Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Изучение новых гибридов кукурузы и их послеуборочная обработка в условиях степной зоны Кабардино-Балкарской Республики

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Мамхегов, Михаил Шуевич, Нальчик

КАБАРДИНО-БАЛКАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи Мамхегов Михаил Шуевич

Изучение новых гибридов кукурузы и их послеуборочная обработка в условиях степной зоны Кабардино-Балкарской Республики.

06.01.09 - растениеводство

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель - заслуженный деятель науки Кабардино-Балкарской Республики, доктор сельскохозяйственных наук, профессор М.Х. Ханиев

Научный руководитель - заслуженный работник сельского хозяйства Российской Федерации, доктор сельскохозяйственных наук, С.Г. Блиев

Нальчик 1999 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4-5 ГЛАВА I. Производство, послеуборочная обработка и хранение кукурузы в зависимости от условий выращивания (обзор литературы) 6-24

1.1. Влияние водного режима на урожай зерна кукурузы в зависимости от уровня питания 6-14

1.2. Особенности послеуборочной обработки и хранение зерна кукурузы . :14-24 Заключение по главе 24

ГЛАВА II. Условия и методика проведения исследований , 25-39

2.1. Агрохимическая характеристика почвы опытного участка 25-28

2.2. Метеорологические условия в годы проведения опытов 28-31

2.3. Схема опытов и методика исследований 32-38

2.4. Характеристика изучаемых гибридов кукурузы 38-39 ГЛАВА III. Формирование урожая зерна кукурузы в условиях степной зоны Кабардино-Балкарской республики 40-62

3.1. Влияние влагообеспеченности на урожай и качество зерна кукурузы 40-43

3.2. Фотосинтетическая деятельность посевов 43-50

3.3. Влияние влагообеспеченности и доз минеральных удобрений

при орошении на урожай и качество зерна кукурузы 50-56

3.4. Химический состав и качество урожая кукурузы в зависимости от режима влажности почвы 56-61 Заключение по главе 61-62

ГЛАВА IV. Особенности обработки и хранения зерна кукурузы в

зависимости от влажности при уборке 63-96

4.1. Послеуборочная обработка кукурузы на предприятиях при хранении 63-69

4.2. Режимы сушки зерна и изменение его качества 69-84

4.3. Контроль обработки и хранения зерна. 84-90

4.4. Хранение кукурузы в початках и в зерне в зависимости от ее влажности 90-95 Заключение по главе 95-96 ГЛАВА V. Производственная проверка и внедрение результатов исследований 97-101 ГЛАВА VI. Энергетическая оценка приемов возделывания кукурузы 102-112

6.1. Методика энергетической оценки агроприема 102-105

6.2. Энергетическая оценка эффективности орошения 105-112 Заключение по главе 112 Общие выводы 112-114 Рекомендации по производству 114-115 Список литературы 116-125 Приложение 126-130

ВВЕДЕНИЕ

Кукуруза - одна из наиболее продуктивных и распространенных культур в мировом земледелии. По валовому сбору зерна она занимает второе место. По посевным площадям уступает лишь основной хлебной культуре земного шара - пшенице.

Это культура разностороннего использования. Во многих странах ее выращивают преимущественно как продовольственную культуру, в других -как сырье для промышленности и ценный кормовой компонент в животноводстве.

В Кабардино-Балкарской республике в решении зерновой проблемы большая роль принадлежит кукурузе. Площади ее посева составляют более 100 тыс. га.

Повышенный интерес к кукурузе в республике вызван тем, что урожайность этой культуры остается невысокой и резко колеблется по годам в пределах 3-4 т/га.

Весьма важным условием повышения урожайности и увеличения валовых сборов зерна кукурузы в условиях Кабардино-Балкарской Республики является посев ее на орошаемых участках с внесением удобрений, обеспечивающих высокие и устойчивые урожаи зерна.

Внедрение новых, высокопродуктивных гибридов кукурузы позволит реально получить с каждого, гектара более 8-10 т/га зерна. Для широкого внедрения таких гибридов в производство требуется разработать научно обоснованную систему обработки и хранения зерна кукурузы учитывающую уровень влажности при уборке.

При решении этой проблемы весьма важно использовать с максимальной продуктивностью все факторы интенсификации возделывания кукурузы, включая биологические возможности высокопродуктивных гибридов, более

совершенных по структуре, рациональный поливной режим почвы и другие элементы технологии. Следует изучить характер влияния на качество зерна

способов и режимов его сушки и хранения.

В исследованиях ставились задачи:

- изучить зависимость особенностей роста и развития гибридов кукурузы интенсивного типа, ее урожайности и качества зерна от водного режима и минеральных удобрений;

- разработать приемы послеуборочной обработки и хранения зерна кукурузы в зависимости от его исходной влажности;

- определить энергетическую эффективность регулируемых режимов

орошения, доз минеральных удобрений;

- разработать и внедрить в производство рекомендации по совершенствованию технологии возделывания новых гибридов кукурузы в степной зоне Кабардино-Балкарской Республики.

Научная новизна исследований. В условиях КБР впервые изучены особенности роста и развития перспективных гибридов кукурузы в зависимости от орошения, уровня минерального питания, а также особенности обработки, сушки и хранения зерна.

Практическая ценность. Внедрение результатов исследований позволит стабильно получать не менее 9-11 т/га зерна кукурузы, высокий сбор белка, крахмала и жира при минимальных затратах энергетических ресурсов.

ГЛАВА I.

ПРОИЗВОДСТВО, ПОСЛЕУБОРОЧНАЯ ОБРАБОТКА И ХРАНЕНИЕ ЗЕРНА КУКУРУЗЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ (обзор литературы)

1.1. Влияние водного режима на урожай зерна кукурузы в зависимости от уровня питания

Ценной биологической особенностью кукурузы является экономное расходование ею воды на образование единицы урожая сухой массы. У нее низкий коэффициент транспирации - 260, тогда как у яровой пшеницы - 465, у люцерны - 664 (Алпатьев С.М., 1965).

Коэффициент транспирации мало изменяется в зависимости от влажности почвы. Существенное влияние на величину транспирационного коэффициента оказывает плодородие почвы, особенно высокие дозы удобрений. Чем больше вносится удобрений, тем ниже транспирационный коэффициент, хотя расход воды на одно растение при этом заметно возрастает. Вот почему при выращивании кукурузы на плодородных почвах при внесении больших доз удобрений необходимо предусматривать и более высокие оросительные нормы.

Несмотря на низкий транспирационный коэффициент кукурузы, в общем ее посевы расходуют воды больше других культур.

При достаточной влагообеспеченности кукуруза дает большой урожай сухой массы с единицы площади, намного превышающий урожай других культур. По данным ВНИИ кукурузы, ЮЖНИИГИМа и ряда других научно-исследовательских учреждений (Б.А. Щумаков, 1961; К.П. Афендулов, 1965; А.К. Шульга, 1965; Д.Р. Иокич, 1980, и др.) доказано, что при создании урожая зерна в 8,0 - 10,0 тонн на гектаре расходуется до 5 - 6 тысяч кубических метров воды. В зонах орошения юга и юго-востока РФ норма водопо-

требления кукурузы приближается к 4500 м3. В районах Молдавии для сорта кукурузы ВИР-156 - 4700-4500 м3 (A.C. Симонов, 1966). По исследованиям К.Н. Керефова и Г.К. Льгова для предгорий Центрального Кавказа водопо-требление кукурузы при орошении составляет 4760 м3.

По сообщениям Авдонина Н.С. (1972), прибавка урожая быстро возрастала при повышении дозы азота до NI20, а затем прирост урожая был медленным, достигая максимума при N192.

Исследованиями Балябо Н.К., Васильева С.Г. (1970) установлено, что применение оптимальных доз минеральных удобрений приводит к экономному использованию влаги. Так, при внесении удобрений N90 Р75 К50 и N120 Р100 К70 на 1 кг сухого вещества потреблялось влаги соответственно 292, 179 и 162 м3. При внесении удобрений урожай возрастал на 20,6-91,3 % (в зависимости от доз удобрений и годов проведения опытов).

Нельзя не согласиться с утверждением Балябо Н.К. (1964), что минеральные удобрения увеличивают содержание усвояемости азота, фосфора и калия в почве и повышают рост, развитие и урожайность гибридов кукурузы, ее экономическую эффективность. Наилучшей дозой минеральных удобрений под гибрид кукурузы оказалась N120 Р120 К90 - данная доза не только влияет на плодородие почвы и урожайность гибридов кукурузы, но и не оказывает отрицательного действия на экологию.

Бухар И.Е., Анферов Л.А.(1978), указывают, что удобрение обеспечивает уничтожение 61-63 % сорных растений и повышение урожая зерна на 22-23 %. Снижаются непроизводительные потери питательных веществ из почвы за счет уменьшения выноса их сорными растениями.

Bakelana К.В., Stone L.K., Wassom C.F. (1986), пишут, что оптимизация условий питания растений положительно влияла на элементы структуры урожая. Применение удобрения из расчета на планируемый урожай 12,0 т/га при густоте стояния 80 тыс. раст./га способствовало формированию в почат-

ке зерна массой 123-134,7 г, что на 23,4-32,7 % больше в сравнении с контролем, на 1,2-11 % увеличивалась масса 1000 зерен и на 12,8-22,2 % количество зерен в початке. Показано, что при орошении внесение минеральных удобрений нормой N^0 Р92 К-44 и N520 Р102 К-53 получены запланированные уровни урожайности 8,0 и 10,0 т/га при густоте стояния 70-80 тыс. раст./га.

В ходе своих исследований Керефов К.Н., Фиапшев Б.Х. (1967) пришли к выводу, что при возделывании кукурузы количество подвижного калия в выщелоченных черноземах предгорий Северного Кавказа постепенно снижается. За счет использования калийных удобрений и подвижных соединений калия самой почвы растения удовлетворяют свои потребности в этом элементе и формируют высокий урожай. Содержание обменного калия в почве определяется не только нормами калийных удобрений, но и количеством совместно вносимых азотных и фосфорных удобрений.

Кукуруза требовательна к уровню плодородия почвы, в связи с этим под нее, как правило вносят органические удобрения в норме 40 - 60 т/га. Фосфорно-калийные удобрения также вносят осенью под зяблевую вспашку (Евтушенко, Адиньяев, Каюмов, 1975).

Кефели В.И. (1974) приводит данные, что при систематическом применении дозы К100 Р100 К60 не достигался оптимальный урожай зерна кукурузы и эффективность удобрения колебалось по годам. Самая высокая оплата азота прибавкой урожая была при дозах М50_]00, однако, для формирования высоких урожаев требовалось внесение более высоких доз азотных удобрений. Прибавка урожая от фосфорных и калийных удобрений была небольшой, однако, даже при внесении самых малых доз (Р20 и К30) отмечалось заметное повышение содержания фосфора и калия в растениях. Рекомендовано вносить Ы50_100 Р20 ко-зо •

Говоря об эффективности использования удобрений под кукурузу, нельзя не указать на их большую роль в формировании качественного уро-

жая. По данным отечественных и зарубежных ученых, удобрения значительно повышают в товарной продукции содержание белка, жира и других хозяйственно ценных веществ (Кожаев М.А., Мендохов Т.М. (1974); Кудзин Ю.Л. и др. (1970); Кудзин Ю.Л., Ступин А.Ф. (1977)).

При этом, указывая на важное значение удобрений в повышении качества зерна и зеленой массы кукурузы, особенно подчеркивают большую роль азотных удобрений.

Согласно данным Донецкой опытной станции (Афендулов К.П., 1971, 1973), внесение удобрений повысило не только урожай кукурузы, но и содержание протеина в зерне с 12,03 до 12,35 %. Возросло так же содержание в составе белка незаменимых аминокислот-триптофана, валина и лизина.

По данным Бэц В.А., (1978), азотные удобрения в количестве 160-180 кг/га повысили урожай кукурузы на 14-30 %, а сбор сырого белка - на 26-73 %.

Криштопа В.П. (1975) наблюдал максимальное содержание белка в зерне - 14 % при внесении полных минеральных удобрений в дозе N60 Р60 К60.

Голубев В.Д. (1977), Нечипорович A.A. (1983) отмечают, что с повышением уровня минерального питания кукурузы возрастает сбор кормовых единиц и переваримого протеина с 1 га площади, а также снижается расход влаги на формирование 1 ц зерна, что очень важно для зон неустойчивого и недостаточного увлажнения.

Обобщенные данные отечественных и зарубежных исследователей о применении органических и минеральных удобрений под кукурузу свидетельствуют о большом влиянии их на рост и развитие растений, урожайность и качество выращиваемой продукции. При этом максимальная реализация потенциала урожайности с помощью удобрений зависит от почвенно-климатических условий, биологических особенностей гибрида, норм, сочетаний и способов использования удобрительных смесей и других факторов.

Вместе с тем, обнаруживаются не всегда одинаковые точки зрения исследователей о практике создания оптимального режима питания растения с учетом множества регулируемых и нерегулируемых факторов урожайности.

Таким образом, при невысоком транспирационном коэффициенте, создавая большую массу урожая, кукуруза характеризуется высоким общим во-допотреблением. Применяя минеральные удобрения для получения высоких урожаев этой культуры, необходимо обеспечивать ее большим количеством воды, что в условиях недостаточного водообеспечения возможно только при орошении.

При определении поливных режимов кукурузы наряду с общим расходом воды важно принимать во внимание распределение воды по отдельным периодам вегетации.

Кукуруза отличается высокой чувствительностью к недостатку влаги в период образования початков (Багров М.Н., Кружилин И.П., (1980); Петинов М.С., (1962); Петрушин В.М., (1965); Петрова Л.Н., Чернов А.Я., (1975), Дмитриев B.C., Гарюгин В.А. и др., (1969); Запорожченко А.Л., (1974)).

В фазе формирования 8-10 листа (т.е. за 10 дней до выметывания метелок), начинается дифференциация конуса нарастания и образования початков.

Высокая чувствительность к недостатку влаги обусловлена тем, что клетки образующихся початков требуют непрерывного насыщения водой. Чем лучше растения обеспечены водой и пищей в этот период, тем крупнее будут початки и больше зерен в них, что обусловливает получение высокого урожая зерна. Нормальное обеспечение растений водой и достаточным количеством питательных веществ в последующие периоды, до выметывания метелок способствует появлению еще нескольких початков на нем. Весь период образования двух-четырех початков на растении (до конца цветения) продолжается более 30-40 дней, в течение которого необходимо обеспечи-

вать бесперебойное снабжение кукурузы питательными элементами и водой. В этот период формируется две трети урожая, на что требуется также много воды и минеральных удобрений (Гинзбург A.C., Дубровский В.П., Казаков Е.Я., (1969); Останов В.И., Исичко М.И., (1968); Куперман Ф.М., (1942)).

Процесс налива зерна лучше протекает при нормальном обеспечении водой. За весь этот период кукуруза потребляет 40 % общего количества воды. Начиная с фазы молочной спелости, прирост сухого вещества у растений кукурузы замедляется, потребление воды снижается. Но резкий недостаток влаги в фазе молочной спелости является причиной формирования мелкого и щуплого зерна вследствие чего урожай снижается.

Как показывают опытные данные и производственная практика, при достаточном количестве влаги в почве растения кукурузы хорошо переносят низкую относительную влажность и высокую температуру воздуха. В этом отношении кукуруза выгодно отличается от других зерновых культур. Но даже кратковременное снижение почвенной влаги до такого уровня, когда начинается увядание растений в течение 1-2 дней в период выбрасывания метелок или в период опыления приводит к снижению урожая на 22 %. Недостаток влаги в течение 6-8 дней снижает урожай на 50 % (Горюнов Н.С., Петрунин В.М., (1965), Устенко Г.П., (1975); Гарин К.С., (1965); Власюк П.А., (1957); МокроваМ.Г., (1974)).

Как показывает экспериментальный материал, поливы кукурузы необходимо приурочивать к периоду метелок и молочной спелости зерна. За это время растениями кукурузы расходуется больше половины воды, потребляемой за весь вегетационный период.

В межполивные периоды необходимо учитывать нижнюю границу допустимого снижения полевой влажности почвы.

Нижняя граница предполивной влажности устанавливается экспериментально для соответствующих почвенно-климатических условий. Крите-

рием оценки правильности поливного является величина урожая и его качество.

Наиболее точным методом диагностирования сроков, норм и числа поливов кукурузы является метод, основанный на учете влажности почвы. Биологический метод диагностирования начал разрабатываться недавно и требует технической доработки (Д.С. Филев, 1985), поэтому на практике не применяется.

По данным научно-исследовательских учреждений, проводивших исследования поливных режимов кукурузы во всех районах орошаемого земледелия юга РСФСР и Украины, высокие урожаи получают при влажности корнеобитаемого слоя почвы не ниже 70 % ПВ - на легких и не ниже 80 % ПВ на тяжелых почвах (Еремеев Ю.Н., Михайлин A.C., (1975); Ефимов И.Т., (1974); Гарюгин Г.А., (1979); Мусаев М.И., (1985)).

На Северном Кавказе первые исследования по режиму орошения кукурузы были проведены на участке Кизлярской опытно-мелиоративной станции в 1924-1925 гг. Опыты вскрыли возможности получения высоких урожаев кук�