Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оптимизация минерального питания в семеноводстве различных сортов лука репчатого (Allium cepa L.)

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация минерального питания в семеноводстве различных сортов лука репчатого (Allium cepa L.)"

На правах рукописи

Князьков Андрей Николаевич

УДК 635.25 : 631.531.02: 631.82

ОПТИМИЗАЦИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ В СЕМЕНОВОДСТВЕ РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ ЛУКА РЕПЧАТОГО (АШит сера I.)

Специальности: 06.01.05 - селекция и семеноводство

сельскохозяйственных растений 06.01.09 — овощеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

".и 1

00554785а

МОСКВА-2014

005547855

Работа выполнена в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур в 2010 - 2012 годах.

Научные руководители:

доктор биологических наук, профессор

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, зав. отделом селекции и семеноводства ГНУ ВНИИО Россельхозакадемии

доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры овощеводства ФГБОУ ВПО РГАЗУ

Надежкин

Сергей Михайлович Агафонов

Александр Федорович

Леунов

Владимир Иванович Старых

Галина Алексеевна

Ведущая организация: Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Защита состоится 19 июня 2014 года в 11:30 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01 при ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур (143080, Московская область, Одинцовский район, п/о Лесной городок, пос. ВНИИССОК, ул. Селекционная, 14).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур: \v\v\v.vniissok.ru.

Автореферат разослан 17 апреля 2014 года.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций

Д 220.019.01, доктор сельскохозяйственных___, Бондарева

наук, старший научный сотрудник Людмила Леонидовна

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Семеноводство - отрасль сельского хозяйства, главной задачей которой является обеспечение всех овощных хозяйств чистосортным посевным материалом. В ходе селекционного процесса, в первичном размножении и далее, в процессе производства, у ряда овощных культур возникают проблемы, связанные с низкими посевными качествами семян. Для получения высоких урожаев качественных семян необходима разработка эффективных элементов технологии, где одним из важнейших факторов является применение удобрений (Лудилов, 2005).

Необходимость разработки научно обоснованных систем применения удобрений, отвечающих требованиям наиболее востребованных сортов, вызвана также изменениями климатических условий, изменением границ зон семеноводства и обновлением ассортимента сортов лука репчатого. Однако в России в последнее время этому вопросу уделяется мало внимания, а исследования, которые ведутся - направлены, в основном, на повышение урожайности товарных луковиц, а не семенной продуктивности. В связи с этим, установление сортовых особенностей применения минеральных макро- и микроудобрений при семеноводстве лука репчатого в условиях Нечерноземной зоны остается актуальным и своевременным (Агафонов, 2006).

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы - определение особенностей влияния макро- и микроудобрений на урожайность маточных луковиц и семян, биохимический состав и сохранность маточных луковиц, посевные качества семян лука репчатого.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Выявить влияние минеральных удобрений на динамику содержания элементов питания в почве.

2. Определить сортовую реакцию лука репчатого на условия минерального питания.

3. Выявить влияние макро- и микроудобрений на биохимический состав, лежкость маточных луковиц и посевные качества семян лука репчатого.

4. Установить оптимальное сочетание удобрений для получения максимальной урожайности маточных луковиц и семян различных сортов лука репчатого.

5. Дать оценку экономической эффективности изучаемых приемов.

Научная новизна. Выявлены сортовые отличия в реакции растений

разных генераций лука репчатого на внесение минеральных удобрений в зависимости от дозы и погодных условий на дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны России. По совокупности проявляющихся эффектов определены нормы применения минеральных удобрений, стабильно повышающие урожайность маточных луковиц и семян сортов Золотничок, Мячков-ский 300 и Черный принц. Установлена высокая отзывчивость сорта Золотничок на обработку посадочного материала и опрыскивание растений микроэлементами в форме комплексонатов металлов. Дана сравнительная оценка экономической эффективности применения макро- и микроудобрений на разных генерациях лука репчатого и установлены оптимальные их сочетания, позволяющие повысить рентабельность товарного производства и семеноводства изученных сортов на дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны России.

Практическая значимость. На дерново-подзолистой почве в условиях Московской области для получения наибольшего урожая маточных луковиц экономически целесообразно использование РбоК«о и Р90К90 на фоне N90 на сорте Золотничок при выращивании его на товарные цели и ЫзоРзоК™ - для семеноводства; КэдРвоКэо на сорте Мячковский 300 и Ы6оРзоКзо на сорте Черный принц - при выращивании их как на товарные цели, так и для семеноводства. У сортов Золотничок и Мячковский 300 внесение КбоРуоКод обеспечивает повышение урожайности семян на 62-66%, у сорта Черный принц ЫздРбоКм) - на 47%. Замачивание посадочного материала перед посадкой и опрыскивание вегетирующих растений микроэлементами в форме комплексонатов металлов позволяет увеличить урожайность маточных луковиц на 23%, семян —на 21%.

Основные положения, выносимые на защиту:

- динамика содержания элементов питания в дерново-подзолистой почве при использовании минеральных удобрений в течение вегетации различных генераций лука репчатого;

- особенности сортовой реакции на внесение различных доз минеральных удобрений: урожайность маточных луковиц, биохимический состав, сохранность, урожайность семян, посевные качества семян различных сортов лука репчатого;

- влияние различных форм и способов применения микроудобрений на урожайность маточных луковиц, сохранность, урожайность семян, посевные качества семян лука репчатого сорта Золотничок.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на отчетных сессиях аспирантов ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур в 2010 - 2012 годах. Материалы диссертации были представлены на 47-й Международной научной конференции молодых ученых, специалистов-агрохимиков и экологов «Перспективы применения средств химизации в ресурсосберегающих агротехнологиях» (Москва, 2013), Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 140-летию Г.К. Мейстера «Инновационное развитие АПК в России» (Саратов, 2013).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 5 работ, в том числе 2 - в изданиях рекомендуемых ВАК РФ

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 132 страницах машинописного текста, включает 35 таблиц, 11 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, выводов, приложения и списка литературы, включающего 193 отечественных и зарубежных авторов.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые опыты проводили на опытных полях ВНИИССОК в 20102012 годах. Почвы опытно производственной базы ВНИИССОК дерново-

подзолистые среднесуглинистые. Агрохимическая характеристика пахотного (0-20 см) слоя почвы была следующей: содержание гумуса по Тюрину составляет 1,9-2,1%, реакция среды от слабокислой до близкой к нейтральной -5,9-6,5, содержание подвижного фосфора - 349-433 мг/кг почвы, обменного калия - 249-296 мг/кг почвы, гидролитическая кислотность — 0,91-1,5 мг-экв/100 г почвы.

В качестве исходного материала были использованы сорта лука репчатого селекции ВНИИССОК: Золотничок, Мячковский 300, Черный принц. Посадку лука-севка проводили трехстрочно с нормой посадки 300 тыс. штук/га. При выращивании лука на семена посадка проводилась в гребни с междурядьями 70 см, расстояние между луковицами 8-12 см. Густота посадки - 140 тыс. штук/га.

Опыт 1. Оптимизация питания различных сортов лука репчатого путем использования макроудобрений (растения первого и второго годов жизни).

В качестве удобрений использовалась аммиачная селитра, простой суперфосфат, сульфат калия.

Опыт 2. Оптимизация питания лука репчатого сорта Золотничок путем использования микроудобрений (растения первого и второго годов жизни).

Перед посадкой лука вносили минеральные удобрения (аммиачная селитра, простой суперфосфат, сульфат калия) для создания фона - М60Р,-,оК«о-Микроудобрения применяли в минеральной форме (0,1% растворы сульфатов: меди, железа и цинка) и в форме комплексонатов металлов (0,1% рас-

Схема опыта:

1. М0Р0К.0 - контроль;

7. К90Р6оК«о;

8. МэдРэдКбо;

9. ^оРэдКэд;

10. а) N12(^20^80 (на планируемую урожайность маточных луковиц 30 т/га)

10. б) ^ооРгзК^о (на планируемую урожайность семян 1000 кг/га)

2. КзоРзоКзо;

3. К6оРзоК.зо;

4. Г^оРзоКзо;

5. М60Р6оК<;о;

6. 1Ч6ОР9оК9О;

твор комплексного удобрения Акварин «Овощной»), Использовали для замачивания севка и маточных луковиц перед посадкой, а также для опрыскивания вегетирующих растений первого и второго годов жизни: первый раз - в фазу массового отрастания листьев; второй и третий - через каждые пятнадцать дней.

Таблица 1- Схема применения микроудобрений

Вариант В минеральной форме В( юрме комплексонатов

Луковицы Вегети-рующие растения Луковицы + вегетирую-щие растения Луковицы Вегети-рующие растения Луковицы + вегетирую-щие растения

1 (Контроль)

2 (МФ+3) +

3 (МФ+О) +

4 (МФ+З+О) +

5 (ФК+3) +

6 (ФК+О) +

7 (ФК+З+О) +

МФ - микроудобрения в минеральной форме; ФК - микроудобрения в форме комплексона-тов; 3 - замачивание посадочного материала; О - опрыскивание вегетирующих растений.

На протяжении вегетации растений в пахотном слое (0-20 см) отбирали образцы почвы для определения агрохимических анализов по соответствующим методикам: подвижный фосфор фотоэлектроколориметрическим методом и обменный калий на пламенном фотометре — по Кирсанову в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207); азот аммонийный - колориметрически с реактивом Несселера (ГОСТ 26107); нитратный азот - потенциометрически. Перед закладкой опытов определяли: рНкс1 - по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483), содержание гумуса - по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213), гидролитическую кислотность - по Каппену в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212).

Биохимический анализ образцов лука репчатого осуществлялся по соответствующим методикам: сухое вещество — методом высушивания до абсолютно сухой массы (Пешков, 1976; Ермаков, 1982); витамин С - йодомет-рическим методом по Сапожникову (1968); нитраты — с помощью ион-селективного электрода с помощью рН-метр-иономера «Экотест-120»; сахара - по модифицированной методике Бьери (1972).

Экономическую оценку проводили путем расчета технологической карты и дополнительных затрат.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Динамика элементов питания в течение вегетации различных сортов лука репчатого

Применение удобрений оказывало положительное влияние на пищевой режим дерново-подзолистой почвы, вне зависимости от года исследований. При этом динамика содержания изучаемых форм элементов питания на всех изучаемых сортах лука репчатого как первого, так и второго годов жизни была однотипна, и максимум приходился на середину вегетации (рис. 1).

Нитратный азот

30 -

20 ■

3 10 -и

Посадка

Середина вегетации

Уборка

420

о400

и

ч о

и

Подвижный фосфор

Посадка

Середина вегетации

Уборка

-1. Контроль (ГМОРОКО) —-2^30Р30К30 --*--5. М60Р60К60

-9.№0Р90К90

Рис. 1 - Влияние минеральных удобрений на динамику содержания

элементов питания в почве в течение вегетации лука репчатого первого года жизни сорта Мячковский 300, мг/кг (2010 — 2012 годы)

Содержание минеральных форм азота подвержено значительным сезонным колебаниям. Использование минеральных удобрений вызывает рост содержания нитратного азота к середине вегетации различных сортов и гене-

раций лука репчатого в 2-5 раз по сравнению с исходным содержанием, обменного аммония в среднем на 29 мг/кг почвы (рис. 1). К концу вегетации происходит снижение нитратного азота в 6-10 раз, обменного аммония на 2533 мг/кг почвы.

На неудобреннной почве, при выращивании растений лука репчатого первого и второго годов жизни, содержание подвижного фосфора и обменного калия снижалось в течение всей вегетации. В вариантах с применением минеральных удобрений к середине вегетации наблюдалось увеличение подвижного фосфора в почве в среднем на 5-15, калия - на 3-11 мг/кг почвы, а к концу вегетации снижалось. При этом в вариантах с внесением фосфора 2030 кг/га д.в. содержание его на конец вегетации было ниже на 1-2 мг/кг, а при внесении 60-90 кг/га д.в. — выше на 3-11 мг/кг почвы относительно исходного уровня. Содержание обменного калия к концу вегетации оставалось выше исходного уровня на 3-7 мг/кг в зависимости от дозы вносимого калия.

Таким образом, максимальное накопление элементов питания происходит в вариантах с внесением высоких доз минеральных удобрений, как при выращивании маточных луковиц, так и семенных растений.

3.2. Эффективность доз и соотношений элементов минерального питания для различных сортов лука репчатого

3.2.1. Биометрические показатели растений различных сортов лука репчатого в зависимости от уровня минерального питания

В наших опытах были выявлены как общие особенности роста, так и сортовые различия по влиянию уровня минерального питания на количественные признаки и биометрические параметры листового аппарата растений всех изучаемых сортов лука репчатого. Внесение минеральных удобрений способствовало увеличению числа и размеров листьев растений (преимущественно длины), что оказало положительное влияние на общую площадь листовой поверхности растений изучаемых сортов лука репчатого (рис. 2).

И Контроль (ЬЮРОКО) Ш ИЗОРЗОКЗО О ПбОРЗОКЗО а МЭОРЗОКЗО □ М60Р60К60

□ Ы60Р90К90 а №0Р60К60 □ №0Р90К60 И М90Р90К90 □ 1Ч100Р25К70

Рис. 2 - Влияние минеральных удобрений на изменение площади листовой поверхности растений лука репчатого первого года жизни (2010 - 2012 годы)

Наибольший эффект от применения минеральных удобрений при выращивании маточных луковиц сорта Золотничок наблюдался в варианте ^оРздК-эд, на котором площадь листовой поверхности была на 92% больше по сравнению с контролем. У сорта Мячковский 300 этот показатель был максимальным при внесении ЫсюРэдКбо, а у сорта Черный принц - М60РбоК«о - соответственно на 105% и на 125% больше, чем в контроле. Наибольшее увеличение площади листовой поверхности при выращивании семенных растений сортов Золотничок и Мячковский 300 вызывало внесение КбоРэдКэд — на 103 и 93%, сорта Черный принц ^оРзо-боКзо-бо - на 75%.

Формирование урожая зависит не только от величины площади листьев, но и от продолжительности ее функционирования. Фотосинтетический потенциал (ФП) объединяет эти показатели и характеризует эффективность использования посевами сельскохозяйственных культур солнечной радиации для фотосинтеза в течение вегетации. Поскольку фотосинтетический потенциал рассчитывается на основании показателей площади листовой поверхности, то здесь наблюдаются те же тенденции. На растениях первого года жизни сортов Мячковский 300 и Золотничок - это варианты с повышенными дозами минеральных удобрений, увеличение ФП составило 162%-192%, а у сорта Черный принц со средними дозами (М60Р60Кб0) - 233% (табл. 2).

Таблица 2 - Фотосинтетический потенциал растений лука репчатого, тыс. м2сут./га (2010 - 2012 годы)

Золотничок Мячковский 300 Черный принц

Вариант Растения Растения Растения Растения Растения Растения

1-го года 2-го года 1-го года 2-го года 1-го года 2-го года

жизни жизни жизни жизни жизни жизни

1. Контроль 92,20 446,60 76,13 349,94 51,78 419,50

2. ЫзоРзоКзо 180,30 833,62 110,78 565,49 86,26 640,61

3. Ы6оРзоКзо 165,30 783,02 126,00 687,20 156,29 812,71

4. КооРзоКзо 176,77 860,44 189,20 512,06 99,22 703,84

5. КбоРбоКбо 167,04 745,53 161,09 671,93 172,53 857,09

6. К60Р9оК90 193,51 1051,92 135,34 773,64 118,19 651,31

7. К9оРбоК<,о 214,19 757,85 128,09 547,85 129,95 641,90

8. Ы9оР9оК«о 209,42 760,20 199,57 592,34 106,50 641,55

9. Ы90Р9ОК90 269,52 694,48 199,25 642,94 114,65 632,10

10. М12оР2ОК80 222,33 702,16 134,85 565,49 120,55 587,22

У растений второго года жизни сортов Мячковский 300 и Золотничок максимальный прирост фотосинтетического потенциала отмечался при внесении 1Ч6оР9оК9о - на 121-136%, у сорта Черный принц - Ы60Рзо-боКзо-бо (104%).

Таким образом, применение минеральных удобрений при выращивании маточных луковиц из севка способствует увеличению площади листовой поверхности на 40-179%, фотосинтетического потенциала - на 162-233%; при выращивании семенных растений увеличение площади листовой поверхности - на 25-103%, фотосинтетического потенциала - на 104-136%.

3.2.2. Влияние минеральных удобрений на урожайность и структуру урожая маточных луковиц

Важнейшим аспектом выращивания лука репчатого в семеноводческих целях является получение максимальной урожайности маточных луковиц, а не общей урожайности. Изучение отзывчивости сорта Золотничок на сочетание различных доз элементов питания позволило установить, что максимальное повышение урожайности маточных луковиц отмечалось при внесении повышенных доз минеральных удобрений М90Рбо-9оК-бо-9о - на 27-29% больше в сравнении с контролем (табл. 3). Эти же нормы минеральных удобрений обеспечивали наибольший выход маточных луковиц - более 16 штук/м2.

Таблица 3 - Структура урожая лука репчатого сорта Золотничок (2010-2012 годы) ___

Общая Урожай- Прибавка урожая Выход

Вариант урожай- ность ма- маточных луковиц маточных луковиц

ность, т/га точных луковиц, т/га т/га % шт./м2 % от общей урожайности

1. Контроль 17,5 13,3 - - 14,4 76,0

2. КзоРзоКзо 20,2 15,8 2,5 18,8 15,8 78,2

З.К6оРзоКзо 18,8 14,6 1,3 9,8 15,2 77,7

4. М9оРзоКзо 19,1 15,0 1,7 12,8 15,8 78,5

5. КбоРбоКбо 19,1 15,3 2,0 15,0 15,7 80,1

6. М60Р90К90 19,6 15,3 2,0 15,0 15,5 78,1

7. ^оРбоК«) 20,8 16,9 3,6 27,1 16,3 81,3

8. МодРооКбо 20,0 15,9 2,6 19,5 15,4 79,5

9. КооРздКоо 20,7 17,1 3,8 28,6 16,7 82,6

10. Ы12оР2оК80 20,5 16,5 3,2 24,1 16,1 80,5

НСР05 0,7 0,8 0,5

Эффективность применяемых норм удобрений в разные годы также существенно отличалась. Так, в условиях засушливого года максимальную прибавку (+4,3 т/га, или 36,8%) обеспечило внесение К3оРзоК30, а в благоприятные годы — применение повышенных норм удобрений К90Рбо-9оКбо-9о -+20,9...+38,2%.

У сорта Мячковский 300 применение минеральных удобрений достоверно повысило урожайность маточных луковиц во всех вариантах опыта (табл. 4). Максимальный эффект от их применения, стабильный во все годы исследований отмечался при внесении ^0Р9оКбо-9о - рост урожайности 46,549,5%. При сравнении урожайности маточных луковиц следует отметить, что погодные условия периода вегетации 2011 года были наиболее благоприятными для применения минеральных удобрений при выращивании маточных луковиц сорта Мячковский 300, при этом увеличение урожайности достигло 71,6%. Засушливые условия 2010 года и повышенное количество осадков в 2012 году снижали эффективность минеральных удобрений при выращивании маточных луковиц — максимальный рост урожайности составлял 38,543,4% в сравнении с контролем.

Таблица 4 - Структура урожая лука репчатого сорта Мячковский 300 (2010-2012 годы) ___

Общая Урожай- Прибавка урожая Выход

Вариант урожай- ность ма- маточных луковиц маточных луковиц

ность, т/га точных луковиц, т/га т/га % шт./м2 % от общей урожайности

1. Контроль 15,1 9,9 - - 12,5 65,6

2. ЫзоРзоКзо 16,3 11,1 1,2 12,1 12,8 68,1

3. ЫиРзоКзо 16,9 12,4 2,5 25,3 13,8 73,4

4. КздРзоКзо 17,1 12,3 2,4 24,2 14,1 71,9

5. ЫбоРбоКбо 16,9 12,9 3,0 30,3 14,3 76,3

6. Ы6ОР9ОК90 16,8 12,5 2,6 26,3 13,9 74,4

7. ^оРбоКбо 17,6 12,5 2,6 26,3 13,7 71,0

8. КэдРадКбо 19,0 14,5 4,6 46,5 15,3 76,3

9. №,оР9оК9(, 19,4 14,8 4,9 49,5 15,1 76,3

Ю. 1Ч|2ОР2ОК8О 17,6 13,2 3,3 33,3 13,9 75,0

НСР05 0,9 1,0 0,6

У сорта Черный принц применение удобрений позволило повысить урожайность маточных луковиц на 31 -68% в сравнении с контролем в зависимости от норм внесения (табл. 5). Наибольшее увеличение урожайности (на 62,8-68,1%) и выход маточных луковиц (14,5-15,1 штук/м2) отмечались при использовании Ы6оРзо-боКзо-бо- Различия в погодных условиях в годы проведения исследований повлияли на эффективность минеральных удобрений. Наибольшее повышение урожайности (на 55-95%) наблюдалось в 2010 году, в то время как в 2011 и 2012 годах повышение урожайности составляло 24-69%.

Таблица 5 - Структура урожая лука репчатого сорта Черный принц (2010-2012 годы) __

Вариант Общая урожайность, т/га Урожайность маточных луковиц, т/га Прибавка урожая маточных луковиц Выход маточных луковиц

т/га % шт./м2 % от общей урожайности

1. Контроль 12,9 9,4 - - 12,2 72,9

2. КзоРзоКзо 16,1 12,7 3,3 35,1 13,2 78,9

3. Ы6оРзоКзо 18,3 15,3 5,9 62,8 14,6 83,6

4. ^оРзоКзо 15,7 12,3 2,9 30,9 12,9 78,3

5. МвоРбоКбо 18,7 15,8 6,4 68,1 15,1 84,5

6. КбоР9оК-90 17,5 13,2 3,8 40,4 14,5 75,4

7. МздРбоКбо 16,0 13,1 3,7 39,4 13,9 81,9

8.1Ч9оР9оКбо 16,2 12,9 3,5 37,2 13,2 79,6

9. МздРздКод 16,3 12,8 3,4 36,2 13,1 78,5

Ю.М|2„Р20К80 16,3 12,9 3,5 37,2 13,2 79,1

НСРоз

1,2

0,6

Сравнительный анализ параметров адаптивности изучаемых сортов при выращивании маточных луковиц показал, что сорт Золотничок обладает значительной стабильностью генотипа (8я;) с высокими адаптивной способностью (ОАС*) и потенциальной продуктивностью (Хер.). Сорта Мячковский 300 и Черный принц являются менее адаптивными и отличаются межу собой отзывчивостью на среду воздействия (ЬО: Мячковский 300 - низкой, Черный принц - высокой (табл. 6). Тем не менее, четкая тенденция повышения урожайности маточных луковиц с повышением дозы минеральных удобрений в наших опытах наблюдается только у сортов Золотничок и Мячковский 300. Наибольше увеличение урожайности у этих сортов на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве наблюдалось при внесении КдоРздКдо - на 28,6 и 49,5% соответственно, тогда как у сорта Черный принц при внесении КвоРбоКм-на 68,1%.

Таблица 6 - Параметры адаптивной способности и стабильности сортов лука репчатого по урожайности маточных луковиц (2010 - 2012 годы)_

Сорта Хер., т/га Общая адаптивная способность, ОАС| Относительная стабильность генотипа, Бя^ % Коэффициент регрессии генотипа на среду,

Золотничок 15,6 1,78 11,76 0,55

Мячковский 300 12,8 -1,04 21,64 0,62

Черный принц 13,1 -0,74 42,8 1,83

3.2.3. Биохимические показатели маточных луковиц

Химический состав лука непостоянен, он зависит от сорта, величины луковицы района выращивания, агротехники и системы удобрения. При увеличении норм использования минеральных удобрений наблюдается тенденция уменьшения содержания сухого вещества и увеличения содержания суммы Сахаров в луковицах изучаемых сортов (табл. 7).

Некоторое повышение накопления сухого вещества у сортов Золотничок - 17,35-17,81%, Мячковский 300 - 17,95-18,09%, Черный принц - 15,4816,05% характерно для малых и средних доз минеральных удобрений. Наибольшее содержание моносахаров в маточных луковицах сорта Золотничок от-

мечается при внесении М90Рб0-90К«)-90 (1,31-1,32%), Мячковский 300 - Ы9(|Р60К«) (1,10%), Черный принц - ЫвоРмКво, ^(ЛоКзд и К120Р20К80 (2,28-2,42%). Таблица 7 - Биохимические показатели маточных луковиц

(2010-2012 годы)

Вариант Сухое вещество, % Аскорбиновая кислота, % Саха ра, %

Моносахара Сумма

Мячковский 300

1. Контроль 18,09 6,67 0,82 11,79

2. ИзоРзоКзо 17,95 6,53 0,85 11,52

3. ИбоРзоКзо 17,95 6,83 0,84 11,89

4. К9оРзоКзо 17,24 6,83 1,01 11,52

5. КбоРбоК^о 17,92 6,96 0,97 11,63

6. ИбоРфоКто 17,87 7,00 0,91 11,61

7. МздРбоКоо 17,13 7,12 1,10 12,14

8. ЫодРэдКбо 17,58 6,61 1,01 12,03

9. Ы90Р90К90 17,59 6,79 0,85 12,25

Ю. К,2оР2оК8о 17,81 6,78 0,93 12,05

НСР„5 0,23 0,13 0,07 0,19

Черный принц

1. Контроль 15,48 6,53 2,02 10,05

2. КзоРзоКзо 15,60 6,83 1,91 10,33

3. Ы60РзоК30 16,05 7,16 1,91 10,73

4. Ы9оРзоК3о 14,85 7,71 2,09 10,83

5. ЫбоРбоКбо 15,77 7,23 2,23 11,19

6. КбоР9оК90 15,73 7,51 2,28 10,94

7. НЛоК«) 15,41 6,90 2,16 11,01

8. К9оР9оК«> 15,19 7,25 2,14 11,15

9. К90Р90К90 14,73 7,41 2,42 11,69

10. МшРзоКяо 14,87 7,12 2,38 11,14

НСР05 0,33 0,25 0,13 0,33

Содержание аскорбиновой кислоты варьировало от 6,53 до 8,11% в зависимости от сорта и нормы минеральных удобрений. Однако определенных закономерностей изменения содержания аскорбиновой кислоты под влиянием минеральных удобрений не выявлено.

3.2.4. Сохранность маточных луковиц Для семеноводства лука репчатого особое значение имеет сохранность маточных луковиц, что является не менее важной и ответственной задачей, чем его выращивание (Джум, 2005). У сорта Мячковский 300 лучшая сохранность маточных луковиц отмечается в контрольном варианте - 94%, Черный принц при внесении N30.60P30K.30 - 84-85%, а Золотничок — на неудобреннной почве и при внесении Изо-боРзоКзо — 85-87%.

Среди изучаемых сортов лучшая сохранность маточных луковиц характерно для сорта Мячковский 300, худшая - Черный принц. Это связано с тем, что в луковицах сорта Мячковский 300 содержится большее количество сухого вещества и меньшее - моносахаров, а в луковицах сорта Черный принц, наоборот - меньше сухого вещества и больше моносахаров. В наших исследованиях установлена прямая корреляционная зависимость выхода здоровых луковиц после хранения от содержания сухого вещества — Сг= +0,83...+0,89 и обратная корреляционная зависимость от содержания моносахаров — Сг= -0,71 ...-0,78, в зависимости от сортов. Количество проросших луковиц находится в прямой зависимости от содержания в них аскорбиновой кислоты (Сг= +0,51...+0,81) и моносахаров (Сг= +0,63...+0,75), а количество больных луковиц в большей мере определяется содержанием моносахаров (Сг= +0,69...+0,72). Аналогичные результаты были получены и другими исследователями (Агафонов, 2003; Борисов 2003): луковицы с большим содержанием сухого вещества хранятся лучше.

Таким образом, внесение повышенных доз минеральных удобрений под все изучаемые сорта лука репчатого снижает накопление сухого вещества и увеличивает количество моносахаров в маточных луковицах, что отрицательно сказывается на их лежкости.

3.2.5. Влияние минеральных удобрений на урожайность и качество семян

Одним из основных условий получения высоких урожаев семян является обеспечение семенных растений основными элементами питания. У сорта Золотничок наибольшая прибавка урожайности семян (34-43%) отмечена при использовании М6о-9оРбо-9оКбо-9о (табл. 8). Стабильно высокий эффект во все годы исследований характерен для варианта ЫбоРэоК^о.

Использование минеральных удобрений при возделывании семенников лука репчатого сорта Мячковский 300 позволило увеличить урожайность семян на 14-37% в зависимости от доз внесенных удобрений. Наибольшее увеличение урожайности семян стабильное в годы исследований выявлено при внесении КГ6()Р9оК9о- На этом же варианте наблюдается максимальная продук-

тивность одного растения - 9,22 г, что на 34% больше в сравнении с контролем. По эффективности действия на сорте Черный принц следует отметить вариант М60РбоКб(ъ У которого наблюдалось наибольшее увеличение урожайности семян и продуктивности одного растения — на 47 и 45% соответственно.

Таблица 8 - Урожайность семян различных сортов лука репчатого (2010-2012 годы)_

Вариант Урожайность сортов

Золотничок Мячковский 300 Черный принц

кг/га прибавка, % кг/га прибавка, % кг/га прибавка, %

1. Контроль 769 - 829 - 603 -

2. КзоРзоКзо 994 29,3 949 14,5 762 26,4

3. ЫбоРзоКзо 974 26,7 1060 27,9 820 36,0

4. Ы90РзоКзо 975 26,8 996 20,1 793 31,5

5. ЫбоРбоК^о 984 28,0 1077 29,9 889 47,4

6. МбоРодКсц) 1096 42,5 1135 36,9 687 13,9

7. ^оРбоКбо 1011 31,5 1000 20,6 706 17,1

8. КздРэдКбо 1035 34,6 996 20,1 690 14,4

9. ^оРооКоо 943 22,6 1030 24,2 694 15,1

10. М|0<,Р25К70 921 19,8 1027 23,9 695 15,3

НСР05 61 58 59

В целом, изучение параметров адаптивности при выращивании семенных растений за все годы исследований позволило охарактеризовать сорта Золотничок и Мячковский 300 как высокоадаптивные (ОЛС,) со средней стабильностью генотипа При этом сорт Мячковский 300 обладает высшим потенциалом продуктивности по урожайности семян (Хер.). Черный принц -сорт интенсивного типа (Ь|) с низкой адаптивной способностью и низкой стабильностью генотипа (табл. 9).

Таблица 9 - Параметры адаптивной способности и стабильности сортов лука репчатого по урожайности семян (2010 - 2012 годы)__

Сорта Хер., т/га Общая адаптивная способность, ОАС, Относительная стабильность генотипа, % Коэффициент регрессии генотипа на среду, Ь;

по урожайности семян

Золотничок 970,3 65,5 20,68 0,86

Мячковский 300 1010,0 105,2 20,2 0,88

Черный принц 734,1 -170,7 39,85 1,27

Таким образом, для получения высокой урожайности семян сортов лука репчатого Золотничок и Мячковский 300 следует вносить минеральные

удобрения в дозе ]Ч6оР9оК9о, сорта Черный принц - 1М60Рб<)Кбо- При этом прибавка урожая в среднем составляет 37-47% в зависимости от сорта.

Посевные качества семян. В семеноводстве важно не только количество полученного урожая семян, но и их посевные качества. Внесение минеральных удобрений под семенные растения оказало положительное влияние на посевные качества семян лука репчатого всех изучаемых сортов. Наибольшая масса 1000 семян у всех сортов отмечается в вариантах с применением средних и высоких доз минеральных удобрений: у сорта Золотничок -2,95-2,98 г, Мячковский 300 - 2,93-2,95 г, Черный принц - 2,89-2,92 г. При внесении минеральных удобрений отмечалась тенденция улучшения посевных качеств семян — энергии прорастания и всхожести.

На основании вышеизложенного можно сделать заключение, что в условиях Московской области предпосадочное применение минеральных удобрений на семенниках лука репчатого эффективно для получения высоких урожаев семян с высокими посевными качествами. При этом оценка среды при выращивании семенных растений показала, что в различных погодных условиях (ГТК = 0,82-1,10) дифференцирующая способность ее на уровне стабилизирующего фона проявлялась при внесении М60Рбо-9оКбо-9о- Это подтверждает, что данное соотношение макроэлементов является наиболее оптимальным для семеноводства лука репчатого в данной зоне возделывания.

3.3. Оптимизация минерального питания лука репчатого сорта Золотничок путем использования микроудобрений

В ряде почвенно-климатических зон страны применение микроудобрений является одним из важных методов повышения урожайности сельскохозяйственных культур, потребность в которых определяется биологическими особенностями культуры и содержанием микроэлементов в почве в доступной для растений форме.

Применение микроудобрений, как в минеральной форме (МФ), так и в форме комплексонатов (ФК) оказывало положительное влияние на биометрические показатели растений лука репчатого сорта Золотничок, увеличивая

площадь листовой поверхности на 31-75% у растений первого и на 11-61% у растений второго годов жизни, что приводило к повышению урожайности маточных луковиц и семян (табл. 10).

Таблица 10 - Структура урожая лука репчатого сорта Золотничок

с применением микроудобрений (2010 - 2012 годы)

Маточные луковицы Семена

Вариант Урожай- Прибав- Сохран- Урожай- Прибав- Мюоо Всхо-

ность, т/га ка, % ность, % ность, т/га ка, % семян, г жесть, %

1 (Контроль) 14,0 - 81,0 1007 - 2,90 95

2 (МФ+3) 15,3 9,3 81,0 1138 13,0 2,97 96

3 (МФ+О) 15,3 9,3 81,4 1139 13,1 2,95 95

4 (МФ+З+О) 15,2 8,6 82,3 1122 11,4 2,93 95

5 (ФК+3) 16,3 16,4 81,6 1139 13,1 2,94 96

6 (ФК+О) 15,1 7,9 83,0 1139 13,1 2,98 96

7 (ФК+З+О) 17,2 22,9 84,8 1217 20,9 2,99 97

НСР05 0,8 57 0,03

МФ - микроудобрения в минеральной форме; ФК - микроудобрения в форме комплексона-тов; 3 - замачивание посадочного материала; О - опрыскивание вегетирующих растений.

Наибольшее увеличение урожайности маточных луковиц — на 22,9% и семян - на 20,9% отмечены в варианте с совместной обработкой посадочного материала и опрыскиванием растений микроэлементами в форме комплексо-натов металлов (ФК+З+О). В этом же варианте отмечается лучшая сохранность маточных луковиц - 84,8%, наибольшая масса 1000 семян - 2,99 г и высокая всхожесть - 97%.

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЛУКА РЕПЧАТОГО

При выращивании маточных луковиц изучаемых сортов лука репчатого все дозы и сочетания минеральных удобрений были экономически эффективны, и уровень рентабельности варьировал от 43 до 133%, в зависимости от сорта и дозы удобрений (табл. 11). У сорта Золотничок наиболее экономически выгодным было несколько вариантов сочетания минеральных удобрений: ЫзоРзоКзо, ^0Рбо-9оКбо-9о и М12оРгоК8о, уровень рентабельности которых превышал контрольный вариант на 26-33%, а себестоимость маточных луковиц была ниже на 1,18-1,39 тыс. руб./т. У сорта Мячковский 300 максимальное увеличение уровня рентабельности (на 45-48%) выявлено при внесении N9QP9QK.60.90? при этом себестоимость маточных луковиц снизилась на 2,94-

3,10 тыс. руб./т, а у сорта Черный принц - при внесении Н,0Р30.60Кз0-60, при этом уровень рентабельности увеличился на 76%, а себестоимость снизилась на 4,84 тыс. руб./т.

Таблица 11 - Уровень рентабельности использования минеральных удобрений при выращивании маточных луковиц, %, (2010 - 2012 годы)

Золотничок Мячковский 300 Черный принц

Вариант После После После После После После

уборки хранения уборки хранения уборки хранения

1. Контроль 100,4 34,3 50,1 14,7 43,4 -13,3

2. ИзоРзоКзо 127,2 47,6 61,2 18,8 84,6 16,6

3. >)6оРзоКзо 109,3 37,5 78,7 25,9 119,6 37,7

4. КздРзоКзо 113,5 36,1 76,0 25,3 76,6 1,3

5. МбоРбоКбо 112,5 24,8 80,1 26,6 119,6 25,4

6. М60Р9оК90 105,9 21,6 69,3 13,5 78,5 10,2

7. Ы90РбоК60 132,2 33,8 73,1 12,1 82,1 7,0

8. Ы9оР9оКбо 113,3 24,9 95,0 29,4 74,6 -2,0

9. М90Р9оК9о 128,1 30,3 98,0 34,0 72,5 0,0

Ю.К,2оР2ОК80 132,9 33,9 87,7 20,9 84,0 0,0

НСР05 8,3 5,4 10,5 5,2 16,0 10,6

Оценка экономической эффективности показала, что после хранения маточных луковиц рентабельность в зависимости от доз и соотношений элементов питания снижается у сортов: Золотничок - на 66-99%, Мячковский 300 на — 35-67%, Черный принц — на 57-94% относительно уровня рентабельности до хранения (реализация сразу после уборки). Наибольшие показатели уровня рентабельности после хранения маточных луковиц у сорта Золотничок отмечались при внесении МзоРзоКзо - 47,6%, Мячковский 300 при М90Р9оК6о-9о - 29,4-34,0%, Черный принц при К60Р3оКз0 - 37,7%.

Внесение ЫбоРэдКэо оказалось наиболее эффективным на семенниках лука репчатого сорта Золотничок, повышая уровень рентабельности на 92% при снижении себестоимости семян на 77,7 руб./кг. У сорта Мячковский 300 наибольшее увеличение рентабельности (на 71-83%) и снижение себестоимости семян (на 55,6-63,4 руб./кг) отмечалось при внесении К6оРзо-9оК3о-9о (табл. 12). У сорта Черный принц экономически выгодным было внесение НМ1Р3(М,„К30.60, которое повышало рентабельность на 72-90% и снижало себестоимость на 95,9-113,9 руб./кг в сравнении с контролем.

Таблица 12 - Уровень рентабельности использования минеральных удобрений при выращивании семенников лука репчатого, %, (2010 - 2012 годы)

Вариант Золотничок Мячковский 300 Черный принц

1. Контроль 201,4 223,0 140,2

2. ЫзоРзоКзо 273,5 258,1 192,7

3. М6оРзоК3о 265,4 294,5 212,1

4. ^„РзоКзо 264,5 271,6 201,6

5. КбоРбоКбо 262,8 293,7 230,6

6. ЫбоРадКад 293,5 306,1 156,1

7. НиРЛо 270,5 266,9 166,2

8. КодРздКбо 273,3 260,5 156,9

9. КэдРооКоо 242,2 270,8 157,7

Ю. КюоР25К7О 245,4 281,3 166,3

НСР05 17,9 16,8 21,0

Применение микроудобрений на сорте Золотничок является также экономически выгодным приемом. При этом наибольшее увеличение рентабельности относительно контрольного варианта при выращивании маточных луковиц на 30-40% наблюдалось в вариантах с обработкой посадочного материала, а также при обработке посадочного материала совместно с опрыскиванием вегетирующих растений микроэлементами в форме комплексонатов металлов (ФК+3 и ФК+З+О); семян - на 68% в варианте при обработке посадочного материала совместно с опрыскиванием растений микроэлементами в форме комплексонатов металлов (ФК+З+О). В связи с потерями маточных луковиц в процессе хранения произошло снижение уровня рентабельности на 73-81%, а себестоимость их возросла на 4,52-6,12 тыс. руб./т.

На основании вышеизложенного можно сказать, что отмеченный рост урожайности семян и маточных луковиц при использовании вышеуказанных агроприемов способствует не только окупаемости дополнительных затрат на мероприятия по внесению макро- и применению микроудобрений, но и позволяет получить дополнительную прибыль при семеноводстве изучаемых сортов лука репчатого в условиях Московской области.

ВЫВОДЫ

1. Содержание минеральных форм азота подвержено значительным сезонным колебаниям. Использование минеральных удобрений вызывает рост содержания нитратного азота к середине вегетации различных сортов и гене-

раций лука репчатого в 2-5 раз по сравнению с исходным содержанием, обменного аммония в среднем на 29 мг/кг почвы. Содержание обменного калия и подвижного фосфора на неудобреной почве при выращивании растений лука репчатого снижается в течение всей вегетации. Применение минеральных удобрений способствует повышению их содержания к середине вегетации в среднем на 7-10 мг/кг почвы.

2. Фотосинтетическая деятельность агроценоза лука репчатого определяется биологическими особенностями сорта, генерацией растений и применением удобрений. У растений первого года жизни площадь листовой поверхности в зависимости от сорта и применения удобрений возрастает на 40178%, величина фотосинтетического потенциала на 67-233%; у растений второго года жизни - на 25-103% и на 40-136% соответственно.

3. Отзывчивость растений лука репчатого первого года жизни на внесение разных норм минеральных удобрений сортоспецифична. Стабильно положительная реакция у сорта Черный принц выявлена при использовании средних доз удобрений (1Ч6оРзо-боКзо-бо) - повышение урожайности маточных луковиц составляет 62-68%; у сортов Золотничок и Мячковский 300 на внесение повышенных доз (К90Рбо-9оК«о-9о) - рост урожайности на 27-29% и 4750% соответственно.

4. Повышение норм использования минеральных удобрений до М9оР9оК9о приводит к уменьшению содержания сухого вещества в маточных луковицах всех изучаемых сортов и увеличению в них моносахаров, что отрицательно сказывается на сохранности за счет увеличения количества больных и проросших луковиц в процессе хранения.

5. Применение минеральных удобрений при выращивании семенных растений лука репчатого способствует увеличению урожайности семян всех изучаемых сортов и положительно влияет на их посевные качества. Стабильно высокий положительный экономический эффект отмечен на фоне применения средних доз азотных удобрений у сортов Золотничок и Мячковский 300 в

сочетании с внесением Р90К90 - повышение урожайности семян на 43% и 37%; у сорта Черный принц в сочетании с Р6ПКМ1 - увеличение урожайности на 47%.

6. Обработка посадочного материала и опрыскивание растений лука репчатого сорта Золотничок микроэлементами в форме комплексонатов металлов обеспечивает повышение урожайности маточных луковиц на 23% и семян на 21% при уровне рентабельности производства 135% и 338% соответственно.

7. Экономическая эффективность применения минеральных удобрений при выращивании растений лука репчатого первого года жизни определяется их дозой, отзывчивостью сорта и назначением его возделывания (на товарные или семеноводческие цели). Наиболее высокий уровень рентабельности достигается: у сорта Золотничок при использовании РбоК«о и Р90К90 на фоне N90 (128-132%) при производстве товарной продукции и ЫзоРзоКзо (48%) -для семеноводческих целей; у сортов Мячковский 300 - №;0Р<;оКбо-эд и Черный принц - ЫбоРзоКзо, при выращивании, как на товарные цели (95-98% и 120%)), так и для семеноводства (29-34% и 38% соответственно). При выращивании семян оптимальным является использование Ы60Р9оК9о для сортов Золотничок и Мячковский 300 (уровень рентабельности - 294% и 306%), и ЫбоРбоКбо - для сорта Черный принц (уровень рентабельности 231 %).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для получения наибольшего урожая маточных луковиц на дерново-подзолистой почве в условиях Нечерноземной зоны России экономически целесообразно использование РбоК«о и Р90К90 на фоне N90 на сорте Золотничок при выращивании его на товарные цели и ЫзоРзоКзо — для семеноводства; Ы9оР9оК9о на сорте Мячковский 300 и М6(|РздКзо на сорте Черный принц - при выращивании их как на товарные цели, так и для семеноводства.

2. Для увеличения семенной продуктивности растений и повышения посевных качеств семян лука репчатого экономически целесообразно на сортах Золотничок и Мячковский 300 применение ИбоРэоКдо, на сорте Черный принц - ИбоРбоКбо-

3. Замачивание посадочного материала перед посадкой и опрыскивание вегетирующих растений микроэлементами в форме комплексонатов металлов позволяет получить прибавку урожая маточных луковиц на 23%, семян - на 21 %.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ

1. Князьков, А.Н. Эффективность минеральных удобрений в семеноводстве лука репчатого / А.Н. Князьков, С.М. Надежкин, А.Ф. Агафонов // Овощи России. -2013. - №4 (21). - С. 35-38.

2. Князьков, А.Н. Оптимизация минерального питания в семеноводстве лука репчатого / А.Н. Князьков, С.М. Надежкин, А.Ф. Агафонов // Плодородие. - 2014. - №2 - С. 16-18.

Научные статьи, опубликованные в иных изданиях

1. Князьков, А.Н. Влияние микроудобрений на семенную и овощную урожайность лука репчатого сорта Золотничок / А.Н. Князьков // Материалы международной молодежной научной школы «Воспроизводство, мониторинг и охрана природных, природно-антропогенных и антропогенных ландшафтов». - Воронеж, 2012. - С. 371-374.

2. Князьков, А.Н. Влияние минеральных удобрений на урожайность маточных луковиц различных сортов лука репчатого / А.Н. Князьков // Материалы 47-й международной научной конференции молодых ученых, специалистов-агрохимиков и экологов «Перспективы применения средств химизации в ресурсосберегающих агротехнологиях». - Москва, ВНИИА, 2013. - С. 99-102.

3. Князьков, А.Н. Влияние минеральных удобрений на урожайность семян лука репчатого / А.Н. Князьков // Сборник докладов Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Инновационное развитие АПК в России (Посвящается 140-летию Г.К. Мейстеру)». - Саратов, 2013. - С. 287-290.

Подписано в печать 16.04.2014г. Формат А5 Печать цифровая. Тираж 100 Экз. Заказ № 0725 Типография ООО "Ай-клуб" (Печатный салон МДМ) 119146, г. Москва, Комсомольский пр-кт, д.28 Тел. 8-495-782-88-39

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Князьков, Андрей Николаевич, Москва

Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур

На правах рукописи

04201458300

Князьков Андрей Николаевич

ОПТИМИЗАЦИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ В СЕМЕНОВОДСТВЕ РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ ЛУКА РЕПЧАТОГО {Allium сера L.)

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство

сельскохозяйственных растений 06.01.09 - овощеводство

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научные руководители: доктор биол. наук, профессор, Надежкин С.М. канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр., Агафонов А.Ф.

МОСКВА-2014

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................4

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР..........................................................................8

1.1. Значение лука в питании человека.........................................................8

1.2. Ботаническая характеристика и биологические особенности..........8

1.3. Химический состав лука репчатого......................................................12

1.4. Оценка адаптивной способности и стабильности генотипа.............19

1.5. Особенности минерального питания лука репчатого.......................20

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.....................................33

2.1. Условия и материал для исследования................................................33

2.2. Характеристика погодных условий периода проведения опытов..35

2.3. Методы исследований..............................................................................39

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.............................................................41

3.1. Динамика элементов питания в течение вегетации лука репчатого различных сортов.............................................................................................41

3.2. Эффективность доз и соотношений элементов минерального питания для различных сортов лука репчатого..........................................................45

3.2.1. Биометрические показатели растений различных сортов лука репчатого в зависимости от уровня минерального питания...............45

3.2.2. Влияние минеральных удобрений на урожайность и структуру урожая маточных луковиц.........................................................................52

3.2.3. Биохимические показатели маточных луковиц..........................59

3.2.4. Сохранность маточных луковиц.....................................................62

3.2.5. Влияние минеральных удобрений на урожайность семян........65

3.2.6. Оценка адаптивной способности и параметров сред как фона для семеноводства лука репчатого...........................................................72

3.3. Оптимизация минерального питания лука репчатого сорта Золотничок путем использования микроудобрений................................74

3.3.1. Биометрические показатели растений...........................................74

3.3.2. Урожайность и структура урожая маточных луковиц сорта Золотничок с применением микроудобрений........................................76

3.3.3. Урожайность и структура урожая семян лука репчатого сорта

Золотничок при применении микроудобрений......................................78

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЛУКА

РЕПЧАТОГО........................................................................................................79

ВЫВОДЫ..............................................................................................................83

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.......................................86

ПРИЛОЖЕНИЕ.................................................................................................105

ВВЕДЕНИЕ

Обеспечение людей продуктами питания остается важнейшей задачей постоянно растущего населения Земли. Научно обоснованная агротехника возделывания культур позволяет выращивать высокие урожаи различных видов и сортов сельскохозяйственных растений, так как при этом наиболее полно и лучше используются почвенные и климатические условия, материально-сырьевые ресурсы (Большаков, 1994; Горячих, 1995; Горбунова, 1996)

Семеноводство - особая отрасль сельского хозяйства, главной задачей которой является обеспечение всех овощных хозяйств чистосортным посевным материалом. В настоящее время в результате селекционной работы создан огромный сортимент сортов и гибридов овощных культур, отвечающих различным требованиям потребительского спроса и основная роль в поддержании их сортовых и урожайных качеств принадлежит первичному семеноводству. В ходе селекционного процесса, в первичном размножении и далее в процессе производства у ряда овощных культур возникает проблемы, связанные с низкими посевными качествами семян. Для получения высоких урожаев качественных семян необходима разработка эффективных элементов технологии. Это требует с одной стороны совершенствование существующей агротехники выращивания семян, с другой - освоение новых, наиболее эффективных с экономической точки зрения приемов семеноводства (Лудилов, 2005; Болотских, 2008).

Увеличение производства овощных культур возможно только на основе последовательной интенсификации всех отраслей сельского хозяйства, где одним из важнейших факторов является применение удобрений (Лудилов, 2005). С их помощью можно изменять направленность процессов обмена веществ в желаемую сторону и вызывать накопление в растениях полезных для человека веществ - белков, жиров, сахара, витаминов и т. д. (Литвинов 2003). Удобрения, наряду с погодными условиями, оказывают существенное влияние на семенную продуктивность овощных культур, поэтому установление общих

тенденций зависимости урожайности семян от доз, форм удобрений для конкретной почвенно-климатической зоны актуально.

В связи с изменением климата, а также обновлением сортов лука репчатого, требуется разработка систем применения удобрений, отвечающих требованиям сорта. Однако в России в последнее время этому вопросу уделяется мало внимания, а исследования, которые ведутся - направлены, в основном, на повышение урожайности товарных луковиц, а не семенной продуктивности. В связи с этим, можно сделать вывод, что выявление сортовых особенностей применения минеральных макро- и микроудобрений в семеноводстве лука репчатого для конкретной почвенно-климатической зоны остаются актуальными (Агафонов, 2006).

Цель настоящей работы - определение особенностей влияния макро- и микроудобрений на урожайность маточных луковиц и семян, биохимический состав и сохранность маточных луковиц, посевные качества семян лука репчатого.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Выявить влияние минеральных удобрений на динамику содержания элементов питания в почве.

2. Определить сортовую реакцию лука репчатого на условия минерального питания.

3. Выявить влияние макро- и микроудобрений на биохимический состав, лежкость маточных луковиц и посевные качества семян лука репчатого.

4.Установить оптимальное сочетание удобрений для получения максимальной урожайности маточных луковиц и семян различных сортов лука репчатого.

5. Дать оценку экономической эффективности изучаемых приемов.

Научная новизна. Выявлены сортовые отличия в реакции растений

разных генераций лука репчатого на внесение минеральных удобрений в зависимости от дозы и погодных условий на дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны России. По совокупности проявляющихся эффектов оп-

ределены нормы применения минеральных удобрений, стабильно повышающие урожайность маточных луковиц и семян сортов Золотничок, Мячков-ский 300 и Черный принц. Установлена высокая отзывчивость сорта Золотничок на обработку посадочного материала и опрыскивание растений микроэлементами в форме комплексонатов металлов. Дана сравнительная оценка экономической эффективности применения макро- и микроудобрений на разных генерациях лука репчатого и установлены оптимальные их сочетания, позволяющие повысить рентабельность товарного производства и семеноводства изученных сортов на дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны России.

Практическая значимость. На дерново-подзолистой почве в условиях Московской области для получения наибольшего урожая маточных луковиц экономически целесообразно использование РбоКбо и Р90К90 на фоне N90 на сорте Золотничок при выращивании его на товарные цели и Ы30РзоКзо -для семеноводства; Ы9оР9оК9о на сорте Мячковский 300 и Ы6оРзоК30 на сорте Черный принц - при выращивании их на как на товарные цели, так и для семеноводства. У сортов Золотничок и Мячковский 300 внесение ^оРдо^о, обеспечивает повышение урожайности семян на 62-66%, у сорта Черный принц Ы60РбоКбо - на 47%. Замачивание посадочного материала перед посадкой и опрыскивание вегетирующих растений микроэлементами в форме комплексонатов металлов позволяет получить прибавку урожая маточных луковиц на 23%, семян - на 21%.

Основные положения, выносимые на защиту:

- динамика содержания элементов питания в дерново-подзолистой почве при использовании минеральных удобрений в течение вегетации различных генераций лука репчатого;

- особенности сортовой реакции на внесение различных доз минеральных удобрений: урожайность маточных луковиц, биохимический состав, сохранность, урожайность семян, посевные качества семян различных сортов лука репчатого;

- влияние различных форм и способов применения микроудобрений на урожайность маточных луковиц, сохранность, урожайность семян, посевные качества семян лука репчатого сорта Золотничок.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на отчетных сессиях аспирантов ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур в 2010 - 2012 годах. Материалы диссертации были представлены на 47-й Международной научной конференции молодых ученых, специалистов-агрохимиков и экологов «Перспективы применения средств химизации в ресурсосберегающих агротехнологиях» (Москва, 2013), Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 140-летию Г.К. Мейстера «Инновационное развитие АПК в России» (Саратов, 2013).

Публикация результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 5 печатных работ, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для опубликования основных результатов исследований кандидатских и докторских диссертаций.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Значение лука в питании человека

Среди овощей лук репчатый занимает важное место в рационе питания населения. Помимо большого продовольственного значения он ценен и своими лечебными свойствами. Особенно полезен лук по содержанию фитонцидов, которые придают острый вкус и специфический запах, витаминов, биологически активных веществ и эфирных масел. Одно из ведущих мест в мире среди овощных культур по праву занимает лук репчатый, имеющий также во многих странах важное экономическое значение. На приусадебных участках и огородах он встречается повсеместно и выращивается издавна (Пивоваров, 2006; Гинс, 2009; Никулынин, 2010; Леунов, 2011).

Значение лука репчатого в том, что он используется в пищу практически в течение года, так как лук-репка способен сохранятся длительное время. Кроме того лук-репку дополнительно используют для выращивания богатой витаминами зелени, как в открытом, так и закрытом грунте в зимне-весенний период. Это очень важно, так как к весне число продуктов, содержащих витамины, особенно витамина С, в овощах и фруктах резко уменьшается, а также ассортимент овощей и фруктов значительно беднее весной, чем осенью (Старых, 2000; Борисов, 2003; Mitra, 2012).

Лук служит приправой к кушаньям, его употребляют в свежем виде. Обладает способностью растворять отложения извести в организме. Препараты из лука широко применяются в медицине при лечении желудочных заболеваний, органов дыхания и сердечнососудистой системы. А сок шелухи лука используют как краску (Елешев, 2000; Hunter, 2002; Kumar-Sampath, 2010).

1.2. Ботаническая характеристика и биологические особенности

Лук репчатый относится к роду Allium L семейству луковых Alliaceae. Растение многолетнее, но возделывается в двух - трехлетней культуре, которое при посеве семенами в первый год образует луковицу. На второй год из луковицы развиваются листья и цветочная стрелка с соцветиями в виде ша-

ровидного зонтика, на котором формируются плоды - трехгранная коробочка. Цветки лука серовато-белые. Венчик цветков состоит из шести лепестков. Тычинок с желтыми или зеленоватыми пыльниками в цветке тоже шесть, они расположены двумя кругами. Пестик с маленьким рыльцем, завязь верхняя, трехгранная коробочка. Цветонос - зеленая стрелка с восковым налетом, достигает иногда высоты 100 см и более, имеет трубчатое строение, характеризуется наличием вздутия в средней части. Как и лист, стрелка является органом фотосинтеза. После отмирания листьев она активно обеспечивает формирование и налив семян (Харузин, 1930; Введенский, 1935; Ross, 2001).

Семена у лука мелкие морщинистые, трехгранной формы, черного цвета, имеют плотную роговидную оболочку. Масса 1000 семян 2,5-4 г. В семенах лука зародыш цилиндрический спиралеобразный, состоит из одной семядоли, почечки и корешка, которые погружены в питательную ткань (Юрьева, 1992).

Листья у лука репчатого трубчатые, они плотно прилегают друг к другу и образуют ложный стебель, в нижней части которого формируется луковица. Общее количество листьев, образующихся за весь вегетационный период у одного растения, различно и зависит от его продолжительности, условий выращивания и сорта. По мере роста и формирования луковицы листья отмирают, начиная с самых ранних по времени появления, а вместе с ним отмирают и влагалища. Настоящий же стебель, называемый донцем, сильно укорочен и на нем расположена одна или несколько почек, из которых образуются либо цветочные стрелки с соцветиями, либо новые луковицы. Почки окружены мясистыми сочными чешуями, защищающими луковицу от высыхания. Окраска их может быть белая, желтая или красно-фиолетовая (Ross, 2001; Во-дянова, 2007).

Корневая система лука слабо разветвлена, сосущая сила ее невелика, поэтому особенно важно снабжать растения питательными веществами именно в начальный период жизни. В период формирования луковиц питательные вещества должны находиться в зоне расположения основной массы корней, в легкоусвояемой форме и в достаточном количестве. Необходи-

мость в питательных веществах в первые 2 месяца после посева семян незначительна, а начиная с июня и до конца вызревания луковиц растения выносят из почвы 3/4 общей потребности питательных веществ (De Meló, 2003; Лебедева, Едемская, 2004).

Требования лука к факторам среды. Лук - холодостойкое растение. Прорастание семян начинается при 3-5°С, оптимальной же температурой является 18-20°С, которая обеспечивает дружное появление всходов и рост листьев. Корни интенсивно растут при 10-25°С, луковицы лучше формируются при 22-25°С. Всходы выдерживают понижение температуры от -2 до -3°С, а созревшие луковицы переносят кратковременные заморозки до 10-12°С (Ордынский, 1936; Эделыптейн, 1944).

Лук репчатый - растение длинного дня. Требования лука к интенсивности света в различные периоды жизни неодинаковы. Они невелики в начале вегетации, в период нарастания листового аппарата, и резко увеличиваются во время формирования луковиц. Поэтому при выращивании лука на зеленое перо небольшое затенение растений вполне допустимо. При возделывании же растений на лук-репку затенение задерживает формирование луковиц и снижает урожай (Тараканов, 2002).

Для выращивания лука репчатого необходимо использовать легкие супесчаные и суглинистые, плодородные, с высокой влагоемкостью, влагопро-ницаемостью, незасоренные почвы. Потребность лука в воде по фазам неодинакова. В фазе прорастания семян для лука необходима влажность почвы, составляющая около 80 % от наименьшей влагоемкости (НВ). После появления всходов оптимальной влажностью почвы является 70-80%. Во время созревания семян и луковицы потребность в воде снижается, в этот период необходимы сухая и жаркая погода (Сапаров, 1992; Попков, 2001; Тараканов, 2002).

Лук репчатый относится к растениям с повышенными требованиями к плодородию почвы. Особенно он чувствителен к кислотности почвы. Для лука хороши почвы с легким механическим составом, слабо- или среднесугли-нистые, с глубоким пахотным слоем и достаточно плодородные. Однако еле-

дует учитывать, что высокая концентрация почвенного раствора действует на его корневую систему отрицательно. Почвенный раствор должен быть слабокислым или нейтральным (рН 6-7), степень насыщенности основаниями не менее 80%, запас подвижных форм фосфора и калия не менее 20-25 мг на 100г почвы и содержание гумуса 2,5-4,0%. Даже небольшое увеличение кислотности вредит луку, листья становятся мелкими, светло-зелеными, с желтеющими верхушками. В результате урожай резко снижается. Непригодны для лука и засоленные почвы. На пойменных почвах и осушенных торфяниках лук растет хорошо, однако его созревание задерживается. Совершенно непригодны для лука кислые и тяжелые, легко заплывающие глинистые почвы, на которых образуется корка. Наиболее пригодны для лука репчатого почвы, имеющие рН 6,0-7,0, (Алексеева, 1982).

Хорошими предшественника лука являются огурец и другие тыквенные, томат, озимая рожь и пшеница, посеянные по хорошо удобренному чистому пару. Из технических - конопля, т.е. все те культуры, под которые внос