Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Совершенствование технологии возделывания ярового рыжика в рисовых севооборотах

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование технологии возделывания ярового рыжика в рисовых севооборотах"

11-4 1311

й.*

На правах рукописи

Дубина Елена Анатольевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОГО РЫЖИКА В РИСОВЫХ СЕВООБОРОТАХ

06.01.01 - Общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов - 2011

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

Научный руководитель: чл. корр. РАСХН, доктор

сельскохозяйственных наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ Бородычев Виктор Владимирович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

доцент

Корсак Виктор Владиславович

(Саратовский ГАУ)

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Морковин Валерий Тимофеевич (ФГНУ ВолжНИИГиМ)

Ведущая организация - Российский НИИ проблем мелиорации,

г. Новочеркасск

/Г я ^

Защита состоится <<<7» 2011 г. в 0 часов на заседании дис-

сертационного совета Д 220. 061. 05 при Федеральном государственном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по адресу: 410012, г Саратов, Театральная пл., д. 1.

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

Автореферат разослан «/^ » ¿%/^/уь¿^-2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук i» H.A. Пронько

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследований. Рыжик является одной из наиболее перспективных масличных культур, производство которой динамично расширяется в Нижнем Поволжье наряду с подсолнечником и горчицей. Приоритетным направлением увеличения производства высококачественных маслосемян рыжика в республике Калмыкия может стать расширение практики его возделывания на мелиорированных землях, в том числе в сопутствующей рису культуре. Однако освоение технологии возделывания рыжика в рисовых чеках ограничено в связи с изменением агроэкологических условий по сравнению с традиционным «суходольным» и орошаемым земледелием. Состав агротехнических мероприятий и режимы исполнения элементов агротехники, рекомендованные для этих систем земледелия, не позволяют эффективно возделывать яровой рыжик в рисовых чеках. Неэффективность определяется, прежде всего, особенностями формирования самого агроценоза, и, в плане агротехники, обусловлена применением нормы высева, рекомендованной для «суходольной» технологии региона на уровне 7 млн. сем./га. В республике Калмыкия до настоящего времени не проводились также исследования с применением минеральных удобрений в посевах ярового рыжика, в связи с чем отсутствует система и научно-обоснованные режимы минерального питания этой культуры в рисовых чеках. Актуальны вопросы эффективного использования остаточных после возделывания риса почвенных влагозапасов, что ставит задачу изучения динамики водопотребления рыжика в рисовых чеках и оценки влияния на нее регулируемых элементов агротехники. Решение этих вопросов позволит на практике использовать яровой рыжик как эффективную сопутствующую культуру рисовых севооборотов в республике Калмыкия. Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с научно-технической программой РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2006-2010 гг.).

Цель исследований - повышение эффективности возделывания рыжика в сопутствующей культуре рисовых севооборотов за счет обоснования рациональных сочетаний норм высева и уровня минерального питания, обеспечивающих экономное расходование воды и формирование урожайности маслосемян до 2,5 т/га. Программой исследований предусматривалось решение следующих задач:

выявить рациональные нормы высева ярового рыжика и обосновать дозы внесения минеральных удобрений при возделывании его в рисовом чеке в качестве сопутствующей культуры;

оценить потенциал продуктивности ярового рыжика в специфичной агроэко-логической системе, какой является рисовый чек;

изучить закономерности формирования урожайности маслосемян с учетом имеющихся запасов влаги и складывающихся погодных условий;

установить закономерности водопотребления рыжика в рисовых чеках в зависимости от густоты посева при разных уровнях минерального питания;

оценить эффективность возделывания рыжика при разных сочетаниях норм высева и доз внесения минеральных удобренний по:

а) качеству маслосемян и валовому сбору растительного масла,

б) затратам воды на формирование единицы урожая,

в) показателям инвестиционной привлекательности потенциальных проектов, связанных с возделыванием ярового рыжика в рисовых чеках.

Объект исследований - посевы ярового рыжика в рисовых чеках.

Предмет исследований - элементы технологии возделывания и водопотребле-ние ярового рыжика в рисовых чеках.

Научная новизна. Усовершенствованы основные элементы технологии возделывания ярового рыжика в специфичной агроэкологической системе, какой является рисовый чек. С учетом комплексного взаимодействия природных и регулируемых в опыте факторов установлены закономерности суммарного испарения воды посевами ярового рыжика и формирования водного режима почвы. Опираясь на эффективность расходования остаточных почвенных влагозапасов определен рациональный уровень продуктивности рыжика, что послужило базисом для обоснования уровня минерального питания в его посевах при возделывании в системе рисового севооборота. Определены закономерности роста и развития рыжика в зависимости от плотности посева при разных уровнях минерального питания, установлены параметры роста при формировании наибольшей урожайности посева.

Основные положения, выносимые на защиту:

- водопотребление, закономерности формирования водного режима почвы и основные возможности повышения эффективности использования почвенных влаго-запасов на формирование урожая маслосемян рыжика в рисовых чеках;

- закономерности роста, развития и продуктивность рыжика в зависимости от плотности посева при разных уровнях минерального питания;

- рациональные дозы внесения минеральных удобрений и нормы высева ярового рыжика в рисовых чеках;

- сочетание урожаеобразующих факторов, обеспечивающих наибольший сбор растительного масла при возделывании рыжика в рисовых чеках.

Личный вклад автора в получении результатов, изложенных в диссертации: постановка цели и задач исследования; разработка программы, выбор методик, закладка и проведение полевых опытов; анализ и обобщение их результатов; поиск и аппроксимация математических взаимосвязей; обработка и анализ метеоданных; поликритериальная оценка эффективности элементов технологии возделывания рыжика в рисовых чеках; подготовка выводов и рекомендаций; внедрение результатов исследований в сельскохозяйственное производство.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретический вклад работы в развитие сельскохозяйственной науки заключается в установлении закономерностей суммарного испарения воды посевами ярового рыжика и формирования водного режима почвы, построении математических взаимосвязей критериев эффективности и основных элеметнов технологии возделывания рыжика в рисовых чеках, определении закономерностей роста и развития рыжика в зависимости от плотности посева при разных уровнях минерального питания и установлении параметров роста при формировании наибольшей урожайности посева.

Практическая значимость исследований заключается в том, что реализация полученных результатов позволит расширить производство рыжика в регионе и получать до 2 т/га высококачественных маслосемян с соблюдением требований к занятому паровому рисовому полю.

Достоверность результатов исследований подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных, полученных с применением апробированных и

стандартизированных методик, применением общепринятых методов математического анализа и результатами производственной проверки.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований по возделыванию рыжика в рисовых чеках с использованием остаточной после риса влаги в ОПХ «Харада» Октябрьского района Республики Калмыкия на площади 6 га подтвердила возможности получения урожайности масло-семян до 2 т/га и до 7,5 тыс. руб./га чистого дохода дополнительно.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и были одобрены на научной конференции молодых ученых и специалистов «Новые инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации» (Москва: ФГНУ ВНИИ «Радуга», 2010), международных научно-практических конференциях «Повышение эффективности мелиорации и сельскохозяйственного использования мелиорированных земель» (Минск: институт мелиорации, 2009), «Новые направления в решение проблем АПК на основе современных ресурсосберегающих, инновационных технологий» (Волгоград: ВГСХА, 2010), «Мелиорация и водное хозяйство XXI века. Наука и образование» (Горки: БелГСХА, 2010), «Инновационные технологии в мелиорации и сельскохозяйственном использовании мелиорированных земель» (Минск: институт мелиорации, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 207 стр. компьютерного текста, в том числе основного текста 132 страниц, 49 таблиц, 26 рисунков. Список литературы включает 153 наименования, в т. ч. 6 иностранных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика диссертационной работы, показана актуальность темы, определен предмет и цель исследований, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Проблемы и перспективы возделывания ярового рыжика» на основе использования литературных источников освещено состояние изученности

вопросов возделывания сопутствующих культур рисового севооборота и дана оценка перспективности выращивания ярового рыжика в рисовых чеках. По данным Б.А. Гольдварт, Э.Б. Дедовой, В.А. Масливца, Л.П. Шевцовой, JI.B. Рудневой, А.Ф. Дружкина, В.И. Буянкина, С.Б. Адъяева, В.Б. Беляка, Г.Н. Кониевой, Н.К. Дудако-ва, А.Н. Лисицыной, Е.Ф. Семеновой, В.Н. Бражникова, О.Н. Гуровой, С.Л. Бортни-кова, В.М. Федоровой, Ю.Ф. Курдюкова, Н.Г Власенко, Г.В. Гуринович яровой рыжик наряду с ценными пищевыми свойствами является перспективной культурой в решении вопросов биологизации земледелия и сохранения плодородия почвы в рисовых чеках. Отмечена необходимость повышения эффективности использования остаточных после возделывания риса почвенных влагозапасов как основы совершенствования адаптивной технологии возделывания рыжика. Обобщение имеющихся научных исследований и практического опыта позволили разработать программу исследований, направленную на повышение эффективности возделывания рыжика в сопутствующей культуре рисовых севооборотов за счет обоснования рациональных сочетаний норм высева и уровня минерального питания, обеспечивающих экономное расходование воды и формирование урожайности маслосемян до 2,5 т/га.

Во второй главе «Программа, методика и условия проведения исследований» изложены схема, условия и методика полевых опытов, которые реализованы в 20072009 гг. на базе опытно-производственного хозяйства «Харада» Октябрьского района Республики Калмыкия.

В соответствие с программой исследований полевой эксперимент предусматривал изучение влияния условий минерального питания (фактор А) и нормы высева рыжика (фактор В) на водопотребление, водный режим почвы, рост, развитие и продуктивность посевов в рисовых чеках. Схемой опыта по уровню минерального питания (фактор А) были предусмотрены четыре варианта: вариант А1 - естественное плодородие почвы (контроль), вариант А2 - внесение Г410Рзо Для формирования планируемой урожайности 1,5 т/га, вариант A3 - внесение N40P50K25 для формирования планируемой урожайности 2,0 т/га, вариант A4 - внесение N70P70K50 для формирования планируемой урожайности 2,5 т/га. Каждый из вариантов по уровню минерального питания был заложен с четырьмя разными нормами высева рыжика:

вариант B1 посев нормой 7,0 млн. сем./ra (контроль), вариант В2 - посев сниженной нормой, 6,0 млн. сем./га, вариант ВЗ посев увеличенной нормой, 8,0 млн. сем./га, вариант В4 - посев увеличенной нормой, 9,0 млн. сем./га.

Почвенный покров опытного участка представлен бурыми, малогумусными, средними суглинками. Содержание легкогидролизуемого азота, 37,1-38,5 мг/кг, и подвижного фосфора, 25,4-28,2 мг/кг в пахотном слое почвы низкое, а обменного калия, 273-3 54 мг/кг - повышенное. Плотность сложения почвы изменяется от 1,241,29 т/м3 в пахотном слое до 1,60 т/м3 - на глубине 0,8 м. Наименьшая влагоемкость - 24,5-25,7 % от массы сухой почвы.

В засушливые 2007 и 2009 годы исследований поступило 73,5-78,3 мм атмосферных осадков, что в регионе обеспечивается с вероятностью 65-69 %. В 2008 году поступило более 100 мм осадков, что обеспечивается с вероятностью 37 % и характеризует его как средневлажный.

В опытах применялась общепринятая агротехника возделывания ярового рыжика в рисовых чеках с дополнениями вариантами изучаемых приемов. На всех вариантах почвенные и гидрологические условия были идентичными. Площадь опытного участка 4 га, повторность четырехкратная, площадь учетной делянки в одной повторности 450 м" В соответствии с методикой полевого опыта (Б.А. Доспехов, 1985 г методикой планирования эксперимента в исследованиях'сельскохозяйственных процессов (C.B. Мельников, 1980 г.), методикой Госсортсети (1971 г.), методикой ВНИИ кормов им. В.Р Вильямса (1972) опыты сопровождались фенологическими и метеорологическими наблюдениями, биометрическими учетами, определением основных показателей фотосинтетической деятельности и урожайности. Гранулометрический состав почвы определяли по методике H.A. Качинского (1970

плотность сложения - методом режущего кольца, наименьшую влагоемкость методом заливаемых площадок, содержание минеральных элементов в почве стандартными методами (ГОСТ 26205, ГОСТ 26951-86). Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом (ГОСТ 20915-75).

В третьей главе «Водный режим почвы и водопотребления рыжика в рисовых чеках» изучены закономерности водопотребления и особенности формирования

водного режима почвы в рисовых чеках при изменении нормы высева рыжика и последовательном повышении уровня минерального питания.

Результаты полевого эксперимента подтверждают, что запасы почвенной влаги в рисовых чеках являются наиболее стабильным источником воды для парозанимающих культур рисового севооборота, возделываемых по богарной технологии. Перед посевом рыжика запасы влаги в 0,8-метровом слое почвы в опытах изменялись от 2549 до 2675 м3/га, что соответствовало влажности почвы от 89,1 до 93,5 % НВ. В среднем, от 41,2 до 47,0 % потребляемой посевами рыжика влаги возмещалось за счет использования почвенной влаги (табл. 1).

Таблица 1. - Водопотребление и водный режим почвы в посевах ярового рыжика при возделывании в рисовых чеках

Уровень минерального питания, кг д.в./га Норма высева, млн. сем./га Суммарное водопотребление, м3/га Доля почвенной влаги в структуре суммарного водопотребле-ния, % Влажность почвы в слое 0,8 м, % НВ

Начало ветвления Начало цветения Начало созревания

Л0РоКо 7 2290 42,6 79,6 80,3 60,6

6 2160 41,2 80,0 82,2 63,5

8 2290 42,7 79,4 79,9 60,6

9 2280 42,3 79,1 79,4 60,6

НшРзоКо 7 2410 42,9 79,6 82,6 57,9

6 2290 42,2 79,9 80,7 60,7

8 2460 43,7 79,2 82,0 56,4

9 2470 45,0 77,6 79,1 55,1

1^оР5оК25 7 2510 44,6 79,4 82,2 56,0

6 2340 42,3 79,8 80,3 59,2

8 2600 45,7 79,0 81,6 53,9

9 2630 46,7 77,5 78,3 52,3

1^70Р70К50 7 2570 45,7 78,6 78,6 53,0

6 2420 43,5 79,2 81,5 57,0

8 2620 46,5 78,0 77,1 51,1

9 2600 47,0 77,4 74,6 50,7

В опытах влажность 0,8-метрового слоя почвы уже к началу ветвления рыжика снижалась до 74,7-81,5 % НВ, в фазу цветения находилась в пределах 70,3-91,9 % НВ, а к началу фазы созревания не превышала 46,3-69,5 % НВ. Повышение плотности посева и уровня минерального питания рыжика во все годы исследований акти-

визировало процесс иссушения почвы в рисовых чеках. К началу фазы цветения наиболее иссушенными, 70,3-82,7 % НВ оказались варианты, где при посеве рыжика нормой 9 млн. сем./га удобрения вносили дозой ^оРгоК^о, наименее иссушенны-

72,3-93,9 % НВ, при посеве нормой 6 млн. сем./га на фоне естественного плодородия почвы.

Исследованиями установлено, что в период с начала цветения до начала созревания рыжика почва иссушается наиболее динамично, влажность почвы в 0,8-метровом слое в течение этого периода снижалась на 15,2-30,8 % НВ.

На рисунке 1 представлены средневзвешенные за период «цветение-начало созревания» значения влажности 0,8-метрового слоя почвы, из которого видно, что внесение удобрений дозой И^Р^К^ и ЫуоР?«^ в максимально загущенных посевах сопровождается наибольшим снижением потенциала почвенной влаги и вода на участках этих вариантов в указанный период находится в трудно доступной для растений рыжика форме.

6 8 | 9 Ш0Р70К50

Рисунок 1. - Водный режим почвы в фазу цветения и формирования семян рыжика (средневзвешенная оценка, среднее за 2007-2009 гг.)

Таким образом, одним из основных условий реализации потенциала продуктивности рыжика в рисовых чеках является установление рациональной динамики расходования воды в течение вегетационного периода. Опыты показали, что повышение у ревмя,минерального питания и плотности посева сопровождается увеличением

среднесуточного водопотребления рыжика в период «всходы-начало цветения» с 20,4-31,2 м5/га в сут. при посеве нормой 6 млн. сем./га на фоне естественного плодородия почвы до 25,3-44,6 м3/га в сут. при внесении Ы70Р7оК5о и норме высева 9 млн. сем./га (рис. 2).

В период «цветение-начало созревания» среднесуточное водопотребление увеличивается, в среднем, с 36,1 м3/га в сут. при посеве нормой 6 млн. сем./га на фоне естественного плодородия почвы до 39,4 м3/га в сут. при внесении И«Р5оК25 и норме высева 8 млн. сем./га. Дальнейшее усиление минерального питания и повышение плотности посева сопровождается снижением динамики водопотребления рыжика в период «цветение-начало созревания», которое хорошо согласуется с падением потенциала почвенной влаги на участках этих же вариантов.

По результатам экспериментальных исследований (табл. 1) установлена закономерность изменения суммарного водопотребления (г, м3/га) ярового рыжика в зависимости от уровня минерального питания (х, кг д.в.) и нормы высева (у, млн. сем./га), которая с достаточной степенью надежности формализуется выражением (рис. 3): z=a+bx+cy+dx2+ey2+fxy+gx3+hy3+ixy2+jx2y. Коэффициенты - а = -3069; Ь = -11,5; с =1881; ё =-0,17; е = -218; f = 5,29; £=0,003; И = 8,3; 1 =-0,15; = -0,038 -получены эмпирически в результате обработки экспериментального материала.

гЛз

----Посев-всходы

--Всходы-

ветвлешм

— Ветвление-цветешся

-Цветение -

созреваю [Я

Начапо -

полное

созреванне

Рисунок 2. - Динамика среднесуточного водопотребления рыжика в рисовых чеках

О и

1 О-

& 5 2300

2 §

£ § 2200

§ 2500

ё 2400

X

1>

2700

2600

2100

Нор

высева' азота, кг.д.в./га

млн. сем./га

Рисунок 3. - График зависимости суммарного водопотребления ярового рыжика от условий минерального питания и плотности посева

Представленная зависимость, регрессионного типа, характеризуется высокой степени сходимости с аппроксимируемым материалом. Коэффициент детерминации зависимости 0,86.

Исследование зависимости показало, что при посеве рыжика нормой 8 или 9 млн. сем./га, максимум суммарного водопотребления, 2600-2630 м3/га, наблюдается при внесении удобрений дозой К,0Р50К25. При этом используется 93-97 % теоретически доступных растениям ресурсов влаги.

В четвертой главе «Закономерности роста и развития рыжика в рисовых чеках» исследованы закономерности роста, развития и реализации потенциала продуктивности ярового рыжика при разной плотности посева при последовательном повышении уровня минерального питания.

Исследования показали, что наибольшая урожайность, 1,48-2,16 т/га маслосемян рыжика, обеспечивается при формировании не менее 1000 тыс. м2дней/га фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза посева 3,44-4,18 г/м2 в сут., которые позволяют посевам накапливать в среднем 55,2-72,0 кг/га сухого вещества в сутки в течение вегетационного периода, продолжительностью 61-75

сут. (табл. 2). При этом высота растений должна быть около 0,8 м, сформировано не менее б ветвей/раст. при плотности расположения растений не менее 350 раст./м2 и обеспечивалось формирование не менее 44 стручков/раст.

Таблица 2 - Показатели продуктивности ярового рыжика _ в рисовых чеках (2007-2009 гг.) __

Уровень минерального питания, кг д.в./га Норма высева, млн. сем./г а Урожайность, т/га Фотосинтетический потенциал, тыс. м2 дней/га Продуктивность фотосинтеза, г/м2 в сут. Среднесуточный прирост сухого . вещества, кг/га Продолжительность вегетационного периода, сут.

адко 7 0,99-1,47 771-991 3,08-3,84 37,3-55,2 57-69

6 0,86-1,30 665-843 3,03-3,74 34,М7,0 55-67

8 0,94-1,39 800-1005 2,93-3,44 37,8-50,1 57-69

9 0,86-1,34 773-1035 2,72-3,43 37,0-51,4 56-68

КшР3оК0 7 1,22-1,82 866-1080 3,25-4,08 43,2-62,1 59-71

6 0,95-1,42 731-911 3,12-3,87 38,1-51,2 58-69

8 1,21-1,79 929-1131 3,17-3,80 44,6-59,7 59-72

9 1,12-1,62 892-1124 2,90-3,59 41,5-57,7 59-70

Н40Р50К25 7 1,30-1,96 924-1179 3,464,18 48,5-67,5 61-73

6 1,00-1,51 770-962 3,21-3,93 41,1-54,0 59-70

8 1,48-2,16 1002-1293 3,44-4,18 55,2-72,0 61-75

9 1,39-2,00 962-1285 3,25-3,90 51,8-66,8 60-75

1<7оР7оК5о 7 1,31-1,98 928-1181 3,57-4,12 50,3-65,7 61-74

6 1,05-1,56 798-1023 3,35-3,85 43,2-54,0 59-73

8 1,33-1,96 979-1197 3,56-4,10 52,9-66,4 61-74

9 1,17-1,76 954-1204 3,30-3,78 50,5-61,5 59-74

НСР, 05, т/га 0,08-0,13 фактор А (уровень минерального питания)

0,08-0,13 фактор В (норма высева)

0,15-0,25 для частных средних

Основными процессами, определяющим реализацию потенциала продуктивности посева является процессы синтеза и накопления органического вещества. Анализ экспериментального материала позволил выявить и численно характеризовать взаимосвязь между динамикой накопления органического вещества и урожайностью рыжика в рисовых чеках. Для этого использовано следующее выражение: У = к1(т|+ш2)+к2(ш2-ш1), где ТП! - среднесуточный прирост биомассы рыжика (кг/га в сут.) в период «ветвление -начало цветения», а ш2 - в период «цветение - начало созревания»; У - урожайность,

т/га; к, и к2 - коэффициенты, соответственно равные 0,01 и 0,006. Множественный коэффициент детерминации приведенной зависимости 0,93.

Из уравнения следует, что урожайность рыжика прямо пропорциональна интенсивности накопления органического вещества за достаточно продолжительные период развития, начиная с фазы ветвления растения и заканчивая фазой созревания семян. При этом недопустимо снижение динамики накопления органического вещества в период «цветение - начало созревания» (ггь), поскольку если т2<гП|, то второй член уравнения отрицателен.

Из данных, полученных в опыте, следует, что увеличение среднесуточной динамики накопления органического вещества посевами рыжика в период «ветвление -начало цветение» (ш,) обеспечивается, преимущественно за счет увеличения продуктивности фотосинтеза посева (рис. 4). Повышение продуктивности фотосинтеза, в среднем, с 4,40 до 5,61 г/м2 в сут., в этот период обеспечивается увеличением нормы высева, с 6 до 9 млн. сем./га, и дозы внесения минеральных удобрений - до

В период «цветение- начало созревания» наибольшей продуктивностью фотосинтеза, в среднем, 3,74-3,82 г/м2 в сут., отличались варианты, где удобрения вносили дозой Н4оР5оК25, а посев проводили нормой 7 или 8 млн. сем./га.

Опыты показали, что увеличение среднесуточной динамики накопления органического вещества посевами рыжика в период «цветение - начало созревания» (ш2) обеспечивается за счет увеличения фотосинтетического потенциала посева (рис. 4). Повышение фотосинтетического потенциала, в среднем, с 499 до 774 тыс. м"дней/га, в этот период обеспечивается увеличением нормы высева с 6 до 8 млн. сем./га и дозы внесения минеральных удобрений до ^0РзоК25- Дальнейшее загущение посевов и повышение уровня минерального питания сопровождается снижением фотосинтетической активности рыжика в период «цветение-начало созревания семян».

Исследованиями установлена закономерность изменения урожайности рыжика в зависимости от уровня минерального питания и нормы высева. Формально зависимость урожайности рыжика (г, т/га) в рисовых чеках от указанных факторов можно представить следующим нелинейным выражением (рис. 5):

г

1" У \ ч '

У4»

г —.

»и»-

> б ЮР 8 0К 9 3 N 6 ЮР 8 301 9 СО N4 6 0Р: юк 9 .25 N7 б 0Р' &' ток 9 .50

-Всходы -ветвления

- Ветвление -ше1ення

- Цветение -созревания

Начало-полное созрев ание

г N

Л Л Л \ Л

\ Г V/

/- ' V > /

- -- -- ... -- -- -- -

б ГОР 8 ОК 9 0 N б 0Р 8 301 9 СО N4 б 0Р: 8 ОК 9 .25 Ы" б 0Р_ 8 'ОК 9 50

- Всходы-ветвления

-Ветвленне цветения

- Цветение -созревания

Начало -

полное

созревание

Рисунок 4. - Динамика фотосинтетической активности ярового рыжика по вариантам опыта

г=а+Ьх+с/у+6х2+е/у2+1х/}Н^хЗ+Ь/уЗ+1х/у:^х2/у, где х показатель, характеризующий уровень минерального питания, кг д.в./га; у - норма посева, млн. сем./га; а следующие коэффициенты - а = -6,39; Ь = 0,043; с = 135,25; с! = -0,0013; е = -

759,96; = 0,2; я=3,96х10"6; И = 1296,54; ) =-2,15; ] = 0,005 - получены эмпирически в результате обработки экспериментального материала.

Представленная зависимость, регрессионного типа, характеризуется высокой степени сходимости с аппроксимируемым материалом (Я2= 0,93). Исследование зависимости показало, что посев рыжика контрольной нормой, 7 млн. сем./га, выгоден на фоне естественного плодородия почвы. При посеве рыжика нормой 8,0 млн. сем./га необходимо внесение минеральных удобрений дозой К>|Р5сК25, что в комплексе позволяет наиболее эффективно реализовать потенциал продуктивности ярового рыжика и получать от 1,48 до 2,16 т/га маслосемян.

0

1

к

о о,

высева,

млн. сем./га

Доза

/п

минерального азота, кг. д.в./га

Рисунок 5. - Зависимость урожайности семян рыжика от уровня минерального питания и нормы посева в рисовых чеках

В пятой главе «Эффективность возделывания рыжика в рисовых чеках» проведены оптимизационные исследования элементов технологии возделывания рыжика в рисовых чеках.

Опытами установлено, что влияние исследуемых факторов на урожайность и масличность семян рыжика не всегда равнонаправлено. Наибольший сбор рыжико-

вого масла, в среднем 660 кг/га обеспечивается, если посев нормой 8,0 млн. сем./га в рисовых чеках сочетать с внесением минеральных удобрений дозой ХЛСР5СК25 (табл. 3). На фоне естественного плодородия почвы оправдан посев рыжика нормой 7 млн. сем./га. При этом, в среднем, валовой сбор рыжикового масла составляет 467 кг/га, что на 35-61 кг/га больше, чем при посеве нормой 6, 8 или 9 млн. сем./га.

Таблица 3. - Показатели эффективности возделывания ярового рыжика в рисовых чеках (2007-2009 гг.)

Уровень минерального питания, кг д.в./га Норма высева, млн. сем./ га Маслич-ность, % Валовой сбор масла, кг/га Коэффициент водопо-требле-ния, т/м3 Чистый дисконтированный ДОХОД, тыс. руб. Индекс ДОХОДНОСТИ затрат

7 38,5 467 1972 64,7 1,6

NoPoKo 6 38,6 413 2111 49,1 1,5

8 37,5 432 2073 49,9 1,4

9 37,2 406 2195 35,2 1,3

7 37,6 564 1675 101,4 1,8

NicftoKo 6 37,6 441 2035 58,6 1,5

8 37,2 553 1722 94,2 1,7

9 36,4 490 1913 67,4 1,5

7 37,2 603 1618 113,9 1,9

N40P50K25 6 37,2 463 1967 63,6 1,5

8 36,8 660 1508 134,0 2,0

9 36,3 603 1641 108,6 1,8

7 36,7 599 1645 109,8 1,8

N70P70K50 6 36,8 472 1963 64,0 1,5

8 36,4 594 1667 104,1 1,8

9 35,5 515 1866 71,2 1,5

Базисным направлением концепции повышения эффективности производства ценной масличной культуры, - рыжика, - в рисовых чеках является оптимизация использования почвенных влагозапасов, как основного источника водного питания растения. Исследованиями установлена зависимость коэффициента водопотребле-ния рыжика {г, т/га) от уровня минерального питания (х, кг д.в.) и нормы высева (у, млн. сем./га), которая с достаточной степенью надежности формализуется выраже-

нием: Kr.=a+bx+c/y+dx2+e/y2+fx/y+gx3+h/yí+ix/y2+jx2/y. Коэффициенты - а = 8896; Ь = -64,6; с = -107415; а = 1,44; е = 476896; (= 76,3; ё=-0,005; Ь =-454734; г =1156; ^ = -5,0 - получены эмпирически в результате обработки экспериментального материа-

График зависимости (рис. 6) свидетельствует о наличии вполне определенного минимума, то есть такого сочетания факторов, при котором влага посевами ярового рыжика используется максимально эффективно. На фоне естественного плодородия почвы посев рыжика нормой 7,0 млн.сем./га обеспечил наиболее выгодные условия использования воды при формировании урожая. Коэффициент водопотребления при таком сочетании факторов в среднем составил 1972 м3/т, что на 101-223 м3/т меньше, чем при посеве нормой 8-9 млн.сем./га или 6 млн.сем./га. При внесении удобрений дозой Ы4оР5оК25 наименьшее количество воды, в среднем, 1508 м3/т, на формирование урожая расходовалось при посеве рыжика нормой 8 млн. сем./га. Это на ПО м3/т меньше, чем на контрольном варианте и на 133-459 м3/т меньше, чем на участках, где посев проводили нормой 6 или 9 млн. сем./га.

ла.

азота, кг. д.в./га

Рисунок 6. Зависимость коэффициента водопотребления рыжика от уровня минерального питания и нормы посева

Исследованиями установлена связь между динамикой расходования ресурсов почвенной влаги и эффективностью использования воды на формирование урожая маслосемян рыжика. Расчеты показали, что при использовании за период от посева до начала цветения около 37 % теоретически доступной растениям влаги можно ожидать максимальную эффективность использования водных ресурсов на формирование урожая. При расходовании менее 37 % теоретически доступной растениям влаги часть водных ресурсов недоиспользуется. При расходовании за период от посева до начала цветения более 37 % теоретически доступной растениям влаги лимитирующим урожайность фактором является дефицит почвенной влаги, которая становиться труднодоступной в период «цветение - начало созревания семян».

Экономически выгодно в рисовых чеках ориентировать производство рыжика на формирование урожайности 2 т/га, для чего посев следует проводить нормой 8 млн. сем./га в сочетании с внесением расчетной дозы минеральных удобрений. При этом обеспечивается максимальный, 2,0, индекс доходности затрат, внутренняя норма доходности потенциальных проектов составляет 125,3 %, а с площади 6 га за 3 года можно получить 134 тыс. руб. чистого дисконтированного дохода.

ВЫВОДЫ

1. В засушливых условиях региона исследований с его высокой теплообеспе-ченностью, поступлением за безморозный период свыше 47 ккал/см2 фотосинтети-чески активной радиации и ГТК в пределах 0,3-0,4, использование остаточных после уборки риса запасов почвенной влаги позволяет эффективно возделывать рыжик масличный при устойчивом формировании урожайности маслосемян до 2,0 т/га.

2. Суммарное водопотребление рыжика в рисовых чеках составляет, в среднем, 2160-2620 м3/га. За счет запасов почвенной влаги возмещается 41,2-47,0 % суммарного водопотребления рыжика.

3. Одним из основных условий успешного возделывания рыжика в рисовых чеках является установление рациональной динамики расходования воды в течение вегетационного периода. Повышение уровня минерального питания и плотности посева сопровождается увеличением среднесуточного водопотребления рыжика в период «всходы-начало цветения» с 20,4-31,2 м3/га в сут. при посеве нормой 6 млн.

сем./га на фоне естественного плодородия почвы до 25,3-44,6 м3/га в сут. при внесении N70P70K50 и норме высева 9 млн. сем./га.

В период «цветение-начало созревания» среднесуточное водопотребление увеличивается, в среднем, с 36,1 м3/га в сут. при посеве нормой 6 млн. сем./га на фоне естественного плодородия почвы до 39,4 м3/га в сут. при внесении N40P50K25 и норме высева 8 млн. сем./га. Дальнейшее усиление минерального питания и повышение плотности посева сопровождается снижение динамики водопотребления рыжика в период «цветение-начало созревания».

4. Усиление эвапотранспирации рыжика в период «всходы-начало цветения» сопровождается снижением доступности почвенной влаги растениям в фазы цветения и формирования и налива бобов. Средняя взвешенная за период «цветение -начало созревания» влажность 0,8-метрового горизонта почвы снижается с 77 % НВ при посеве нормой 6 млн. сем./га на фоне естественного плодородия почвы до 66 % НВ при посеве нормой 9 млн. сем./га и внесении удобрений дозой N70P70K50. В течение вегетационного периода в доступной для растений форме почвенная влага находится при внесении минеральных удобрений дозой до N40P50K25 и норме высева не более 8 млн. сем./га.

5. За период «цветение начало созревание семян» посевы рыжика тратят до 46,1-53,4 % расходуемой за вегетационный период влаги. Наибольшая ^оля расходуемой за вегетационный период влаги (53,4 %)'в период «цветение - начало созревания семян» посевами рыжика потребляется при внесении удобрений дозой N40P50K25 и норме посева 8 млн. сем./га. При внесении N70P70K50 и плотности посева 9 млн. сем./га. доля расходуемой за период «цветение - начало созревания семян» воды от суммарного водопотребления рыжика сокращается до минимума (46,1 %).

6. Максимальная эффективность использования воды на формирование урожая обеспечивается при расходовании в период «посев - начало цветения» около 37 % теоретически доступной растениям влаги. Наиболее эффективно на формирование урожая, 1273-1703 м3/т, вода расходовалась при посеве рыжика нормой 8 млн. сем./га и внесении минеральных удобрений дозой N4oP5oK2S.

7. Наибольшая урожайность, 1,48-2,16 т/га маслосемян рыжика, обеспечивается при формировании не менее 1100 тыс. м2дней/га фотосинтетического потенциала и

чистой продуктивности фотосинтеза посева 3,44-4,18 г/м2 в сут., которые позволяют посевам накапливать в среднем 55,2-72,0 кг/га сухого вещества в сутки в течение вегетационного, периода продолжительностью 61-75 сут. При этом высота растений должна быть около 0,8 м, сформировано не менее 6 ветвей/раст. при плотности расположения растений не менее 350 раст./м2 и обеспечивалось формирование не менее 44 стручков/раст.

8. Повышение уровня минерального питания за счет внесения минеральных удобрений дозой до N^50^5 сопровождается усилением продуктивности фотосинтеза рыжика на 5,6-15,5 %, ростом фотосинтетического потенциала посева до 15,628,6 % и увеличением динамики накопления органического вещества на 16,0-37,9 %. При увеличение дозы минеральных удобрений с М40Р5оК.25 до К,7оР?оК5й показатели фотосинтетической активности посева и динамика накопления органического вещества снижались на 1,1-6,7 %.

9. В зависимости от нормы высева максимальный прирост фотосинтетического потенциала (более 11 %) и наибольшее увеличение динамики накопления органического вещества (до 8,6 %) обеспечивалось при повышении плотности расположении растений до 350 раст./м2 только на хорошо удобренных вариантах с внесением минеральных удобрений дозой не менее Ы40Р5оК25. Исследованиями предложена оптимизационная модель динамики накопления органического вещества посевами, которая может быть использована при организации контроля за ростом и развитием ярового рыжика в рисовых чеках.

10. Масличность семян рыжика в рисовых чеках изменяется в пределах 35,5-38,6 % и снижается при повышении уровня минерального питания и нормы высева на 0,1-1,8 %. Валовой сбор рыжикового масла возрастает с 413 кг/га при посеве нормой 6 млн. сем./га на фоне естественного плодородия почвы до 660 кг/га при посеве нормой 8 млн. сем./га в сочетании с внесением удобрений дозой Ы40Р50К25 с устойчивой тенденцией снижения при дальнейшем увеличении дозы минеральных удобрений и плотности посева.

11. В рисовых чеках экономически выгодно ориентировать производство рыжика на формирование урожайности 2 т/га, для чего посев следует проводить нормой 8 млн. сем./га в сочетании с внесением расчетной дозы минеральных удобрений. При

этом обеспечивается максимальный, 2,0, индекс доходности затрат, внутренняя норма доходности потенциальных проектов составляет 125,3 %, а с площади 6 га за 3 года можно получить 134 тыс. руб. чистого дисконтированного дохода.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ Для повышения эффективности использования остаточной после возделывания риса влаги в почве в структуре рисовых севооборотов республики Калмыкия предусматривать выращивание ярового рыжика при формировании 2,0 т/га масло-семян.

2. Увеличить норму посева рыжика в рисовых чеках до 8 млн. сем./га в сочетании с внесением минеральных удобрений расчетной, на планируемый урожай 2,0 т/га, дозой (для бурых полупустынных почв Республики Калмыкия с низким содержанием доступного азота и фосфора и высоким - калия, - N40P50K2J).

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

- в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Бородычев, В.В. Возделывание рыжика в сопутствующей рису культуре /В.В. Бородычев, Е.А. Дубина// Плодородие. - 2010. - №5. - С. 6-8 (п.л. - 0,27, авторских -0,17).

2. Дубина, Е.А. Продуктивность рыжика масличного в рисовых чеках / Е.А. Дубина // Агрохимический вестник - 2011. № 1. С. 38-39 (п.л. 0,15, авторских

0,15)

3. Бородычев, В.В. Эффективность использования влагозапасов посевами ярового рыжика в рисовых чеках /В.В. Бородычев, Е.А. Дубина // Природообустройство.

2011. - №1. - С. 49-53 (п.л. 0,33, авторских 0,24)

4. Бородычев, В.В. Возделывание ярового рыжика и горчицы в рисовых чеках / В.В. Бородычев, Е.А. Дубина, A.B. Левина, С.Б. Адьяев // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2011. - № 1 - С. 41-45 (п.л. 0,34, авторских 0,10).

J2 -

— в научных трудах, материалах конференций и периодической печати:

5. Бородычев, В.В. Водопотребление и урожайность рыжика в рисовых чеках /В.В. Бородычев, Е.А. Дубина // Инновационные технологии в мелиорации и сельскохозяйственном использовании мелиорированных земель: тезисы докладов. Минск: Институт мелиорации, 2010. - 34-36. (п.л. - 0,33, авторских - 0,20).

6. Дубина, Е.А. Закономерности роста и продуктивность рыжика в рисовых чеках / Е.А. Дубина // Вопросы мелиорации. - 2010. - № 1-2. - С. 46-48. (пл. - 0,18, авторских - 0,18).

7. Бородычев, В.В. Эффективность возделывания рыжика в рисовых чеках /В.В. Бородычев, М.Н. Лытов, Е.А. Дубина // Мелиорация и водное хозяйство: материалы научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития мелиоративно-водохозяйственного комплекса юга России». - Новочеркасск: изд. «Лик» , 2010. - С. 9-13 (п.л. 0,21, авторских 0,12).

/ о >

20111590»/

Подписано в печать 17.03.2011 Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman. Печать трафаретная Уч. -изд. л.1. Тираж 100. Зак. 71 ИПК ФГОУ ВПО Волгоградская ГСХА «Нива» 400002, г. Волгоград, пр. Университетский, 26

2011159087