Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оптимизация продукционного процесса сахарной свеклы на светло-каштановых орошаемых почвах юго-востока Республики Казахстан

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация продукционного процесса сахарной свеклы на светло-каштановых орошаемых почвах юго-востока Республики Казахстан"

•КАЗАХСКИМ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИИ ИНСТИТУТ РГ6 0^НЛЕДЕЛИЯ ИМ. В.Р.ВИЛЬЯМСА

На правах рукописи

ЗСазыкбаев Абай Амангельдиевич

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА САХАРНОЙ СВЕКЛЫ НА СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ОРОШАЕМЫХ ПОЧВАХ ЮГО-ВОСТОКА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН »

06. 01. 09 - Растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Алмалыбак - 1993

Работа выполнена в Казахском научно-исследовательском институте земледелия им. Я Р. Шпьямса.

Научный руководитель - кандидат сельскохозяйственных наук

Турешев О. Т.

Ведущая организация - Казахский Ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственный институт

Официальные оппонента: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Кмагулов Г. Л.

кандидат сельскохозяйственных наук Бигазиев Н. Н.

Защигга состоится гв декабря 1993 г. в. 14°° ч. на заседании специализированного совета Д 55. 05. 01 в Казахском научно-исследовательском институте земледелия им. Е Р. Вшьямса по адресу: Алматынская обл. , Каскеленс-кий район, п. АпмалыОак, КазНИИЗ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского. НИИ земледелия

Автореферат разослан

2_ 1993 Г.

Ученый секретарь специализированного совета

кандидат с. -х. наук ЛУ - , , а Рамазанова С. К

/(• с} ии^^-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. В настоящее время остро стоит вопрос еспечения республики сахаром. Для успешного решения этой зада-необходимо повысить урожайность и технологические качества рнеплодов сахарной свеклы, оскэвные посевные площади которой сположени на юге, юго-востоке республики. Низкая продуктивность ой культуры в данном регионе обусловлена рядом неблагоприятных кторов, влияющих на оптимальный ход роста и развития растений, частности, отрицательное влияние на продукционный процесс рас-ний свеклы оказывают экстремальные метеоусловия, характерные я данной зоны (возврат заморозков, засуха, большая амплитуда лебаний температуры воздуха и почвы за сутки и т.п.) и несоблю- . ние рекомендуемой технологии выращивания (запаздывание со сро-ми посева, низкая полевая всхожесть семян, несвоевременные об-ботки почвы, недостаток или избыток поливной воды и минераль-х удобрений и т.п.).

В этой связи, постановка и решение проблемы оперативного уп-вления продукпиоиным процессом сахарной свеклы, с учетом екла-ваюшихся на каждом конкретном поле условий, на основе разрабо-нной технологической модели, алгоритмов и программ, позволяю-х с помощью ПЭВМ оперативно планировать и проводить поэтапную рректировку технологии, имеет актуальное значение в земледелии. Цель и задачи исследований. Целью наших исследований являет-разработка технологической модели, алгоритмов агрокомплекса ращивания сахарной свеклы, предусматривающей активное управле-е продукционным процессом на каждом конкретном этапе роста, звития растений в онтогенезе, при нарушенных параметрах регу-руемчх факторов (свет, пика, тепло, влага) и экстремальных мэ-оусловиях на светло-каштановых типах почв юго-востока Республи-Казахстан.

Исходя из этого в задачи исследований входило: -установить закономерности роста, развития растенлй сахарной еклн на основе изучения фотосинтетической деятельности и про-ктивности агрофитопенозов;

-выявить коэффициенты водопотребления «величину водопотреб-ния сахарной свеклы в зависимости от длины вегетационного пе-ода (сротоз посева и уборкл) и уровня влагообеспеченности поч-(дефицит и избыточное увлажнение);

-установить величины биофизических коэффициентов для расчета поливных норм и прогнозирования дат наступления поливов по метеоданным;

-определить содержание и вынос азота, фосфора, калия растениями сахарной свеклы при различных сочетаниях агроприемов с нор мами минеральных удобрений;

-разработать гибкую технологическую модель возделывания сахарной свеклы на орошаемых землях;

-экономическое обоснование оптимизации водного, пищевого, светового, теплового режимов для формирования относительно высоких урожаев корнеплодов.

Научная новизна,. Впервые для светло-каштановых типов почв юго-востока Республики Казахстан построены и реализованы прогнос тические программы роста, развития растений, водного и пищевого режимов сахарной свеклы при наруяенных параметрах технологии и разработаны к ним программы коррекции, т.е. алгоритм правильного и оптимального принятия решений для каждого конкретного случа Определены суммарное водопотребление и коэффициенты водопотреб-ления растений сахарной свеклы в условиях дефицита и избытка вла ги, а также биофизические коэффициенты при названных режимах увлажнения почвы.

Практическая ценность. Разработанные технологические модели позволят при неблагоприятных производственных и экстремальных ме теорологических условиях снизить нарушения хода жизненных процес сов и сформировать высокий запланированный уровень урожая, путей воздействия основными элементами регулирования (полив, удобрения сроки посева, прорывки, уборки, густота насаждения) и гармоничном сочетании их с биологическими особенностями растений сахарнс свеклы.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации ежегодно докладывались на годичной сессии аспирантов КазКИК! Материалы работы были доложены на научно-практической конференции молодых ученых и специалистов КазСХИ (Алма-Ата, 1990), 3 Ме* региональной научно-практической конференции молодых учешх и специалистов Кыргызского СХИ (Бишкек,1992), Республиканской нау* но-производственной конференции (Актюбинск, 1992). -

Основные положения диссертации изложены в 4 публикациях. Реализация результатов исследований. Результаты исследован? была использованы для расширения банка данных справочно-ин£орма-

ционной системы ЭВМ, а также при разработке технологических моделей возделывания сахарной свекл) в лаборатории биометрии и информатики КазНИНЗа и и МСХ Республики Казахстан.

Производственная проверка и внедрение результатов исследований были проведены в 1991-1992 гг. в Каскеленском ОПХ КазНИИЗ на плошади 20 и 50 га соответственно. Прибавка урожая составила 65 ц/га по сравнению с производственными посевами, а общий экономический эффект составил 39,4 тыс.рублей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предлочений производству. Работа изложена на 204 страницах машинописного текста и включает 21 таблицу, 4 рисунка, 17 приложений. Список литературы содержит 259 наименований.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИИ

Полевые опыты проводились в 1989-1991 годах в Каскеленском ППХ КазНШЗа им. В.Р.Яильямса.

Почвешгый покров опытного участка представлен светло-каштановыми карбонатными почвами среднесуглинистого мехсостава с глубоким залеганием грунтовых вод. Опытный участок характеризуется высокой обеспеченностью фосфором и средней обменным калием. В пахотном горизонте содержится 2,44^ гумуса. Водно-физические свойства почвы опытного участка в слое 0-100 см характеризуются следующими показателями: наименьшая влагоемхость - 24,1$ от массы абсолютно сухой почвы, объемная масса - 1,30 г/см^.

По климатическим условиям территория относится к предгорно-пустннной зоне. Климат области носит континентальный характер. Среднемноголетняя годовая температура воздуха равна +7,б°С. Годовая среднемноголетняя сумма осадков равна 419,4 мм. Сумма осадков в течение вегетационного периода по годам исследований составила: в 19Я9 году - 344,8 мм, в 1990 и 1991 годах соответственно 315,3 и 137,4 мм.

Исследования проводились в многофакторном опыте с районированным сортом сахарной свеклы Ялтушковская односемянная.

Предшественник - оборот пласта многолетних трав. Вегетационные поливы проводили при наступлений заданной предполивной влажности почвы, гибкими перфорированными трубопровода.««!.

Повторность оп»га двукратная, учетная плошадь делянки 96 ь?.

Схема опыта

I п т эр 1 Б1 Н< ЕЗ )С гь 'А 0) ;р E^ 14 - К( Н' П 01 п пойторность ь {Ы0Р0Ко)

0. > Н 0( ы V А ОБ Р \1 й ( л^о*«)

и н 01 1ь 'А 01 >р и я} и (.ЩыР/гоКц о)

1 г 1 1 1 2 1 г 1 2 1 2 1 г 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 СРОИ УБОРКИ

1 г 1 2 1 2 1 г 1 2 1 2 1 г 1 4 срок пр0ры6ки

40 120 40 12.0 40 120 40 120 густота насаждения, ТИС. рй£Т/ГА

ео 80 60 во МАкнссть почьы %не>

РАННИМ поздннн . срок лосева

Необходимые учетн и наблюдения в опыте проводились в соответствии с требованиями методики опытного дела (Б.А.Доспехов, 1979) . Водно-физические свойства почвы изучались по методике ЗоюзНИХИ. Расчет поливных норм и водопотребление сахарной свеклы определяли методом водного баланса (А.Н.Костяков, 1960). Показатели фотосинтетической деятельности и продуктивности сахарной свеклы изучались по методике лаборатории фотосинтеза ВДР АН СССР (А.А.Ничипорович, и др., 1961).

Учет трудовых затрат, вычисление экономической эффективности вариантов опыта проводили с использованием нормативов, принятых в Каскелеиском ОПХ КазНИИЗ.

Математическая обработка данных опыта проводилась методом дисперсионного анализа по В.А.Доспехову(1979) в лаборатории бпо- . тстрии и информатики КазЕЖЗа на персональных ЭВМ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Рост и развитие сахарной свеют и, в конечном итоге ее продуктивность, находятся в тесной связи с климатическими факторами (среднесуточная температура воздуха, влажность почвн, количество эсадков). Для завершения одной фазы роста и перехода к другой растениям свеклы требуется определенная сумма температур, которая влияет на длину мэяфазного периода.

Установлено, что за годы исследований для прорастания семян захарной свеклы (посев-всходы) потребовалось в среднем 6 дней на тозднем сроке посева и 11 дней на раннем, т.е. лимитирующим фактором во втором случае был тепловой реялм. Среднесуточная температура воздуха за период посев-всходи на раннем сроке посева составила 11,5°С, что на 5° нике, чем на позднем.(табл.1).

Несмотря на широкий диапазон продолжительности периода посев-зсхода, отмечено, что сумма среднесуточных температур по годам* ^следований оставалась на одном уровне(106,9-137,7°С). Высокая лабильность величины сумм среднесуточных температур в годы с )азличной теплообеспеченностыо позволила использовать их для прог-гоза сроков появления всходов я наступления последующих фаз роста, эазвитил растений в технологической модели возделывания сахарной :веклн.

Максимальная урожайность корнеплодов (652 ц/га) била сформи-ювана на раннем сроке посева (1990 г.) при среднесуточной

Таблица 1

Гидротермяческие условия по периодам роста и развития сахарной свеклы

Среднее за 1989-1991гг.

Срок посева

Период развития Кол-во Сумма Среднесут. Осадки

развит. дней тем-р °С температ. _ - мм

посев-всходн 11 107,7 11,51 37,7

всходы-Зпара лист, . 26 398,4 15,35 67,8

3 пара листьев-смык. в междуряд. 24 445,5 19,11 24,3

смык, в'меадуряд. ранняя уборка 76 1668,0 21,77 66,0

смык- в междуряд. поздняя уборка 120 2328,6 19,29 78,7

за вегетацию при ранней уборке 138 2619,5 19,13 226,6

за вегетацию при поздней уборке 182 3280,0 17,63 278,8

посев- всходн 6 106,9 16,30 15,3

всхода-Зпара лист . 20 401,1 19,60 25,3

3 пара листьев-смых. в меядуряд. 19 446,9 22,90 '15,3

смнк. в междуряд. ранняя уборка 53 1140,8 21,47 44,9

смык, в междуряд. поздняя уборка 97 1801,4 18,54 57,6

за вегетацию при ранней уборка 100 2095,5 21,06 101,5

за вегетацию при поздней уборке 144 2756,4 19,20 114,3

ранний

поздний

температуре 19,1°С, сумме среднесуточных температур 3667,4°С и длине вегетационного периода 192 дня.

На позднем сроке посева, в связи с недобором тепла (2756,5°с) и сокращением длины вегетации (144 дня)растения сахарной свеклн, несмотря на ускорение темпов роста и развития, по уровни урожайности были значительно ниже, чем на раннем.

Установленные, в опыте закономерности изменения сумм среднесуточных температур и влияние их на продолжительность мечфазннх

периодов, рост и развитие растений, позволят прогнозировать сроки наступления фенофаз и активно вмешиваться в продукционный процесс агроценоэа с целью получения высоких, стабильных уро^гев корнеплодов сахарной свеклы.

Управление водным гетамом сахарной свеклы. Резким орошения и водопотребленив сахарной свеклы в опыте имели свои особенности, которые определялись исскуственннм воспроизведением избыточного увлажнения почвы (80-80-80$ от !Ш) и дефицита увлажнения (60-60-60Й от 1Ш). Норда, сроки и количество поливов в опыте устанавливались в зависимости от длит вегетации, порога увлажнения почвы, метеоусловий, запасов почвенной влаги в расчетном слое почвы.

В среднем за годы исследований на высоком фоне увлажнения начало поливов календарно совпадало с перкой, а на вариантах с де- . фицитом влаги в почво с третьей декадой июня. Для поддержания влажности почвы на уровне 80* от ГШ в течение вегетации потребовалось провести на вариантах раннего срока посева 4-7 поливов, схемой 0(1)- 4 - 0(2), оросительной нормой 3250-4950 м3/га, на позднем сроке посева 4-6 поливов, схемой 0-4-0(2), оросительной нормой 2100-3850 м3/га (табл.2).

На вариантах опыта с предполивной влажностью 60-60-60^ от НВ за вегетационный период провели 2-4 полива, схемой 0(2)- 2(3)-0(l) эросительной нормой 2768-3505 ?j*Vra.

Суммарное водопотреблениэ сахарной свеклы изменялось от 5027 ю 6667 лг/га в зависимости от режима орошения и метеорологических условий(табл.З).

За годы проведения опытов доля оросительной воды в общем во-аопотреблении составила 46-59$, несколько ниже осадков 29-37 « и точвенной влаги только 10-16$. Большая доля оросительной воды 54-59$) в суммарном водопотреблении растений позднего срока по-:ева по сравнению с ранним (46-53$) обусловлено тем, что растения меньше используют влагу осадков ( 29-30$ против 36-38$ на ранпем :роке посева)(табл.3). Кроме того растения позднего срока посева >бладали более высоким уровнем среднесуточного расхода влаги 38,0-52,5 уР/гя), что предопределяло в дальнейшем их низкую фожайность.

Различные сочетания регулируемых факторов оказали определяйте влияние на величину коэффициента водопотреблепня (табл.4), [иштмальннй коэффициент водопотреблении 102 rP/т был установлен а варианте с относительно благоприятным сочетанием агропркемов

Таблица 2

Реигм орошения сахарной свеклы

Среднее за 1983-1991 гг.

Варианты опыта Периоды развития Оросп-

Срок Срок Уров. __1____2____3__ тельная

сева убор. увл. Колич. Полив. Колич. Полна Колич. Полив, норма

Сии плит пл-тю ттпппи норма полив, норма

к^/га г.!3/г а м^/га

р. ----------24пср "

£ 60 0(1) 800 2(3) 1200 3 800 5200 Ранн 3250" 80 1 450 4(5) 700 0(1) 500 4450

5 • 2400-

6 60 0 800 2(3) 1200 0 1) 800 5210

fi

м"Уга

60 0(1) 800 2(3)

80 1 450 4(5)

60 0 800 2(3)

80 1 450 4(5)

60~ "о" ~ ~ 800 " 2

80 0 450 3(4)

60 0 800 2

80 0 450 3(4)

Позд. . v , ч 3250-

700 0(2) 500 4950

т, ou и оии -ь 1200 0 800 2400

11 Ранн. __ _________ 2100-

3 ... . ■ 24Г)0_

® 80 0 450 3(4) 700 0(1) 500 3350

„ 2400-

g 60 о 800 2 1200 0(1) ■ 800 3000

ПоаД» _ __ , .. 2100-

Ё

и -- — on О 1,А\ 700 0(2) 500 3850

Таблица 3

Водный баланс на посевах сахарной свеклы в горизонте 0-200 см

Среднее за 1989-1991 гг.

Срок Срок 7ров. Слагаемые суммарного водопотр. Сумм. Средне-сева убор. увл. Влага из Осадки Оросительн; водо- суточн.

ЙВ почвы норма потр. расход _________и^ _ _ м3_ _%____ % _ м3^га_ _м^/га

Раян 911 2236 3® 2983 49 6129 43,4

р * 80 _ 638_ 10 2236_ 37_ 3142 53_ _6015 _ 43х5_

60 1010 16~ 2451~ 38~ 2983~ 46 6444 ~ 35,5~ '

поэя.

80 711 _11 _2451 _37 _3505 52 _ §667_ _36,5 _

Ранн " ~ 1446 ~29 ~2768 ~55 ~ 5035" ~50,2 ~

Позд - 80 640 13- 1446 29 2933 58~ 5^27 52

" Позд" " ~893~ 30~ 3035~ ~ 38,0~

80 703 12 1662 29 3313 59 5678 38,6

Таблица 4

Коэффициент» водопотробленля в зависимости от сроков посева, уборки, минерального питания, режима увлажнения почвы и густота насаждения

Среднеэ за 1989-1991 гг.

]рок Срок Уровень Фон мянеральпого питания зева убор- увлаяне- Баз удобрений- 0,5 Д/РК • 1,5 /УРК кл ния, Густота насаждения, тыс.раст/га

Ранний

Ранний

Поздний

Ранний

Лоздний

Поздний

Р- _ ___40 _ 120_ J _ _40 _ _ 40_ ; . 120

60 177 223 171 197 141 174

80 149 163 125 141 108 126

60 153 174 138 157 120 144

80 129 140 114 124 102 112

60 312 405 259 312 211 256

80 226 262 194 213 167 193

60 218 259 191 220 163 195

80 146 172 132 189 116 134

(ранний срок посева и прорывки, поздний срок усЗорки, полуторная норма минеральных удобрений, повышенный фон увлажнения почвы), где урожайность корнеплодов составила 652 ц/га. Нерационально высоким расходом воды (405 м^/т)на создание единицы урожая корнеплодов (120 ц/га), характеризовался вариант с неблагоприятными воздействиями факторов внешней средн.

На основе экспериментальных даших по водному рвяиму и водо-потреблению сахарной свеклы определены прогностические программ для оперативного управления водным ревимом в зависимости от условий конкретного года. Управление водным рвкимом почвы осуществляется на основе прогноза метеорологических условий и послодувдо-го уточнения норм я сроков полива для поддержания заданной влажности почвы.

Управление пишевнм реяимом почвы. В многофакторном оппто предусматривалось создание трех уровней обеспеченности почвн элементами питания: неудобренный фон, половинная и полуторная порта от ранее рекомендуемой (Л^дРдоКдо), и изучение их влияния яа продукционный процесс сахарной свеклн,

В течение вегетации определялось процентное содержание элементов питания в органах растений. Отмечалось, что наибольшее

содержание азота было в листовых пластинках, на раннем сроке посева и при избыточном увлажнении почвы, содержание его колебалось по фонам питания от 4,03 до 5,12$. Максимальной величины содержание азота в органах растений достигало в начале тин (табл.5). При недостаточном увлажнении почвы содержание азота в органах растений было нияе, чем при избыточном увлажнении почвы.

Содержание фосфора в органах растений заметно колебалось по периодам вегетации. Максимальное содержание фосфора отмечалось в начале июля, а по органам, с некоторым преобладанием в листовых пластинках, на раннем сроке посева от 0,91 до 1,18/6, на позднем соответственно.О,43-0,ЧА%. Большее содержание фосфора отмечалось в органах растений на делянках с избыточным увлажнением (табл.5) почвы.

Таблица 5

Содеряание Д/РК в органах растений сахарной свеклы в течении вегетации, в % к сухоэту веществу

Среднее за 1989-1991 гг.

Варианты опыта Уро- Орган Даты определений

Срок Троп, . Фон Густ.жай- опред. Для ран. 1.06 1.08

сева УЕЛ. мин. иас. ность Для поз. 1.07 1.09

в % тыс. ц/га Содержание элементов питания

НВ р/га А/ Р к N Р 1 к

Позд. 80 1.5 40 515 л 4,24 0,90 5,86 3,99 0,75 4,95

Л/РК ч 2,02 0,53 5,38 1,68 0,40 4,28

к 1,50 0,43 5,20 1,21 0,37 2,30

Позд. 60' 0,5 40' 308 л 4,16 0,85 5,10 3,37 0,51 3,84

/Ш ч 1,93 0,51 4,62 1,36 0,25 3,76

к 1,30 0,43 4,24 0,96 0,29 2,08

Ранн. 60 Б/у 40 428 л 4,03 0,93 4,44 1,95 0,59 2,42

ч 2,77 0,96 3,28 1,29 0,43 2,62

к 2,56 0,91 4,14 1,02 0,32 2,40

Распределение калия в органах растений иное, чем азота я фосфора. В начале вегетации отмечалось вксокое содеряание калия в листьях и низкое б черешках и корнеплодах. Причем на'затушенных посевах калия содержалось больше в корнях, чем в черешках на 0,?£.

Но море роста растений процентное содержание калия во всех органах уменьшалось. К концу вегетации в .т/.счьях я черешках растений позднего срока посева содержание калия на 60-94 я в корнях на 10-50? выше, чем в растениях раннего срока посева.

Химический состав растений является одним из критериев диаг-юстики обеспеченности их минеральными элементами. Сравнив фактическое содержание элементов питания в органах растений с прогностической программой, можно с уверенностью сказать о недостаточном или избыточном содержании того пли иного элемента питания 5 почве.

Фотосинтетическая деятельность посевов сахарной свеклы. Био-тогической основой программирования высоких урожаев является фо-госинтетическая деятельность и продуктивность растений в агроснс-геме, в результате интенсивного поглощения фотосннтетически активной радиации ( С1 АР) и использования ее на создание сухого био-югического урожая.

Одним из основных показателей фотосинтетическоЯ деятельности госевов является величина площади листьев и ход ее формирования. !арастание ассимиляционной поверхности посева происходит посте- • гетто и максимальной величины достигает в конце июля-начале ав-■уста(табл.6). Запаздывание со сроками посева на 35-40 дней сни-:ало площадь листьев на 9-25? по сравнению с ранним сроком посева табл.6). Повышенный фон увлажнения почвы способствовал развитии ольией фотосинтезирующвй поверхности, чем при дефиците влаги, в реднем на 2-3^ тыс.м^/га. Внесение половинной и полуторной норм ттнералышх удобрений увеличивало площадь листьев соответственно а 3-5 и 6-9 тыс.м2/га. Максимальные значения площади листоеой оверхности загущенного посева на 6-9 тнс.м^/га больше, чем в -зрехенном(табл.б).

Аналогичная закономерность отмечается и при сравнении интог-ального показателя работы ассимиляционного аппарата - фотоскнте-ического потенциала (<ТП). С повышением влагообеспечеиности и ровня минерального питания ФЛ возрастал от 0,4 до 0,8 млн.т^дн/га а раннем сроке посева к на 0,5-0,6 мля.м^дн/та при позднем сроке асчеты показали, что при всех равных условиях внрашивания, прн устоте насаждения 40 тнс.раст/га на формирование 1 кг корнепло-. эв требуется 0,56 млн.м2дн/га, что почти з 1,5 меньше, чем в заушенном посеве.

Чистая продуктивность ййтосинтеза(гШФ)в начальный период

: Таблица 6

Основные показатели фогосинтетической деятельности и продуктивность- фотосинтеза сахарной свеклы.

Среднее за 1989-1991 гг.

Варианты опыта Срок Уров сева увл. % НВ

'''сух ^макс ц/га тыс.

да млн.м

т к^др Кфдр

мин. нас. ы^/га дн/га К|03

пит. тыс. /О

р/га

Б/У 40 100,7 30,8 2,60 4,86 1.03 0,84

120 108,5 36,6 3,32 4,28 1Д1 0,81

0,5 40 122,8 33.5 2,90 5,14 1,25 1,03

/УРК 120 136,9 39,7 3,92 4,53 1,40 1,02

1.5 40 150,5 37,2 3,31 5,41 1,54 1,27

/УРК 120 164,4 43,9 4,11 4,90 1,68 1,23

~ Б/у ~ ~40 " 139,2 "33,5 2,99 5,45 1,42 1,14

120 148,8 41,3 3,80 4,75 1,53 1,05

0,5 40 166.9 37,6 3,34 5,74 1.71 1,35

//РК 120 183,0 45,9 4,33 4,99 1,86 1,30

1,5 40 194,4 40,0 3,65 6,10 1,99 1,60

/УРК 120 210,3 49,9 4,62 5,25 2,20 1,53

Б/у 40 63,2 •23,9 " 2,01~ 4,25 0,80 0,46

120 68,7 32,4 2,70 3,80 0,87 0,43

0,5 40 79,9 28,3 2,33 4,60 1,00 0,59

/УРК 120 86,6 36,3 3,05 4,11 1,09 0,5?

1,5 40 93,9 32,5 2,62 4,81 1,19 0,70

/УРК 120 108,3 39,0 3,32 4,40 1,29 0,66

" Б/у ~ ~40 ' " "93,5 ~зод ' " 2,57~ " 4,80" ' ~1Д8 ~0Тб5

120 102,7 38,5 3,31 4,40 1,30 0,64

' 0,5 40 115,6 35,1 2,94 5,14 1,47 0,85

/VIРК 120 125,0 42,6 3,75 4,70 1,60 0,82

1,5 40 139,2 29,2 3,28 5,50 1,76 1,02

Л20_ -1^7. _4Д§ _ _ _4д95 _ 1.88_ . А.2*

р

А Н

н и й

п о

3

д

Е

н

60

80

60

80

роста, развития растений возрастала быстро, достигая максимальной величин» 8,79 г/м"сутки (табл.7) и затем снижалась к кот!у вегетации. При повезенном режиме увлажнения почвы на раннем сроке посева ЧПФ колебалась по фонам минерального питания от 4,75 до 6,10 г/м2сутки, на позднем сроке посева от 4,40 до 5,5 г/м2 сутки, ' при дефиците увлажнения соответственно 4,28-5,41 и 3,80-4,81. гДг сутки. Продуктивность фотосинтеза в изрекеяном посеве на 0,40,6 г/м^сутки выше, чем в загущенном.(табл.6).

Наиболее объективным и точным критерием оптимальности урожаев в конкретной зоне является коэффициент использования ФАР, представляющий собой отношение энергии аккумулированной в биомассе растений к приходящей ФАР за период вегетации сахарной свиклы.

Ход использования солнечной радиации за период вегетации показывает, что в начальный период развития сахарной свеклы растения слабо используют лучистую энергию, так как листовая поверхность невелика, коэффициент использования ФАР составляет 0,0129$. Наибольшее использование ФАР приходится на 1 августа - 4,69/5 (табл.7), когда наблюдается активный рост всего растения и накопление органического вещества, затем к концу вегетации из-за усы- • хания ассимиляционной поверхности, коэффициент использования ФАР уменьшался.

Коэффициент использования ФАР за вегетацию на раннем сроке по-посева колебался от 1,03 до 2,16%, а на позднем сроке от 0,80 до 1,88^. На фоне избыточного увлажнения почен К^др выше на 20-33^, чем на вариантах с дефицитом влаги в почве. Внесение минеральных удобрений оказало положительное влияние на усвоение лучистой энергии на 16-30$ по сравнению с неудобренным фоном.

Следовательно, все .агротехнические мероприятия (орошение, удобрения, продолжительность вегетации и т.п.) должны быть направлены на формирование мощной фотосинтезирующей системы, способной интенсивно усваивать энергию ФАР и активно синтвзирровать высокий уровень сухой биомассы, урочсай корнеплодов. Этого можно цостичь на основе использования прогностической программы продуктивности, построенной на экспериментальных данных наших исследований. Эти программы представляют собой показатели нарастания органической массы и урожая, а такяе изменения основных физиологических показателей (ФП, ФЧ, Л, М, Кф^р) в течение вегетации. В злучае, когда технология не нвр>"шается, а значит не нарушается

: Таблица 7

Изменение параметров основных физиологических показателей сахарной свеклы в течение вегетации ( Урожайность 652 ц/га)

Среднее за 1989-1991 гг.

Дата опред. Мсух ц/га Л тыс.м^/га ® ' млн.М2дн/ га ФЧ г/м^суткв КфАР 5!

17 мая 0,21 0,30 0,003 2,38 0,0129

1 июня 5,57 3,94 0,032 5,89 0,30

16 июня 9,71 10,43 0,118 5,01 0,64

1 июля 32,43 22,66 0,260 8,79 2,04

16 июля 64,34 35,30 0,430 7,38 2,19

1 августа 114,11 40,05 0,590 8,45 4,69

16 августа 147,97 36,96 0,580 5,89 3,88

1 сентября 171, (Б 28,50 0,512 4,56 2; 56

15 октября 194,34 22,47 1,120 2,12 1,25

Чзух ~ накопление сухой биомассы, Л - площадь листовой поверхности, Ш - фэтоиотенциал посева ФЧ - чистая продуктивность фотосинтеза, Кф^р - коэффициент Есподьзохзання ФАР в %

ход формирования урочая, данные оперативно-текущей и прогностической программ совпадают. Когда наблюдаются отклонения от прогностической программ» в ту или иную стороны допустимых значений, то вводится программа коррекции. Главная задача корректирования хода формирования урожая состоит в быстром определении численных значений регулируемых факторов, такими как, дополнительное внесение или отмена удобрений, изменение количества поливов и поливных норм и т.п.

Таким образом, управляя продукционным процессом сахарной свеклы можно не только повышать продуктивность посева, но и осуществлять ресурсосберегающий подход к использованию орошаемых земель, включая сбережение плодородия почвы, поливной воды, удобрений и материальных ресурсов.

Урожайность и качество корнеплодов сахарной свеклы. В зоне орошаемого земледелия создаются предпосылки для решения проблемы программированного возделывания сахарной свеклы и улучшения качеств корнеплодов при различных сочетаниях агротехнических приемов.

Результаты исследований показали, что различный уровень уро-< жайности корнеплодов сахарной свеклы определяется влиянием регулируемых факторов на рост и развитие растений. Максимальная урожайность корнеплодов за годы исследований получена (652 ц/га)при сочетании раннего срока посева и прорывки, позднего срока уборки, полуторной нормы удобрений, изреженной густоты насаждения на фоне избыточного увлажнения почвы. При совместном действии факторов когда один или несколько из них были лимитированы, происходило " значительное снижение урожайности корнеплодов. Так например, при посеве в поздние сроки, при относительно благоприятных параметрах остальных пяти факторов, урожайность снижалась до 515 ц/га. Аналогичное снижение происходило при лимитировании двух и более факторов (табл.8).

Из таблицы 9 мы видим, что при ограничении параметров всех факторов урожайность корнеплодов снижается до 95 ц/га.

Высокий предполивной порог влажности почвы ( 80-80-80/i от НВ) способствовал увеличению урожайности корнеплодов на 17-58JÉ, в сравнении с низким (60-60-60$ от НВ), при этом сахаристость корнеплодов на фоне переувлажнения на 0,3-1,7?» ниже, чем при недостатке влаги в почве.

Таблица 8

Урожайность корнеплодов сахарной свеклы

Среднее за 1989-1991гг

Срок Уровень Фон Густота____Срок______щюрывки

сева увлаясн. мин. насакд.___Ранний_____Поздний____

в % НВ пит. тнс.р/га_____Срок_____У^Е™

_______________ Ранний_ _ Поздний __ Ранний__Поздний

Р А Н Н И й

8 3

60

80

Б/у 40 311 428 244 328

120 270 373 204 291.

0,5 40 351 470 286 373

Л/рк 120 306 412 256 328

1.5 40 423 540 336 447

/Урк 120 344 446 304 378

Б/у 40 400 517 325 428

120 366 477 277 380

0.5 40 460 582 376 495

120 424 538 356 439

1.5 40 520 652 447 545

_ 4/РК . 120 468 527 386 493

Б/у 40 191 269 128 202

120 156 226 96 167

0,5 40 . 236 308 177 254

NРК 120 201 265 136 218

1.5 40 285 367 218 293

ЛТк 120' 235 302 176 256 •

Б/у " 40~ ~ ~ 262 ~ ~ ~ 398 ~ " ~ 180 ~ 302

120 229 340 145 267

0,5 40 315 447 227 337

/1/РК 120 288 383 191 309

1,5 40 371 515 266 406

А/т. 120 318 451 233 375

П

о

3

д н и й

60

80

Таблица 9

Влияние лимитирующих факторов на уротайность корнеплодов сахарной свеклы

Пимитирующие факторы Урожайность Сахар- Сбор

ц/га ть,% сах.ц/га

поздний срок посева, дефицит увлажнения почвы (60-60-60* от НВ)

1оздний срок посева, дефицит увлажнения точвы (60-60-6П*), неудобренный фон

поздний срок посева, дефицит увлажнения точвы (60-60-60* от НВ), неудобренный {он, поздний срок прорывки

1оздний срок посева, прорывки, ранний грок уборки, дефицит увлажнения почвы 60-60-60? от !1В), неудобренный фон

1оздний срок посева, прорывки, ранний ;рок уборки, дефицит увлажнения почвы '60-60-60? от НВ), неудобренный фон, ¡агущенный посев

Внесение минеральных удобрений в половинной и полуторной горме повышает урожайность соответственно на 12-13 и 21-45* по ¡равнению с неудобренным фоном. Сахаристость корнеплодов на фоне ; половинной нормой Д/РК выше, чем при полуторной норме и неудоб->енном фоне.

При загущении посева снижается урожайность корнеплодов, так :ак масса одного корнеплода почти в 3 раза ниже, чем на изрежен-нх посевах. Наибольшая сахаристость корнеплодов была у растений ! площадью питания 0,08 м2 (120 тнс.раст/га). Низкая густота • ■ [асаядения (40 тнс.раст/га) снижала сахаристость корнеплодов на 1,3-2,0*.

Самый высокий выход сахара с гектара - 100,4 ц/га получили ~ри уборке в поздние сроки на варианте раннего срока посева, проделанной влажности почвы 80$ от НВ, полуторной норме удобрений и устоте насаждения 40 тыс,раот/га, которому соответствовал самый

367 15,7 58,3

269 15,0 40,3

202 14,8 30,2

128 .12,7 16,2

96 12,3 12,0

высокий урожай корнеплодов - 652 ц/га.

Таким образом, удлинение вегетационного периода сахарной свеклы при сочетании с повышенным увлажнением почвы, применением минеральных удобрений, изреженной густотой насаждения растений способствовало существенному повышению урожайности и сахаристости корнеплодов.

Экономическая эффективность возделывания сахарной свеклы.

Анализ экономической эффективности выращивания сахарной свеклы показал, что самые высокие показатели чистого дохода, рентабельности и самая низкая себестоимость были на раннем сроке посева, прорывки, позднем сроке уборки, повышенном фоне минерального питания, низкой густоте насаждения растений на фоне повышенного увлажнения почвы. Величина чистого дохода при этом колебалась от 440 до 1296 руб, при себестоимости продукции 2,002,82 руб и рентабельности 42-93 %. Максимальные значения чистого дохода (1296 руб.), самая низкая себестоимость продукции (2,00 руб) и высокий уровень рентабельности(99^) был достигнут при урожайности 652 ц/га.

Многие варианты позднего срока посева были нерентабельны и убыточны, но добиться снижения себестоимости и повышения рентабельности при этом можно было, проводя раннюю прорывку, позднюю уборку, на высоком фоне увлажнения и минерального питания раотени Установлено, что возделывание сахарной свеклы с урожайностью пике 300 ц/га нерентабельно, себестоимость продукции при этом возрастает от 2,5 до 5 раз.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1.При посеве сахарной свеклы в поздние сроки по обороту плао-г> та люцерны (нарушение температурного режима} можно получить уро-ггай корнеплодов до 500 ц/га при строгом соблюдении остальных параметров регулируемых факторов: водного режима (80$ от НВ), пищевого режима ( ^еоР^зО^гО^' пРовеДении прорывки в фазу вилочки - первой пары настоящих листьев, проведение уборки в поздние сроки, насколько это позволят погодные условия. Создание благоприятных- условий роста, развития растений способствуют формированию агрофпгоценоза с мощно! фотосинтезируюшей системой Гмаксимальная площадь листьев - 39 тнс.м^/га), работающей длительно^ фотосинтеткчески£ потенциал - 3,28 млн.м2дн/га), активно

и эффективно ( чистая продуктивность фотосинтеза -5,5 г/м^сутки) и интенсивно поглощающая приходящую энергию солнца СКфдр- 1,02%)

2. Отклонение режима орошения сахарной свеклы от оптимального избыток или недостаток влаги увлажнения почвы снижает урожай корнеплодов на 226-340 ц/га соответственно, т.е. до 42%, но вместе с тем обеспечивает сбор корнеплодов в пределах 460574 ц/га; при своевременной прррывки а внесении удобрений, а также позднем сроке уборки.

3. На ранних сроках посева (температура почвы на глубине заделки семян 3-4°С ) при низком обеспечении растений элементами минер,ального питания (0,5 нормы от оптимума) наибольшую урожайность корнеплодов до 582 ц/га можно получить при позднем сроке уборки

и на повышенном уровне предполивной влажности почвы (80% от НВ)

4. Наивысшая урожайность корнеплодов сахарной свеклы -652 ц/га была получена при густоте насаждения растений 40 тыс. раст/га, где максимальная площадь листовой поверхности составила 40 тыс. м2/га, фотосинтетический потенциал - 3,65 млн.м^дн/га, чистая продуктивность фотосинтеза - 6,10 г/м^сутки, с коэффициентом использования ФАР - 1,6%.

5. Высокий уровень фотосинтетической деятельности и продуктивности на изреженннх посевах обусловлен изобилием тепла (сумма температур 3068°С), солнечной радиации((?ФАр - 3,8 млрд.ккал/га), влаги - 80% от НВ, большой площадью питания - 0,24 кг, удобрений (1,5 нормы от оптимума), при раннем сроке посева, прорывки и поздней уборке.

6. Установлено, что при прорывке в поздние сроки (3-4 пара' настоящих листьев) сахарная свекла значительно снижает урожайность корнеплодов - от 60 до 130 ц/га. Для преодоления отрицательного воздействия этого фактора, независимо от срока посева, необходимо поддерживать в почве повышенный уровень увлажнения 80% от J3B и минерального питания (410 позволяет при раннем сроке посева получить до 545 ц7га, а на позднем - 406 ц/га корнеплодов сахарной свеклы.

7. Высокий сбор сахара (100,4 ц/га), но низкая сахаристость (15,4%) получены на изрекениых посевах (40 тыс.раст/га) , на повышенном фоне увлажнения (80% от НВ)и минерального питания, наоборот, высокая сахаристость корнеплодов (18,1?), но низкий сбор сахара (74,3) обеспечивается «а загущенных посевах (120 тыс.раст/ га) при раннем сро".е посева и прорввки, позднем сроке уборки, при

низком пороге увлажнения почвы (60?i от HB) и половинной норме удобрений.

8. Вынос элементов питания (/1/РК ) урожаем сахарной свеклы определяется режимом орошения, сроками посева и нормами вносимых удобрений. Установлено, что на светло-каштановых почвах, на формирование урожая корнеплодов сахарной свеклы от 226 до 652 ц/га расходуется: азота от 32 до 215, фосфора - 12-18 и калия - 50380 кг/га. Отсюда внесение минеральных удобрений необходимо диф-феринцкровать в зависимости от уровня применяемой агротехники, обеспечивающей получение запланированных урожаев.

9. Установлено, что на светло-каштановых почвах для управления ростом и развитием растений, при отклонениях от прогностической программы, разработанной на основе оптимальных параметров регулируемых факторов жизни растений, применяемый высокий уровень увлажнения почвы (80^ от HB) обеспечивается проведением от 4 до 7 а низкий (60% от HB) от 2 до 3 с оросительной нормой от 2100 до 3500 ц, от 2800 до 3000 м3./га соответственно.

10. Анализ экономической эффективности возделывания'сахарной свеклк показал, что самый высокий чистый доход получен при урожайности корнеплодов 652 ц/га и равен 1296 руб, рентабельность при этом составила 99,1^. Установлено, что возделывание сахарной свеклы с урожайностью ниже 300 ц/га нерентабельно, себестоимость продукции при этом возрастает от 2,5 до 5 раз в звисимости от снижения урожайности корнеплодов ниже указанного уровня.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Управление и регулирование продукционным процессом сахарной свеклы./Дезисы докладов республиканской конференции молодчх" ученых и специалистов, часть2, Алма-Ата, 1990, с.80

2. Основные элементы управления, регулирования продуктивности кукурузы на зерно и сахарной свеклы.//Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана, Алма-Ата, 1991, №12,с.10 (в соавторстве)

3. Фотосинтетическая деятельность сахарной свеклы в зависимости 'от'водного реяшма.//Тезисы Республиканской научно-цракти-ческой конференции, Актюбинск, 1992, с.52 (в соавторстве)

4. Продуктивность сахарной свеклы в зависимости от густота насаздения,//Тезисы докладов 3 кеясрегиональной научно-практической конференции молодых ученых к специалистов,Бишкек,1992, с.88

№310.4*;

PuJibiMtf enCeKTe cyapwanu eriwiiijiiKra ksht KMSbuimachiH KYTin-fianTayflaru neRfiip 03remejiiKTep Typajw HaKTu^u ^epeKTep . H;apaiiraH. Aya paHUHUH ^youJiMajiu e3remejiiKTeptHe *S'ie ©HAtpiCT« KatiT HL,3hiJiiiiacLiHbiH eciii-eniyiHe ecepln rnri3erin Ko-naiioua war-#aitaapra Kapcu KOJiflaHbiJiaTbiH mapa^ap aHH^TaJiraH.

SUMMARY

The work is devoted to the development, of the techrolrgical model,to the sugar beet growing algorythm under irrleation;there have been established the ways of regulation ami operative management by the sugar beet growth and development process , when the technology or growing Is broken and in the critical meteorological conditions.