Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агроэкологическое изучение сортов, влияния удобрений и регуляторов роста на развитие, урожайность и качество семян сои в лесостепи ЦЧР

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Столяров, Олег Валерьевич, Воронеж

Воронежский государственный аграрный университет

им. К.Д. Глинки

На правах рукописи

Столяров Олег Валерьевич

УДК: 631.526.32:633.34:631.8:631.95 (043.3)

..-■Л

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ СОРТОВ, ВЛИЯНИЯ УДОБРЕНИЙ И РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА РАЗВИТИЕ, УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЕМЯН СОИ В ЛЕСОСТЕПИ

ЦЧР

Специальность 06.01.09 - растениеводство

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель -доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.А. Федотов

Воронеж - 1999

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ........................................................................ 5

1. ЗНАЧЕНИЕ, ИНТРОДУКЦИЯ, ИЗУЧЕНИЕ СОРТОВ И ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СОИ В ЦЕНТРАЛЬНОМ ЧЕРНОЗЕМЬЕ (обзор литературы)............................................................... 9

1.1. Значение сои и история её интродукции в ЦЧР............. 9

1.2. Экологические условия ЦЧР и их соответствие биологическим требованиям сои....................................... 12

1.3. Роль сорта при интродукции сои.............................. 17

1.4. Особенности использования соей макроэлементов питания..................................................................... 20

1.5. Влияние микроэлементов на урожай и качество семян сои..................................................................... 23

1.6. Влияние эпина и других регуляторов роста на продуктивность растений................................................. 28

2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ...... 33

2. 1. Почвенно-климатические условия проведения исследований................................................................. 33

2. 2. Агрометеорологические и почвенные условия в годы

исследований........................................................ 35

2.3. Объекты и методика исследований............................ 42

3. ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ СОИ....................................... 48

3. 1. Продолжительность вегетации и высота растений раз-

ных гю скороспелости сортов сои............................. 48

3.2. Фотосинтетическая деятельность посевов разных по

скороспелости сортов сои........................................ 57

3. 3. Число и масса азотфиксирующих клубеньков на корнях

сои разных сортов................................................. 66

3.4. Структура и величина урожайности разных сортов сои.................................................................... 71

3.5. Качество семян сои разных сортов............................ 81

3.6. Экологические и производственные испытания сортов сои в различных микрозонах Воронежской и Липецкой областей............................................................. 86

4. ВЛИЯНИЕ МАКРО-, МИКРОУДОБРЕНИЙ И РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ, ВЕЛИЧИНУ И КАЧЕСТВО

УРОЖАЯ СЕМЯН СОИ.......................................................... 94

4. 1. Отзывчивость сортов сои на применение макроудобрений,,, ....................................................................94

4. 1. 1. Влияние КРК на высоту растений разных сортов

сои............................................................ 94

4. 1. 2. Изменение площади листьев и облиственности растений разных сортов сои в зависимости от агрофона

...........................................................................................................98

4. 1. 3. Влияние минеральных удобрений на сим биотическую

активность разных сортов сои........................................... 103

4. 1.4. Величина и структура урожайности разных сортов сои в

зависимости от удобрений................................................ 107

4. 1. 5. Влияние удобрений на качество урожая разных сортов

сои............................................................................ 111

4. 2. Влияние обработки семян и растений микроэлементами и регуляторами роста на развитие, урожайность и качество семян сои.................................. 114

4. 2. 1. Рост и развитие растений в посевах сои..................... 114

4. 2. 2. Величина и структура урожайности сои в зависимости

от обработки семян и растений микроэлементами и регуляторами роста .................................................................. 124

4. 2, 3. Товарное качество сои при обработке микроэлементами

и регуляторами роста..................................................... 131

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОРТОВ СОИ, ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ,

МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА....................... 138

5.1. Экономическая и энергетическая оценка сортов сои...... 138

5. 2. Экономическая и энергетическая оценка применения

удобрений на разных сортах сои............................... 141

5. 3. Экономическая и энергетическая оценка обработки сои микроэлементами и регуляторами роста при разных

способах их применения........................................ 145

ВЫВОДЫ........................................................................... 147

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ......................................... 150

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................................... 151

ПРИЛОЖЕНИЯ................................................................... 169

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Важная задача сельскохозяйственного производства - постоянное увеличение производства высокобелкового зерна бобовых культур, среди которых на первое место в мире вышла соя. На мировом рынке соевое зерно и соевая мука пользуются большим спросом, обеспечивая значительные валютные поступления основным производителям сои -США, Бразилии, Китаю и Аргентине [117]. По данным ФАО ООН ее посевы расширены до 52,4 млн га, урожайность повысилась до 19,3 ц/га, валовый сбор - до 100,8 млн т [9].

Популярность сои заключается в том, что семена ее содержат 35-50 % полноценного белка, 17-25 % жира и до 30 % углеводов.

В целях удовлетворения спроса населения в продуктах сои в 1993 г. специальным постановлением правительства Российской Федерации утверждена Программа по увеличению производства и переработки сои. В соответствии с ней, производство сои в России должно увеличиться в 2,5 раза и составить в 1998 г. - 2,0 млн т, после 2000 г. - 3,6 млн т, причем в Центральном Черноземье запланировано произвести 245 тыс т зерна сои [123].

Возделывание сои в ЦЧР позволит решить целый ряд экономических и экологических проблем: во- первых, сократится потребление дорогостоящего и энергоемкого минерального азота за счет замены его биологическим; во-вторых, потеснив горох - традиционную бобовую культуру региона, будет способствовать оздоровлению агроценозов от "горохоутомления" почвы; в-третьих, увеличится разнообразие агроценозов; в- четвертых - как масличная культура, соя уменьшит дефицит растительного масла и будет препятствовать нерационально большому размещению подсолнечника в структуре посевных площадей.

До недавнего времени массовое внедрение этой культуры в сельскохозяйственное производство ЦЧР сдерживалось вследствие отсутствия высокоурожайных сортов, адаптированных к экологическим условиям региона.

В результате успешной работы селекционеров ЦЧР и других научно-исследовательских учреждений выведены новые сорта сои северного экотипа с коротким вегетационным периодом.

В связи с этим в условиях Центрально-Черноземного региона культура сои стала вполне перспективной и изучение сортов сои и выбор на разных агрофонах более адаптивных, высокоурожайных и высококачественных из них - актуальная задача. Существует объективная необходимость изучить и технологию возделывания этой новой культуры. Мы изучили влияние минеральных удобрений с целью определения отзывчивости на них различных сортов и целесообразности разных способов применения микроэлементов и регуляторов роста на урожай и качество семян сои.

Цель работы. Подобрать наиболее урожайные и адаптированные к условиям лесостепной части ЦЧР сорта сои на разноудобренных фонах и разработать некоторые элементы агротехники возделывания этой культуры.

Задачи исследований,

1. Выявить сорта сои, дающие в условиях лесостепи ЦЧР устойчивые и высокие урожаи качественных семян.

2. Изучить отзывчивость различных сортов сои на применение минеральных удобрений.

3. Изучить влияние обработки семян и растений растворами микроэлементов и регуляторов роста на величину и качество урожая.

4. Оценить экономическую и энергетическую эффективность лучших сортов сои и приемов их возделывания.

Научная новизна исследований. Проведены комплексные исследования большой группы сортов сои, как районированных, так и других новых

скороспелых сортов, не входящих в государственный реестр по ЦЧР, а также, для сравнения, сортов средних сроков созревания. Впервые в ЦЧР изучено влияние на продуктивность и качество семян сои микроэлементов: бора, молибдена, кобальта и новейших регуляторов роста.

В результате проведенных исследований подобраны сорта более адаптивные экологическим условиям региона, отличающиеся большой урожайностью и лучшими показателями качества, установлено значительное положительное действие некоторых микроэлементов и регуляторов роста.

Практическая ценность работы. Внедрение в производство лучших сортов сои для разных агрофонов, предпосевная обработка семян микроэлементами бором + молибденом + регулятором роста эпином позволят получать в новом регионе соесеяния России (лесостепи ЦЧР) высокие урожаи семян сои - до 16-20 ц/га с хорошим качеством экологически чистой продукции при минимальных затратах.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований проведена в ТОО им. Куйбышева Эртильского района Воронежской области и фермерском хозяйстве "Широкая речка" Хлевенского района Липецкой области. Она подтвердила выводы, полученные в основном полевом опыте.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов в 1997 г. и научной конференции профессорско-преподавательского состава Воронежского государственного аграрного университета имени К.Д. Глинки в 1998 г. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ.

Основные положения выносимые на защиту:

1. Обоснование выбора лучших сортов сои для условий лесостепи ЦЧР

по результатам комплексного изучения их.

2. Отзывчивость изучаемых сортов на внесение минеральных удобрений.

3. Эффективность микроэлементов, регуляторов роста при разных способах их внесения на урожайность и качество семян сои.

4. Экономическая и энергетическая оценка сортов сои, применения удобрений и регуляторов роста.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы и приложения. Список литературы включает 209 источников, в том числе 14 иностранных.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность своему научному руководителю профессору, доктору с.-х. наук Василию Антоновичу Федотову и кандидату с.-х. наук Сабиру Вагидовичу Кадырову, оказавшим большую помощь в научной работе.

1. ЗНАЧЕНИЕ, ИНТРОДУКЦИЯ, ИЗУЧЕНИЕ СОРТОВ И ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СОИ В ЦЕНТРАЛЬНОМ ЧЕРНОЗЕМЬЕ (обзор литературы)

1.1. Значение сои и история ее интродукции в ЦЧР

Соя, как ни одна другая культура, оплачивает труд земледельца хорошими урожаями ценного зерна [7, 117]. Она является культурой многопланового использования, необходимой для изготовления более 400 видов промышленной продукции [46, 128]. Из сои получают около двух третей всего производимого в мире растительного белка и третью часть растительного масла [105, 173]. Семена сои содержат до 45-50 % лучшего по биологической полноценности белка, который в мировом земледелии играет важнейшую роль в решении белковой проблемы в питании населения и в кормлении скота [25, 80, 129]. Соя содержит белка в 3-4 раза больше, чем куриные яйца и в 2-2,5 раза больше, чем говядина [58, 61, 153]. Белок сои хорошо сбалансирован по аминокислотному составу, превосходя даже, так называемый «идеальный белок» [89,131,162].

Кроме ценнейшего белка семена сои содержат 17-26 % жира и до 3035 % углеводов [144]. Ценность соевого масла обусловлена содержанием ли-нолевой и линоленовой жирных кислот, которые относятся к физиологически активным незаменимым кислотам [60].

Соевые продукты, в отличие от животной пищи, не содержат холестерина и играют огромную роль в профилактике и лечении сердечнососудистых заболеваний [32, 112]. Американскими учеными выявлена способность сои предотвращать и контролировать онкологические заболевания, аллергию [106].

Соя - отличное кормовое растение. На корм скоту ее используют в виде остатков маслоэкстрактивного производства (жмыхов, шротов), комбикорма, зеленого корма, силоса, сенажа, сена, мякины и соевого молока [53, 139, 140, 146, 149]. Соевый жмых содержит до 47 % белка, приравнивается к 1,26 кормовой единицы, охотно поедается животными [159].

Возделывание сои имеет важное агротехническое значение. Соя способна фиксировать атмосферный азот воздуха, улучшать водно-физические свойства почвы и усваивать труднодоступные соединения фосфора из глубоких слоев почвы. Потребность растений в азоте на 50-70 % удовлетворяется за счет фиксации его из атмосферы, вследствие симбиоза с клубеньковыми бактериями [27,160].

Благодаря уникальной экологической пластичности сои, ее возделывают более чем в 60 странах мира на площади около 53 млн га, от 48 параллели в южном полушарии до 56 - в северном, валовый сбор зерна составляет около 100,8 млн т [8, 158].

В последние два десятилетия значительно увеличили возделывание сои страны Европы (Румыния, Болгария, Венгрия, Франция, Испания, Польша), стремящиеся обеспечить себя собственными высокобелковыми кормами [105,150].

Неблагоприятные агроклиматические условия России не позволяют занимать соей столь большую площадь, как в США (25 млн. га). Вместе с тем же, площадь посева сои в России (1 млн га, более 80 % процентов из которых сосредоточено на Дальнем Востоке) неоправданно мала. Поскольку дальнейшее расширение посевов сои в этом регионе не представляется возможным, при средней урожайности 6 - 8 ц/ га [19, 80, 127], объективно необходимым становится расширение площади посева за счет продвижения ее культуры в новые регионы возделывания, к числу которых относится и Центральное Черноземье.

Большой вклад в исследовании дикой и культурной сои принадлежит русским ученым. Известный землепроходец В. Поярков еще в 1643-1646 гг. встретил посевы сои по среднему течению Амура восточнее Зеи [52]. Первые опытные посевы (в Таврической и Херсонской губерниях) в 1877 г. провел директор земского сельскохозяйственного училища И. Г. Подоба (1884). По его четырехлетним данным соя давала 120-160 пудов зерна с десятины.

Попытки возделывания этой культуры в ЦЧР известны давно. Видный агроном конца XIX века И. Н. Клинген (1899) успешно выращивал сою в Липецком уезде Тамбовской губернии. Крестьяне Самарской, Курской, Пензенской губерний, как сообщает А. Е. Вучине (1901), пробовали выращивать сою (китайские бобы или масличный горох), но вызревала она не всегда [95].

Массово внедрить сою в России пытались в 1925 г., тогда площадь ее посева составляла 16,6 тыс га. В 1927 г. было начато сортоиспытание сои в России. Учитывая огромное народно-хозяйственное значение этой культуры, в 1929 и 1931 гг. проводились Всесоюзные совещания по сое с целью определения мер по увеличению ее производства [88]. К 1931 г. соей было занято 461 тыс га, преимущественно в Европейской части. Средний урожай сои за период с 1927 по 1931 гг. составил 5,3 ц / га [42].

В 1929-1934 годах проводили сортоиспытание сои в Курской и Воронежской областях. Урожайность сорта Крушуля составила на Курском сортоучастке - 5,4, Тамбовском - 8,6 и Степном - 7,9 ц / га. Южная и Юго-Восточная части Воронежской области были признаны годными для широкого хозяйственного возделывания сои [87, 133].

В ЦЧО в 1929 г. соя занимала 560 га, а в 1930 г. - 5 тыс га; в 1932 г. посевы сои намечали довести до 250 тыс, а в 1934 - до 300 тыс га [95, 132]. Большие неудачи в производстве сои, случившиеся в 1931-1932 гг. развеяли миф о якобы уникальной неприхотливости этой культуры и послужили серьезным поводом для ее всестороннего глубокого изучения [113]. В годы Ве-

ликой отечественной войны основные производственные посевы сои были сосредоточены в Приморском и Хабаровском краях, Воронежской области, Краснодарском и Ставропольском краях. Воронежскую область относили к району устойчивых урожаев сои, а Курскую - к району средних, поздних неустойчивых ее урожаев [88]. П. И. Подгорный (1949) также указывал на возможность успешного возделывания сои Воронежской области на основе опытов Воронежского СХИ, Митрофановского опытного поля и других опытных учреждений. Перспективными для ЦЧО считали сорта: Никогри, Крушуля 913, Куйбышевская 77, Рекорд Северный и другие. Недостатками этих сортов были невысокая урожайность, низкое прикрепление первых бобов, их растрескивание и осыпание семян. В прохладные и дождливые годы наблюдалось неполное созревание сои. В 60 годы в Воронежском СХИ сою на кормовые цели изучала Л. Н. Соколовская [60]. В условиях Курской области в 1979 - 1986 гг. изучал возделывание сои Лихачев В. К., показавший возможность ее успешной культуры [93, 94, 95].

С появлением новых скороспелых сортов, выведенных селекционерами НИИСХ ЦЧП, НИИ зернобобовых и крупяных культур и другими се-лекцентрами, начался новый этап изучения и внедрения сои в ЦЧР.

1. 2. Экологические условия ЦЧР и их соответствие биологическим требованиям сои

Соя - теплолюбивая культура. В зависимости от сорта продолжительность ее вегетации составляет от 90 до 140 дней с суммой активных температур 1600-3500°С при среднесуточных температурах 16-17°С [42, 52, 80, 91, 99]. Современные сорта, выв