	10,02	9,16
N100P70	0,30	36,1	36,2	34,7	34,7	35,4	7,14	6,92	6,55	8,04	7,16
	0,45	37,3	36,3	36,1	35,5	36,3	8,55	7,12	7,26	8,25	7,80
	0,60	38,2	37,9	36,9	38,5	37,9	8,65	8,60	7,71	9,74	8,68
НСР05 по фактору А	0,37	0,38	1,21	0,94	-	0,15	0,17	0,19	0,13	-
НСР05 по фактору В	0,32	0,33	1,05	0,82	-	0,13	0,15	0,16	0,11	-
НСР05 взаимодействия факторов	0,64	0,66	2,10	1,63	-	0,27	0,30	0,33	0,23	-

В процессе вегетации интенсивность и продуктивность фотосинтеза возрастают постепенно от начала роста растений и достигают максимума в период выхода в трубку, а затем постепенно убывают. Продуктивность фотосинтеза (ПФ) изменялась в среднем за четыре года в зависимости от варианта опыта от 5,55 до 7,5 г/м², минимальные значения были получены на участках с естественным плодородием (контроль). За вегетационный период накапливаемые значения фотосинтетического потенциала в среднем значении по годам исследования изменялись в широких пределах от 1325,75 до 1848,00 тыс.м²дней/га (таб. 3).

В опыте без внесения минеральных удобрений фотосинтетический потенциал составлял в среднем 1327 тыс. м²дней/га, а с увеличением дозы удобрений до N₆₀P₃₀ он возрастает до 1511 м²дней/га.

Таблица 3

Фотосинтетический потенциал за вегетационный период сахарного сорго при различных сочетаниях изучаемых факторов, тыс. м²дней/га

Уровень минерального питания, кг д.в./га	Ширина междурядий, м	года исследований	среднее значение по годам	Продуктивность фотосинтеза, г/м2в сут.	Продолжительность вегетационного периода, дней
		2008	2009	2010	2011
Без удобрений	0,30	1468	1375	1178	1286	1327	5,55	71-74
	0,45	1527	1403	1228	1305	1366	5,85	71-74
	0,60	1576	1446	1305	1361	1422	6,13	71-80
N60P30	0,30	1700	1500	1363	1480	1511	6,45	71-80
	0,45	1774	1577	1399	1536	1572	6,75	71-81
	0,60	1851	1650	1494	1603	1650	6,93	71-81
N80P50	0,30	1924	1721	1592	1644	1720	7,05	72-81
	0,45	1992	1772	1669	1717	1788	7,25	74-81
	0,60	2042	1840	1708	1802	1848	7,50	74-81
N100P70	0,30	1842	1683	1563	1596	1671	6,80	72-82
	0,45	1956	1699	1649	1631	1734	7,03	72-82
	0,60	2013	1827	1688	1791	1830	7,35	72-82

Исследования показали, что урожайность зеленой массы сахарного сорго на уровне 30 т/га обеспечивается при формировании не менее 1788 тыс. м² дней/га фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза посева 7,05 -7,50 г/м² в сутки, которые позволяют посевам накапливать в среднем 8,40 - 9,16 Кг/га сухого вещества в сутки в течении вегетации культуры продолжительностью 74-81 сут.

Растения сахарного сорго в начальный период своего роста и развития очень чувствительно к засоренности посева, поэтому особое внимание уделяется выбору предшественника. Наиболее благоприятны для данной культуры, являются предшественники, поля после которых остаются не засоренными и с большим запасом почвенной влаги. В исследованиях предшественником был рис.

Для эффективной борьбы с сорняками вносили гербициды в фазе 3…6 листьев (линтаплант, ВК (500г/л МЦПА к-ты), в дозе 0,7-1,2 л/га).

На период уборки на опытных участках преобладал клубнекамыш 6…10 шт/м², сыть (4…8 шт/м²), камыш (1…4 шт/м²) и другие сорняки. На вариантах с внесением удобрений всходы сорных растений на посевах сахарного сорго угнетаются опережающим развитием культуры и, как правило, к моменту уборки культуры практически отсутствуют.

Уборка проводилась с одновременным измельчением. Следует отметить, что остаточных после уборки риса запасов влаги хватает только для получения одного укоса, поэтому после уборки урожая зеленой массы в дальнейшем поле обрабатывали по системе занятого пара.

Наиболее высокая продуктивность зеленой массы сорго составила 33,4 т/га при ширине междурядий 0,60 м и дозе внесения удобрений N₈₀P₅₀, в то время как на более узких междурядьях отмечено уменьшение урожая при 0,45 м - в среднем до 28,0 т/га, а при 0,30 м - до 25,4 т/га. В варианте внесения удобрений дозой N₆₀P₃₀ также прослеживается статистически достоверная тенденция снижения урожая при уменьшении ширины междурядий - с 24,1 до 19,4 т/га. Наименьшая урожайность по годам исследований наблюдалась в варианте без внесения удобрений - от 17,1 до 13,7 т/га.

Таблица 4

Урожайность зеленой массы сорго по вариантам опыта, 2008-2011гг.

Уровень минерального питания, кгд.в./га	Ширина междурядий, м	Урожай, т/га
		2008	2009	2010	2011	среднее
Без удобрений	0,30	15,0	12,1	11,3	16,3	13,7
	0,45	16,6	14,0	12,0	17,1	14,9
	0,60	18,2	16,0	15,2	18,8	17,1
N60P30	0,30	20,8	18,2	16,4	22,0	19,4
	0,45	23,2	20,3	17,6	24,4	21,4
	0,60	25,1	23,0	20,0	26,3	23,6
N80P50	0,30	26,5	24,7	22,7	27,6	25,4
	0,45	29,3	27,2	24,9	30,5	28,0
	0,60	32,5	29,9	26,2	33,4	30,5
N100P70	0,30	23,6	23,1	21,9	26,8	23,8
	0,45	28,5	23,7	24,2	27,4	25,9
	0,60	28,8	29,0	25,7	32,5	29,0
НСР05 по фактору А	1,21	1,22	1,67	2,04	-
НСР05 по фактору В	1,05	1,06	1,44	1,76	-
НСР05 взаимодействия факторов	2,10	2,12	2,89	3,52	-

Технология возделывании сахарного сорго с внесением минеральных удобрений дозой N₈₀P₅₀ при ширине междурядий 0,60 м позволяет получать наиболее продуктивный урожай зеленой массы сахарного сорго при выращивании в рисовых чеках.

В пятой главе «Эффективность возделывания сахарного сорго в рисовых чеках» рассмотрена технология возделывания сахарного сорго в рисовых чеках, приведены расчеты эффективности производства зеленой массы сорго при разных дозах внесения минеральных удобрений, в результате показана инвестиционная привлекательность возделывания сахарного сорго в рисовых чеках с использованием остаточной влаги после уборки риса.

Анализ полученных данных показал, что условно чистый доход при получении зеленой массы в среднем составлял 7004 руб. Минимальные значения на участке варианта без внесения удобрений и ширине междурядий 0,3м и составили 3275 рублей, а наиболее доходным является вариант при дозе минерального питания N₈₀P₅₀ и ширине междурядий 0,6 м - 10405руб. В результате исследований установлено, что применяя необходимый комплекс агротехнических мероприятий и выполняя все параметры интенсивной технологии, сахарное сорго при любых погодных условиях способно производить высокий урожайности зеленой массы. Но при этом экономически выгодно возделывать сахарное сорго в рисовых чеках при сочетании дозы внесения удобрений N₈₀P₅₀ и ширины междурядий 0,60 м, при этом чистый доход зеленой массы составляет 10405руб, себестоимость ровна 108,9 руб./т, а рентабельность 313,4%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Сахарное сорго являются засухоустойчивой культурой, способной легко переносить экстремальные летние температуры, при этом оно достаточно солеустойчиво и более экономно расходует влагу на единицу урожая. В связи с этим данная культура является перспективной для рисового севооборота. Использование остаточных после риса запасов влаги позволяет возделывать сахарное сорго в рисовых чеках и устойчиво формировать урожай зеленой массы до 30 т/га.

2. В засушливых условиях Калмыкии важная роль в формировании урожая зеленой массы сахарного сорго принадлежит влагообеспеченности и плодородию почвы. Суммарное водопотребление посевами сорго в рисовых чеках составляло в среднем 2158-2520 м³/га. За счет запасов почвенной влаги возмещается 66-80% суммарного водопотребления.

3. Усиление эвапотранспирации посевами сахарного сорго в период «всходы- кущение» сопровождается снижением доступности почвенной влаги растениями в фазы «выход в трубку - выметывание», «выметывание - молочно-восковая спелость». Средняя взвешенная за период «выход в трубку - выметывание» влажность 0,8 м горизонта снижается с 75,2 % НВ до 62,2 % НВ при ширине междурядий 0,6 м и дозе минерального питания N₈₀P_50.

4. Среднесуточное потребление воды посевами сорго в межфазные периоды роста и развития изменяется от 15,3 до 42,6 м³/га, достигая максимальных показателей в зависимости от уровня обеспечения осадками, доз внесения минеральных удобрений и ширины междурядий. В условиях естественного плодородия при ширине междурядий 0,6 м среднесуточное водопотребление не превышает 29,9 м³/га, при внесении N₈₀P₅₀ интенсивность потребления воды возрастает до 33,5 м³/га.

5. Установлена зависимость коэффициента водопотребления сахарного сорго от уровня минерального питания и ширины междурядий. Коэффициент множественной детерминации полученной зависимости составляет 0,87, а все компоненты уравнения существенны при 5%-ном уровне значимости.

6. Установлено, что возделывание сахарного сорго в рисовых чеках угнетающе действует на сорняки, подавляя их и не давая образования семян. Самая низкая засоренность посевов сахарного сорго отмечена в засушливом 2011 году, которая была ниже в 1,3-1,5 раза в сравнении с другими годами. При возделывании сорго шириной междурядий 0,3 м общее количество сорняков в среднем не превышало 11-20 шт/м², что меньше по сравнению с другими вариантами. Применения гербицида линтаплант в дозе 0,7-1,2 л/га в фазе 3…6 листьев снижает засоренность посевов до 85 %.

7. Наибольшая урожайность 32,5-33,4 т/га зеленой массы сорго при дозе внесения N₈₀P₅₀ обеспечивается формированием 1802-2042 тыс. м²дней/га фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза в среднем 6,5 - 8,1 г/м² в сут., которые позволяют посевам накапливать в среднем 9,74-10,02 кг/га сухого вещества в сутки в течение вегетационного периода, который проходит 74-81 день.

8. При внесении минеральных удобрений дозой N₆₀P₃₀ с уменьшением ширины междурядий установлена статистически достоверная тенденция снижения урожая зеленой массы с 24,1 до 19,4 т/га. Наименьшая урожайность в среднем за года исследований на вариантах с естественным плодородием 13,7-17,1 т/га.

9. Экономически выгодно возделывать сахарное сорго на зеленую массу в рисовых чеках при внесении минеральных удобрений дозой N₈₀P₅₀ и ширине междурядий 0,6 м. Такое сочетание факторов обеспечивает получение чистого дохода 10,4 тыс. руб./га при себестоимости 108,9 руб./т продукции и рентабельности производства 313,4%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для улучшения эффективного использования остаточных после возделывания риса запасов влаги в почве необходимо в структуре рисовых севооборотов Калмыкии предусматривать выращивание сахарного сорго.

2. Для получения урожайности зеленой массы сахарного сорго в рисовых чеках на уровне 30,0 т/га необходимо выполнить следующее сочетание факторов:

· для посева использовать семена сорта сахарного сорго «Ларец»;

· вносить дозу минерального питания равную N₈₀P₅₀ при ширине междурядий 0,60 м.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

- в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Бородычев, В.В. Возделывание сорго в рисовых чеках Калмыкии / В.В. Бородычев, Н.В. Ракитина, А.Ф. Дружкин // Плодородие. 2012. № 3 (66).с. 29-30

2. Ракитина, Н.В. Возделывание сорго на бурых полупустынных почвах рисового севооборота Калмыкии / Н.В. Ракитина, В.В. Бородычев, С.Б. Адьяв // Мелиорация и водное хозяйство. 2012. № 4. с. 5-8.

3. Ракитина, Н.В. Сахарное сорго - перспективная культура рисового севооборота / Н.В. Ракитина, В.В. Бородычев, С.Б. Адьяв // Известия Нижневолжского агроуниверситетскогокомплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2013. № 1(29). с. 79-85.

4. Бородычев, В.В. Минеральное питание и продуктивность сахарного сорго / В.В. Бородычев, Н.В. Ракитина //Плодородие. 2013. № 3.с. 36-37.

- в научных трудах, материалах конференций и периодической печати:

5. Ракитина, Н.В. Сорго - важная культура рисового севооборота / Н.В. Ракитина //Конференция к 100-летию Ставропольского НИИСХ, ГНУ Ставропольского НИИСХС Россельхозакадемии,2012. электронный ресурс sniish.ru.

6. Ракитина, Н.В. Влияние удобрений на урожайность сорго в рисовых чеках Калмыкии / Н.В. Ракитина // Материалы Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы применения удобрений в сельском хозяйстве», посвященной 75-летию профессора С.Х.Дзанагова. Владикавказ, Изд. «Горский госагроуниверситет», 2012. с. 161-164.

7. Дубина, Е.А. Продуктивность сопутствующих культур в рисовых севооборотах Калмыкии / Е.А. Дубина, Н.В. Ракитина // Материалы Международной научно-практической конференции «Аграрная наука - основа успешного развития АПК и сохранения экосистем», ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ, 2012, с. 219-221.

8. Ракитина, Н.В. Выращивание сорго на почвах, подверженных деградации / Н.В. Ракитина // Материалы Международной юбилейной научно-практической конференции «Интенсификация сельского хозяйства в условиях становления рыночных отношений», ФГБОУ ВПО Елецкий ГУ имени И.А. Бунина, 2012, с. 99-102.

9. Ракитина, Н.В. Особенности технологии возделывания сорго в рисовых чеках / Н.В. Ракитина // Сборник научных докладов V-ой Международной (9-ой Всероссийской) конференции молодых ученых и специалистов, ФГБНУ ВНИИ «Радуга», 2012, с. 121-126.

10. Ракитина, Н.В. Мелиорирующая роль сорго как сопутствующей культуры рисового севооборота / Н.В. Ракитина // Материалы I - международной научно-практической конференции молодых учёных «Актуальные вопросы природопользования в аридной зоне Северо-Западного Прикаспия», Издательство «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук», 2012. с. 108-110.

11. Ракитина, Н.В. Сахарное сорго - сопутствующая культура рисовых севооборотов / Н.В. Ракитина // Международная научно-практическая конференция «Аграрная наука: современные проблемы и перспективы развития» посвященная 80-летию со дня образования Дагестанского государственного аграрного университета имени М.М. Джамбулатова, ФГБОУ ВПО Дагестанский ГАУ имени М.М. Джамбулатова, 2012, с. 1714-1717.

Размещено на Allbest.ru

...