Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Особенности формирования урожая зерна кукурузы и сорго в зависимости от приемов агротехники в подзоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Любименко, Татьяна Алексеевна, Волгоград

Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

На правах рукописи

Любименко Татьяна Алексеевна

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ ЗЕРНА КУКРУЗЫ И СОРГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ АГРОТЕХНИКИ В ПОДЗОНЕ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность - 06.01.09 - растениеводство

Научные руководители:

доктор с.-х. наук, профессор

В.Н. Чурзин,

кандидат с.-х. наук

H.A. Наумов

Волгоград. 1999

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ..............4

1. КРАТКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ .... 8 П. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ......21

2.1. Цель и задачи исследований . . . . . 21

2.2. Схема и методика исследований .... 23

2.3. Наблюдения, анализы и учеты .... 25 Ш. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ . . . 29

3.1. Климатические условия . . . . . 29

3.2. Краткая характеристика почв опытного участка . 34

IV. ВЛИЯНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ПОЛЕВУЮ ВСХОЖЕСТЬ

СЕМЯН КУКУРУЗЫ И СОРГО . . . . 38

4.1. Полевая всхожесть семян кукурузы ... 39

4.2. Полевая всхожесть семян сорго в зависимости

от сроков и способов посева .... 44

V. ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ

ПОСЕВОВ КУКУРУЗЫ И СОРГО ... 49

5.1. Продукционные процессы фотосинтетической деятельности растений и их связь с площадью

листьев и фотосинтетическим потенциалом . . 52

5.2. Продуктивность фотосинтеза. . . 62

стр.

VI. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ ЗЕРНА КУКУРУЗЫ И СОРГО В ЗАВИСИМО-

СТИ ОТ ПРИЕМОВ АГРОТЕХНИКИ . . 73

6.1. Водопотребление кукурузы в процессе формирования урожая ...... 73

6.2. Водопотребление сорго в зависимости от условий выращивания ....... 84

6.3. Продуктивность кукурузы . . . . 98

6.3.1. Структура урожая зерновой кукурузы . . . 98

6.3.2. Урожайность кукурузы на зерно в зависимости

от применения удобрений . . . . . 100

6.4. Продуктивность сорго в зависимости от сроков

и способов посева ...... 103

6.4.1. Структура урожая зернового сорго . . . 103

6.4.2. Урожайность зернового сорго в зависимости

от условий выращивания . . . . . 105

Vil. ВРЕДИТЕЛИ И БОЛЕЗНИ СОРГО ... 110

УШ. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУКУРУЗЫ И СОРГО НА ЗЕРНО . 124

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ . . . . . . 128

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ. ... 132

ЛИТЕРАТУРА........133

ПРИЛОЖЕНИЯ.......157

ВВЕДЕНИЕ

Кормопроизводство - важнейшая отрасль сельского хозяйства, научно-технический уровень развития которой не только определяет состояние животноводства, но и существенно влияет на эффективность растениеводства, сохранение плодородия почв и окружающую среду. В сферу кормопроизводства вовлечено около 60...70% общей площади сельскохозяйственных угодий.

Несмотря на это, обеспеченность скота кормами остается крайне низкой и не превышает 2,5 тыс. корм, единиц на условную голову, что в 1,4 раза меньше, чем в странах ЕЭС и в 1,8 раза, чем в США. Недостаток высококачественных кормов не позволяет сбалансировать рационы энергии по протеину (Михайличенко Б.П., 1995).

Общие площади кормовых культур к 1997 году сократились по сравнению с 1990 г. на 26 млн. га или на треть. В результате возрос удельный вес фуражного зерна, скармливаемый в неподготовленном виде, что явилось одной из причин снижения производства продукции животноводства и ее удорожания (1998).

Поволжье - крупный сельскохозяйственный регион, к которому относятся Ульяновская, Пензенская, Самарская, Саратовская, Волгоградская и Астраханская области, которые производят около 18...20% зерна, 20...25% подсолнечника, 9...12% мяса, 9...10% молока, 10...11% яиц и 25...27% шерсти общего количества, производимого в Российской Федерации.

Для роста производства продуктивности животноводства необходимо в 1,3...1,5 раза увеличить общие ресурсы кормов, улучшить их качество, добиться сбалансированности основных питательных веществ, восполнить недостаток протеина в рационе животных и острый дефицит легко перевариваемых углеводов (Смиловенко Л.А., 1995; Сельскохозяйственное производство стран содружества, 1998).

Практика показала, что повышение урожайности культур в 2...3 раза связано с увеличением затрат в 10... 15 раз: При этом накопление химической энергии в органическом веществе возрастает в 1,5...3 раза.

Для создания прочной кормовой базы большое значение имеет рациональное использование зернофуража в животноводстве и птицеводстве. Решающее значение в деле обеспечения скота концентрированными и сочными кормами должно принадлежать кукурузе и сорго. Их ценность состоит в том, что по урожайности зерна они превосходят многие кормовые культуры (Га-лактионова A.M., 1955; Наумов H.A., 1982; Шульмейстер К.Г., 1995). За последние годы расход концентрированных кормов в России находился на уровне 71,1...83,9 млн. т и составил 36,5...38,6% валового расхода кормов (Малиновский Э.П., Новоселов Ю.К., 1995).

По данным А.Ф. Иванова, В.М. Иванова, Г.А. Медведева и др. (1994) кукуруза по кормовым достоинствам является незаменимым компонентом комбикормов. Килограмм зерна содержит 1,34 корм. ед. и 78 г переваримого протеина. В зерне содержится, %: БЭВ - 65 ...70, белка 9... 12, жира ...8 (в зародыше около 40).

В Нижнем Поволжье на светло-каштановых почвах, на богарных землях кукуруза из-за дефицита влаги может значительно снизить урожай зерна, и возделывают ее здесь в основном на силос, но проводимые в 1986... 1991 г.г. на опытном поле учхоза "Горная Поляна" исследования при подборе гибридов этой культуры показали, что возможности ее заслуживают пристального изучения (Наумов H.A., 1994).

Кукуруза и сорго в засушливых районах - две культуры, дополняющие друг друга. Сорго, являясь более теплолюбивым растением, чем кукуруза^в * тоже время обладает большей засухоустойчивостью и меньшей требовательностью к почвам и должно занять подобающее ему место среди пропашных культур, особенно в тех районах, где урожаи кукурузы в отдельные годы могут быть ненадежными из-за засушливости второй половины лета (сорго,

1957). По химическому составу зерно сорго близко к кукурузному, незначительно отличаясь от него несколько меньшим содержанием жира и большим протеином (Исаков Я.И., 1982; Шепель H.A., 1994).

Зерно сорго занимает важное значение в использовании его на корм животным и в пищу человеку.

По исследованиям В.И. Тараненко (1969), H.A. Шепеля (1994) и др. в 1 кг зерна содержится до 1,25 корм, единиц, до 90 г переваримого протеина, богатого лизингом белка 11...15% крахмала 65...70%, жира 3,5...4%.

Из-за отсутствия высокоурожайных, раннеспелых сортов и гибридов, недостаточной изученности сорго не находит должного распространения в зоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья. Поэтому изучение кукурузы и сорго в зоне недостаточного увлажнения является важной задачей. Для ее решения необходимо изучить особенности формирования урожая зерна данных культур в зависимости от биологических особенностей сортов сорго и различных по скороспелости гибридной кукурузы.

Важное значение придается агротехнике и разработке новых ее приемов, позволяющих увеличить урожайность зерна, а также выбрать наилучший способ посева и густоту стояния растений, при которой сорго в данной зоне давало бы наилучший результат.

Только глубокое изучение биологических особенностей роста и развития растений, агротехнических приемов возделывания, а также правильный подбор сортов и гибридов будут способствовать решению проблемы повышения продуктивности кукурузы и сорго при выращивании на зерно.

Все это обусловило выбор темы диссертационной работы, экспериментальная часть которой выполнялась на полях учхоза "Горная Поляна" Волгоградской Государственной сельскохозяйственной академии, во время обучения в очной аспирантуре в течение 1993... 1995 г.г. на кафедре растениеводства и кормопроизводства.

Все основные материалы и результаты исследований ежегодно докладывались и обсуждались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и конференциях молодых ученых Волгоградской Государственной сельскохозяйственной академии.

1. КРАТКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Особая роль в структуре посевных площадей в условиях Юго-востока принадлежит поздним культурам. Используя осадки второй половины лета при обилии света, тепла и отличаясь исключительной засухоустойчивостью, они дают более высокие урожаи зерна, чем ранние яровые и в то же время повышают устойчивость земледелия против засухи (Шульмейстер К.Г., 1988).

В структуре посевных площадей определенного внимания заслуживают кукурузы, просо, сорго, суданская трава, бахчевые и др. культуры (Беляков A.M., Зволинский В.П., Наумов H.A., 1992; Зволинский В.П., Коринец В.В., Грушин A.A., Горчаков В.В., 1992; Шульмейстер К.Г., 1995).

Кукуруза принадлежит к числу ведущих зерновых культур и широко возделывается во всем мире. Особую ценность она представляет как высокоурожайное кормовое растение разностороннего использования (Шульмейстер К.Г., 1931; Грушка Я., 1965; Радов A.C., Приезжев Н.И., 1967; Мишин А.Б., Деркач И.И., 1978; Югенхейнер Ф.У., 1979; Володарский Н.И., 1986).

Кукуруза относится к семейству мятликовых (Роасеае), роду Zea

Mais.

Считают, что кукуруза распространилась из Центральной Америки, а именно из Мексики, где ее возделывали за 3000 лет до нашей эры. Но происхождение этой культуры пока не установлено. После открытия Америки кукуруза была завезена в Испанию в конце века, а из Испании во Францию и Италию, из Португалии в Индию и Китай.

В Россию кукуруза проникла с ХУП в. на территорию Молдавии и Украины из Болгарии, на Кавказ - из* пограничных районов Турции и Ирана. В Поволжье она стала возделываться с XVIII века (Иванов А.Ф., Иванов В.М., Медведев Г.А., Трифонова М.Ф., Суровикина В.И., 1991). В НижнеВолжской области первые сведения о посевах кукурузы относятся к 1914 го-

ду. В Царицынской губернии кукуруза занимала всего 45 десятин. В 1927 оду Нижне-Волжский край имел под кукурузой 16,5 тыс. га. После 1927 года площадь под кукурузой стала расти (Шульмейстер К.Г., 1995).

В мировом земледелии по площадям посева кукуруза занимает П место, после озимой пшеницы.

Распространение кукурузы в первую очередь связано с природно-климатическими условиями зон и степенью интенсификации отрасли. В северных районах кукурузосеяния из-за ограниченности тепловых ресурсов даже в условиях интенсивного ведения кормопроизводства устойчивость урожайности кукурузы невысокая (30...36%).

В южных районах страны, где тепловые ресурсы достаточны, устойчивость урожайности кукурузы повышается, и достигает 18...20 %. Природно-климатические условия должны соответствовать биологическим требованиям кукурузы (Новоселов Ю.К., Шпаков A.C., 1998). Из них важны температура, водный режим почв, интенсивность и периодичность солнечной радиации, качество почвы (Вербицкая Н.М., 1988). Сумма температур за вегетационный период с температурой выше +10 °С должна быть не ниже 1800...3000°С (Андрюхов В.Г., Володарский Н.И., 1975; Куперман Ф.М., 1982; Жолобов А.И., Орманджи К.С., Бурченко П.Н. и др., 1983; Тудель Н.В., 1983; 1991; Кружилин И.П., Чамурлиев О.Г., Климов^А.А., 1990; Филин В.И., 1994; Петров Н.Ю., 1995).

Кукуруза - сравнительно засухоустойчивая культура (Володарский Н.И., 1986). Однако ее в сухой степи отрицательно сказывается почвенная и воздушная засуха второй половины лета в период ее цветения, когда у растений наступает критический период в потреблении воды и питательных веществ (Шульмейстер К.Г., 1995).

Поэтому в работах A.M. Алпатьева (1954 ), М.Н. Багрова (1970); A.M. Гаврилова (1971); М.С. Григорова (1985); Ж.В. Кружилиной (1985); И.П. Кружилина (1986); В.И. Филина (1987); В.А. Склямина (1992); Н.В. Кузне-

цовой (1993); Н.Ю. Петрова (1995); В.В. Бородычева (1997) и др. огромное внимание уделялось орошению, как решающему условию получения запрограммированного урожая зерна кукурузы в условиях Нижнего Поволжья.

Зависимость суммарного водопотребления и урожайности представлена М. А. Козиным (1977).

Кукуруза предъявляет достаточно высокие требования к почвам. Лучшими являются черноземы, темно-серые суглинки. Для получения высокого урожая хорошего качества на малоплодородных светло-каштановых почвах засушливой зоны необходимо на протяжении всего вегетационного периода обеспечивать снабжение растений элементами питания и доступной влаги (Петров Н.Ю., 1995). В работах С.С. Андрюшенко, Ф.М. Куперман (1957); И.В. Артюхова (1961); К.П. Афендулова (1973); B.C. Цикова (1978) и др. отмечалось, что кукуруза хорошо реагирует на внесение удобрений.

Для улучшения условий питания используются как органические, так и минеральные удобрения. Дозы минеральных удобрений насчитывают балансовым методом под плановый урожай с учетом фактического плодородия почвы, выноса питательных веществ на 1 т зерна.

Дозы органических удобрений (навоза полуперепревшего) примерно следующие 20...30 т/га (И.В. Тудель, H.A. Кривошея и др., 1991 г.)

По данным Югославских коллег норма внесения навоза 30...50 т/га. Внесение навоза увеличило pH почвы с 5,28 до 6,20, и урожайность соответственно возросла. Отмечено, что использование подщелочного навоза без минеральных удобрений не обеспечивает высокого урожая зерна кукурузы, тогда как в сочетании с минеральными удобрениями его эффект значительно возрастает (БроЬиЬ, 3. Утица, 1990).

Канадские ученые, также считают, что длительное внесение навоза крупного рогатого скота влияет на урожайность и химический состав почвы (N. Dayegamige, 1990).

Лучший срок внесения минеральных удобрений - осень под основную обработку почвы. В этом случае они более равномерно распределяются по профилю пахотного слоя, но перенесение части туков (25...30%), из основного удобрения в предпосевное и подкормку не снижает продуктивности кукурузы. Особенно если это относится к зонам недостаточного увлажнения (Шельмейстер К.Г., 1931).

На каштановых почвах сухостепной зоны для получения зерна кукурузы 30 ц/га при внесении 40...60 т/га навоза норма минеральных удобрений составляет N40...so Рзо-чо; без внесения навоза Ngo-^o Рбо-

Технология для Волгоградской области предложенная Г.П. Диканевым и Л.А. Диканевой (1995) предусматривает внесение 60 т навоза под пар, N50 Р50 заделанные под озимую пшеницу и прямое действие N30 Рго-

К.Г. Шульмейстер (1995) отмечает высокую роль удобрений на окультуривание каштановых почв и продуктивность кукурузы. Внесение 30...35 т/га навоза по пару дает прибавку урожая зерна в 4,5 ц/га. А также доза навоза 18... 15 т/га +30...45 кг NP. Но отмечает, что под зерновые внесение навоза менее рентабельно, чем, например, под бахчевые, но вполне окупается.

В условиях богары лесостепи Заволжья урожай зерна кукурузы зависит от минерального питания и густоты стояния. Гибрид Коллективный 172 ТВ способен при густоте 80 тыс./га формировать урожай зерна до 5 т/га (Ельчанинова H.H., Васин В.Г., Зудилин С.Н., Угаров П.А., 1997).

Внесение удобрений в дозе N90 Р90 К90 на малогумусных слабовыгце-лочных черноземах северной части восточной Лесостепи Украины способствует улучшению качественных показателей зерна кукурузы (Ишин H.A., 1988).

На черноземных почвах Нижнего Поволжья со средним содержанием Р2 О5 и высоким К20 наиболее эффективной и экономичной была органо-минеральная система удобрений, предусматривающая применение за ротацию 6-польного севооборота 20 т/га навоза в паровом поле, и локально под

4-ю и 5-ю культуры N70 Рбо или 20 т/га навоза в Р6о-90 и N70. Под озимую пшеницу в сочетании с той же дозой локального удобрения. Бездефицитный баланс гумуса был достигнут при увеличении дозы навоза до 40 т/га, а максимальная продуктивность севооборота и расширенное воспроизводство гумуса - при внесении 60 т/га навоза в сочетании с локальным удробрением N70 Р60 (Чуб М.П., Островская E.H., Гюрова Э.С. и др. 1995).

По исследованиям С.М. Крамарева, A.A. Якунина, В.Я. Коваленко и др. (1995) оптимальные дозы внесения удобрений на черноземах (N90-6o, Рбо, К30-бо) способствуют увеличению урожайности зерна до 36,6 ц/га расходе влаги на 1 ц зерна 77,0 мм.

В опытах И.М. Шапошниковой, Е.М. Фалынского (1995) показано положительное влияние комплексного применения удобрений и пестицидов. Прибавка от внесения удобрений составила 2,1...3,0 ц/га от гербицидов 7,4...8,8 ц/га.

Влияние минеральных и органических удобрений на продуктивность зерновой кукурузы на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья изуча- 4 лось Н.И. Приезжевым (1963), H.A. Наумовым (1994).

На недостаточно удобренных с осени полях, при орошении, в годы с холодными весной и летом подкормка растений кукурузы обеспечивает хорошие прибавки урожая (Володарский Н.И., 1975, Тудель И.В., 1991).

Эффективность дробного внесения азотных удобрений под зерновую кукурузу представлена в работе В.И. Пожилова, В.П. Попова (1986).

Н.В. Лысенко, О.И. Третьякова, М.Ф. Трифонова и др. (1995) предлагают в качестве удобрительного материала и структурообразователя почв аммонизированный лигнин - продукт нейтрализации кислых лигноотходов гидролизных производств.

Несмотря на многочисленные исследования по биологизации, повышению плодородия почв и получении, при этом экологически чистой продукции на международном симпозиуме "Удобрение и окружающая среда"

(1995) было отмечено резкое снижение объема применяемых удобрений, как минеральных, так и органических. Это ведет к дефициту баланса питательных веществ.

В докладе A.A. Иванова, М.М. Овчаренко (1995) отмечалось, что предполагается к 1998... 1999 г.г. мировое потребление минераль