Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ И ХОЗЯЙСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ЗЕРНОВЫХ СОРТОВ ГОРОХА С ЛИСТОЧКОВЫМ И ВИДОИЗМЕНЕННЫМ (УСАТЫМ) ТИПАМИ ЛИСТА

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ И ХОЗЯЙСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ЗЕРНОВЫХ СОРТОВ ГОРОХА С ЛИСТОЧКОВЫМ И ВИДОИЗМЕНЕННЫМ (УСАТЫМ) ТИПАМИ ЛИСТА"

4-М о£<(

На правах рукописи

БУГРЕЙ ИННА ВАЛЕРЬЕВНА

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ И ХОЗЯЙСТВЕННАЯ ОЦЕНКА

ЗЕРНОВЫХ СОРТОВ ГОРОХА С ЛИСТОЧКОВЫМ И ВИДОИЗМЕНЕННЫМ (УСАТЫМ) ТИПАМИ ЛИСТА

Специальность 06.0! .09 - растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

п. Рассвет - 2003

Работа выполнена в Государственном Научном Учреждении Донского зонального научно-исследовательского института сельского хозяйства (ГНУ ДЗНИИСХ) Росседьхозакадемии

Научный руководитель - академик РАСХН,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ В. П. Ермоленко

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

П.Д. Шевченко

кандидат сельскохозяйственных наук В.В. Алабушев

Ведущее предприятие: Донской государственный аграрный университет

Защита состоится «19» декабре ционного совета Д. 006.066.0 исследовательском институте се п. Рассвет, Аксайскик район Рост факс 37-1-75)

С диссертацией можно ознако Автореферат разослан «18» ш

Ученый секретарь диссертационное доктор сельскохозяйственных наук

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важнейшая задача сельхозпроизводителей - устранение дефицита белка в продуктах питания и кормах для животных - была и остается актуальной. Ее решают различными путями, но самым дешевым и надежным среди них остается возделывание богатых белком бобовых растений, которые, к тому же, служат хорошим предшественником для других культур. Однако, несмотря на это, их посевы в Ростовской области сократились со 115 тыс. га в 1986-1990 гг. до 31 тыс. га в 1996-2000 гг., а урожайность - с 2,0-2,5 т/га до 0,8-1,0 т.

Внедрение в производство высокопродуктивных сортов гороха с усатым типом листа существенно не увеличило урожайность. Поэтому проведенные исследования, направленные на выявление причин низкой урожайности гороха, а также поиск путей ее увеличения и сбора белка с гектара пашни актуальны.

Тема работы является частью плана научно-исследовательских работ Донского ЗНИИСХ, номер гос регистрации 07.03.01.

Цель исследований - изучить и дать оценку сортам гороха с листочко-ьым и «усатым» типами листа, возделываемых на естественном фоне и при различных системах длительного применения удобрений в севообороте на черноземе обыкновенном Ростовской области. В задачу исследований входило:

1. Определить численность бактерий в почве и деятельность целлюлозо-разлагающих микроорганизмов, ферментативную активность и выделение СОз под посевами гороха в зависимости от уровня питания,

2. Изучить микроклимат в посевах гороха с обычным и видоизмененным типами листа, водный режим почвы, потребление влаги и элементов питания растениями.

3. Разработать методику определения площади усов гороха.

4. Оценить фотосинтетическую деятельность растений гороха с различными по морфотипу листьями.

5. Установить зависимость формирования надземной биомассы и генеративных органов растений гороха от особенностей листового аппарата.

6. Определить продуктивность различных сортов гороха.

7. Сравнить биоэнергетическую эффективность сортов гороха с различными по морфотипу листьями.

Научная новизна. В условиях Ростовской области на черноземе обыкновенном впервые изучена и дана сравнительная оценка сортов гороха с различными морфотипами листа по основным физиологическим показателям и продуктивности при длительном внесении удобрений в севообороте. Разработана методика определения площади усов. Предложен показатель, характеризующий устойчивость растений к полеганию, определяемый по отношению общей надземной массы к массе усов.

Практическая значимость работы. Изучены и предложены производству «усатые» сорта гороха, которые на фоне внесения удобрений обеспечивают урожайность до 3,0 т/га зерна и более.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и одобрены на методических комиссиях и отчетных сессиях аспирантов Донского ЗНИ-ИСХ в 2000-2002 гг., на научных конференциях молодых ученых: «Актуальные проблемы экологии в с.-х. производстве» в Дон ГАУ в 2000 и 2002 гг. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований проведена на полях ОПХ «Рассвет» в 2001 и 2002 гг.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 160 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, основных выводов и предложений производству. В ней содержится 50 таблиц, 7 рисунков и 17 приложений. Библиографический список включает 194 источника.

2. Условия и методика проведения исследований

Исследования проведены на стационаре ГНУ ДЗНИИСХ. Почвы участка представлены черноземом обыкновенным среднемощным легкосуглинистым на лессовидном суглинке. Содержание гумуса в пахотном слое почвы -3,98%, общего азота - 0,25, валового фосфора - 0,17, общего калия - 2,03-2,09.

Территория проведения исследований по физико-географическому положению относится к атлантико-континентальнон области зоны умеренных широт, к подрайону недостаточного увлажнения. Среднегодовое количество осадков 485 мм. С апреля по октябрь их выпадает 258 мм.

Среди ем ноголетняя температура воздуха 9,5®С, сумма положительных температур 3100-3300°С. Максимальные температуры достигают 40°С и выше, минимальные доходят до -35°С.

Метеорологические условия в годы исследований складывались по-разному: благоприятными для культуры они были в 2001 г., удовлетворительными в 1999 и 2002 гг. и неблагоприятными в 2000 г.

Чередование культур в севообороте: 1. Чистый пар. 2. Озимая пшеница. 3. Кукуруза на силос. 4, Ячмень яровой. 5. Кукуруза на силос. 6. Озимая пшеница. 7. Горох. 8. Озимая пшеница. 9, Подсолнечник. Повторность четырехкратная, варианты размещены рендомизированно. Учетная площадь 54 м2. Изучали сорта гороха: Сармат - листочковый и Аксайский усатый 5, Аксай-ский усатый 10 и Приазовский - афильные при различных уровнях питания. Схема внесения удобрений представлена в таблице 1.

Таблица 1

Схема внесения удобрений

№ п/п Внесено на 1 га площади севооборота в среднем за 25 лет

под предшествующую культуру в т.ч. под горок

1. Без удобрений (контроль)

2. Навоз 8,8 т

3.

4. Навоз 8 т + Ы3(,РМК|9 РадКбо

5. Навоз 8т+ Иб4Р42К28

6. Навоз 11,2т + ЫмР«К12

Технология возделывания сортов гороха, кроме различных систем и доз удобрений, общепринятая для зоны.

Исследования проводили полевым и лабораторным методами по соответствующим методикам: численность микроорганизмов в почве, ферментативная активность почвы и деятельность целлюлозораз латающих микробов (Звягинцев Д. Г., 1991; Карев С.Ш., Колесников С.И,, 1997), температура воздуха в травостое по фазам развития гороха с помощью термометров, относительная влажность воздуха в посевах - психрометром, полевая всхожесть семян, густота, выживаемость растений к уборке - по методике Госсортиспыта-ния с.-х. культур (1971), фенологические наблюдения - по В.А. Алабушеву (1967), содержание азота, фосфора и калия в клеточном соке растений - по Церлинг (1987). Прирост растений гороха в высоту - промером вытянутого экземпляра от основания до вершины. Оценка полегания - по методике И.Ф. Сергеева (1971), содержание СО^ в приземном воздухе-по Прохорову (Вино-ходов В.В. и др., 1992), площадь фотосинтетической поверхности листочково-го сорта - методом высечек, а «усатых» - по разработанной нами методике (Бугрей И.В., 2002), динамику накопления зеленой и сухой массы — путем подкашивания и взвешивания, чистую продуктивность фотосинтеза - по A.A. Ничипоровичу (1961). Роль листьев н усов в формировании урожая устанавливали путем удаления на одних растениях усов, других листочков и (или) прилистников (Чайлахян М.Х., 1988), подсчет цветков и плодов осуществляли по методике сортоиспытания, содержание влаги в почве - термостатно-весовым методом, суммарное водопотребление - по А,Н. Костякову (1951). Массу корней сортов гороха рассчитывали по формулам, предложенным A.B. Лабынцевым (2002). Биологическую урожайность и ее структуру определяли в снопах (Вавилов П.В, и др., 1983). Горох убирали напрямую комбайном Сампо-500. Отбор проб зерна гороха вели по ГОСТ 13586.3-83; определение его влажности - по ГОСТ 13586.5-93; массы 1000 семян - по ГОСТ 10842-89. Математическую обработку данных урожая проводили методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1985). В работе приведена биоэнергетическая

оценка изучаемых сортов (Методические указания, 1999; А.М. Струк и др., 1999).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Изменен не условий произрастания гороха в зависимости от внесения удобрении

Содержание в почве азота нитратов, подвижного фосфора и обменного калия на вариантах с внесением удобрений было выше, чем без них. В среднем за 1999-2000 гг. в период всходов гороха минерального азота на контроле в пахотном слое почвы содержалось 58 мг, при внесении навоза - 62, минеральных удобрений - 66 и органо-минеральных, в т.ч. под горох Р^К^ (вар. 4) - 67 мг/ кг почвы, подвижного фосфора - соответственно: 14,4; 23,8; 43,9 и 51,5 мг/ кг и обменного калия 316,338,383,404 мг/ кг почвы. К концу вегетации гороха содержание азота нитратов на всех вариантах опыта увеличивалось в 1,5-2 раза, подвижного фосфора и обменного калия - уменьшалось соответственно на 10-25 и 2-9%. Однако доступных для растений форм фосфора и калия на вариантах с внесением удобрений оставалось в почве больше, чем на контроле.

Увеличение доз внесения органо-минеральных удобрений (вар. 6) выше средних (вар. 4) не улучшало обеспеченность растений азотом, но увеличивало содержание в почве доступных форм фосфора и калия.

Численность почвенных бактерий чернозема обыкновенного в фазы 4-6 листьев гороха, начало цветения и полную спелость зерна при внесении удобрений в подавляющем числе определений повышалась. Например, в среднем за 2000 и 2002 гг. в фазе начала цветения гороха количество их на варианте с внесением органических удобрений возрастало от числа на контроле на 16%, минеральных - 74 и органо - минеральных (вар, 4) - 45%. Общая их численность была большей во влажные годы на вариантах с внесением органических и органо-минеральных удобрений, в засушливые - минеральных и органо-минеральных.

Количество целлюлозоразлагающих микроорганизмов по сравнению с бактериями в почве значительно меньше (млрд./г почвы и тысячи). Целлюло-золитическая способность разложения клетчатки в почве изменялась от большей к меньшей: при внесении минеральных удобрений, далее органо-минеральных и органических. Менее интенсивно разлагалась клетчатка на варианте без удобрений.

Воздействие удобрений на активность ферментов каталазы (1.11.16) и инвертазы (3.2.1.26), противоположно. Внесение удобрений не увеличивало, а даже снижало катал азную активность почвы, в то время как активность инвертазы возрастала. При этом в среднем за 2000-2002 гг. каталаза меньше всего расщепляла перекисные соединения при внесении минеральных удобрений и больше - навоза и органо-минеральных.

Тип листа гороха и состояние травостоя в определенной степени влияли на микроклимат в посевах. В неполепнем или слабо полегшем травостое гороха с «усатым» типом листа по сравнению с лнсточковой формой складывался более благоприятный температурный режим и относительная влажность воздуха для роста, развития растений и формирования ими плодов.

3.2. Реакция лисгочкового и «усатых» сортов гороха на условия произрастания

Полевая всхожесть семян, и сохранность растений гороха к уборке почти не изменялись по сортам, так как различия не превышали 1-3% (табл. 2). В одни годы показатели полевой всхожести семян и выживаемости растений гороха были большими у усатых сортов, в другие - листочкового. Действие и последействие удобрений вызывало некоторые различия в полевой всхожести (от 4 до 7%) и выживаемости растений (от 2 до 7%), но определенной закономерности по вариантам не установлено. Можно отметить только устойчивую тенденцию увеличения полевой всхожести семян усатых сортов гороха от применения удобрений.

Полевая всхожесть семян, продолжительность межфазных периодов и выживаемость растений к уборке (2000-2002 гг., без удобрений)

Сорт Полевая всхожесть, % Продолжительность межфазных периодов^ дней Выживаемость к уборке, %

посев-всходы всходы-цветение цветение-полная спелость гороха

Сармат 88 19 43 42 89

Аксайский усатый 5 86 19 44 41 90

Аксайский усатый 10 85 19 42 40 90

Приазовский 85 19 43 40 90

Темп развития растений гороха изучаемых сортов был одинаковым до фазы 4-6 листьев. Фазы бутонизация и цветение растений сорта Аксайский усатый 5 наступали на 1-3 дня позже, чем сорта Сармат, а сорта Аксайский усатый 10 на - 1-2 раньше. Даты фаз развития гороха сорта Приазовский отмечены несколько раньше по сравнению с сортами Сармат и Аксайскин усатый 5, но позже — сорта Аксайский усатый 10. Особенность сорта Приазовский, по сравнению с изучаемыми сортами, заключается в более коротком, на 2-4 дня, периоде цветения.

На развитие и продолжительность вегетации растений гороха оказывали более существенное влияние погодные условия, чем сорта и удобрения. По годам исследований продолжительность вегетации гороха сорта Сармат изменялась от 74 до 94 дней, сорта Аксайский усатый 5 - от 75 до 93 дней. Аксайскин усатый 10 - от 71 до 91 и Приазовский - от 73 до 90 дней. Чем суше и жарче лето, тем короче период вегетации растений, и наоборот.

Содержание азота, фосфора и калия в клеточном соке растений гороха с лнсточковым и измененным типами листьев было разным. Растения гороха сорта Аксайский усатый 5 по сравнению с сортом Сармат лучше потребляли азот, что н увеличивало его содержание в них до средней и высокой обеспеченности. По обеспеченности фосфором растения гороха с «усатым» типом листа в большинстве случаев превосходили листочковый, но при условии дос-

таточного содержания его подвижных форм в почве. По содержанию в клеточном соке калия четких различий между сортами не установлено.

Доступная для растений влага в слоях почвы 0-50 и 0-100 см под посевами гороха имелась вплоть до его уборки. Исходное её количество в метровом слое почвы под посевами различных сортов на вариантах с удобрениями и без них в среднем за годы исследований практически одинаковое и составляло: под растениями сорта Сармат — 1440-1540, Аксайский усатый 5 - 14701540 м3. Близкое количество доступной влаги в почве под этими же посевами находилось и в уборку - 6SO-8ÓO и 780-840 м1 соответственно.

Общий расход влаги за период вегетации гороха растениями сортов Сармат и Аксайский усатый 5 также близкий, на контрольных вариантах он составлял 2412-2417 м3/га (табл. 3).

Таблица 3

Расход влаги посевами гороха и коэффициенты водопотреблеиия (2000-2001 гг.)

Ва- Расход влаги за вегетацию, м'/га Коэффициенты водоп отреблени я, м3/т

ри- среднесуточный всхода -4-6 листьев 4-6 листьев -цветение цнетекие-уборка всходы - уборка

ант общий всей биомассы зерна

Сармат

1 26,7 2412 1205 525 173 294 1603

2 27,8 2501 1543 502 150 264 1301

3 27)4 2464 1674 406 126 215 1433

4 25,9 2334 1671 388 116 200 1147

5 25,1 2256 1598 370 Í06 188 1046

6 25,9 2334 1656 389 112 190 Í104

Аксайский усатый 5

1 26,5 2417 1424 831 165 284 1197

2 26,6 2398 1571 727 Í38 245 1053

3 26,9 2418 1528 500 113 199 918

4 26,0 2343 1398 455 108 190 880

5 26,6 2391 1342 449 Ш 189 793

6 26,7 2403 1409 441 112 191 835

Примечание. Вар. 1-6 - см. табл. 1

За вегетацию на контроле и вариантах с внесением удобрений коэффициенты водопотребления на формирование единицы надземной массы лис-точкового сорта (188-294 м3/т) и «усатого» (189-284 м3/т) были практически равны. Таким образом, по расходу влаги и использованию ее на образование единицы сухой надземной массы принципиальных различий между сортами не отмечено.

В то же время на формирование единицы массы зерна растения в зависимости от сорта расходовали разное количество влаги. При внесении органо-минеральных удобрений коэффициент водопотребления гороха с обычным типом листа снижался до 1046, или на 35%, с «усатым» - до 793, или на 34% от контроля. Следовательно, при возделывании гороха сорта Сармат на I т зерна влаги расходовалось в 1,3 раза больше, чем сорта Аксайский усатый 5.

3.3. Фотосинтетическая деятельность растений гороха с разными по морфотнпу листьями

Методика определения площади усов, разработанная и опробированная нами, основана на высокой корреляционной связи (0,88-0,95) между массой, площадью и удельной поверхностной плотностью уса (К>,ппу). К1ПП). - это отношение массы уса к его площади. Площадь уса рассчитывали по формуле: 5= ш / 2 Куп,,;-, где Э - площадь листа, ш - его масса, 2 - коэффициент.

Подробно данную методику см. в работе и статье (Бугрей П.В., 2002).

Интенсивность формирования фотосинтетической поверхности по периодам вегетации растений изучаемых сортов различалась: листочковый сорт при внесении органо-минеральных удобрений превосходил по нарастанию поверхности листьев усатый сорт гороха до фазы бутонизации, а без их внесения - до начала плодообразованпя (рис. 1)

В дальнейшем отмечена более высокая скорость нарастания площади листьев растений гороха с усатым типом листа. В среднем за вегетацию растения листочкового и «усатого» сортов гороха формировали близкую по ве-

личине площадь листьев, которая в вариантах опыта сорта Сармат изменялась от 3,14 до 4,20 м2/м2 посева, сорта Аксайский усатый 5 - от 3,04 до 4,11.

Доля усов от общей площади листьев сорта Сармат составляла в фазе 34 листьев 3%, бутонизации - 5, углеводного состояния зерна - 7%; сорта Аксайский усатый 5 - соответственно 21,35 и 44%. Следовательно, у афильного сорта гороха усы занимают существенную долю в формировании фотосинтетической поверхности.

Показатели чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) растений гороха в среднем за вегетацию варьировали по вариантам опыта; сорта Сармат от 4,21 до 5,01 и сорта Аксайский усатый 5 - от 4,33 до 4,98 г сухого вещества на 1 м2 площади листьев в сутки, т.е. были по сортам довольно близкими.

В годы, неблагоприятные и удовлетворительные по гидротермическим условиям для гороха, фотосинтез интенсивнее шел в посевах сорта Сармат, в благоприятные - сорта Аксайский усатый 5. Так, в 2000 и 2002 гг. на контроле средний показатель ЧПФ растений листочкового сорта равнялся 4,8 г и превышал таковой растений афильного сорта на 20%. В 2001 г. величина ЧПФ сорта Аксайский усатый 5 достигала 5,1 г сухих веществ на 1 м2 площади листьев в сутки, что на 30% больше листочкового. Заметное падение ЧПФ в посевах гороха сорта Сармат в благоприятный год объясняется, прежде всего, нарушением светового режима в связи с сильным полеганием травостоя.

Максимальной величины показатель ЧПФ растений сорта Сармат достигал при внесении средних доз орган о-минеральных удобрений (навоз 8 т + Мз6Р24К36, в т.ч. под горох РздКйо), сорта Аксайский усатый 5 - высоких (навоз 11,2 т + М«Р«Кн).

В начальный период вегетации растений, когда листовая поверхность небольшая, стебли и усы выполняют значительную роль в формировании урожая биомассы. Даже у растений гороха листочкового сорта в фазе 6-7 листьев за счет участия стеблей и усов ее формируется порядка 33% от общего количества. В фазе бутонизации долевое участие стеблей и усов снижалось до 14, в период цветения-образования бобов - 8, налива зерна - до 5%. У афиль-

кого сорта гороха она составляла соответственно 50, 23, 20 и 19%. Следовательно, во-первых, в синтезе органических веществ усатых сортов гороха превалирующая роль принадлежит прилистникам и, во-вторых, при значительном увеличении фотосинтетической поверхности за счет усов, последние быстро грубеют, снижают фотосинтетическую активность и синтез органических веществ.

3.4. Высота растений сортов гороха, накопление ими надземной биомассы и характеристика сортов по признаку полегания изменялись в завнси-мости„от условий года, сорта и внесения удобрений. В 2000 г., например, к уборке высота растений сорта Сармат на контроле достигала 68 см, а в варианте с удобрениями (вар. 4) - 86 см, сорта Аксайский усатый 5 - соответственно 65 и 80 см, сорта Аксайский усатый 10 - на 14 и 20% ниже предыдущего сорта, сорта Приазовский - равнялась высоте контрольных растений сорта Аксайский усатый 5 и на 6% ниже при внесении удобрений. В 2001 г. этот показатель гороха сорта Сармат достигал 146 и 175 см, сорта Аксайский усатый 5 - 135 и 166 см, сорта Аксайский усатый 10 - 104 и 108 см и сорта Приазовский 131-145 см.

Накопление сырой биомассы гороха на вариантах без удобрений и на фоне последействия навоза сорта Аксайский усатый 5 было меньшим, чем сорта Сармат, на 25-18%. При минеральной и оргако-минеральной системе удобрений количество сформированной биомассы афильным горохом превышало листочковый на 10-23%. Следовательно, по данному показателю преимуществ в повышении устойчивости растений к полеганию горох с «усатым» типом листа перед листочковым не имеет. Однако на единицу массы усов афильиого гороха приходилось значительно меньшее количество общей биомассы, что позволяло ему лучше удерживать растения в прямостоячем положении и в большей степени противостоять ветру, дождям и другим факторам, способствующим полеганию (табл. 4).

Отношение сырой биомассы гороха к сырой массе усов, 2000-2001 гг.

Сармат Аксайский усатый 5

Вариант фазы вегетации гороха

6-8 листьев бутонизация начало плодооб-разования углеводное состояние зерна 6-8 листьев бутонизация начало плодооб-разования углеводное состояние зерна

1 20 22 30 58 2,8 2,7 3,0 4,1

2 22 20 24 61 2,3 2,9 3,2 4,8

3 17 18 23 54 2,6 2,8 2,6 5,3

4 17 17 25 53 2,8 2,7 2,7 5,0

5 17 18 24 53 2,7 2,7 2,7 5,4

6 17 18 22 50 2,6 2,7 2,6 5,1

Примечание. 1-6-см. табл. 1

В фазе бутонизации гороха, когда часто начинают полегать растения сорта Сармат, на единицу массы его усов приходилось в 6-8 раз больше надземной биомассы, чем сорта Аксайский усатый 5.

К углеводному состоянию зерна на единицу сырой массы усов афильно-го сорта приходилось в 10-15 раз биомассы меньше, чем гороха сорта Сармат, В этом и заключается основная причина устойчивости гороха нового типа к полеганию по сравнению с листочковым сортом.

В неблагоприятный по условиям погоды 2000 г. индекс полегания (Ип) растений сорта Сармат самый большой и равнялся 2,37-2,70, во влажный 2001 г. он увеличился до 3,60-3,76. Из афильных сортов более устойчивым к полеганию оказался сорт Аксайский усатый 10. Он в 2000 г. имел наилучшие показатели по признак;': степень полегания 15-19%, уровень полегания 38-45 см, И„-0,30-0,38 (табл. 5). В условиях 2001 г, даже сорт Аксайский усатый 10 имел балл полегания 7, Ип - 1,75-1,87. У сортов Аксайский усатый 5 и Приазовский Ип возрастал до 2,01-2,49, и растения к уборке полегали.

Характеристика сортов гороха по признаку полегания

Вари- Степень полегания, % Уровень полегания, см Индекс полегания

ант 2000 г. 2001 г. 2000 г. 2001 г. 2000 г. 2001 г.

Сармат

1 79 91 12,8 15,4 2 37 3,64

4 90 90 16,0 16,8 2,70 3,60

6 86 94 9,8 10,8 2,68 3,76

Аксайский усатый 5

I 45 77 35,0 36,4 0,95 2,31

4 50 80 30,2 32,4 1,05 2,40

ó L 52 78 27,4 31,0 1,09 2,34

Аксакский усатый 10

1 16 70 38,2 30,8 0,30 1,75

4 19 70 41,0 37,0 0,38 1,82

6 15 72 45,0 36,2 0,30 1,87

Приазовский

I 59 67 22,8 40,4 1,24 2,01

4 82 77 14,6 34,4 1,72 2,31

6 77 83 17,2 24,4 1,62 2,49

Примечание, 1, 4,6 - см. табл. I

3.5. Формирование генеративных органов на растениях гороха

В 2000 г. на контроле количество цветков на растении гороха сорта Сармат составило 8,2 шт„ что на 24% больше, чем сорта Аксайский усатый 10, а на растении сорта Приазовский - лишь 4,4 шт., что на 46% меньше лис-точкового. При внесении удобрений определенной зависимости увеличения цветков на растении сорта Сармат не установлено, тогда как у сортов Аксайский усатый 5 - их число увеличивалось с 6,6 до 6,8-7,9 шт., Аксайский усатый 10 - с 7,6 до 7,8-8,2 и Приазовский - с 4,4 до 4,6-5,0.

Число сформировавшихся бобов на растении гороха сорта Приазовский от количества цветков составило 76-79%, что больше сорта Сармат на 21-35, Аксайского усатого 5 - на 18-26, Аксайского усатого 10 - на 20-28%. Однако, вследствие меньшего количества цветков, число бобов на растении сорта

Приазовсхин равнялось 3,1-3,9 шт., в то время как на растении сорта Сармат их насчитывалось 3,6-4,8 шт., Аксайского усатого 5 - 3,6-4,2, Аксайского усатого 10-3,9-4,1 шт.

В 2001 г. закономерность формирования цветков и плодов по вариантам опыта сохранялась, но заметно увеличивалось их число (в 2-3 раза) на растениях всех сортов. При этом по количеству цветков «усатые» сорта не уступали сорту Сармат. К уборке число сохранившихся бобов на растении, от числа образовавшихся, уменьшалось вследствие их опадения, уровень которого изменялся в зависимости от сорта (табл. 6).

Таблица б

Структура урожайности сортов гороха (2000-2001 гг.)

Вариант Растений Бобок Зерен, шт. Масса зерна, г

к >^орке, шт./м1 на растении, шт. в бобе на растении 1000 шт. с 1 м2

Сармат

1 90 3,9 3,4 13,3 201 241

4 85 4,7 4,1 19,3 196 322

б 86 5,6 3,7 20,7 202 360

Аксайский усатый 5

1 91 4,5 3,9 17,6 174 279

4 90 5,9 3,9 23,0 174 360

6 89 6,0 4,1 24,6 175 383

Аксайский усатый 10

I 87 4,7 3,0 14,1 216 264 1

4 84 5,6 3,0 16,8 217 306

6 $5 5,6 3,0 16,8 218 311

Приазовский

1 88 4,0 3,9 15,6 189 259

4 95 4,8 4,1 19,7 189 354

б 92 4,9 4,2 20,6 190 360

Примечание. 1,4, б-см. табл. 1

На контроле к вариантах с внесением органо-минеральных удобрений наибольшее количество бобов к уборке насчитывалось на растениях сортов Аксайский усатый 5 - 4,5-6,0 шт. и Аксайский усатый 5 0 - 4,7-5,6 шт., зерен в бобе - на растениях сорта Приазовский - 3,9-4,2, сорта Аксайский усатый 5 -3,9-4,1, Сорт Аксайский усатый 5 превосходил другие сорта по числу зерен на

I растение, а сорт Аксайский усатый 10 - по массе 1000 семян. В итоге, на варианте без удобрения все изучаемые сорта с усатым типом листа превышали по сбору зерна с 1 м2 листочковый сорт. При внесении средних доз органо-минеральных удобрений (вар. 4} лучшими по продуктивности в 2000-2001 гг. оказались сорта Аксайский усатый 5 и Приазовский, а высоких - сорт Аксайский усатый 5.

3.6. Урожайность зерна сортов гороха

В 1999 г. урожайность гороха сорта Приазовский на контроле составила 2,43 т/га и превосходила сорт Сармат на 0,6 т/га, или 33%, Аксайский усатый 5 — на 0,52 т, или 27%, Аксайский усатый 10 -на 4% (табл. 7).

Таблица 7

Урожайность зерна сортов гороха, т/га

Вари- Сармат Аксайский усатый 5

ант 1999 г. 2000 г. 2001 г. среднее 1999 г. 2000 г. 2001 г. среднее

1 1,83 0,87 1,76 1,49 1,91 1.11 3,04 2,02

2 1,99 1,17 2,40 1,85 1,98 1,33 3,33 2,21

3 1,87 1,12 1,87 1,62 1,99 1,57 3,88 2,48

4 2,01 1,36 2,25 1,87 1,99 1,65 3,76 2,47

5 1,92 1,35 2,28 1,85 2,02 1,61 4,04 2,56

6 2,10 1,46 2,55 2,04 2,10 1,83 4,51 2,81

Аксайский усатый 10 Приазовский

1 2,33 1,33 2,46 2,04 2,43 1,18 2,69 2,10

2 2,42 1,43 2,79 2,21 2,54 1,34 3,04 2,31

3 2,52 1,64 2,67 2,28 2,85 1,67 3,04 2,52

4 2,68 1,72 2,91 2,44 2,74 1,67 3,68 2,70

5 2,68 1,85 3,19 2,57 3,03 1,60 3,44 2,69

6 2,64 1,83 2,97 2,48 2,84 1,70 3,75 2,76

НСРо,05 сорта 0,05 0,05 0,12

удобрения 0,07 0,07 0,19

Примечание: урожайность после вычета нормы высева, т/га; вар, 1-6 - см. табл. 1.

Прибавка урожайности от средних доз органо-минеральных удобрений (вар. 4) сорта Сармат составила 10%, повышенных (вар. 6) - 15, Аксайского усатого 5 - 4 и 10, Аксайского усатого 10 - 15 и 13 и Приазовского - 13 и 17 соответственно.

В 2000 г. урожайность сортов гороха ниже, чем в 1999 г. Без применения удобрений она составила: листочкового сорта Сармат - 0,87 т/га, Аксай-ского усатого 5 - больше на 28%, Приазовского - 36%, Аксайского усатого 10

- 53%. В целом большую урожайность зерна гороха обеспечили низкорослые сорта с меньшей листостебельной массой.

Удобрения в определенной степени снижали отрицательное влияние неблагоприятных условий погоды. Максимальная урожайность - 1,83-1,85 т/га

- сформирована от последействия высоких доз удобрений сортов Аксайский усатый 5 и 10, наименьшая — 1,46 т/га -листочкового сорта.

В благоприятном для культуры 2001 г. в варианте без удобрения урожайность зерна гороха сорта Аксайский усатый 5 составила 3,04 т/га, что выше листочкового на 73%, Аксайского усатого 10 - на 24% н Приазовского - на 13%. Прибавка урожайности гороха сорта Сармат от средних доз удобрений (вар. 4) - 0,45, повышенных (вар. 6) — 0,79 т/га, сортов с видоизмененным листом - 045-0,99 и 0,51-1,47 т/га,

В среднем за 1999-2000 гг. афильные сорта без применения удобрений обеспечили урожайность 2,02-2,10 т/га, что больше листочкового на 35-41%. Внесение средних доз органо - минеральных удобрений несколько повышало продуктивность растений относительно органической или минеральной системы, особенно сортов Аксайский усатый 10 и Приазовский, Увеличение доз внесения удобрений выше средней, обеспечило математически доказуемые прибавки только сорта Сармат (0,17 т) и сорта Аксайский усатый 5 (0,34 т).

Больший и практически равный сбор белка на контроле обеспечили афильные сорта гороха (0,42-0,47 т/га), при внесении средних доз удобрений -сорт Приазовский (0,60 т/га), высоких - Аксайский усатый 5 (0,64 т/га).

Максимальные потери урожая зерна отмечены при уборке посевов гороха сорта Сармат. В 2000 г. при Ип свыше 2,5 они составили 32%, в 2001 г. при И„ более 3,5 - 43% от хозяйственной части биологического урожая. У афильных сортов в 2000 г. они варьировали от 12% сорта Аксайский усатый 10, до 18% сорта Приазовский, в 2001 г. - возрастали у всех сортов до 20%.

3.7. Биоэнергетическая оценка изучаемых сортов гороха

Наиболее эффективными, с энергетической точки зрения, являются посевы сортов гороха с усатым типом листа, так как показатели энергоемкости продукции у них имеют минимальные значения (8,62-9,80 ГДж/т), энергетическая эффективность (1,80-2,07), а чистый энергетический доход (17,58-27,69ГДж/га) - максимальные (табл. 9).

Таблица 9

Биоэнергетическая оценка возделывания сортов гороха

Вариант Энергия урожая, ГДж/га Технологические затраты энергии, Дж/га Энергоемкость продукции, ГДж/т Чистый энергетический доход ГДж/га Коэффициент энергетичес кой эффективн ости

Са рмат

1 30,96 21,14 12,08 9,82 1,47

4 37,68 23,00 10,80 14,68 1,64

6 40,69 23,91 10,40 16,78 1,70

Аксайский усатый 5

1 39,63 21,95 9,80 17,58 1,81

4 47,59 24,23 9,01 23,36 1,96

6 53,60 25,91 8,55 27,69 2,07

Аксайский усатый 10

I 41,04 22,74 9,80 18,30 1,80

4 48,12 24,32 8,94 23,80 1,98

6 48,82 25,16 9,12 23,66 1,94

Приазовский

1 41,39 22,93 9,80 18,46 1,81

4 52,01 25,25 8,59 26,76 2,06

6 53,07 25,86 8,62 27,21 2,05

Примечание. Вар. 1,4, 6 - см, табл. 1.

Афильные сорта гороха в варианте без удобрения имели близкие показатели прибыли чистой энергии - 17,58-18,46 ГДЖ/га (разница 5%), а коэффициент энергетической эффективности - 1,80-1,81. При внесении средних доз органо - минеральных удобрений (вар. 4) более высокий выход энергии получен при посеве сорта Приазовский и высоких (вар. 6) — сортов Аксайский усатый 5 я Приазовский.

20

ВЫВОДЫ

1. Сорта гороха с видоизмененным «усатым» типом листа Аксайский усатый 5, Аксайский усатый 10 и Приазовский существенно не отличаются от листочкового сорта Сармат по биологическим требованиям к условиям погоды и темпам роста и развития. При одновременном посеве все сорта обеспечивают получение одновременных всходов, имеют близкие показатели полевой всхожести семян и сохранности растений к уборке. Различия в продолжительности периода вегетации между «усатыми» и листочковым сортами составляли 1-3 дня в сторону увеличения или 1-2 - сокращения.

2. Листочковый (на примере сорта Сармат) и «усатые» (на примере сорта Аксайский усатый 5) сорта гороха принципиально не различаются по потреблению и расходу влаги на образование единицы надземной биомассы. Коэффициент водопотребления растений данных сортов на варианте без удобрения составлял 284-294м3/т, при внесении средней дозы (навоз 8т + Н^Рд^К^в) -188-190, или на 36-41% меньше.

Для получения зерна афильные сорта гороха расходовали влагу экономнее (на 24%), чем лнсточковые, особенно при применении удобрений.

3. Листочковый и афильные сорта гороха различаются по содержанию основных элементов питания в клеточном соке растений. Сорт гороха Аксайский усатый 5 лучше потребляет азот, что увеличивает его содержание в растении. По содержанию в клеточном соке фосфора также преимущество у «усатых» форм гороха, но в случае достаточного количества его подвижных форм в почве. По содержанию калия четких различий между сортами не установлено.

4. Усики афильного сорта по анатомическому строению ближе к строению стебля, чем листовой пластинки. Однако наличие в усиках хлоропластов указывает на то, что они принимают непосредственное участие в фотосинтезе.

5. Фотосинтетические поверхности растений сортов гороха с видоизмененными по морфогипу листьями с учетом площади усов и растений листочкового сорта в среднем за вегетацию по величине близки, но интенсивность

их нарастания по межфазным периодам между сортами различна. Листочко-вый сорт гороха развивал ассимиляционный аппарат быстрее до периода бу-тонизации-начало плодообразования, афильные - в последующие сроки вегетации. На контроле, растения гороха сорта Сармат имели в фазе бутонизации площадь листьев 3,27 м2/м2 посева, при внесении средних доз органо - минеральных удобрений - 4,98, сорта Аксайский усатый 5 - 2,82 и 3,84 м2/ м2 посева соответственно. В период углеводного состояния зерна на этих же вариантах она составила: растений гороха листочкового сорта-5,40 и 6,17, афильно-го - 5,50 и 6,80 м2/ м2 посева.

6. Показатели ЧПФ сортов гороха Сармат и Аксайский усатый 5 в среднем за 2000-2001 гг. и вегетационный период существенно не отличались. У растений сорта Сармат они по вариантам варьировали от 4,21 до 5,01 и сорта Аксайский усатый 5 — от 4,33 до 4,98 г сухого вещества на 1 м2 площади листьев в сутки. При этом ЧПФ в неблагоприятные по гидротермическим условиям годы была выше у листочкового сорта, в благоприятные — «усатого». В благоприятные по увлажнению годы листочковый сорт сильнее полегал, что отрицательно сказывалось на продуктивности фотосинтеза.

7. У афильного сорта гороха в фазу 6-7 листьев за счет участия в фотосинтезе стеблей и усов формируется порядка 50% урожая биомассы. По мере развития растений стебли и усы постепенно грубели, снижали фотохимическую активность и синтез органических веществ, который в период налива зерна составлял около 19% от общего накопления органической массы.

8. Сорта с усатым морфотипом листа по сравнению с листочковым на вариантах с удобрением накапливали близкую или даже большую сырую надземную массу на единицу площади посева. За счет мощного развития усов стеблестой афильных сортов был сильно сцеплен, что повышало его устойчивость к полеганию. На единицу массы усов афильного сорта приходилось в период цветения - 2,6-3,2 единиц зеленой надземной массы, углеводного состояния зерна — 4,1-5,4, в то время как листочкового сорта - 22-30 и 50-61 соответственно.

9. Среди афильных сортов наиболее устойчив к полеганию низкорослый сорт Аксайский усатый 10 (И„ - 1,0-1,1). Детерминантный сорт Приазовский при обилии осадков дополнительно ветвился, интенсивно рос, поэтому, как и сорт Аксайский 5, сильнее полегал к уборке.

10. Афильные сорта гороха Аксайский усатый 5, Аксайский усатый 10 и Приазовский в среднем за 1999-2001 гг. без применения удобрений обеспечили практически одинаковую урожайность зерна - 2,02-2,10 т/га, что выше листочкового сорта на 35-41%. На внесение средних доз удобрений (навоз 8 т + ЫзбРюК]9 в среднем на 1 га севооборотной площади) лучше отзывался сорт Приазовский - 2,7 т/га, высоких - (навоз 11,2 т + К6„Р4КК32) - Аксайский усатый 5 - 2,81 т/га. Увеличение урожайности афильных сортов гороха по сравнению с листочковым объясняется лучшим использованием неполегшими или слабо полегшими растениями условий внешней среды и меньшими потерями (до 20% и более) урожая.

11. Возделывать сорта гороха с «усатым» типом листа с энергетической точки зрения выгоднее листочковых. При этом, показатели энергоемкости полученной продукции афильных сортов гороха составляли 8,59-9,80 ГДж/т, что меньше сорта Сармат на 6-29%, а коэффициент энергетической эффективности больше на 6-18%.

Предложения производству

1, На черноземе обыкновенном приазовской зоны Ростовской области рекомендуется высевать сорта гороха с усатым типом листа Аксайский усатый 5, Аксайский усатый 10 и Приазовский, которые урожайнее листочкового сорта на 35-41%.

2. При выборе сорта для посева следует руководствоваться следующим: при низком уровне плодородия пашнн на посев можно использовать любой из ранее названных афильных сортов; при внесении средних доз (навоз 8 т + N3^29*49 на 1 га севооборотной площади) предпочтительнее сорт Приазов-

ский, высоких - (навоз И,2 т + ^Р^Ки) лучшим сортом является Аксайский усатый 5 или Приазовский.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Бугрей И.В.Влияние различных агроценозов гороха на микроклимат /11В. Бугрей //Материалы молодежной науч. конф.: Пути решения экологических проблем в сельском хозяйстве. - п. Персиановский, 2000. - С. 56.

2. Игнатьев Д,С. Продуктивность различных сортов гороха при длительном применении удобрений /Д.С Игнатьев, И.В. Бугрей //Сб. науч. тр. : Совершенствование технологам выращивания зерновых культур. - п. Персиа-новскнй, 2001. - С. 108-Ш,

3. Бугрей И.В. Роль листьев и усов в формировании урожая гороха /И.В, Бугрей //Сб. науч. тр. аспирантов. - Ростоа-на-Дону, 2002. - С. 45-49.

4. Бугрей И.В. Влияние органических и минеральных удобрений на накопление вегетативной массы и полегание усатых н листочковых форм гороха /И.В. Бугрей //Сб. науч. тр.: Применение удобрений и средств защиты растений для повышения продуктивности с.-х. культур и плодородия почвы в Ростовской области, - п. Персиановский, 2002. - С. 93-97.

5. Бугрей И.В. Методика определения площади усов гороха с видоизмененной формой листа /И.В. Бугрей //Материалы молодежной науч. конф.: Экологические проблемы з с.-х. производстве, - п. Персиановский, 2002. — С. 47.

24 £20 94 1

ЛР020818 от 13.01.99. Подписано в печать 14.11.03. Формат 60x84/16 Ризограф. Бумага писчая. Уч.-изд, л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 220.

Редакционно-издательский центр Ростовского государственного

строительного университета

344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162