Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Формирование высокопродуктивных агрофитоценозов зернобобовых культур в засушливом Поволжье

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Формирование высокопродуктивных агрофитоценозов зернобобовых культур в засушливом Поволжье"

?Г6 ОД

1 3 Д2К 2303

На правах рукописи

Шевцова Лариса Павловна ц.

• Ьг

ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР В ЗАСУШЛИВОМ ПОВОЛЖЬЕ

Специальность 06.01.09 - Растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Саратов 2000

Работа выполнена в Саратовском государственном аграрном университете имени Н.И. Вавилова.

Научные консультанты: заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Худенко М.Н. доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.И. Заварзин Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Г.А. Медведев; доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.Н. Кшникаткина, доктор сельскохозяйственных наук В.А. Шадских

Ведущее предприятие: Пензенский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства Защита состоится '^/"декабря 2000 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.120.72.01. в Саратовском государственном аграрном университете им. Н.И. Вавилова Адрес: 410600, г. Саратов, Театральная площадь, д.1

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке СГАУ им. Н.И. Вавилова.

Автореферат разослан «лг« ноября 2000 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Проблема растительного белка приобретает все большую остроту. Только в продуктах питания дефицит белка составляет 30%. Высока потребность в белке кормовых рационов, что является сдерживающим фактором роста продуктивности животноводства. Несовершенство структуры посевных площадей, особенно снижения удельного веса зернобобовых ¡сультур и бобовых трав, при ограниченных материально-технических ресурсах привело к снижению валовых сборов зерна бобовых, содержания в урожае протеина, в почве гумуса. По сравнению с 1981-1985 гг. в 1995-2000 годы содержание гумуса в почвах Поволжского региона уменьшилось на 8-14%.

В связи с этим, одним из важных направлений в организации адаптивно-ландшафтного растениеводства является создание высокопродуктивных агроцеиозов, включающих бобовые и зернобобовые культуры, которые наиболее полно используют биоклиматические ресурсы региона, и разработка ресурсосберегающих технологий с использованием экологически чистых физических и биологических факторов. Биолого-экологический подход к эффективному развитию растениеводства в засушливом Поволжье предусматривает увеличение посевов гороха, чечевицы, сои и таких ценных для региона культур, как нут и чина. Многолетние исследования и результаты производственного испытания показали, что их засухоустойчивость, высокобелко-вость в микрозонах с более засушливым климатом и в крайне сухие годы составляют достойную альтернативу гороху. Они характеризуются экологической пластичностью и адаптивностью, превосходно сочетают высокую продуктивность с отличными кормовыми достоинствами, рационально используют агроклиматические условия зоны и характеризуются устойчивым семеноводством.

Поэтому особую актуальность приобретают исследования, направленные на изучение агробиологических особенностей формирования высокопродуктивных фитоценозов зернобобовых культур и разработку эффективных приемов повышения их симбиотической деятельности.

Цель и задачи исследований. Целью работы явилось научное обоснование формирования высокопродуктивных агрофитоценозов зернобобовых культур, основанное на видовых и сортовых биологических особенностях как основы программирования урожая и применения адаптивных энергосберегающих технологий выращивания и определение их агроэнергетической и экономической эффективности.

В программу исследований входило:

- определение агробиологических параметров высокопродуктивных агрофитоценозов гороха, чечевицы, чины и нута;

- разработка и усовершенствование приемов оптимизации продукционного процесса зернобобовых культур в простых и сложных фитоценозах (сроки посева, способы и нормы высева и Др.);

- выявление эффективности предпосевного применения макро- и микроудобрений в сочетании с бактериальными препаратами;

- изучение. видовых особенностей формирования корневой системы и продуктивности ее работы; . -

- изучение формирования и продуктивности работы симбиотического аппарата в зависимости от условий и приемов выращивания;

- юление фотосинтетической деятельности посевов;

- установление влияния видового, сортового и возрастного состава растений и приемов технологии их возделывания на биохимическую изменчивость зерновой и кормовой продукции;

- дать энергетическую и экономическую оценку адаптивным приемам выращивания зерновых бобовых культур в условиях черноземно-степной и су-хостепной зон Поволжья и выявить наиболее энергетически выгодные.

Методической основой исследований явились положения, изложенные в научных трудах академика Н.И. Вавилова, А.А. Нкчипоровича, В.Р. Гуляева, П.Н. Константинова, К.В. Ливанова, А.А. Жученко, И.С. Шатилова, М.К. Каюмова, В.И. Филина, А.И. Помогаевой, А.А. Зиганшина, Г.С. Посы-павова, А. Д. Задорина, В.И. Морозова, И.В. Цой, Г.А.Медведева, А.И.Заварзина, М.Н. Худенко, Е.П. Денисова и др.

Научная новизна. В комплексных научных исследованиях с учетом агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей видов и сортов зернобобовых культур дано теоретическое обоснование создания их . высокопродуктивных агроценозов в засушливом Поволжье. Впервые наиболее полно изучена сравнительная продуктивность зернобобовых культур, определены и научно обоснованы приемы оптимизации факторов, влияющих на формирование высокопродуктивных ценозов гороха, чечевицы, чины и нута. Впервые наиболее полно изучено влияние сроков, способов и норм посева, минеральных удобрений при их сочетании с микроэлементами , и бактериаль- . нымя препаратами на продуктивность зернобобовых культур в одновидовых и сложных' фитоценозах. Изучена фотосинтетическая, корневая и симбиотиче-ская деятельность зернобобовых культур, в зависимости Условий и приемов •возделывания.

Установлена биохимическая изменчивость зернобобовых культур. Экспериментально подтверждена целесообразность конструирования сложных агрофитоценозов мягликовых и зернобобовых культур. Дана агроэнерге-тическая и экономическая оценка разных приемов их возделывания.

Основные положения, выносимые на защиту:

• биологические й агроэкологические основы формирования высокопродуктивных фитоценозов зернобобовых культур в одновидовых и смешанных посевах в условиях засушливого Поволжья;

• приемы адаптивных технологий возделывания гороха, чины, чечевицы и нута, обеспечивающие управление фотосинтетичёской и симбиотической дея-

тельностью растений в посевах, оптимизацию густоты их стояния и размещения на площади, способов посева в одновидовых и смешанных агроценозах;

• агроэнергетическая и экономическая оценка зернобобовых культур и приемов их возделывания; ''

Практическая ценность н реализация результатов исследований. На основании проведенных исследований рекомендованы производству несколько забытые, но денные зернобобовые культуры: горох, чина, чечевица, нут, обеспечивающие получение 2,8-3,4 т зерна с 1 га.

Разработана и апробирована в производстве технология возделывания чины посевной в смешанных посевах с ячменем, суданской травой, кукурузой и подсолнечником, обеспечивающая 25,5-33,2 т/га зеленой массы.

Разработанные приемы технологии возделывания гороха, чечевицы, г чины посевной и нута обеспечивают воспроизводство плодородия почвы, биологизацию и экологизацию растениеводства, экономию материально-технических средств и получение дешевой высокобелковой продукции.

Результаты исследований прошли производственную проверку и внедрены в хозяйствах Саратовской области, включены в областные рекомендации по возделыванию сельскохозяйственных культур, используются в учебном процессе Саратовского аграрного университета им. Н.И. Вавилова.

Результаты научных исследований автора получили отражение в moho фафии «Чечевица» (Саратов, 1981); Организационно-технологическом проекте производства чечевицы по интенсивной технологии (Москва, 1986); Справочнике по орошаемому земледелию (Саратов, 1994); Методических учебных пособиях «Растениеводство» (4.1. Семеноведение, 1998; 4.2. Зернобобовые культуры, 1998; 4.3. Зерновые бобовые культуры, 1999); «Концепции развития агропромышленного комплекса Саратовской области до 2005 года» (Саратов, 2000) и других изданиях.

Апробация. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на научно-практических конференциях Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова (1967-2000 гг.); научной конференции по зернобобовым культурам на Востоке лесостепной полосы (Казань, 1967); научной конференции «Биология и агротехника полевых культур на Юго-Востоке» (Саратов, 1969); юбилейных Вавиловских чтениях - 87, (Саратов, 1987); научно-практической конференции «Экологические проблемы в агропромышленном комплексе Среднего Поволжья» (Пенза, 1995); Международной научной конференции «Развитие научного наследия академика Н.И. Вавилова» (Саратов, 1997); III Международной научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» (Пенза, 2000); Международной научной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях XXI века» (Пенза, 2000); областных и районных агрономических совещаниях.

Под руководством автора защищена кандидатская диссертация и 248 дипломных работ.

Диссертационная работа является итогом 33-летних (1967-2000 гг.) исследований автора по разработке адаптивных, ресурсосберегающих, экологически безопасных технологий, формирующих высокопродуктивные фито-ценозы зернобобовых культур в условиях резко континентального климата степной и сухосгепной зон Поволжья.

Публикации в печати. По теме диссертации опубликованы 62 научных работы, в том числе монография и рекомендации.

Представленная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова, в том числе с 1996 г. по целевой комплексной научно-технической программе «Разработка адаптивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Саратовской области».

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, выводов и рекомендаций производству, списка литературы (530 наименований, в том числе 21 иностранных). Работа изложена на 385 страницах машинописного текста, включает 95 таблиц, 28 рисунков и 85 приложений. -

За оказанную помощь автор искренне признателен сотрудникам и аспирантам СГАУ им. Н.И. Вавилова Н.Н.Кулевой, .Т.Н.Седовой, В .В.Седову, Н.А.Шьюровой, профессорам А. А. Прохорову, В.Н. Титову, М.Н. Худенко, А.Й. Заварзину, Е.П. Денисову, председателю СХА «Родина» Балашовского района А.Н. Игнатову.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

условия и методика. проведения исследований

Степная и сухостепная зоны Поволжья включают Саратовскую, Волгоградскую и часть районов Самарской области, которые отличаются засушливостью и резкой континентальностыо, усиливающейся с севера на юг.

В черноземно-степной зоне годовая сумма осадков составляет 350-420 мм, в Заволжье - 250-370 мм. За вегетационный период в Правобережье выпадает 200-250 мм осадков, в Заволжье - 155-200 мм. Гидротермический коэффициент (ГТК) снижается с 0,8-0,6 в черноземной степи до 0,6-0,4 в сухой степи. Сумма активных температур выше +10°С в Правобережье составляет 2400-2500°С, а в Заволжье 2600-3000°С. Среднегодовая температура,воздуха в черноземной степи 4-5сС, а в сухостепной - 4-6,5°С.

. За период исследований среднегодовое количество осадков в Правобережье колебалось от 385 до 716 мм, сумма осадков за вегетацию от 146 до 502 мм. Из 33-х лет 22 года оказались засушливыми. Особенно сильной была засуха в 1969,1972,1984,1987,1991,1995,1996 и 1998 годах.

Экспериментальная работа выполнялась в 1967-2000 гг. в учебно-опытных хозяйствах №1 и №2, «Березовское» Саратовского ГАУ им. Н.И.Вавилова, часть опытов и производственная проверка полученных результатов проводилась в правобережных и заволжских микрозонах Саратовской области.

Почва опытного поля в учхозе №1 СГАУ темно-каштановая, тяжелосуглинистая. Мощность гумусового горизонта 30-40 см, содержание гумуса (по Тюрину) в пахотном слое 3,14-3,68, подвижного фосфора (по Мачигину) - 1,4-2,1 мг/кг, обменного калия 22-32 мг/100 г почвы, рН - 7,0-7,2. Активный слой почвы не засолен. Почва опытного участка учхоза №2 СГАУ - южный чернозем, суглинистого механического состава. Содержание гумуса до 5,4%, гидролкзуемого азота - 3,8-4,0 мг, подвижного фосфора - 3, 0 мг и обменного калия - 20-24 мг на, 100 г почвы.

. Решение поставленных задач осуществлялось постановкой и проведением многовариантных полевых опытов, сопровождавшихся сопутствующими наблюдениями, учетами и анализами.

Опыты закладывались и проводились в соответствии с. методическими указаниями Б.А.Доспехова (1968, 1979, 1985), методики Государственного сор- -тоиспытания сельскохозяйственных культур (1961,1971); ВНИИ зернобобовых культур (1971); ВНИИ кормов им. В.Р.Втгьямса (1971, 1987); А.И.Руденко. (1950); П.Н.Константинова (1952); В.И.Сазонова (1962); Н.З.Оганкова (1964); Г.Ф.Никитенко (1982); Б.М.Смирнова (1973), Б.Н.Пяешакова (1983). Расчет норм удобрений по методике И.С.Шатилова, М.К.Каюмова (1978, 1980) и В.И.Филина (1984). ФП и ЧПФ определяли по А.А.Ничипоровичу (1961), учет и наблюдения за развитием корневой системы растений - по методу Н.З.Станкова (1964), динамику формирования симбиотического аппарата бобовых культур — по методике Г.СЛосыпанова (1991) и ВНИИ биопрепаратов (1961).

Питательная ценность кормов устанавливалась по результатам зоотехнического анализа, коэффициентов переваримости по М.Ф.Томмэ (1964), коэффициентов жироотложения по Кельнеру с учетом полноценности корма (1981). Обменная энергия 1 кг сухого вещества определялась в соответствии с методикой, разработанной ВНИИ кормов В.Р.Вильямса.

Химический состав растительных проб изучался по общепринятым методикам. Суммарную оценку работоспособности корней - методом пасоки по ДА.Сабинину (1928).

Схемы опытов приведены в тексте. Повторность - четырехкратная на территории и 3-8-ми кратная во времени, площадь делянок 50-100 м2, в производственных опытах 1-5 га.

Объекты исследований - районированные и перспективные сорта зернобобовых культур. Агротехника применялась общепринятая для данной зоны.

Математическая обработка экспериментальных данных проводилась методом корреляционного и дисперсионного анализов (Б.А.Доспехов, 1968,

1979, 1985) на ПЭВМ с использованием Excel 97, Statistica 4.5, Statgraphics Plus 2.1.

Биоэнергетическая оценка и экономическая эффективность технологий выращивания зернобобовых культур в простых и сложных агрофитоценозах проводилась в соответствии с методическими рекомендациями Всероссийского института кормов им. В.Р.Вильямса (1989, 1995), ученых ВАСХНИЛ (1983,1989).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ

АГРОФИТОЦЕНОЗОВ ЗЕРНОВЫХ БОБОВЫХ КУЛЬТУР

Вид растения, его генотип являются отражением экологических условий зоны его происхождения и чем дальше возделывают культуру от зоны ее происхождения, тем большее число факторов среды приходится корректировать агротехническими приемами (Посыпанов Г.С., 1997).

Генетические основы продуктивности,.экологической стабильности и адаптивной способности зернобобовых культур сложны и еще недостаточно изучены.

Особенности ростаи развития зерновых бобовых культур в

зависимости от условий и приемов возделывания

Полнота всходов - важный показатель адаптивности культуры, один из основных элементов структуры фитоценоза, который определяется нормой высева семян, их всхожестью и зависит от водообеспеченности посевного слоя и многих других факторов и приемов агротехники.

Исследованиями установлено, что энергия прорастания и полнота всходов зернобобовых культур в лабораторных условиях зависит от температурного режима. Так, максимальная лабораторная всхожесть (100%) для гороха и чечевицы получена при температуре 25-28°С, чины и нута - 30-35°С. Однако в полевых условиях на уровень показателя полевой всхожести температурный фактор влияет в меньшей степени, чем особенности культуры и сорта, влагообес-печенносгь посевного слоя и количество выпадающих осадков (табл. 1). Наименьшая полнота всходов во все годы исследования была у нута.

Эффективность и надежность современных технологий возделывания полевых культур заключается в более полном использовании природных ресурсов как регулируемых, так и не регулируемых факторов - это оптимальные сроки и глубина посева, которые оказывают существенное влияние на продукционный процесс.

Установлено, что полнота всходов, густота стеблестоя и продуктивность зернобобовых культур тесно связана со сроками посева. Наиболее благоприятные условия для прорастания семян и формирования всходов'складываются при посеве в ранневесенние сроки. В среднем за три года наибольшую полноту всходов 68-88% обеспечили ранневесенние сроки посева

(24-25/IV - одновременно с высевом ранних яровых). При запаздывании со сроками посева на 7 и 14 дней полнота всходов снижается: у гороха на 7 и 14%, чечевицы - на 2,3 и 11,5, чины - 9 и 31 и нута - 9,6 и 17,2%.

Большие потребности семян зернобобовых культур во влаге в момент их прорастания (90-126% от их массы) ставит перед исследователями задачу о заделке их в слой почвы, где имеется достаточное количество доступной влаги.

Таблица 1

Полевая всхожесть семян зернобобовых культур

Культура Запас влаги в слое почвы 0-10 см, мм/га Среднесуточная температура воздуха, °С Сумма осадков, мм Полевая всхожесть, %

1993 г. (засушливый)

Горох 14,4 7,2 10,6 78,0

Чина 76,3

Чечевица 78,2

Нут 68,7

1994 г. (влажный)

Горох 18,8 6,4 20,4 80,7

Чина 82,2

Чечевица 81,6

Нут | 75,4

1995 г. (крайне сухой)

Горох 11,2 - 14,3 6,2 73,6

Чина 70,6

Чечевица 74,2

Нут 58,0

Оптимальным вариантом по глубине посева семян зернобобовых культур является 6-8 см (полнота всходов 82,4-86,1%), при заделке семян чины на глубину 10-12 см полевая всхожесть остается достаточно высокой - 78,8-82,5%.

В опытах с различной густотой посева зернобобовых культур четко прослеживается повышение полевой всхожести при наибольшем загущении семян в рядке. Так, при размещении 10 семян на метре полевая всхожесть чины в среднем за годы испытаний составила 73,8%, 15 плук— 75,9% и 19 - полевая всхожесть повысилась до 77,7%. Семена чины с массой 1000-семян 88 г, чечевицы -40 г обеспечили повышенную полевую всхожесть - 92,5-94,7%, ас массой 285 и 80 г несколько ниже - соответственно 82,4 и 86,1%,;Аналогичная закономерность отмечается в работе М.С. Савицкого и М.Ё. Николаева (1974).

Рост и развитие. В течение вегетационного периода растеййя постоянно испытывают воздействие абиотических факторов, адаптация к которым совер-

шается за счет биохимических, физиологических и морфологических приспособительных реакций (Жученко А.А., 1980; ПосыпановГ.С., 1997 и др.).

Методом математического анализа выявлена сильная прямая корреляция между количеством осадков, относительной влажностью воздуха и продолжительностью периода «цветение-созревание» гороха, чины и нута (г=0,9б и 0,98; 0,99 и 0,94; 0,98 и 0,89 соответственно). У гороха наблюдается средняя корреляционная зависимость между среднесуточной температурой воздуха и продолжительностью периода от всходов до цветения (г=0,54), сильная прямая положительная корреляция - у чины (г=0,94) и нута (г=0,99).

Коэффициенты корреляции дают представление особенностях и силе зависимости периодов вегетации от метеорологических условий (табл. 2).

Таблица 2

Корреляция между продолжительностью периодов вегетации и метеоролога-ческими условиями (1991-1998 гг)._

Продолжительность вегетации, дней Среднесуточная t воздуха, °С Сумма осадков, мм Относительная влажность воздуха. %

всходы -цветение цветете -созревание всходы -цветение цветение -созревание всходы -цветение цветение -созревание

Горох (70-82) +0,54 +0,62 +0,31 +0,96 -0,15 +0,98

Чина (78-104) +0,94 -0,92 +0,90 +0,99 +0,09 +0,94

Нут (91-95) -0,99 -0,69 -0,52 +0,98 +0,16 +0,89

Примечание: температуры в исследуемые периоды не снижались ниже критического уровня для удовлетворительного развития культур

Продолжительность вегетации заметно изменяется в зависимости от густоты посева: чем реже посев, тем продолжительнее вегетация. В сравнительно разреженных посевах чина, нут и чечевица формируют большее число боковых ответвлений с поздним плодоношением, в загущенных посевах основная масса бобов образуется на главном стебле, темпы развития и созревания растений в таких посевах ускоряются. Более адаптивными по продолжительности вегетации в данном регионе оказались сорта чечевицы Петровская 4/105 и ПСЕ-4.

При запаздывании с посевом зернобобовых культур на 7-14 дней заметно сокращается первая половина вегетации - от посева до цветения (на 813 дней), тогда как продолжительность периода от цветения до созревания не изменяется. Не наблюдается заметных отклонений в продолжительности ве-

гетации изучаемых культур между узкорядными и сплошными рядовыми посевами при одинаковой густоте стояния растений.

Биометрический анализ роста растений показал, что горох до цветения растет быстрыми темпами, среднесуточные приросты в высоту составляют 1,0-1,6 см, от бутонизации до цветения - 2,0-2,8 см. Чечевица растет медленнее гороха, ее среднесуточные приросты от всходов до цветения в 2,5-3,5 раза меньше, чем у гороха. При ранних сроках посева формируются более высокорослые растения, при опаздывании с посевом на 7 дней высота снижалась на 18%, оттягивание посева на 14 дней снижало высоту более чем на 30% по сравнению с ранними посевами. Более высокорослые растения чечевицы формировались на сплошных рядовых и узкорядных посевах. Чина в период бутонизации - цветения имеет прирост растений в высоту до 2,0-2,7 см в сутки, от цветения до созревания темпы роста снижаются, но значительно меньше, чем у гороха. Растения нута в сравнительно загущенных посевах с началом бутонизации начинают отставать в росте от растений на разреженных посевах и к созреванию имеют более низкорослый травостой.

Высота заложения первых бобов также изменяется в зависимости от вида, сорта, приемов возделывания и погодных условий в период вегетации. Так, нижние бобы на главном стебле гороха закладывались на высоте 39,544,5 см, чины-25,5-30,1, нута - 25,0-31,8 см. Наиболее низкое расположение бобов у чечевицы - 18,1-22,4 см. На растениях чины ранних сроков посева в среднем за годы испытаний (1993-1995 гг.) высота прикрепления нижних бобов составила 28,2 см, на поздних - на 4,5 см ниже.

. Чина обладает лучшей способностью отрастания после скашивания, чем другие зернобобовые культуры. Ее отрастание зависит от сроков посева. Так, на поздних посевах урожайность отавы ниже, чем на ранних. Во всех фазах вегетации при низком срезе травостоя (на уровне почвы) чина практически не отрастает. Формирование новых побегов после скашивания у чины посевной происходит из почек, расположенных в пазухах листьев на стеблевых побегах, оставшихся после скашивания.

фотосинтетическая деятельность зернобобовых культур

• Многие исследователи к числу важнейших показателей фотосинтетической деятельности растений в посевах, определяющих величину урожая сельскохозяйственных культур, относят площадь ассимилирующей поверхности и фотосинтетический потенциал (Ничипорович A.A., 1956; Шатилов Й.С., 1967; Тооминг Х.Г., 1977; ФилинВ.И., 1987; Коломсйченко В.В., 1998 и др.).

Исследованиями установлено, что показатели фотосинтетической деятельности зернобобовых культур изменяются в большом диапазоне, поэтому оптимизация листовой поверхности и фотосинтетического потенциала для каждого вида в конкретных условиях имеет существенное теоретическое и практическое значение. У изучаемых видов зернобобовых культур максимальная плош.адь листьев, а, следовательно, и наибольший потенциал

Чечевица сухая биомасса, г Горох сухая биомасса, г Чечевица Б листьев, м2 Горох Б листьев, м2

\ Чина сухая биомасса, г ШЗНут сухая биомасса, г -»-Нут Б листьев, м2 -♦-Чина Б листьев, м2

9,00 т-

8,00 •

7,00 - -

с- 6,00 •

«

о га 5,00 •

А

О я 4,00 ■

ю

и1 3,00--

ге

£

и 2,00 • •

1,00 ■•

0,00 +"

^ Ч^ £ ^ ^ ^ ^ & ^ ^ к#

Л* ^ ^

р ¿г ^

^ Ж ^ ° ^ 0 лГ ^ 0°

Фаза вегетации

С**

сг сг

Рис. 1. Динамика накопления сухой биомассы и формирования листовой поверхности

всходы ветвление бутонизация цветение

образование бобов

"О—длина стеблей, см -О-зеленая масса, т с 1 га Рис. 2. Динамика роста и накопления зеленой массы чины посевной по фазам вегетации

продуктивности приходится на фазу налива семян. В образовании листовой поверхности, как и в динамике накопления сухой биомассы наблюдаются определенные закономерности: у гороха максимальное накопление сухой биомассы приходится на налив семян, а наибольшая листовая поверхность формируется в период образования бобов; у чины, нута и чечевицы максимальное накопление сухой биомассы и максимум листовой поверхности приходится на фазу налива семян (рис.1).

1 У чины посевной ветвление происходит рано весной, что и является основой для создания наибольшей листовой и органической массы. Наиболее энергичный рост стеблей чины наблюдается в фазу цветения - образования первых плодов. К фазе образования бобов стеблевая масса составляет 36-38% от всей надземной массы. От бутонизации до образования бобов чина увеличивает зеленую массу более чем в 3 раза (рис. 2).

Сравнительно высокий хозяйственный и биологический урожай обеспечивают сорта с максимальной чистой продуктивностью фотосинтеза в период налива и созревания бобов. Экологическое изучение сортов чечевицы показало, что сорт Петровская 4/105 наиболее адаптированный - раньше формирует биомассу с достаточным запасом пластических веществ. В условиях средней водообеспеченности и резко засушливые годы Петровская 4/105 формирует наибольший урожай зерна, превышая другие сорта на 1-2 ц/га.

Ранний 50 .. '

Поздний

Средний

—о—Горох —х- Чина —о—Чечевица —о—Нут Рис. 3. Зависимость площади листьев зернобобовых культур от срока посева

Чечевица Красноградская 250 слабее реализует фотосшггетический потенциал (ИЛП—4,43 м^/м2) в отношении транспорта продуктов ассимиляции в плоды и семена.

Нами выявлено, что величина продуктивности фотосинтеза чечевицы зависит от сроков, способов посева, внесения удобрений. При поздних сроках растения меньше накапливают биомассу, снижают семенную продуктивность (рис. 3).

Максимальная величина листовой поверхности чечевицы в разные годы по водообесдаченности формируется в период образования первых бобов - 3,1-3,4 м2/м2. К началу периода налива, семян в бобах нижнего яруса листовая поверхность снижается до 2,1-1,4 м2/м2, особенно в условиях недостаточного увлажнения. В годы с повышенным увлажнением показатели ИЛП (индекс листовой поверхности) и в период созревания остаются достаточно высокими - 3,1-3,4 м2/м2, при этом в сплошных рядовых и узкорядных посевах наблюдается взаимное затенение растений, ослабляющее процесс накопления продуктов фотосинтеза.

В зависимости от площади листовой поверхности изменяются показатели чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) и прироста сухого вещества (табл. 3).

Таблица 3

Фотосинтетическая деятельность и продуктивность сортов чечевицы

Год ИЛП,м2/м2 ЧПФ, г/м2 Прирост сухого вещества, г/м^угси ФПП, i0\f-сутки Урожайность, кгУм2 Коэффициент хозяйственной эффективности

сухой биомассы зерна

Петровская 4/105

1993 3,20 3,08 5,80 1,88 0,52 .0,20 0,40

1994 3,73 3,40 6,33 1,86 0,57 1,21 0,37

1995 • 2,70 2,88 4,13 1,43 0,37 0,16 0,44

Красноградская 250

1993 3,82 2,21 5,40 2,44 0,48 0,19 0,40

19 94 4,43 1,74 5,20 2,98 0,46 0,17 0,38

1995 2,67 1,58 3,80 2,40 0,34 0,15 0,44

На широкорядных посевах повышается продуктивность фотосинтеза листьев, она более длительный период времени сохраняется в активном состоянии, чем при сплошном рядовом и узкорядном способах посева. При этом наиболее продуктивные растения развиваются не только по общей биомассе, но и числу бобов, семян и массе семян.

Наилучшие условия для фотосинтетической деятельности посевов гороха складывались при высеве 1,2 млн., нута и чины - 1,3 млн. и чечевицы -2,0 млн. всхожих семян на 3 га (рис. 4).

На удобренных фонах формируются более продуктивные растения и лучшим фоном предпосевного удобрения для чечевицы был фосфорно-калийный с предпосевной обработкой семян ризоторфином и молибденом. Прибавка сухой биомассы составила 0.7 т/га.

Коэффициент корреляции в зависимости от величины ФП и предпосевного фосфорно-калийного удобрения в сочетании с обработкой семян ризоторфином составил 0,99 и с. обработкой семян ризоторфином и молибденом -0,997. Эта, зависимость описывается уравнениями регрессии первого порядка в варианте Р30К3» + ризоторфин: у-= 0,46 +'0,002х; Р30К30 + ризоторфин + молибден: у = 0,48 + 0,03х.

2 = -3.30-0.03*х+4.87*у+0.02*х*х-0.53*х*у+2.71*у*у

Рис. 4. Зависимость параметров фотосинтеза зернобобовых культур от нормы высева

Коэффициент корреляции между максимальной площадью листьев и ФП гороха на фоне Р30К30 + ризоторфин + Мо составил 0,990, уравнение регрессии имеет вид: у = 0,49 + 0,052. При этом прибавка урожая сухой фитомассы по отношению к контролю составила 1,18 т/га или 17%.

Опытные данные по изучению влияния предпосевного удобрения га макро- и микроэлементов в сочетании с бактериальным препаратом на урожайность сухой фитомассы зернобобовых культур подтверждают высокую отзывчивость гороха, чины, нута и чечевицы на фосфор, калий, молибден и ризоторфин. Так, при совместном применении РзоКзо» ризоторфина и молибдена горох, чина; чечевица и нут превосходили по урожайности контроль соответственно на 1,18; 1,70; 2,71; и 1,46 т/га. В благоприятные по гидротермическим условиям

годы площадь листьев гороха, чины, чечевицы и нута возрастала на 5,2-8,4 тыс. м^/га, ФП - 6,3-22,7% (рис. 5).

Выявлено, что наибольший среднесуточный прирост надземной сухой биомассы у сортов чечевицы происходит в период образования бобов в нижнем и среднем ярусах растения, при этом накапливается 55,8-62,8% всей сухой биомассы. С началом налива семян в бобах нижнего яруса чечевица начинает терять сухую надземную биомассу за счет опадения бутонов, цветков и завязавшихся плодов на боковых ветвях 2-3-го и последующего порядков и засыхания части листьев.

50

| 45

2 40

й -5 5

30

0

1 25

I 20

■в 1 с

3 15

I 10

й 5 0

Горох Чина Чечевица Нут

ШКонтроль ОШОРЗОКЗО

ШРизоторфин ИРЗОКЗ О + ризоторфин

ЕРЗОКЗО+ризоторфин+Мо

Рис. 5. Площадь листьев зернобобовых культур в зависимости от предпосевного внесения удобрений

Установлено, что с увеличением нормы высева площадь листовой поверхности посева оказывается больше, чем на разреженных посевах, но это не всегда ведет к увеличению зерновой продуктивности.

Фотосинтетическая деятельность чины посевной в смешанных посевах с ячменем, суданской травой, кукурузой и подсолнечником выше, чем в однобитовых посевах. Черезрядные посевы чины с кукурузой и подсолнечником уступают по фотосинтетической деятельности чино-суданковой смеси, что объясняется сравнительно меньшей густотой посевов и затенением чины широколистными культурами кукурузой и подсолнечником. При установлении доли участия компонентов в смешанных агрофитоценозах следует учитывать их видовые и сортовые морфобиологические особенности. Так, суданская трава и чина посевная способны уплотнять сравнительно изрежен-ные травостои за счет интенсивного роста боковых побегов, а горох и куку-

руза не обладают такой способностью и при равной с чиной и суданской травой архитектонике посевов уступают последним по фотосинтетической деятельности и продуктивности.

Корневая и симбиотйческая деятельность зернобобовых культур

Формирование корневой системы. Формирование корневых систем и образование надземных органов, протекает под комплексным влиянием среды и генетических факторов. До настоящего времени влияние внешних и внутренних . факторов на надземные части растений изучено полнее, чем на подземные. Особенно слабо исследованы корневые системы тех культур, подземные части которых не представляют товарной ценности {В. Черны, М. Ферик, 1984).

Нами предпринята попытка исследовать работу корней разных видов и' сортов зернобобовых культур с точки зрения оценки их физиологической активности и связи с продуктивностью. Суммарную оценку работоспособности корней проводили методом пасоки, поскольку выход, пасоки является величиной, зависящей от мощности и активности корней.

Изучение корневых систем проводили на южных черноземах опытного поля СГАУ им. Н.И. Вавилова, используя траншейный метод Д. Уивера и метод почвенного монолита H.A. Качинского, но усовершенствованного М.С. Шалыт (1950) и Н.З. Станковым (1951).

Формирование и строение корневой системы изучали у чины сорта Степная 287, нута - Юбилейный, чечевицы - Петровская 4/105 и гороха Уль- . . яновский 68. Установлены «ты корней, их формирование, степень распространения в глубину, ширину, особенности роста и развития в зависимости от способов посева и условий водообеспеченности. Корневая система чины формируется сравнительно быстро, состоит из трех типов: ветвящегося зародышевого - главного, семядольных и эпикотильных. К периоду созревания нижних бобов корневая система чины отличается многоярусностью расположения различных типов корней. Главный корень достигает глубины 150170 см. Развивающийся зародышевый корень гороха через 5-6 дней после всходов проникает в почву на 10-12 см, а через 10-12 дней - 30-35 см.

Чечевица развивает сравнительно тонкий и эластичный стержневой корень, проникающий в почву на глубину 92-108 см, боковых ответвлений мало и формируются они в верхней части главного корня.

Корневая система нута отличается большим числом хорошо развитых боковых корней с сетью корневых ответвлений и огромного количества корневых волосков, что свидетельствует о мощной усвояющей поверхности . культуры. Число корневых волосков на 1 мм поверхности бокового корня в фазу бутонизации составило 360-428 штук. Боковые корни первого порядка нередко обгоняют по глубине проникновения главный корень, который на каштановых почвах углубляется на 88-96 см, а на сравнительно менее тяжелых почвах по механическому составу достигает 128-146 см и глубже.

Чина посевная успешнее других видов осуществляет функции поглощения, так как формирует более мощную корневую систему. Общая протяженность ее корней в пахотном слое почвы (0-30 см) в засушливые годы достигала 34,4 м на 1 да!3, а ее масса в воздушно-сухом состоянии более 13 г или 13,03 т/га. •

В сухое н влажное лето длина корней у гороха и чечевицы почти не изменяется (сухое лето 1986 г. - у гороха она составила 28,58 м в .1 дм3 почвы, у чечевицы 27,84 м в 1 дм3, во влажном 1987 г. соответственно 27,38 и 26,44). Масса корней гороха - 8,68 г/дм3 и 7,25 г/дм3 и 6,73 г/дм3 и 6,68 г/дм3 у чечевицы. У чины и нута эти показатели резко варьируют в зависимости от условий водообеспеченности в период вегетации. У чины разница по протяженности корней в пахотном слое составила 10,1 м на 1 дм3 почвы, у нута 5,60, то есть в условиях засухи нут и особенно чина развивают более мощную корневую систему, чем горох и чечевица (в 1,2 и 1,4 раза) по сравнению с условиями достаточного водообеспечения, что и обеспечивает наибольшую их засухоустойчивость.

Установлено, что в сравнительно разреженных посевах изучаемых культур насыщенность пахотного слоя почвы корневой массой в 1,22-1,26 раза меньше, чем на посевах с оптимальным стеблестоем.

Продуктивность пасоки в зависимости от условий выращивания. Корневая система растении чрезвычайно активный орган обмена веществ (Сабинин Д.А., 1949). Выход пасоки является интегральным показателем мощности и активности корней. Нами установлено, что сроки выхода пасоки и интенсивность ее выделения находятся в тесной связи с метеорологическими условиями вегетационного периода культуры: при ГТК 1,26 (май-август) и сумме активных температур 2437°С (1997 г.) пасока выделялась через 6 дней после появления всходов; сухая и жаркая погода 1998 г. (ГТК - 0,32 и сумма температур выше 10°С - 2825°С) определила малое выделение пасоки. Отмечено, что й ранние фазы развития по выходу пасоки выделился сорт чечевицы ПСЕ-4, а в более поздние - преимущество имеет Петровская 4/105. В острозасухшшвом 1998 году различия в развитии корневых систем изучаемых сортов не имели существенного значения, так как в корнеобитаемом слое влажность оказалась ниже коэффициента завядания (рис. 6).

Анализ показал, что в чечевичной пасоке уже в начале вегетации больше половины общего азота приходится на азот органический. Выявлена закономерность: при меньшем количестве пасоки концентрация азотистых веществ повышается. Лучшим фоном для накопления в пасоке азота ©казался фосфорно-калийный в сочетании с ризоторфином. Установлено, что удобренные фоны значительно повышают содержание свободных аминокислот в пасоке изучаемых сортов чечевицй. В благоприятные годы в фазу ветвления в пасоке сорта Петровская 4/105 накапливаются в большом количестве такие аминокислоты, как аспарагин (24,7 мкг/мл), глютамин (16,9 мкг), аргинин

(12,4 мкг), а в засушливые годы их содержание резко снижается (аспарагина до 13,2, глютамина - 7,3, аргинина - 8,6 мкг).

1998 г.,

5 1997 г. и

1996 г.

0,5 1 1,5 2 2,5 3 .3,5 Выход пасоки со 100 растений, мл в час

4,5

§1 Петровская 4/105 ЯКрасноградская250 Э Веховская (ПСЕ-4) ОДжанат Рис. б. Выход пасоки у растений чечевицы в среднем за вегетационный период

Симбиотнческая деятельность. Наши исследования были направлены на изучение особенностей формирования симбиотического аппарата у гороха, чины, чечевицы и нута, выявление условий и агротехнических приемов, способствующих повышению симбиотической деятельности их корневых систем. Количество клубеньков, их масса изменялись в зависимости от складывающихся условий в период вегетации, приемов агротехники и сортовых различий.

При анализе морфологии симбиотического аппарата нами отмечено, что клубеньки появляются через 5-7 дней после образования полных всходов. По мере роста и развития растений их количество увеличивается. Особенно густо покрывается клубеньками верхняя часть корня и придаточные корни 1-го порядка.

У чечевицы образуются сравнительно мелкие клубеньки, масса одного сухого клубенька в фазу цветения составляет 1,4-1,5 мг, гороха - 1,62-1,7 мг, чины- 3,3-4,2 и самые крупные клубеньки у нута -11-14 мг.

Наибольшее число клубеньков наблюдалось у чины посевной. По ве-. личине клубеньков чина уступает нуту, но по числу активных азотофикси-рующих клубеньков превосходит нут и другие изучаемые виды. На корнях чины клубеньки чаще образуют колонии в верхней части главного корня и

его боковых образований. Более крупные клубеньки, ярко розовой окраски сформировались при инокуляции семян ризоторфином и предпосевном внесении фосфорно-калийного удобрения.

На растениях поздних сроков посева клубеньки появляются несколько быстрее, чем на ранних посевах, но развиваются они в количественном и весовом отношении слабее. В опытах с разными нормами высева наибольшая масса корней с клубеньками накапливалась в сравнительно загущенных посевах.

За годы испытаний (1996-1998 гг.) наиболее активный симбиотический ■ потенциал в фазу цветения формировался у нута -1273 кг* сут./га активных сырых клубеньков, что свидетельствует о фиксации атмосферного азота в количестве 25,5 кг/га посева, при этом удельная активность симбиоза составляет 20 г/кг в сутки. У чины АСП значительно ниже - 560 кг» сут./га, что соответствует 11,2 кг/га фиксированного атмосферного азота.

Наименьший показатель ОСП (общей симбиотический потенциал) у гороха - 1,68 и АСП (активный симбиотический потенциал) - 128 кг- сут./га, что составляет 2,56 кг/га зафиксированного атмосферного азота при удельной активности симбиоза 20 г/кг в сутки.

Чечевица по симбиотической активности близка к чине посевной, ее средний показатель АСП составил 498,6 кг- сут./га сырой клубеньковой массы, что соответствует 9,97 кг/га фиксированного атмосферного азота.

Применение бактериальных препаратов способствует формированию более высокого симбиотического потенциала у зернобобовых культур.

Особенности водопотреблсння. Исследуемые зернобобовые культуры неравномерно расходуют влагу по периодам вегетации. Критический период потребления влаги растениям] гороха - от бутонизации до полного цветения. В посевах чины наибольшее количество влаги израсходовано в период цветения образования бобов - 42% от общего расхода за вегетацию.

В посевах нуга наибольший расход влаги наблюдается в период от бутонизации до цветения - 38,3%. Значительное потребление влаги у нута продолжается до образования бобов - 32,8%. Чечевица наибольшее количество влаги потребляет в период от начала бутонизации до полного цветения - 46,5%.

Расход воды на единицу сухой биомассы в посевах гороха и чечевицы колеблется в значительных пределах в зависимости от условий в период вегетации. В засушливом 1993 году на 1 т сухой надземной массы горох и чечевица израсходовали соответственно 39,4 и 36,5 мм воды, тогда как в крайне сухом 1995 г. расход воды на единицу урожая составил 108,9 и 125,5 мм. Значительно меньшее'колебание в расходе воды на единицу урожая'в зависимости от условий года наблюдается в посевах чины и нута.

Эффективность использования влагозапасов почвы и осадков в значительной степени зависит от структуры агрофигоценоза и приемов, оптимизирующих водный режим посева. В засушливых условиях при ранних сроках сева обеспечиваются более полные всходы, более интенсивный рост и мощ-

ное развитие растений за счет весенних запасов влаги в почве. Посевы ранних сроков сильнее иссушают почву, чем посевы более поздних сроков.

Посев- Бугонизания- Цветение- Налив семян- Посев-бутонизация цветение образование созревание созревание Фаза вегетации бобов

СИ! Расход влаги,мм Горох !Щ Расход влаги,мм Чина ВЕЯ Расход влаги,мм Чечевица ШШ Расход влагаем Нут

а В % от общего расхода за вегетацию Горох -*- В % от общего расхода за вегетащш Чина —о— В % от общего расхода за вегетацию Чечевица —•— В % от общего расхода за вегетацию Нут

. Рис. 7. Расход влаги посевами зернобобовых культур по периодам вегетации (среднее за 1993-1995 гт.)

Расход почвенной влаги находится в зависимости от густоты посева: наименьшее количество продуктивной влаги к периоду созревания культуры остается в посевах с наибольшей нормой высева.

Установлено, что суммарное водопотребление посевов чечевицы в зависимости от способов посева составило: при сплошном рядовом - 2036 м3/га, а коэффициент водопотребления в расчете на зерно 2237 м3 на 1 т, при узкорядном посеве - 2035 м3/га и 2035 м2/т; при широкорядном посеве - 2367 м3/га и 2132 м3/т.

структура урожая и урожайность зерновых бобовых культур

Важным показателем продуктивности любого агрофитоценоза является число растений на единице площади в период уборки урожая.

В наших опытах максимальный урожай гороха (3,89 т/га) был сформирован при густоте стеблестоя 1,13 млн. растений на 1 га, наименьший (1,52

т/га) при густоте стеблестоя 0,61 млн. раст./га В среднезасушливые годы и крайне сухие наивысшая урожайность гороха получена при густоте посева 0,97 млн./га и 1,01 млнУга. Максимальный урожай чины посевной в средне-засушливые и крайне сухие годы были получены при густоте стояния растений -110 и 100 штук на ] м2 (2,54; 1,64 т/га), минимальный - при 53 и 52 растений на 1 м2 (1,21; 1,19 т/га). Максимальная урожайность чечевицы (2,82 т/га) в достаточно влажном году (1997 г.) получена при густоте 150 растений на 1 м2, при 75 растениях на 1 м:2 ее урожайность снижалась на 36%. Наивысшая урожайность нута (2,45 т/га) в умеренно сухие и достаточно влажные годы (2,66 т/га) получена при конечной густоте посева 79 и 70 растений на 1 м2.

Густота стояния растений в посевах оказывает влияние на морфологическую структуру каждого отдельного растения и всего посева.

Таблица 4

Продуктивный потенциал зернобобовых культур и степень его реализации,

среднее за 1993-1998 гг.

Влагообеспеченные годы Сухие годы

Показатели горох чина чечевица нут горох чина Чечевица нут

Репродуктивные элементы, шт./растение

Бутонов 16,4 26,0 80,0 60,2 10,0 16,6 28,6 32,0

Цветков 10,6 16,4 56,4 42,4 5,7 8,4 16,4 16,4

Бобов 8,0 8,3 38,0 26,0 4,6 7,2 8,6 8,8

Опавших, %

Бутонов 35,3 36,9 29,5 29,5 43,0 49,3 42,6 48,7

Цвепсов 24,5 49,4 32,6 38,7 19,3 14,3 47,5 46,3

Бобов 35,0 32,6 26,4 67,3 43,5 . 58,3 24,4 35,2

Вызревших

Бобов, шт. 5,2 5,6 28,0 8,5 2,6 3,0 6,5 5,7

% завязавшихся 65,0 67,4 73,6 32,7 56,5 41,7 75,6 64,8

% потенциала (бутонов) 31,7 21,5 35,0 И,1 26,0 18,0 22,7 17,8

Подбор зернобобовых с высоким продуктивным потенциалом - главный фактор формирования высокопродуктивных агрофитоценозов. Число бобов на растении - это один из вариабельных элементов урожайности зернобобовых культур. Наши исследования показали, что самой продуктивной зернобобовой культурой по числу бобов является чечевица. Даже в крайне сухие годы она формирует до 20-24 бобов, тогда как у гороха и чины 3-4 боба, нут формирует - 4-5 бобов на одном растении. Однако число бобов у зернобобовых культур не является показателем урожайности, так как в бобах формируется различное количество семян. Горох формирует наименьший репродуктивный потенциал с низкой степенью его реализации, в сухие годы

он составляет 26%, достаточно влажные - всего 31,7%. У чечевицы более высокий процент реализации репродуктивного потенциала (35%). Очень слабо реализует репродуктивный потенциал пут, особенно во влажные годы -14,1%, крайне сухие - 17,8% (табл. 4).

Установлено, что потеря генеративных органов у зернобобовых культур происходит уже в начале цветения (опадают цветки и бутоны). Например, нут и чина сбрасывают в период формирования и налива до 58,3 и 67,3%, завязавшихся бобов. Дефицит влаги, излишняя загущенность посевов усиливают сбрасывание органов репродукции.

Продуктивность плодоносящих ярусов растений изменяется в количественном и качественном отношении. Лучшие показатели во всех случаях были в нижних ярусах, что говорит о их решающей роли в формировании полноценной зерновой продукции.

Наибольшая абортивность семян отмечена у чечевицы сорта Красно-градская 250, в опытах она достигала 75%, что и являлось причиной сравнительно низких урожаев.

Масса 1000 семян - сортовой признак, изменяющийся под влиянием природных факторов и приемов возделывания: у гороха в пределах 3,5%, чины - 8,3, чечевицы - 14,8 и нута - 14,5% (табл. 5).

Таблица 5

Структура и урожайность зернобобовых культур, 1967-2000 гг.

Культура Количество семян на растении, шт. Масса семян, г Урожайность, т/га Коэффициент вариации, %

с растения 1000 шт. средняя годы по влагообеспе-ченности

влаж ные сухие крайне сухие

Горох 12,6 2,16 171 2,03 3,01 1,51 0,61 45,8

Чина 10,8 2,24 207 2,31 3,27 1,62 0,92 44,1

Чечевица 29,0 1,60 55 1,48 2,12 1,35 0,79 72,0

Нут 10,2 2,46 241 1,52 2,10 1,31 0,86 73,7

НСР05 0,12 0,08 0,07

Анализ урожайных данных за 1967-2000 гг. показал, что горох, чина чечевица и нут не отличаются достаточной устойчивостью и урожаев зерна (коэффициент вариации 44,1-73,7%).

Динамика химического состава, питательная ценность зерна и

кормовой массы

Анализ работ по белковому, фракционному и аминокислотному составу зерновых бобовых культур (М.И.Смирнова-Иконникова, 1952, 1960; М.В.Федоров, С.В.Егорова, 1957; Л.М.Доросинский, 1962;, М.Ф.Томме, .

Р.В.Маргыненко, 1972; В.Г.Клименко, 1975; В.Т.Конарев, 1981; А.Д.Задорин, 1995 и др.) указывает на целесообразность изучения закономерностей изменения биохимического состава растений в связи с технологией их возделывания в конкретных агроэкологических условиях.

Таблица 6

Динамика содержания азота в растениях зерновых бобовых культур, 1993-1995 пг., %

Культуры Фаза вегетации

через 20 дней после всходов бутонизация цветение образование бобов налив семян созревание

зерно солома

Горох 3,66 3,27 2,82 2,34 2,18 3,64 1,02

Чина 3,98 3,59 3,35 2,99 3,01 4,18 1,67

Чечевица 3,65 2,94 2,71 2,46 2,28 3,77 1,33

Нут 3,24 2,82 2,12 2,18 1,85 3,25 0,70

Таблица 7

Урожай и качество зеленой массы зерновых бобовьк культур, 1991-1995 гг.

Урожай Содержание, % Сбор протеина,

Фаза вегетации зеленой массы, т/га сухого вещества, % сырого клетчатки

протеина т с 1 га

Горох

Цветение 13,9 18,6 17,6 22,4 2,45

Образование бобов Налив семян 16,7 17,1 22,7 26,9 14,6 13,6 28,8 33,6 2,44 2,32

Чина

Цветение 9,9 27,8 20,9 20,3 2,07

Образование бобов 21,4 33,4 18,7 26,1 4,00

Налив семян 21,9 38,3 18,8 . 30,2 4,12

Чечевица

Цветение 5,1 37,0 16,9 26,1 0,86

Образование бобов ' Налив семян 12,1 14,1 39,4 40,8 15,4 14,2 30,5 34,2 1,86 2,00

Нут

Цветение 5,2 35,0 13,2 28,7 0,69

Образование бобов 10,4 39,4 13,6 37,4 1,41

Налив семян 12,5 38,6 11,56 43,5 1,44

В ходе наших исследований было установлено, что чина посевная в период созревания отличается высоким содержанием воды в надземной массе по сравнению с горохом, чечевицей и нутом, что создает благоприятные ус-

ловия для более длительного использования ее посевов в качестве зеленого корма, а с другой стороны, затягивает сроки ее уборки на зерно. Наибольшее количество азота накапливается в молодых растениях, в ходе вегетации его содержание снижается. Чина выделяется и более высоким накоплением азота во все периоды роста и развития (табл. 6).

Наибольший выход сырого протеина с 1 га посева чины приходится на период плодообразования - налива семян в бобах (табл. 7). Сравнительно низкое содержание протеина и высокое содержание клетчатки, невысокий урожай зеленой массы характерны для чечевицы и нута. На поздних посевах содержание протеина в зеленой массе, зерне, соломе увеличивается и уменьшается содержание клетчатки. В семенах нута накапливалось больше жира и в этом отношении неоспорима^ ценность нута как кормового концентрата.

Таблица 8

Энергетическая питательность зеленой массы зернобобовых культур, 1991-1997 гг.

Сухое Переваримые пита- Содержание энергии

вещество, тельные вещества, ЭКЕКрс ГДж/т

вещества г/кг г/кг СВ

Горох I

Сырой протеин 172 129,0 87,7 3,97

Сырой жир 14 8,5 27,7 0,56

Сырая клетчатка 223 116,0 92,8 8,78

БЭВ . 529 397,0 317,0

£ 525,2 13,31

Чина

Сырой протеин 202 166,0 113,0 4,66

Сырой жир 16 9,9 29,8 0,64

Сырая клетчатка 206 109,2 87,3 8,30

БЭВ 497 408,0 326,0

2 556,1 13,60

Чечевица

Сырой протеин 172 127,0 86,5 5,52

Сырой жир 36 21,6 65,0 1,44

Сырая клетчатка 264 155,7 124,5 7,68

БЭВ 460 276,0 221,0

2 497,0 14,64

Нут

Сырой протеин 146 101,0 68,5 3,37

Сырой жир 41 24,6 74,0 1,64

Сырая клетчатка 286 129,0 103,0 6,86

БЭВ 411 279,5 223,6

2 469,1 11,87

Семена чечевицы содержат меньше клетчатки, чем горох и чина, и больше минеральных веществ. С увеличением густоты посева содержание сырого белка и клетчатки в зерне заметно снижалось, на широкорядных посевах содержание белка увеличивалось, а клетчатки - уменьшалось.

Анализ энергетической питательности зерна и зеленой массы зернобобовых культур показывает, что наибольшим содержанием энергии отличает-. ся зерно гороха и чечевицы. Энергетическая питательность 1 кг зерна гороха составила 678,6 ЭКЕ, чечевицы - 671,0, нута - 667,2 и чины - 640,5 ЭКЕ. Наибольшей энергетической питательностью зеленого корма отличается чина посевная (556,1 ЭКЕ), а наименьшей - нут (469,1 ЭКЕ) (табл. 8).

Агробиологические параметры высокопродуктивных фитоценозов

зернобобовых культур

Оценка состояния производства зернобобовых культур в регионе, анализ литературных источников обусловили необходимость уточнения ряда показателей формирования высокопродуктивных агроценозов зернобобовых культур в условиях черноземной степной и сухостепной зон Поволжья.

В многолетних опытах были изучены особенности биологии развития и формирования урожая зернобобовых культур и на этой основе разработаны приемы энергосберегающих технологий их возделывания.

В разработанный агрокомплекс выращивания зернобобовых культур входят сроки и способы посева, формирование густоты стеблестоя, оптимизация водного и пищевого режимов, интегрированная система защиты посевов от вредителей болезней и сорняков.

Исследованиями выявлено, что продолжительность фенологических фаз развития зернобобовых культур зависит от погодных условий. Продолжительность периода от посева до созревания определяется суммой активных температур и условиями влагообеспеченности. В среднем за годы исследований сумма активных температур за вегетацию гороха составила 1380°С, чины 1627°С, нута - 1770°С и чечевицы - 1548°С. Отмечена существенная положительная корреляция между количеством осадков, относительной влажностью воздуха и. продолжительностью периода цветение-созревание (г= 0,96-0,99) и средняя корреляция у гороха между среднесуточной температурой воздуха и продолжительностью периода всходы - цветение (г= 0,54).

Засоренность агроценозов возрастала в 3,7-5,4 раза от ранних к поздним срокам посева.

Сроки посева. Установлено, что характер ростовых процессов, фотосинтетическая и симбиотическая деятельность растений в посевах, формирование урожая зависят от сроков посева, условий увлажнения, определяются биологическими возможностями вида, сорта и складывающимися погодными условиями.

Наиболее оптимальные условия для выращивания планируемых урожаев зернобобовых культур складываются при ранних сроках посева: уро-

жайностъ гороха, чины, чечевицы и нута составила соответственно 1,88; 1,99; 1,72 и 1,74 т/га, тогда как при запаздывании с посевом на 9 и 18 дней урожай зерна гороха снижается на 0,31 и 0,65 т/га, или на 16,5 и 34,6%; чины - 19,6 и 29,2%; нута - 12,1 и 33,4%. Запаздывание с посевом чечевицы на 7-8 дней почти не снижало урожай, однако затягивание сроков посева культуры на 1415 дней от начала сева ранних яровых резко снижало ее урожайность (на 37,8%) (табл. 9). .

Таблица 9

- Влияние сроков посева на урожайность зернобобовых культур, 1993-1997 гг.

Сроки посева Урожайность, т/га

горох чина чечевица нут

Ранние 1,88 1,99 1,72 1,74

Средние 1,57 1,60 . 1,68 1,53

Поздние 1,23 1,41 1,07 1,16

НСРо.5 0,14 . 0,18 0,11 0,12

Сроки посева оказали влияние и на качество зерна. Так, содержание белка и зольных веществ в зерне с ранних посевов уменьшается, однако общий сбор их с единицы площади был наибольшим. При посеве в конце мая содержание протеина и золы в зеленой массе увеличивается, а содержание клетчатки уменьшается.

Производственные опыты, проведенные в СХТО «Дружба» Ровенского района Саратовской области подтвердили экспериментальные данные о преимуществе ранних сроков посева чины. Наибольший чистый доход (17660 руб./га) получен при посеве чины 26 апреля (начало сева ранних яровых).

Способы посева. Продуктивность агрофитоценозов в значительной степени зависит от способов посева. В сложившейся практике чечевицу, чину, и горох чаще высевают сплошным рядовым или узкорядным способом. Растения чечевицы при рекомендуемых нормах высева семян (2,5-3,0 млн. шт. на 1 га) при сплошном рядовом посеве в горизонтальной проекции занимают площадь 39 (2,6x15) и 33 (2,2x15) см2, то есть наименьшую, по сравнения с чиной посевной (при норме высева 1,0 млн. шт./га - 100 (6,6x15), а при высеве 1,4 млн. - более 70 см2 (4,7x15); горох при норме высева 0,8 млн. шт. семян на 1 га занимает площадь 124 см2 (8,3x15), а при высеве 1,2 млн. -83,25 см2 (5,55x15); нут высевают 0,7 млн. штук на 1 га, что составляет на каждое растение 143 см2 (9,52x15).

Установлено, что наивысшую урожайность чечевицы 1,82 т/га обеспечивали черезрядные посевы при высеве 2,0 млн. всхожих семян на гектар. В сравнении со сплошным способом посева прибавка урожая составила: у сорта Петровская 4/105 - 26%; Красноградской 250 - 15% и ПСЕ-4 - 30%. На узкорядных посевах максимальную урожайность (1,88 т/га) получили при высеве 3,0 млн. шт. семян на 1 га. В острозасушливые годы преимущество по урожайности чечевицы было при широкорядном способе посева с нормой

высева 2,0 млн. всхожих семян на 1 га. При этом отмечалось повышение товарно-технологических свойств семян чечевицы — их величины, выполненности, происходит экономия посевного материала и улучшение условий проведения видовой прополки. При черезрядном и широкорядном способах посева значительно снижается абортивность репродуктивных органов чечевичного растения. На широкорядных посевах чечевица обеспечивает высокий коэффициент размножения семян (17,2-18,5), что диктует целесообразность их использования при размножении перспективных и дефицитных сортов.

Урожайность чины посевной на сплошных рядовых посевах с высевом 1,3 млн. шт. семян /га и широкорядных посевах с нормой высева 0,7 млн. в среднем за 1993-1995 гг. оказалась почти одинаковой - 2,63 и 1,64 т/га, хотя по годам разница была значительной (0,36 т/га). Отмечено, что на посевах с широкими междурядьями вегетация чины была более продолжительной, созревание семян недружное, расположение нижних бобов сравнительно низкое. На сплошных рядовых посевах формировались более крупные семена, растения оказывались более устойчивыми против полегания.

По утверждению С.П.Кульжинского (1934), Т.В.Боднар и Г.Т. Лаври-ненко (1977) лучший способ посева нута - широкорядный с междурядьями 60 см. П.П. Вавилов и Г.С. Посыпанов (1983) рекомендуют посев нута проводить сплошным рядовым способом с нормами высева 0,7-09, млн. шт. всхожих семян на 1 га или широкорядно с междурядьями 45см и коэффициентом высева 0,2-0,4 млн. шт. семян на 1 га.

Таблица 10

Продуктивность сортов нута в зависимости от способов посева, 1993-1995 гт.

(Центральная левобережная микрозона)

Способпосева Норма высева, млн. пггУпа Выживаемость семяни растений к уборке, % На 1 растении Масса 1000 семян, г Урожай, ч/га

бобов, шт. семян, пгг. масса, г

Юбилейный

Узкорядный 1,0 73,3 4,8 9,6 2,83 280 2,08

Сплошной рядовой . 1,0 66,0 5,0 9,5 2,78 .279 1,84

Широкорядный 0,6 57 12,1 17,8 5,41 304 1,69

Краснокутский 36

Узкорядный 1,0 67,2 5,4 11,2 3,22 287 2,16

Сплошной рядовой 1,0 , 63,3 6,2 12,4 3,36 271 2,02

Широкорядный 0,6 53,0 11,7 18,8 5,62 298 1,78

НСРод 0,12

В наших опытах наивысший урожай нута (2,08 т/га) обеспечивали узкорядные посевы. При широкорядном способе посева урожай получали ниже на 18,8% (табл. 10).

На широкорядных посевах нута развиваются наиболее продуктивные растения по количеству бобов, семян и их массе. Однако наибольшая продуктивность каждого растения в широкорядных посевах не компенсирует меньшую густоту по сравнению с узкорядными и сплошными способами посева На узкорядных и сплошных рядовых посевах при высеве 1,0 млн. семян на 1 га к уборке сохранялось 670-730 и 600-630 тыс. растУга соответственно. На широкорядных посевах с высевом 0,5-0,6 млн. семян на 1 га к уборке сохранялось 318340 тыс. растений на 1 га. Таким образом, более высокая урожайность нута на узкорядных и сплошных рядовых посевах обеспечивается за счет большего числа растений на единице площади, к тому же за счет меньшей их засоренности, что облегчает уборку и предотвращает потери зерна

Нормы высева. В создании высокопродуктивных агрофитоценозов не меньшее значение, чем сроки и способы посева имеют и правильно установленные нормы высева семян, так как густота стояния растений на единице площади является главным регулятором использования ими влаги, пшци и света. В литературе в отношении норм высева нута, чины и чечевицы приводятся противоречивые данные.

В опытах на южном черноземе центральной правобережной микрозоны с повышением норм высева чины с 1,0 до 1,2 млн. семян на 1 га урожайность культуры практически не увеличивается. Дальнейшее повышение норм высева чины до 1,4-1,6 млн. не обеспечивает существенной прибавки в урожае. В благоприятные годы нормы высева 1,8 и 2,0 семян на 1 га обеспечивали в урожаи зерна до 3,06 и 2,94 т/га. Однако с учетом подготовленной и высеянной массы семян такие нормы не оправдывали материальных затрат. ■

В зависимости от почвенных, погодных условий, сортовых свойств и посевных качеств семян, сроков и способов посева, фонов удобрений оптимальный вариант по норме высева чины значительно варьировал: в крайне сухом 1995 году наибольший урожай зерна был получен при норме высева 1,0 млн. шт.семян на 1 га, в засушливом 1996 г. - 1,2 млн. а в благоприятном 1997 г. 1,8 млн. всхожих семян. На каштановых почвах Центрального Левобережья оптимальная норма высева чины в сухом 1993 г. оказалась 1,0 млн., во влажном 1994 г. и резко сухом 1995 г. наибольший урожай обеспечивала норма высева 1,3 млн. всхожих семян на 1 га. На широкорядных посевах сравнительно высокий урожай получен при высева 0,7 млн. апук семян на 1 га. Анализ элементов продуктивности растений и посевов показал, что с повышением норм высева до определенного предела в условиях конкретного года отмечается большая сохранность растений к уборке. Так, в опытах 1993-1995 гг. на сплошном рядовом посеве с повышением норм высева с 0,7 до 1,3 млн. семян на 1 га общая Выживаемость к уборке заметно увеличивается, однако дальнейшее повышение норм высева (до 1,6 млн.) снижает сохранность растений (табл. 11).

Таблица 11

Продуктивность и урожайность чины посевной при разных способах и нормах высева (южные черноземы Центрального Правобережья), 1993-1995 гг.

Способ посева Норма высева семян, млн. егг. на 1 га Общая выживаемость к уборке, % ИЛП, M^i2 Сухая масса корней (0-30 см), г/да3 Уроясай, т/га

сухой биомассы зерна

Сплошной рядовой 0,7 1,0 1,3 1,6 77,1 79,0 80,0 75,6 2,22 2,81 .3,60 3,30 8,64 10,8 11,3 10,7 2,80 3,42 4,18 3,98 1,24 1,58 1,86 1,77

Широкорядный 0,3 0,5 0,7 79,2 80,8 82,5 1,84 2,44 2,62 4,61 5,10 6,65 2,11 3,18 4,20 0,83 1,25 1,64

Примечание: HCPo,j для сплошного рядового способа посева 0,14 т/га;

широкорядного-0,12 т/га.

Между показателем густоты стояния и урожайностью сухой биомассы существует средняя корреляционная зависимость (г=0,695). Максимальная площадь листьев формируется на сплошных рядовых посевах с густотой стояния 100-110 растений на 1 м2 (35,6-39,0 тыс. м2/га), на широкорядных посевах при 25-30 растений на 1 п.м. 26,2-27,8 тыс. м2/га, обеспечивая формирование фотосинтетического потенциала (ФП) на уровне 3,16-3,48 млн. м2/га дн., и 2,53-2,62 млн. м2/га дн., соответственно. Показатель ФП находится в средней корреляционной зависимости (г=0,643) с урожаем зерна и в высокой корреляционной связи (г=784) с урожаем сухой биомассы.

Учитывая вышеизложенное, оптимальную густоту посева для условий каждого конкретного года следует дифференцировать, учитывая все' факторы, влияющие на формирование урожая.

Результаты пятилетнего (1993-1997 гг.) испытания разных норм высева. чечевицы" показывают, что на обыкновенных черноземах правобережной пригородной микрозоны оптимальным числовым коэффициентом высева сортов при сплошном рядовом посеве следует считать 2,5 млн. всхожих семян на 1 га. В отдельные годы при достаточной водообеспеченности корне-обитаемого слоя почвы (1997 г.) наивысший урожай чечевицы Петровской 4/105 (2,72 т/га) и Красноградской 250 (2,44 т/га) был получен при высеве 3,0 млн. семян на 1 га. Для Петровской б в условиях данного года оптимальным вариантом была норма 2,5 млн./га.

На фонах предпосевного удобрения в благоприятные годы по увлажнению более высокая урожайность формируется при высеве 3,0 млн. семян на 1 га, а в резко сухие годы оптимальный вариант для Петровской 4/105 — 2,0 млн. семян на 1га на фоне N30P30K30 + ризоторфин. Иначе реагирует на агро-фоны и изменение густоты посева сорт чечевицы ПСЕ-4: во влажном 1994 г.

максимальный урожай на фоне без удобрений формирует при высеве 3,0 млн. семян на 1 га (2,26 т/га), а на удобренных фонах - при норме 2,5 млн. шт. на 1 га (Р30К30+ ризоторфин - 2,55 т/га).

Фоны питания и густота стояния растений оказывают существенное влияние на оптимизацию структуры агроценозов. Эти два фактора вполне регулируемые и направлены на создание оптимальной плотности посева, способной усвоить наибольшее количество ФАР. У чечевичного растения, как и у многих других бобовых видов, процесс формирования урожая зерна очень сложный, образование генеративных органов происходит постепенно снизу . вверх с вовлечением в плодоношение новых боковых побегов и их ответвлений с четко выраженной ярусностью. С увеличением нормы высева площадь листовой поверхности на единице посева возрастает, однако, не всегда обеспечивает рост семенной продуктивности. Максимальный урожай сухой биомассы чечевицы Петровской 4/105 (3,90 т/га) за годы испытаний (1993-1997 гг.) получен при норме высева 2,5 млн. всхожих семян на 1 га, индекс листовой поверхности (ИЛП) составил 4,10 м2/м2. Изучаемые фоны предпосевного удобрения в сочетании с обработкой семян ризоторфином и молибденом повышали показатели фотосинтетической деятельносиГчечевицы. Так, на фоне ЫзрРзоКзо ИЛП возрастал на 10%, а сбор сухой биомассы - 25,6%.

Наибольший сбор сухой биомассы гороха (6,88 т/га) получен за годы исследований (1993-1997 гг.) при высеве 1,2 млн. семян на 1 га, индекс листовой поверхности составил 3,76 м2/м2, величина фотосинтетического потенциала 2,64 млн. м2/га дн.

На обыкновенных черноземах западной микрозоны Саратовской области наибольший сбор сухой биомассы (7,49 т/га) и зерна (3,05 т/га) нута был получен про норме высева 1,2 млн. семян на 1 га, площадь листьев составила 35,3 тыс. м2/га, а величина фотосинтетического потенциала - 3,17 млн. м2/га дн. В опытах, поведенных в условиях центральной правобережной микрозоны области на южных черноземах, наивысший урожай зерна нута (2,62 т/га) был получен на черезрядных посевах с высевом на 1 га 0,8 млн. всхожих семян, обеспечивших сравнительно высокую их полевую всхожесть (68%) и сохранность к уборке (91,1%). Фотосинтетический потенциал сформировался на уровне 2,72 млн. м2/га дн., при ассимилирующей поверхности 30,3 тыс. м2/га и использованием энергии ФАР на уровне 1,02%.

Максимальный урожай зерна нута за годы опытов был (1997-1999 гг.) на темно-каштаноых почвах Заволжья получен при черезрядном способе посева (междурядья 30см) при высеве 0,6 млн. семян на 1 га (1,80 т/га). Данный вариант обеспечил сравнительно высокую фотосинтетическую и энергетическую работоспособность агроценоза: площадь листьев 24,0 тыс.м2/га, величина фотосинтетического потенциала (ФП) 1,8 млн. м2/га дн., чистая продуктивность фотосинтеза 2,03 г/м2 в сутки и использование энергии ФАР на уровне 0,78%.

Чина и смешанных посевах. «Межвидовые отношения являются главной движущей силой динамики в эволюции фитоценозов», - отмечает Ю.В.Титов (1978). Положительный эффект сложных фитоценозов получается в тех случаях, когда подбор компонентов осуществляют с учетом благоприятных их взаимоотношений (М.Е. Николаев, 1982). При подборе компонентов для чины посевной учитывалась их совместимость по требованиям к почвен-но-климатическим условиям, по морфологическим признакам, темпам роста в первые фазы развития, срокам уборочной спелости.

Выявлено, что полевая всхожесть семян чины, как в одновидовых, так и в смешанных посевах была сравнительно высокой (68,2-87,0%) и отклонения отмечались в зависимости от сроков посева, норм высева и вида компонента. В ^ смесях с ячменем и суданской травой полевая всхожесть чины снижалась на 34,0 и 17,8% соответственно. Посев чины с кукурузой чередующимися рядками снизил полевую всхожесть семян чины на 15%, причем при полосном размещении компонентов, когда каждый вид высевается в оптимальные сроки для культуры, полевая всхожесть остается на уровне всхожести семян в чистых посевах, В течение вегетации полевые фитоценозы претерпевают большие изменения в количественном составе. Наибольший выпад растений чины наблюдался в смешанных посевах с ячменем: к цветению из смеси выпадает 15,5% растений, к образованию нижних бобов - 36,8%. Общая выживаемость семян и растений чины в данной смеси к уборке составила 45,5%. При уменьшении нормы высева злака и увеличении нормы высева чины на 400 тыс. шт. семян/га, сохранность последней несколько повышается (на 5,1%), а общая выживаемость семян и растений повышается до 53,2%. Длиннодневное быстро развивающееся растение ячменя, при количественном преобладании в посеве, затеняет сравнительно, медленно развивающуюся чину, что и является одной из причин ее изреживания. В агроценозе с нутом при соотношении 1:1 чина показала более высокую выживаемость семян и растений по сравнению с нутом.

В чино-суданковых смесях наибольший процент выпавших растений приходится на злаковый компонент. На черезрядных посевах чины с кукурузой сохранность компонентов оказывается наиболее высокой - 88,7 и 88,4%, при полосном размещении она была заметно ниже у бобового компонента. На чино-суданковых смесях степень изреживаемости чины, в сравнении с ее смесями с ячменем несущественная, что объясняется медленным начальным ростом суданской травы, позволяющим чине хорошо укорениться и развить вегетативную массу. Смесь чины с суданской травой по большему числу показателей фотосинтетической деятельности оказывается лучшей. В среднем за три года (1992-1994. гг.) площадь листьев составила 111,5 тыс. м2/га, фотосинтетический потенциал 6,7 млн. м2 дн./га. Черезрядные посевы чины с кукурузой и подсолнечником уступают по фотосинтетической деятельности чино-суданковой смеси, что связано со сравнительно меньшей густотой посевов этих смесей и затенением чины широколистными культурами кукурузой и подсолнечником.

Способность чины отрастать после скашивания и формировать хорошую отаву, ставит ее в ряд отличных компонентов для смесей с суданской травой. По урожайности зеленой массы смешанные и совместные посевы чины с суданской травой, ячменем, кукурузой и подсолнечником следует признать удачно совместимыми. Отрастание чины после скашивания обеспечивает до 25 % доли урожая отавы в чино-суданковых смесях. Урожай зеленой массы смеси чины с ячменем при соотношении 1:3 составил 25,5 т/га. Вариант с большим уплотнением смеси бобовым компонентом (1:1,85) заметно повысил урожай чино-ячменой смеси (табл. 12).

Таблица 12

Продуктивность чины в чистых, и смешанных посевах в зависимости от спосо-

бов возделывания и соотношения компонентов, 1992-1994гг.

Вариант опыта Норма высева, млн. пггУга Сборс1га,т Обеспеченность корм. едПП,г

зеленой массы сухой массы кормовых единиц пп

Чина 1,0 20,3 4,51 4,26 0,87 204

Чяна+ячмень 1,0/3,0 1,4/2,6 25,5 27,1 6,2 6,8 4,78 5,12 0,52 0,62 109 -121

Чина+суд анская трава 0,7/1,6 29,3 6,7 5,46 0,74 135

Чина+суданская трава 1,0/1,6 33,2 7,6 6,16 0,83 135

Чина+кукуруза черезрядный посев (45 см) 1,0 0,06 30,6 6,3 5,71 0,89 156

Чина-(кукуруза полосной посев 1,0 0,06 31,0 6,08 5,72 0,86 150

Чина+подсолнечник черезрядный посев (45 см) 1,0 0,06 24,7 5,08 4,18 0,61 146

Чина+подсолнечник полосной посев 1,0 0,06 25,5 5,16 4,32 0,63 146

В засушливые годы наибольшей продуктивностью выделялись смеси чины с суданской травой и ячменем.

Максимальное накопление переваримого протеина в биомассе отмечено в вариантах, где к периоду плодообразования чина преобладала в посевах по числу растений или по урожайной массе — чина (1,0) + суданская трава (1,6), чина (1,0) + кукуруза (0,06), черезрядный и полосной посевы, соответственно сбор переваримого протеина с 1 га составил 0,83, 0,89и 0,86 т/га. Максимальная обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином приходилась на зеленую массу чино-кукурузной смеси - 150 и 156 г.

В период созревания надземная биомасса чины отличается большей влажностью, чем биомасса гороха и нута, это позволяет более длительный период использовать посевы чины и ее смеси в системе зеленого конвейера.

Смеси чины с суданской травой, кукурузой, подсолнечником дают возможность обеспечить сбалансированное питание дешевыми кормами любого вида скота и птицы.

Биоэнергетическая эффективность возделывания зерновых бобовых

культур .

Анализ затрат совокупной энергии на возделывание зернобобовых культур свидетельствует, что они были максимальными при выращивании чины (12866,4 МДж/га). Чина посевная отличается максимальным накоплением энергии в урожае (28380 МДж/га) и превышает содержание энергии в урожае гороха на 26,1, чечевицы - 55,1, нута - 53,7%.

Показатели энергоемкости I т зерновой продукции более-высокие у нута ■ (9350 МДж), что обусловлено сравнительно низкой урожайностью культуры: -

Коэффициент энергетической эффективности больше.* ¿диницы;', но , преимущество остается за чиной (2,20) (табл. 13). . •/4

Таблица 13

Энергетическая эффективность возделывания зернобобовых культур, 1991-1997 пг.

(центральная правобережная микрозона)

Показатели Горох Чина Чечевица Нут

Затраты совокупной энергии, МДж/га 12678,6 12866,4 12348,4 12155,0

Урожай зерна, т/га 1,74 2,02 1,66 1,53

Содержание энергии в 1кг сухого вещества, МДж/га 15,2 16,5 13,0 14,2

Коэффициент энергетической эффективности 1,7.7 2,20 1,48 1,51

Энергоемкость 1 т продукции, МДж 8566,6 7480,4 8757,7 9350,0

Таким образом, на обыкновенных черноземах Центрального Правобережья чина посевная энергетически эффективна и формирует сравнительно высокие урожаи зерна. Биоэнергетическая оценка продуктивности чины посевной в смешанных посевах показала, что все изучаемые вариант смесей являются энергосберегающими. Так, энергетический коэффициент смеси чины с ячменем составил 3,5, чины с суданской травой - 3,2, черезрядных посевов чины с кукурузой — 4,2. Энергетически эффективными следует считать смеси чины с кукурузой, ячменем, суданской травой. Энергетическая себестоимость 1 т зеленой массы чины с суданской травой составила 0,65, чины с ячменем - 0,49 и чины с кукурузой - 0,48 ГДж.

Приращение валовой энергии на 1 га при выращивании чины в однови-довых посевах составляет 599,7 ГДж, а в смеси с ячменем — 883,0 с кукурузой -1146,3 ГДж (табл. 14).

Таблица 14

' Биоэнергетическая оценка продуктивности том в смешанных посевах, 1992-1994 гг.

Показатели Чина (1млн.) Чина(1 млн. шт. семян на 1 га)всмеси:

компонент смеси

ячмень (2,6) суд. трава (1,6) кукуруза (0,06) подсолнечник (0,06)

Затраш совокупной энерпш на 1 га, МДж 31412 32607 34708 35827 35340

Выходе 1га;

- сухою вещества, т 4,46 5,96 8,30 8,57 6,91

- кормовых единиц, т 3,65 5,05 6,80 5,67 4,31

-ПП,т 0,75 0,60 0,80 0,95 1,48

- валовой энергии, ГДж 913,9 1159,1 1118,0 1504,6 856,6

- обменной энергии, ГДж 379,2 440,4 385,7 631,9 376,9

Энергоемкость 1 т, МДж:

- сухого вещества, т 7033,5 5469,1 4181,6 4181,4 5109,8

- кормовых единиц, т 8596,6 6451,7 5104,1 6314,2 8184,3

-ПП,т 41882,6 54345,0 43385,0 37712,6 238783

Энергетический коэффициент 2,9 3,5 3,2 4,2 2,4

Коэффиц иент энергетической эффективности ' 0,12 0,13 0,11 0,18 - 0,10

Энергетическая себестоимость, ГДж/т 0,23 0,49 0,65 0,48 озо

Приращение валовой энергии на 1 га, ГДж 599,7 883,0 770,9 1146,3 503,2

Экономическая оценка производства высокобелкового зеленого корма в смешанных посевах чины с другими видами полевых культур показала наибольшую эффективность таких смесей, как чина (1,0) + суданская трава (1,6); чина (1,4) + ячмень (2,6), черезрядные посевы чины с кукурузой и подсолнечником, где себестоимость 1 т кормовых единиц составила соответственно 112,3, 135,7, 134,0 и 173,0 тыс. руб., а условно чистый доход 1172,0, 1353,2,1518,8 и 945,0 тыс. руб. с 1 га.

Ранневесенний срок посева гороха, чины, чечевицы и нута является наиболее энергетически эффективным. При поздних сроках посева затраты совокупной энергии возрастают, а количество полученной энергии и энергетическая эффективность резко снижается.

Внесение минеральных удобрений, инокуляция семян ризоторфином совместно с молибденом способствовали повышению эффективности выращивания зернобобовых культур.

Биоэнергетическая и экономическая оценка подтверждает высокую эффективность зерновых бобовых культур в простых, и сложных агрофито-ценозах, которые превышают накопление энергии в урожае над затратами на их выращивание, низкую себестоимость продукции, высокую рентабельность. Поэтому рекомендуемые нами технологии обоснованно могут считаться энергетически малозатратными и экономически эффективными, вполне приемлемы для широкого освоения в засушливом Поволжье.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Агроклиматические ресурсы степной и сухостепной зон Поволжского региона и Саратовской области при правильном подборе и сочетании в посевах продуктивных и адаптированных видов и сортов зернобобовых культур и применении научно-обоснованных технологий их возделывания гарантируют получение 2-3 т/га высокобелкового зерна и 25,5-33,0 т/га зеленой массы. Из агротехнических приемов, определяющих величину урожая зернобобовых культур ведущее значение имеют: подготовка семян, сроки, способы и нормы посева, оптимизация режима питания, сроки скашивания

2. Наиболее продуктивные агроценозы зернобобовых культур формируются при ранневесенних сроках посева, которые обеспечивают наибольшую полноту всходов (68-88%), развитие более высокорослых всходов высоким прикреплением нижних бобов ( на 15,8% выше, чем на растениях поздних сроков посева), наибольшую листовую поверхность (у гороха - до 37,6 тыс.м2/га), лучше развитую корневую систему с большим числом активных клубеньков. За годы исследований (1993-1997 гг.) разница межу крайними вариантами по урожайности составила 0,58-0,64 т /га, или урожайность.гороха снижалась на поздних посевах (с запозданием на 14-18 дней после раннего посева) на 34,5%, чины на 29,1%, чечевицы - 37,8%, нута - 33,3% против их урожайности на ранних посевах.

Зернобобовые культуры на ранних посевах отличались более продолжительной вегетацией, несколько меньшим содержанием белка и золных веществ в зерне.

3. Наивысшую урожайность чечевицы в среднем за 1993-1997 гг. обеспечивали черезрядные посевы (через 30 см) с нормой высева 2,0 млн. всхожих семян на 1 га. Ее урожайность на сплошных рядовых посевах с той же нормой высева была ниже по сорту Петровская 4/105 на 26%, по сорту Красноградская 250 - на 15% и по сорту ПСЕ-4 - на 30%. На узкорядных посевах максимальную урожайность обеспечивала норма высева 3,0 млн. семян на 1 га. За годы испытаний разница между урожаями на узкорядных и через-рядных посевах по Петровской 4/105 составила 0,06 т/г, что находится в пределах ошибки опыта. Экономия посевного материала, лучшие товарно-технологические качества зерна, более благоприятные условия для проведе- ' ния видовой прополки и искоренения сорной растительности, снижение абортивности репродуктивных органов, формирование более продуктивных

растений позволяют признать перспективность и целесообразность черезряд-ных и широкорядных способов посева для чечевицы.

4. Высокую продуктивность чины посевной обеспечивали сплошные рядовые посевы при высеве 1,3 млн. семян на Г га и на широкорядных при высеве 0,7 млн. семян/га. В засушливые и резко сухие годы преимущество оказывалось на стороне широкорядных посевов, где формировались наиболее высокорослые и ветвистые растения с наибольшей их выживаемостью к уборке (77-88%). Однако более выполненные и выравненные семена, с меньшим числом щуплых зерен и высокими посевными качествами формировались на сплошных рядовых посевах. Во влажные годы по общей зерновой продуктивности и по выходу полноценных семян лучшие результаты давали сплошные рядовые посевы.

5. Максимальный урожай зерна нута обеспечивали узкорядные посевы с нормой высева 1,0 млн. семян/га. Сплошные рядовые посевы уступали им на 11,5%, широкорядные - на 18%. На широкорядных посевах нут формировал более продуктивные растения (по числу бобов, семян, их массе), но продуктивность каждого отдельного растения в широкорядном посеве не всегда компенсировалась необходимым их числом на единице площади.

6. Оптимальная глубина заделки семян гороха, чины, чечевицы и нута составляет 6-8 см, которая обеспечивала быстрое появление наиболее полных всходов (82,4-86,1%). Углубление посевного слоя до 10-12 см задерживало появление всходов на 5-6 дней и снижало полевую всхожесть на 5-17%. Более высокую полевую всхожесть (92,5-94,7%) обеспечивали семена с массой 1000 шт. у чины 88 г, у чечевицы - 40 г. Использование на посев более крупной фракции семян (соответственно 285 и 80,0 г) снижало полевую всхожесть чины до71,2%, чечевицы до 60,4%.

7. Анализ биометрических параметров роста растений показал, что горох до цветения растет быстрыми темпами, среднесуточные приросты в высоту составляют 1,0-1,6 см. Чечевица растет в 2,5-3,0 раза медленнее гороха. Более высокорослые растения формировались на сплошных рядовых и узкорядных посевах чечевицы. Высота заложения первых бобов изменяется не только в зависимости от видовых й сортовых особенностей, но и от приемов возделывания и погодных условий. Нижние бобы на главном стебле у гороха, чины и нута закладывались на высоте 25,0-44,5 см. Наиболее низкое расположение бобов у чечевицы - 18,1-22,4 см.

8. Установлено влияние густоты посева зернобобовых культур на морфологическую структуру растений и их фотосинтетическую деятельность. Наибольшую фотосинтетическую деятельность посевы нута проявляли при норме высева 1,3 млн. семян/га, где формировался агроценоз с площадью листьев 32,5 тыс. м2/га (среднее за 1993-1997гг.) и фотосинтетическим потенциалом 2,80 млн. м' дн./га.

Оптимальный вариант по ЧПФ (2,36 г/ м2 в сутки) и сбору сухой биомассы (6,43 т/га или 132 ГДж/га) - это агроценоз нута, сформированный при высеве на 1 га 1,0 млн. всхожих семян.

Наилучшие условия для фотосинтетической деятельности в посевах гороха складывались при высеве на 1 га 1,2 млн. всхожих семян (максимальная площадь листьев 37,6 тыс. м2/га, ФП - 2,64 млн. м2 дн./га), чины - 1,3 млн. штук всхожих семян/га максимальная (площадь листьев 44,7 тыс. м2 /га, ФП — 3,57 млн. м2 дн./га) и в посевах чечевицы 1,8 млн. всхожих семян/га (максимальная площадь листьев 38,8 тыс. м2 /га, ФП - 2,90 млн. м2 дн./га). Сбор сухой биомассы с таких посевов достигал максимальной величины - 6,42 т/га или 131 ГДж/га. Установлена высокая корреляционная зависимость величины фотосинтетического потенциала от площади листьев зернобобовых (г= 0,997), максимальное проявление которой достигается на фосфорно-калийном фоне (Р30К30) в сочетании с обработкой семян ризоторфином и молибденом. Применение молибдена, путем обработки семян, на фосфорно-калийном фоне предпосевного удобрения (Р30К30) по влиянию на урожай равноценно внесению полного минерального удобрения (N30^30^30) в сочетании с обработкой семян молибденом.

9. Максимальная площадь листьев и наибольшее накопление сухой биомассы у гороха, чины, чечевицы и нута приходится на фазу налива семян. Из испытанных сортов чечевицы наиболее полно реализует биоклиматический потенциал Петровская 4/105. На широкорядных посевах повышается продуктивность работы листьев. Они более длительный период времени сохраняются в активном состоянии. Внесение удобрений увеличивает площадь листьев в период их максимума на 5,2-8,4 тыс. м2/га, а ФП - 6,3-22,7%. Коэффициент корреляции между максимальной площадью листьев и ФП на фоне Р30К30 + ризоторфин + молибден составил 0,99. Фотосинтетическая деятельность смешанных посевов чины с ячменем, суданской травой и подсолнечником выше, чем в чистых посевах. Лучшие показатели были в агроцено-зе чины с суданской травой, площадь листовой поверхности составила 111,5 тыс. м2/га, ФП — 6,7 млн. м2 дней/га, энергии, поглощенной посевом - 34,2 млн. ккал/га, что соответственно в 3,0; 4;3,5 и 1,9 раза выше монопосева чины.

10. Чина посевная хорошо совмещается в смесях с суданской травой. Максимальное накопление сухого вещества в биомассе смеси чина (1,0 млн.) +' суданская трава (1,6 млн.) приходится на начало плодообразования чины. Среди других видов зернобобовых чина отличается лучшим отрастанием после скашивания. Урожайность ее отавы во влажные годы достигает 13,5 т/га зеленой массы. Установлено, что отрастание новых побегов у чины посевной происходит за счет почек, расположенных в пазухах листьев стеблевых побегов. При низком скашивании (на уровне почвы) чина не отрастает.

11.Чина посевная формирует более мощную корневую систему по протяженности и массе (сухая масса корней в слое 0-30 см составляла у чины 34,4 м /дм3 почвы, у гороха - 28,58; чечевицы - 27,84 м /дм3). Длина корней у

гороха и чечевицы почти не изменялась в зависимости от степени увлажнения корнеобитаемого слоя, у чины и нута в условиях почвенной засухи развивалась большая поверхность корней в 1,2 и 1,4 раза по Сравнению с условиями достаточного водообеспечения.

12. Выход пасоки и интенсивность ее выделения у изучаемых зерновых бобовых культур находится в тесной связи с погодными условиями вегетационного периода и ее суммарный выход коррелирует с продуктивностью. У чины посевной отмечена наибольшая продолжительность активного выделения пасоки - 39-54 дня, у нута - 37-48 дней, гороха - 31-40 и чечевицы - 3246 дней. В ранние фазы развития по выходу пасоки выделился сорт чечевицы ПСЕ-4, в более поздние преимущество имеет Петровская 4/105. Оптимальные условия для большего накопления в пасоке азота создаются при сочетании предпосевного удобрения РзоК30 с обработкой семян молибденом и ризо-торфином. В благоприятные годы в фазу ветвления в пасоке Петровская 4/105 накапливаются в большем количестве такие аминокислоты, как аспара-гин (24,7 мкг), глютамин (16,9 мкг), аргинин (12,6 мкг); в засушливые годы их содержание снижается в 1,4-2,3 раза

13.Показатели симбиотической деятельности гороха, чины, чечевицы и нута значительно варьируют в зависимости от норм, сроков и способов посева, обеспеченности фосфором, калием и микроэлементами. Выявлено, что продолжительность активного симбиоза у гороха - 58-75, чечевицы - 62-85, чины - 68-90 и нута - 88-104 дня. АСП нута в 2,3-2,5 раза больше, чем у чины и чечевицы и в 10 раз - гороха. Повышение обеспеченности растений фосфором и калием, а также инокуляция семян ризоторфином увеличивает размер и активность симбиотического аппарата. Установлена тесная корреляционная зависимость между количеством клубеньков и урожаем зерна (г=0,896).

14.Наиболылая энергетическая питательности зеленой массы чина достигает в цветение (556,1 ЭКЕкрс), нут - в плодоношение (554 ЭКЕкрс).

Зерно гороха и чечевицы отличаются наибольшим содержанием энергии, выраженной в ЭКЕкрс. Энергетическая питательность 1 кг сухого зерна гороха составляет 678,6 ЭКЕкрс, чечевицы - 671, нута - 677,2 и чины - 640,5 ЭКЕкрс. По содержанию тепловой энергии в зерне выделяется нут 18,0 ГДж/т.

Максимальным накоплением переваримого протеина б биомассе сложных агрофитоценозов выделяются смеси: чина(1,0 млн.) + суданская трава (1,6 млн.) - 0,83 т/га; чина (1,0 млн.) кукуруза (0,06 млн.) при черезрядном (0,89 т/га) и полосном (0,86 т/га) способах размещения компонентов/Наи-меныний сбор переваримого протеина с 1 га посева был на смесях чины с ячменем (0,52 и 0,62 т/га) и В' смесях с подсолнечником (0,61 и 0,63-т/га). Максимальная обеспеченность кормовой единицы переваримТйм длротеином (1111) отмечена в одновидовом посеве чины (204 г), чино - кукурузных (156 и 150 г) и чино-иодсолнечниковых смесях (146 г).

В одновидовых и сложных агроценозах чины с мятликовыми и подсолнечником кормовая масса суммарных урожаев обеспечена переваримым протеином значительно выше предусмотренных норм кормления.

15.Максимальная урожайность гороха (3,89 т/га) в достаточно влаго-обеспеченный год была достигнута при густоте стеблестоя 1,13 млн. растУга, в среднезасушливые и крайне сухие годы наивысшую урожайность обеспечивали посевы с густотой стеблестоя 0,97-1,01 млн. раст./га. Максимальные урожаи чины в среднезасушливые, влажные и сухие годы были достишуты при густоте стояния 1,10, 1,12 и 1,0 млн. раст./га. \

Максимальную урожайность чечевицы в условиях достаточно влажных лет обеспечивала густота стояния 1,5 млн. растУга, в равных условиях но при 0,75 млн. растУга урожайность снижалась на 36%.

Наивысшую урожайность нута в умеренно- сухие (2,45 т/га) и влажные ' годы обеспечивала густота стояния 0,79 и 0,70 млн. растУга При большем загущении посевов резко снижалась общая и семенная продуктивность растений, снижается содержалось белка и клетчатки.

При загущении посевов зернобобовых культур в зеленой массе снижается содержание протеина, повышается количество клетчатки, однако возрастают урожай кормовой массы и сбор протеина с единицы площади.

Зеленая масса чины посевной во все периоды вегетации отличается вы. соким содержанием протеина (18,2-20,2%) и меньшим содержанием клетчат-■ ки(20,6-26,4%). .

16. В условиях засушливого Поволжья чина посевная отличается максимальным накоплением энергии в урожае (28,4 тыс. МДж/га), превышая ее содержание в урожае гороха на 26,1, чечевицы - 5,1 и нута - 53,7%. Коэффициент энергетической эффективности посевов чины — 2,20, гороха - 1,77, чечевицы - 1,48 и: нута - 1,51. Энергетически эффективными являются смеси чины с кукурузой, ячменем суданской травой (3,0-4,2). Энергетическая себестоимость 1 т зеленой массы чино-мятликовых смесей составляет 0,65-0,90 ГДж. Включение в сырьевые конвейеры высокопродуктивных смесей чины с суданской травой, кукурузой и подсолнечником, обеспечит бесперебойное поступление высококачественной зеленой массы в течение всего весенне-летне-осеннего периода. г

17.Результаты производственной проверки возделывания зернобобовых культур в учебно-опытных хозяйствах СГАУ, в СХТО «Дружба» Ровен-ского района и других хозяйствах Саратовской области соответствуют основным выводам диссертационной работы

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В условиях сухостепной и черноземной степной зон Поволжья горох, чину, чечевицу и нут следует высевать в ранневесенние сроки, глубина заделки семян 6-8 см.-Оптимальная норма высева семян для гороха и нута 1,2 млн. всхожих семян на гектар. Чину следует высевать сплошным рядовым

способом дифференцируя нормы высева от 0,7 до 1,3 млн. всхожих семян на гектар с учетом запасов продуктивной влаги в почве. Адаптированные сорта чечевицы Петровская 4/105 и ПСЕ-4 необходимо высевать сплошным рядовым способом с коэффициентом высева 2,0-2,5 всхожих семян на гектар. Широкорядные посевы следует практиковать для размножения дефицитных и перспективных сортов.

2. Для повышения продуктивности и симбиотической азотфиксации зернобобовых культур, а также плодородия почвы семена перед посевом необходимо инокулировать ризоторфином совместно с молибденом.

3. Для получения сбалансированных кормов по сахаро-протеиновому соотношению в систему зеленого и сырьевого конвейеров целесообразно включать однолетние мятликово-бобовые смеси, состоящие из бобового компонента чины и мятликового - суданской травы, кукурузы, ячменя, а также чино-подсолнечниковые агроценозы.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Некоторые вопросы возделывания чины, нуга и фасоли в условиях Саратовского Правобережья /Юбилейный сборник трудов Саратовского СХИ к 50-летию института. -ТЛ (ХШ). -Растениеводство. -Саратов: Приволжское кн. изд-во, 1996.- С.68-82 (в соавторстве).

2. Сравнительная оценка некоторых зернобобовых культур в условиях Правобережья Саратовской области /Тр. Второй научной конференции по зернобобовым культурам на востоке Лесостепной полосы. Казань. - 1967. — с. 82-88 (в соавторстве).

3. Чина /Груды Саратовского СХИ. -Том XX - Биология и агротехника полевых культур на Юго-Востоке.- Саратов, 1969. - С.120-131.

4. Влияние полимикроудобрения ПМУ-7 на рост, развитие и урожай нута, и чины /Труды Саратовского СХИ. -Т. 15.- Вып. 1. Серия агрономическая. -Саратов: Приволжское кн. изд-во, 1966. - С.35-37 (в соавторстве)

5. Особенности созревания и сроки уборки некоторых зернобобовых культур /Сборник научных работ. -Вып. 4. -Растениеводство, селекция и семеноводство. -Саратов, 1971. -С.5-7.

6. Культура чины и нута в условиях Правобережья Саратовской области. -Саратов: изд-во «Коммунист», 1967. - 31 с.

7. Автореферат кандидатской диссертации //Саратов, 1967. -22 с.

8. Чечевица. Саратов: Приволжское кн. изд-во. 1981. - 55 е.. (в соавторстве) (Монография).

9. Организационно-технологический проект производства чечевицы по интенсивной технологии М.: Центр внедрения научной организации производства и труда, 1986. - 60 с. (в соавторстве). . r ^

10. Нут - ценная культура засушливого Юго-Востока. Вавиловские чтения. Секция - растениеводство и интродукция растений. -Саратов; 1986.

11. Сравнительная оценка продуктивности зернобобовых культур в Саратовской области /Научно-практическая конференция профессорско-преподавательского состава, аспирантов и специалистов с.-х. Саратов: СХИ, 1987.

12. Руководство к. оформлению результатов технологической практики (учебное пособие). -Саратов: изд-во СХИ им. Н.И. Вавилова, 1988. - 48 с. (в соавторстве).

13. Комплексная программа практик (учебное пособие для специальности 1740). -Саратов: изд-во Саратовского СХИ им. Н.И. Вавилова, 1988.

14. Внедрение перспективных видов кормовых культур в системе зелено. го конвейера/Информ. листок N° 311-89,-ЦНТИ, 1989 (в соавторстве).

15. Методические указания к лабораторно-практическим занятиям по растениеводству (учебное пособие).Саратов: изд-во Саратовского СХИ им. Н.И. Вавилова, 1989 (в соавторстве).

16. Бобово-злаковые смеси и рапс /Сборник научн. трудов «Научно-обоснованное производство и использование кормов в Поволжье»,- Саратов, 1989 (в соавторстве).

17. Методические указания для самостоятельной работы студентов , по про1раммированию урожайности и составлению производственно-технологических заданий по выращиванию с.-х. культур в системе интенсивных технологий /Методич. пособие и справочный материал. Саратов: изд-во Саратовского СХИ им. Н.И. Вавилова, 1989 (в соавторстве)

18. Проект производственного хозрасчетного задания тракторно-полеводческой бригаде на арендном подряде /Учебно-методическое пособие. -Саратов: изд-во Саратовскою СХИ им. НИ. Вавилова. 1990 (в соавторстве).

19. Повышение плодородия почв и урожайности гибридов кукурузы /Информ. листок № 203-90.- Саратовский межотраслевой территориальный центр НТИ, 1990. (в соавторстве).

20. Методические указания по изучению элементов продуктивности растений /Учебное пособие. -Саратов: изд-во Саратовского СХИ км. Н.И. Вавилова, 1991.-12 с. (в соавторстве).

21. Программа учебной практики студентов I курса экономического факультета. -Саратов: изд-во Саратовского СХИ им. Н.И. Вавилова, 1992 (в соавторстве).

22. Смешанные посевы однолетних кормовых культур /В справочнике по орошаемому земледелию. -Саратов: Приволжское кн. изд-во, 1994. - С.348-355 (в соавторстве).

23. Сортоиспытание бобовых культур /Научно-практ. конференция «Аграрные реформы в России: опыт, проблемы, перспективы». -Саратов: СХИ им. Н.И. Вавилова. 1994. -10 с.

24. Растениеводство /Методические указания к изучению дисциплины и задания для контрольных работ студентам заочникам по специальности 3102 - агрономия. Саратов: ГСХА им. Н.И. Вавилова, - 1994. - 34 с. (в соавторстве).

25. Технология возделывания сельскохозяйственных культур /Методическое пособие для самостоятельной подготовки к семинарским занятиям по растениеводству. -Саратов: изд-во ГСХА, 1997 — 94 с. (в соавторстве).

26. Агробиологические основы выращивания сельскохозяйственных культур /Учебное пособие. Саратов: Изд-во ГСХА им. Н.И. Вавилова. - 1997. - 321 с. (в соавторстве).

27. Сравнительная оценка новых форм с сортов чечевицы на обыкновенных черноземах Саратовского Правобережья /Тезисы Международной научной конференции «Развитие научного наследия академика Н.И. Вавилова» 4.1. -Саратов: Изд-во ГСХА, 1997._с. (в соавторстве).

28. Чина в чистых и смешанных посевах на каштановых почвах Заволжья /В сборн. научных трудов Международной научной "конференции «Развитие научного наследия академика Н.И. Вавилова». -4.1. -Саратов: Изд-во ГСХА, 1997 (в соавторстве).

29. Продуктивность сортов чечевицы при изменении факторов роста и развития /Сб. научных работ «Технология выращивания различных видов и сортов полевых культур».- Саратов: изд-во ГСХА, 1998.-С.40-51 (в соавторстве).

30. Растениеводство. 4.1. Семеноведение, (учебное пособие).- Саратов: Изд-во СГАУ им. Н.И. Вавилова. - 1998. -65 с. (в соавторстве).

31. Растениеводство. Ч.П. Зерновые культуры, (учебное пособие).- Саратов: Изд-во СГАУ им. Н.И. Вавилова, 1998. -204 с. (в соавторстве).

. 32. Растениеводство. Ч.Ш. Зерновые бобовые культуры/Учебное пособие для учащихся сельскохозяйственных вузов, изучающих курс «Растениеводство». -Саратов: Изд-во СГАУ им. Н.И. Вавилова, 1999. -125 с.

33. Растениеводство. 4.IV. Масличные и эфиромасличные культуры /Практикум по растениеводству. -Саратов: Изд-во СГАУ им. Н.И. Вавилова, 1999.-146 с. (в соавторстве)

34. Растениеводство. 4.V. Прядильные культуры, корнеплоды, клубнеплоды/Учебное пособие. -Саратов: Изд-во СГАУ им. Н.И. Вавилова, 2000. -в печати.

35. Влияние глубины заделки семян на полевую всхожесть и сохранность чечевицы /В сб. трудов научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам исследовательской работы за 1998 г. -Саратов: Изд-во СГАУ им. Н.И. Вавилова, 1999. -в печати.

36. Продуктивность гречихи в зависимости от норм высева и способа посева в Левобережье Саратовской области /В сб. трудов по итогам исследовательской и учебно-методической работы за 1999 г. -Саратов: Изд-во СГАУ им. Н.И. Вавилова, 2000. -в печати.

37. Сравнительная оценка сортов и видов зернобобовых культур по мшс-розонам Саратовской области /В сб. трудов по итогам исследовательской и учебно-методической работы за 1999 г. -Саратов: Изд-во СГАУ им. Н.И. Вавилова, 2000. -в печати.

38. Продуктивность сортов нута при разных сроках и способах посева на каштановых почвах Заволжья /В сб. трудов по итогам исследовательской и учебно-методической работы за 1999 г. -Саратов: Изд-во СГАУ им. Н.И. Вавилова, 2000. -в печати.

' 39. Продуктивность зернобобовых культур на каштановых почвах Саратовского Заволжья/ Сб. материалов Ш Международной научно - производственной конференции, том 2. Пенза. 2000. - с.125-128 (в соавторстве).

40. Культура чины посевной в Саратовском Заволжье /Сб. материалов П1 Международной научно-производственной конференции. -Т.2. -Пенза, 2000. - С.150-152 (в соавторстве).

41. Корневая деятельность сортов чечевицы на черноземных посевах Саратовского Правобережья /Сб. материалов III Международной научно-производственной конференции. -Т.З. -Пенза, 2000. - С.140-145 (в соавторстве).

42. Симбиотическая активность зернобобовых культур в зависимости от условий и приемов выращивания /Матер. III Международной научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений». -Т.З. -Пенза, 2000. - С.202-203.

43. Продуктивность нута в зависимости от сроков уборки /Матер. Ш Международной научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений». -Т.З. -Пенза, 2000. -С.204.

44. Выполненность и выравненностъ семян нута при разных сроках уборки /Матер. Ш Международной научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений»,- Т.З. -Пенза, 2000. - С.204-205.

45. Влияние сроков уборки на качество зерна нута /Матер. III Международной научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений». —Т.З. -Пенза, 2000. - С.205-206. .

46. Продуктивность чины посевной в чистых и ■ смешанных посевах /Матер. III Международной научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений». —Т.З. -Пенза. 2000.-С.206-208.

' 47. Агробиологические параметры создания высокопродуктивных агро-ценозов чины посевной /Матер. Ш Международной научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений». -Т.З. -Пенза, 2000. - С.208-209.

48. Фоны предпосевного удобрения чины посевной / Матер. Ш Международной научно - производственной конференции "Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений». -Т.З. -Пенза, 2Ó00. -С.209-210.

49. Растениеводство. Ч.У1. Прядильные культуры, табак и махорка /Практикум по растениеводству под ред. М.Н. Худенко. -Саратов: Изд-во СГАУ им. Н.И. Вавилова, 2000. - 23 с. (в соавторстве).

50. Концепция развития агропромышленного комплекса Саратовской области до 2005 года. /Под ред. Б.З. Дворкина, А.В. Голубева, А.А. Афиноген-това, Н.И. Комарова и др. Саратов: Ассоц. «Аграрное образование и наука», 2000. - 131 с. (в соавторстве).

53. Полнота всходов зернобобовых культур - важный показатель адаптивности /Международная научная конференция «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях XXI века». -Пенза, 2000. -С.127-128 (в соавторстве).

52. Динамика роста и накопления зеленой массы у гороха, чины, чечевицы и нута /Международная научная конференция «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях XXI века». -Пенза, 2000. —С.128-130 (в соавторстве).

53. Фотосинтетическая деятельность зернобобовых культур в зависимости от экологических условий и агротехнических приемов /Международная научная конференция «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях XXI века». -Пенза, 2000.-С.130-131 (в соавторстве). '

54. Формирование корневой системы зернобобовых культур /Международная научная конференция «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях XXI века». -Пенза, 2000.-С.131-134 (в соавторстве).

55. Продуктивность пасоки в зависимости от условий выращивания зернобобовых культур /Международная научная конференция «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях XXI века». -Пенза", 2000. -С.134-136 (в соавторстве).

56. Симбиотическая активность зернобобовых культур в зависимости от условий и приемов выращивания /Международная научная конференция «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях XXI века». -Пенза, 2000.. -С.136-138 (в соавторстве).

57. Питательная ценность видов и сортов зернобобовых культур /Международная научная конференция «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях XXI века». -Пенза, 2000. -С. 139 (в соавторстве).

58. Агробиологические параметры создания высокопродуктивных агро-фитоценозов зернобобовых культур /Международная научная конференция «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях XXI века». -Пенза, 2000. -С. 139-141 (в соавторстве).

59. Способы посева и нормы высева зернобобовых культур /Международная научная конференция «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях XXI века». -Пенза, 2000. -С.141-143 (в соавторстве).

•60. Структура урожая и продуктивность агрофитоценозов зернобобовых культур /Международная научная конференция «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях XXI века». -Пенза, 2000. -С.143-145 (в соавторстве).

61. Чина в смешанных посевах /Международная научная конференция «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях XXI века». -Пенза, 2000. -С. 145-147 (в соавторстве).

62. Биоэнергетическая эффективность создания высокопродуктивных агро-ценозов зернобобовых культур /Международная научная конференция «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях XXI века». -Пенза, 2000. -С.147-149 (в соавторстве).

Подп. к печати 18.11.2000 г. Формат 60x84 1/16. _Объем 2,8 п. л. Тираж 100. Заказ 22_

Саратовский государственный аграрный университет _410600, г. Саратов, Театральная площадь 1,_

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Шевцова, Лариса Павловна

ВВЕДЕНИЕ

1. ПРОБЛЕМА РАСТИТЕЛЬНОГО БЕЛКА И РОЛЬ ЗЕРНОБО- 9 БОВЫХ КУЛЬТУР В ЕЕ РЕШЕНИИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. История вопроса и современные подходы к решению про- 9 блемы

1.2. Видовое и сортовое разнообразие зернобобовых культур, со- 14 стояние и перспективы производства

1.3. Программирование урожаев - основа экологически безопас- 34 ных технологий в растениеводстве

2. АГРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ СТЕПНОЙ, СУХО- 45 СТЕПНОЙ ЗОН ПОВОЛЖЬЯ И САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

2.1. Климатические и почвенные ресурсы

2.2. Степень использования агроклиматических ресурсов

3. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Условия проведения исследований

3.2. Методика проведения исследований

4. АГРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫ- 69 СОКОПРОДУКТИВНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР

4.1. Общие положения

4.2. Полнота всходов

4.3. Продолжительность вегетации и динамика роста

4.4. Продуктивность фотосинтеза зернобобовых культур в зави- 105 симости от экологических условий и агротехнических приемов

4.4.1. Общие положения

4.4.2. Динамика формирования ассимиляционной поверхно- 111 сти и накопления биомассы

4.4.3. Приемы оптимизации фотосинтетической деятельности 133 агрофитоценозов

4.5. Формирование корней и симбиотического аппарата, их про- 144 дуктивность

4.5.1 .Общие положения

4.5.2. Особенности формирования корневой системы

4.5.3. Продуктивность пасоки в зависимости от условий вы- 164 ращивания и приемов возделывания

4.5.4. Особенности формирования симбиотического аппара- 175 та, общий и активный симбиотический потенциал

4.6. Водопотребление

4.6.1. Общие положения

4.6.2. Особенности водопотребления зернобобовых культур

4.6.3. Влияние агротехнических приемов на водопотребление

4.7. Структура урожая и продуктивность агрофитоценозов

4.8. Динамика химического состава и питательная ценность

4.8.1. Химический состав зерна и зеленой массы

4.8.2. Питательная ценность видов и сортов зернобобовых 240 культур

5. АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ВЫСОКОПРОДУКТИВ- 249 НЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР

5.1. Сроки посева

5.2. Способы посева

5.3. Нормы высева

5.4. Эффективность норм высева на разных фонах предпосевно- 285 го удобрения

6. ПРОДУКТИВНОСТЬ ЧИНЫ В СМЕШАННЫХ АГРОЦЕНО- 311 ЗАХ

6.1. Общие положения

6.2. Динамика формирования урожая в смешанных агроценозах

6.3. Продуктивность смешанных фитоценозов в зависимости от способов посева и соотношения компонентов

7. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВА- 330 НИЯ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР В ЧИСТЫХ И СМЕШАННЫХ ПОСЕВАХ

8. ЭКОНОМИЧЕСКА ОЦЕНКА ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЗЕРНОБОБО- 338 ВЫХ КУЛЬТУР

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Формирование высокопродуктивных агрофитоценозов зернобобовых культур в засушливом Поволжье"

Актуальность. Проблема растительного бежа приобретает все большую остроту. Только в продуктах питания дефицит белка составляет 30%. Высока потребность в белке кормовых рационов, что является сдерживающим фактором роста продуктивности животноводства. Несовершенство структуры посевных площадей, особенно снижения удельного веса зернобобовых культур и бобовых трав, при ограниченных материально-технических ресурсах привело к снижению валовых сборов зерна бобовых, содержания в урожае протеина, в почве гумуса. По сравнению с 1981-1985 гг. в 1995-2000 годы содержание гумуса в почвах Поволжского региона уменьшилось на 8-14%.

В связи с этим, одним из важных направлений в организации адаптивно-ландшафтного растениеводства является создание высокопродуктивных агроценозов, включающих бобовые и зернобобовые культуры, которые наиболее полно используют биоклиматические ресурсы региона, и разработка ресурсосберегающих технологий с использованием экологически чистых физических и биологических факторов. Биолого-экологический подход к эффективному развитию растениеводства в засушливом Поволжье предусматривает увеличение посевов гороха, чечевицы, сои и таких ценных для региона культур, как нут и чина. Многолетние исследования и результаты производственного испытания показали, что их засухоустойчивость, высокобелко-вость в микрозонах с более засушливым климатом и в крайне сухие годы составляют достойную альтернативу гороху. Они характеризуются экологической пластичностью и адаптивностью, превосходно сочетают высокую продуктивность с отличными кормовыми достоинствами, рационально используют агроклиматические условия зоны и характеризуются устойчивым семеноводством.

Поэтому особую актуальность приобретают исследования, направленные на изучение агробиологических особенностей формирования высокопродуктивных фитоценозов зернобобовых культур и разработку эффективных приемов повышения их симбиотической деятельности.

Цель и задачи исследований. Целью работы явилось научное обоснование формирования высокопродуктивных агрофитоценозов зернобобовых культур, основанное на видовых и сортовых биологических особенностях как основы программирования урожая и применения адаптивных энергосберегающих технологий выращивания и определение их агроэнергетической и экономической эффективности.

В программу исследований входило:

- определение агробиологических параметров высокопродуктивных агрофитоценозов гороха, чечевицы, чины и нута;

- разработка и усовершенствование приемов оптимизации продукционного процесса зернобобовых культур в простых и сложных фитоце-нозах (сроки посева, способы и нормы высева и др.);

- выявление эффективности предпосевного применения макро- и микроудобрений в сочетании с бактериальными препаратами;

- изучение видовых особенностей формирования корневой системы и продуктивности ее работы;

- изучение формирования и продуктивности работы симбиотиче-ского аппарата в зависимости от условий и приемов выращивания;

- изучение фотосинтетической деятельности посевов;

- установление влияния видового, сортового и возрастного состава растений и приемов технологии их возделывания на биохимическую изменчивость зерновой и кормовой продукции;

- дать энергетическую и экономическую оценку адаптивным приемам выращивания зерновых бобовых культур в условиях черноземно-степной и сухостепной зон Поволжья и выявить наиболее энергетически выгодные.

Методической основой исследований явились положения, изложенные в научных трудах академика Н.И. Вавилова, А.А. Ничипоровича, В.Р.

Гуляева, П.Н. Константинова, К.В. Ливанова, А.А. Жученко, И.С. Шатилова, М.К. Каюмова, В.И. Филина, А.И. Помогаевой, А.А. Зиганшина, Г.С. Посы-панова, А. Д. Задорина, В.И. Морозова, И.В. Цой, Г.А.Медведева, А.И.Заварзина, М.Н. Худенко, Е.П. Денисова и др.

Научная новизна. В комплексных научных исследованиях с учетом агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей видов и сортов зернобобовых культур дано теоретическое обоснование создания их высокопродуктивных агроценозов в засушливом Поволжье. Впервые наиболее полно изучена сравнительная продуктивность зернобобовых культур, определены и научно обоснованы приемы оптимизации факторов, влияющих на формирование высокопродуктивных ценозов гороха, чечевицы, чины и нута. Впервые наиболее полно изучено влияние сроков, способов и норм посева, минеральных удобрений при их сочетании с микроэлементами и бактериальными препаратами на продуктивность зернобобовых культур в одновидовых и сложных фитоценозах. Изучена фотосинтетическая, корневая и симбиотиче-ская деятельность зернобобовых культур в зависимости условий и приемов возделывания.

Установлена биохимическая изменчивость зернобобовых культур. Экспериментально подтверждена целесообразность конструирования сложных агрофитоценозов мятликовых и зернобобовых культур. Дана агроэнерге-тическая и экономическая оценка разных приемов их возделывания.

Основные положения, выносимые на защиту;

• биологические и агроэкологические основы формирования высокопродуктивных фитоценозов зернобобовых культур в одновидовых и смешанных посевах в условиях засушливого Поволжья;

• приемы адаптивных технологий возделывания гороха, чины, чечевицы и нута, обеспечивающие управление фотосинтетической и симбиогической деятельностью растений в посевах, оптимизацию густоты их стояния и размещения на площади, способов посева в одновидовых и смешанных агроценозах;

• агроэнергетическая и экономическая оценка зернобобовых культур и приемов их возделывания;

Практическая ценность и реализация результатов исследований.

На основании проведенных исследований рекомендованы производству несколько забытые, но ценные зернобобовые культуры: горох, чина, чечевица, нут, обеспечивающие получение 2,8-3,4 т зерна с 1 га.

Разработана и апробирована в производстве технология возделывания чины посевной в смешанных посевах с ячменем, суданской травой, кукурузой и подсолнечником, обеспечивающая 25,5-33,2 т/га зеленой массы.

Разработанные приемы технологии возделывания гороха, чечевицы, чины посевной и нута обеспечивают воспроизводство плодородия почвы, биологизацию и экологизацию растениеводства, экономию материально-технических средств и получение дешевой высокобелковой продукции.

Результаты исследований прошли производственную проверку и внедрены в хозяйствах Саратовской области, включены в областные рекомендации по возделыванию сельскохозяйственных культур, используются в учебном процессе Саратовского аграрного университета им. Н.И. Вавилова.

Результаты научных исследований автора получили отражение в монографии «Чечевица» (Саратов, 1981); Организационно-технологическом проекте производства чечевицы по интенсивной технологии (Москва, 1986); Справочнике по орошаемому земледелию (Саратов, 1994); Методических учебных пособиях «Растениеводство» (4.1. Семеноведение, 1998; 4.2. Зерновые культуры, 1998; 4.3. Зерновые бобовые культуры, 1999); «Концепции развития агропромышленного комплекса Саратовской области до 2005 года» (Саратов, 2000) и других изданиях.

Апробация. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на научно-практических конференциях Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова (1967-2000 гг.); научной конференции по зернобобовым культурам на Востоке лесостепной полосы (Казань, 1967); научной конференции «Биология и агротехника полевых культур на Юго-Востоке» (Саратов, 1969); юбилейных Вавиловских чтениях - 87, (Саратов, 1987); научно-практической конференции «Экологические проблемы в агропромышленном комплексе Среднего Поволжья» (Пенза, 1995); Международной научной конференции «Развитие научного наследия академика Н.И. Вавилова» (Саратов, 1997); III Международной научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» (Пенза, 2000); Международной научной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях XXI века» (Пенза, 2000); областных и районных агрономических совещаниях.

Под руководством автора защищена кандидатская диссертация и 248 дипломных работ.

Диссертационная работа является итогом 33-летних (1967-2000 гг.) исследований автора по разработке адаптивных, ресурсосберегающих, экологически безопасных технологий, формирующих высокопродуктивные фито-ценозы зернобобовых культур в условиях резко континентального климата степной и сухостепной зон Поволжья.

Публикации в печати. По теме диссертации опубликованы 62 научных работы, в том числе монография и рекомендации.

Представленная работа является составной частью плана научно-исследовательских работ Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова, в том числе с 1996 г. по целевой комплексной научно-технической программе «Разработка адаптивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Саратовской области».

За оказанную помощь автор искренне признателен сотрудникам и аспирантам СГАУ им. Н.И. Вавилова Н.Н.Кулевой, Т.Н.Седовой, В.В.Седову, Н.А.Шьюровой, профессорам А.А. Прохорову, В.Н. Титову, М.Н. Худенко, А.И. Заварзину, Е.П. Денисову, председателю СХА «Родина» Балашовского района А.Н. Игнатову.

Заключение Диссертация по теме "Растениеводство", Шевцова, Лариса Павловна

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Агроклиматические ресурсы степной и сухостепной зон Поволжского региона и Саратовской области при правильном подборе и сочетании в посевах продуктивных и адаптированных видов и сортов зернобобовых культур и применении научно-обоснованных технологий их возделывания гарантируют получение 2-3 т/га высокобелкового зерна и 25,5-33,0 т/га зеленой массы. Из агротехнических приемов, определяющих величину урожая зернобобовых культур, ведущее значение имеют: подготовка семян, сроки, способы и нормы посева, оптимизация режима питания, сроки скашивания

2. Наиболее продуктивные агроценозы зернобобовых культур формируются при ранневесенних сроках посева, которые обеспечивают наибольшую полноту всходов (68-88%), развитие более высокорослых всходов высоким прикреплением нижних бобов ( на 15,8% выше, чем на растениях поздних сроков посева), наибольшую листовую поверхность (у гороха - до 37,6 тыс.м /га), лучше развитую корневую систему с большим числом активных клубеньков. За годы исследований (1993-1997 гг.) разница межу крайними вариантами по урожайности составила 0,58-0,64 т /га, или урожайность гороха снижалась на поздних посевах (с запозданием на 14-18 дней после раннего посева) на 34,5%, чины на 29,1%, чечевицы - 37,8%, нута - 33,3% против их урожайности на ранних посевах.

Зернобобовые культуры на ранних посевах отличались более продолжительной вегетацией, несколько меньшим содержанием белка и золных веществ в зерне.

3. Наивысшую урожайность чечевицы в среднем за 1993-1997 гг. обеспечивали черезрядные посевы (через 30 см) с нормой высева 2,0 млн. всхожих семян на 1 га. Ее урожайность на сплошных рядовых посевах с той же нормой высева была ниже по сорту Петровская 4/105 на 26%, по сорту Красноградская 250 - на 15% и по сорту ПСЕ-4 - на 30%. На узкорядных посевах максимальную урожайность обеспечивала норма высева 3,0 млн. семян на 1 га. За годы испытаний разница между урожаями на узкорядных и черезрядных посевах по Петровской 4/105 составила 0,06 т/г, что находится в пределах ошибки опыта. Экономия посевного материала, лучшие товарно-технологические качества зерна, более благоприятные условия для проведения видовой прополки и искоренения сорной растительности, снижение абортивности репродуктивных органов, формирование более продуктивных растений позволяют признать перспективность и целесообразность черезряд-ных и широкорядных способов посева для чечевицы.

4. Высокую продуктивность чины посевной обеспечивали сплошные рядовые посевы при высеве 1,3 млн. семян на 1 га и на широкорядных при высеве 0,7 млн. семян/га. В засушливые и резко сухие годы преимущество оказывалось на стороне широкорядных посевов, где формировались наиболее высокорослые и ветвистые растения с наибольшей их выживаемостью к уборке (77-88%). Однако более выполненные и выравненные семена, с меньшим числом щуплых зерен и высокими посевными качествами формировались на сплошных рядовых посевах. Во влажные годы по общей зерновой продуктивности и по выходу полноценных семян лучшие результаты давали сплошные рядовые посевы.

5. Максимальный урожай зерна нута обеспечивали узкорядные посевы с нормой высева 1,0 млн. семян/га. Сплошные рядовые посевы уступали им на 11,5%, широкорядные - на 18%. На широкорядных посевах нут формировал более продуктивные растения (по числу бобов, семян, их массе), но продуктивность каждого отдельного растения в широкорядном посеве не всегда компенсировалась необходимым их числом на единице площади.

6. Оптимальная глубина заделки семян гороха, чины, чечевицы и нута составляет 6-8 см, которая обеспечивала быстрое появление наиболее полных всходов (82,4-86,1%). Углубление посевного слоя до 10-12 см задерживало появление всходов на 5-6 дней и снижало полевую всхожесть на 5-17%. Более высокую полевую всхожесть (92,5-94,7%) обеспечивали семена с массой 1000 шт. у чины 88 г, у чечевицы - 40 г. Использование на посев более крупной фракции семян (соответственно 285 и 80,0 г) снижало полевую всхожесть чины до71,2%, чечевицы до 60,4%.

7. Анализ биометрических параметров роста растений показал, что горох до цветения растет быстрыми темпами, среднесуточные приросты в высоту составляют 1,0-1,6 см. Чечевица растет в 2,5-3,0 раза медленнее гороха. Более высокорослые растения формировались на сплошных рядовых и узкорядных посевах чечевицы. Высота заложения первых бобов изменяется не только в зависимости от видовых и сортовых особенностей, но и от приемов возделывания и погодных условий. Нижние бобы на главном стебле у гороха, чины и нута закладывались на высоте 25,0-44,5 см. Наиболее низкое расположение бобов у чечевицы - 18,1-22,4 см.

8. Установлено влияние густоты посева зернобобовых культур на морфологическую структуру растений и их фотосинтетическую деятельность. Наибольшую фотосинтетическую деятельность посевы нута проявляли при норме высева 1,3 млн. семян/га, где формировался агроценоз с плол щадью листьев 32,5 тыс. м /га (среднее за 1993-1997гг.) и фотосинтетическим л потенциалом 2,80 млн. м дн./га.

Оптимальный вариант по ЧПФ (2,36 г/ м2 в сутки) и сбору сухой биомассы (6,43 т/га или 132 ГДж/га) - это агроценоз нута, сформированный при высеве на 1 га 1,0 млн. всхожих семян.

Наилучшие условия для фотосинтетической деятельности в посевах гороха складывались при высеве на 1 га 1,2 млн. всхожих семян (максимальная площадь листьев 37,6 тыс. м2/га, ФП - 2,64 млн. м2 дн./га), чины - 1,3 млн. штук всхожих семян/га максимальная (площадь листьев 44,7 тыс. м2 /га, ФП - 3,57 млн. м2 дн./га) и в посевах чечевицы 1,8 млн. всхожих семян/га (максимальная площадь листьев 38,8 тыс. м2 /га, ФП - 2,90 млн. м2 дн./га). Сбор сухой биомассы с таких посевов достигал максимальной величины - 6,42 т/га или 131 ГДж/га. Установлена высокая корреляционная зависимость величины фотосинтетического потенциала от площади листьев зернобобовых (г= 0,997), максимальное проявление которой достигается на фосфорно-калийном фоне (Р30К30) в сочетании с обработкой семян ризоторфином и молибденом. Применение молибдена, путем обработки семян, на фосфорно-калийном фоне предпосевного удобрения (Р30К30) по влиянию на урожай равноценно внесению полного минерального удобрения (N30P30K30) в сочетании с обработкой семян молибденом.

9. Максимальная площадь листьев и наибольшее накопление сухой биомассы у гороха, чины, чечевицы и нута приходится на фазу налива семян. Из испытанных сортов чечевицы наиболее полно реализует биоклиматический потенциал Петровская 4/105. На широкорядных посевах повышается продуктивность работы листьев. Они более длительный период времени сохраняются в активном состоянии. Внесение удобрений увеличивает площадь листьев в период их максимума на 5,2-8,4 тыс. м2/га, а ФП - 6,3-22,7%. Коэффициент корреляции между максимальной площадью листьев и ФП на фоне Р30К30 + ризоторфин + молибден составил 0,99. Фотосинтетическая деятельность смешанных посевов чины с ячменем, суданской травой и подсолнечником выше, чем в чистых посевах. Лучшие показатели были в агроценозе чины с суданской травой, площадь листовой поверхности составила 111,5

2 2 тыс. м /га, ФП - 6,7 млн. м дней/га, энергии, поглощенной посевом - 34,2 млн. ккал/га, что соответственно в 3,0; 4;3,5 и 1,9 раза выше монопосева чины.

10. Чина посевная хорошо совмещается в смесях с суданской травой. Максимальное накопление сухого вещества в биомассе смеси чина (1,0 млн.) + суданская трава (1,6 млн.) приходится на начало плодообразования чины. Среди других видов зернобобовых чина отличается лучшим отрастанием после скашивания. Урожайность ее отавы во влажные годы достигает 13,5 т/га зеленой массы. Установлено, что отрастание новых побегов у чины посевной происходит за счет почек, расположенных в пазухах листьев стеблевых побегов. При низком скашивании (на уровне почвы) чина не отрастает.

11 .Чина посевная формирует более мощную корневую систему по протяженности и массе (сухая масса корней в слое 0-30 см составляла у чины л J

34,4 м /дм почвы, у гороха - 28,58; чечевицы - 27,84 м /дм ). Длина корней у гороха и чечевицы почти не изменялась в зависимости от степений увлажнения корнеобитаемого слоя, у чины и нута вусловиях почвенной засухи развивалась большая поверхность корней в 1,2 и 1,4 раза по сравнению с условиями достаточного водообеспечения.

12. Выход пасоки и интенсивность ее выделения у изучаемых зерновых бобовых культур находится в тесной связи с погодными условиями вегетационного периода и ее суммарный выход коррелирует с продуктивностью. У чины посевной отмечена наибольшая продолжительность активного выделения пасоки - 39-54 дня, у нута - 37-48 дней, гороха - 31-40 и чечевицы - 3246 дней. В ранние фазы развития по выходу пасоки выделился сорт чечевицы ПСЕ-4, в более поздние преимущество имеет Петровская 4/105. Оптимальные условия для большего накопления в пасоке азота создаются при сочетании предпосевного удобрения РзоКзо с обработкой семян молибденом и ризоторфином. В благоприятные годы в фазу ветвления в пасоке Петровская 4/105 накапливаются в большем количестве такие аминокислоты, как аспара-гин (24,7 мкг), глютамин (16,9 мкг), аргинин (12,6 мкг); в засушливые годы их содержание снижается в 1,4-2,3 раза

13.Показатели симбиотической деятельности гороха, чины, чечевицы и нута значительно варьируют в зависимости от норм, сроков и способов посева, обеспеченности фосфором, калием и микроэлементами. Выявлено, что продолжительность активного симбиоза у гороха - 58-75, чечевицы - 62-85, чины - 68-90 и нута - 88-104 дня. АСП нута в 2,3-2,5 раза больше, чем у чины и чечевицы и в 10 раз - гороха. Повышение обеспеченности растений фосфором и калием, а также инокуляция семян ризоторфином увеличивает размер и активность симбиотического аппарата. Установлена тесная корреляционная зависимость между количеством клубеньков и урожаем зерна (г=0,896).

14.Наиболыпая энергетическая питательность зеленой массы чина достигает в цветение (556,1 ЭКЕкрс), нут - в плодоношение (554 ЭКЕкрс).

Зерно гороха и чечевицы отличаются наибольшим содержанием энергии, выраженной в ЭКЕкрс. Энергетическая питательность 1 кг сухого зерна гороха составляет 678,6 ЭКЕкрс, чечевицы - 671, нута - 677,2 и чины - 640,5 ЭКЕкрс. По содержанию тепловой энергии в зерне выделяется нут 18,0 ГДж/т.

Максимальным накоплением переваримого протеина в биомассе сложных агрофитоценозов выделяются смеси: чина(1,0 млн.) + суданская трава (1,6 млн.) - 0,83 т/га; чина (1,0 млн.) + кукуруза (0,06 млн.) при черезрядном (0,89 т/га) и полосном (0,86 т/га) способах размещения компонентов. Наименьший сбор переваримого протеина с 1 га посева был на смесях чины с ячменем (0,52 и 0,62 т/га) и в смесях с подсолнечником (0,61 и 0,63 т/га). Максимальная обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином (ПП) отмечена в одновидовом посеве чины (204 г), чино - кукурузных (156 и 150 г) и чино - подсолнечниковых смесях (146 г).

В одновидовых и сложных агроценозах чины с мятликовыми и подсолнечником кормовая масса суммарных урожаев обеспечена переваримым протеином значительно выше предусмотренных норм кормления.

15.Максимальная урожайность гороха (3,89 т/га) в достаточно влаго-обеспеченный год была достигнута при густоте стеблестоя 1,13 млн. раст./га, в среднезасушливые и крайне сухие годы наивысшую урожайность обеспечивали посевы с густотой стеблестоя 0,97-1,01 млн. раст./га. Максимальные урожаи чины в среднезасушливые, влажные и сухие годы были достигнуты при густоте стояния 1,10,1,12 и 1,0 млн. раст./га.

Максимальную урожайность чечевицы в условиях достаточно влажных лет обеспечивала густота стояния 1,5 млн. раст./га, в равных условиях но при 0,75 млн. раст./га урожайность снижалась на 36%.

Наивысшую урожайность нута в умеренно сухие (2,45 т/га) и влажные годы обеспечивала густота стояния 0,79 и 0,70 млн. раст./га. При большем загущении посевов резко снижалась общая и семенная продуктивность растений, снижается содержалось белка и клетчатки.

При загущении посевов зернобобовых культур в зеленой массе снижается содержание протеина, повышается количество клетчатки, однако возрастают урожай кормовой массы и сбор протеина с единицы площади.

Зеленая масса чины посевной во все периоды вегетации отличается высоким содержанием протеина (18,2-20,2%) и меньшим содержанием клетчат-ки(20,6-26,4%).

16. В условиях засушливого Поволжья чина посевная отличается максимальным накоплением энергии в урожае (28,4 тыс. МДж/га), превышая ее содержание в урожае гороха на 26,1, чечевицы - 55,1 и нута - 53,7%. Коэффициент энергетической эффективности посевов чины - 2,20, гороха - 1,77, чечевицы - 1,48 и нута - 1,51. Энергетически эффективными являются смеси чины с кукурузой, ячменем суданской травой (3,0-4,2). Энергетическая себестоимость 1 т зеленой массы чино-мятликовых смесей составляет 0,65-0,90 ГДж. Включение в сырьевые конвейеры высокопродуктивных смесей чины с суданской травой, кукурузой и подсолнечником, обеспечит бесперебойное поступление высококачественной зеленой массы в течение всего весенне-летне-осеннего периода.

17.Результаты производственной проверки возделывания зернобобовых культур в учебно-опытных хозяйствах СГАУ, в СХТО «Дружба» Ровен-ского района и других хозяйствах Саратовской области соответствуют основным выводам диссертационной работы

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В условиях сухостепной и черноземной степной зон Поволжья горох, чину, чечевицу и нут следует высевать в ранневесенние сроки, глубина заделки семян 6-8 см. Оптимальная норма высева семян для гороха и нута 1,2 млн. всхожих семян на гектар. Чину следует высевать сплошным рядовым способом дифференцируя нормы высева от 0,7 до 1,3 млн. всхожих семян на гектар с учетом запасов продуктивной влаги в почве. Адаптированные сорта чечевицы Петровская 4/105 и ПСЕ-4 необходимо высевать сплошным рядовым способом с коэффициентом высева 2,0-2,5 всхожих семян на гектар. Широкорядные посевы следует практиковать для размножения дефицитных и перспективных сортов.

2. Для повышения продуктивности и симбиотической азотфиксации зернобобовых культур, а также плодородия почвы семена перед посевом необходимо инокулировать ризоторфином совместно с молибденом.

3. Для получения сбалансированных кормов по сахаро-протеиновому соотношению в систему зеленого и сырьевого конвейеров целесообразно включать однолетние мятликово-бобовые смеси, состоящие из бобового компонента чины и мятликового - суданской травы, кукурузы, ячменя, а также чино-подсолнечниковые агроценозы.

351

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Шевцова, Лариса Павловна, Саратов

1. Агробиологические основы выращивания сельскохозяйственных культур в Саратовской области //Под ред. Худенко М.Н. и др. -Саратов: Изд-во Саратовской ГСХА. -1997. -324 с.

2. Агроклиматический справочник по Саратовской области. Л.: Гидромет-союзиздат. 1988.- С. 126-146.

3. Адамович М. Энергетическая эффективность сельскохозяйственного производства в странах членах СЭВ //Международный сельскохозяйственный журнал. -1980. -№2.-С.94-97.

4. Алпатьев A.M. Влагооборот культурных растений. -Л., 1954. -С. 17-38.

5. Амиров Н.С. Некоторые вопросы агротехники чечевицы в Азербайджане /Бюллетень НТИ ВНИИ зернобобовых и крупяных культур. Орел, 1974.- Вып. 8.- С.78-83.

6. Андреева В.М., Скориков Э.Л., Салимов B.C. и др. Питательный режим. Основные элементы питания //Справочник агронома. -Челябинск: Южно-уральское книжное изд-во, 1989. -С.69-91.

7. Аниканова З.Ф., Кузнецова Л.Н. Пищевой горох ценный источник продовольствия //Зерновое хозяйство. -1985. -№2.-С.29-31.

8. Анненков Б.Н., Юдинцев Е.В. Основы сельскохозяйственной радиобиологии. -М.: Агропромиздат, 1991.-286 с.

9. Антоний А.К., Пылов А.П. Зернобобовые культуры на корм и семена. Л.: Колос, Ленинградское отделение, 1980.- 221 с.

10. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М: Изд. МГУ, 1970.- 482 с.

11. Аристархов А.И., Поляков М.Н., Собынин А.Д. Применение микроудобрений в интенсивном земледелии. -М.: Колос, 1988. -254 с.

12. Аристархова М.Л., Волзунева Т.А. Изучение связи между продуктивностью чечевицы и составляющими ее элементами методом «путевых коэффициентов» //Сб. научных трудов по прикладной ботанике, генетике и селекции. -1985-91.-С.З7-43.

13. Арсений А.А. Изучение вопросов агротехники возделывания гороха ичины в условиях центральной зоны Молдавии //Автореферат дисс. . канд. с.-х. наук. -Кишинев, 1968. -24 с.

14. Арсений А.А. Особенности агротехники нута в центральной зоне Молдавии /Бюллетень ТНИ ВНИИ зернобобовых и крупяных культур. -Орел, 1974.- Вып. 8.- С.84-89.

15. Арсений А.А. Научные основы повышения урожайности и сбор белка у зернобобовых культур в Молдавии //Селекция, семноводство и технология возделывания зернобобовых культур. -1985.-86-22660. -С.42-46.

16. Артюков Н. Нут в новых районах. -Алма-Ата, 1958.

17. Афиногентова Н.В., Фадеева А.Н. Нормы высева безлисточкового сорта гороха //Тез. докл. -Казань, 1996 -С. 167-169.

18. Ацци Дж. Сельскохозяйственная экология. M-.JL: Изд-во иностранной литры. Перевод с итальян., 1959. 365 с.

19. Бабич А.А. Размещение и производство зернобобовых культур на Украине //В кн.: Роль зернобобовых культур в севооборотах. -Орел, 1974. -С.92-100.

20. Бабич А.А. Пути увеличения растительного белка в кормах степной зоны Украины //В кн.: Растениеводство, селекция и семеноводство. -М., 1968. -С. 124127.

21. Багаева Е.В. Сравнительное изучение зерновых бобовых культур в лесостепи Омской области //Автореферат дисс. . кандидата с.-х. наук. -Омск, 1965. -22 с.

22. Базаров Е.И. и др. Методика биоэнергетической оценки технологий производства продукции растениеводства. М., 1983.

23. Базаров Е.И. Нетрадиционные источники энергии в сельском хозяйстве //Международный с.-х. журнал. -1983.- №6. -С.44-46.

24. Базаров Е.И. и др. Методические рекомендации по оценке топливо-энергетических затрат на выполнение механизированных процессов в растениеводстве. М.: МСХ ВАСХНИЛ, 1985. -С.ЗЗ.

25. Бактериальные удобрения /Под ред. У.Ф. Березовой и Л.М. Доросинского. М.-Л.: Изд-во сельскохозяйств. лит-ры, журналов и плакатов, 1961. - 406 с.2627,283132,3334,35