Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Приемы повышения продуктивности гибридов кукурузы зарубежной селеции на черноземах выщелоченных (подстилаемых галечником) лесостепной зоны РСО-Алания

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Приемы повышения продуктивности гибридов кукурузы зарубежной селеции на черноземах выщелоченных (подстилаемых галечником) лесостепной зоны РСО-Алания"

На правах рукописи

005060740

Бирагова Виктория Валерьевна

ПРИЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ ЗАРУБЕЖНОЙ СЕЛЕКЦИИ НА ЧЕРНОЗЕМАХ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ (ПОДСТИЛАЕМЫХ ГАЛЕЧНИКОМ) ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ PCO - АЛАНИЯ

06.01.01. - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

б ¡::ем гон

ВЛАДИКАВКАЗ - 2013

005060740

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Адиньяев Эмануил Данаевич

Официальные оппоненты: Оказова Зарина Петровна - доктор сельскохозяйственных наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Се-веро-Осетинский государственный университет имени К.Л.Хетагурова», доцент

Караев Вадим Юрьевич - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет», доцент

Ведущая организация ГНУ «Кабардино-Балкарский научно иссле-

довательский институт сельского хозяйства» Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита диссертации 20 июня 2013 года в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.023.01 при ФГБОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет» по адресу: 362040, г. Владикавказ, ул. Кирова 37, Горский ГАУ. зал заседаний диссертационного совета Тел/факс (8672) 54-91-80; 5301-42 e-mail: dm22002301@yandex.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан «18» мая 2013г

Ученый секретарь диссертационного со

Лазаров Таймураз Константинович

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Кукуруза - денная и наиболее урожайная зерновая культура Северной Осетии, занимающая около половины всех посевных площадей. Ценность ее состоит в том, что она решает две задачи — пополнение ресурсов зерна и получение из листостебельной массы хорошего корма. Однако в последние 5 -7 лет значительные площади посева заняты гибридами зарубежной селекции. Поэтому правильный подбор гибридов различных групп спелости, с разработкой мер борьбы с сорняками, реакцией их на внесение удобрений и др. вопросов для конкретных почвенно - климатических условий с целью получения высококачественного зерна является актуальной задачей науки и производства.

Поэтому нами впервые на черноземах выщелоченных лесостепной зоны Северной Осетии проведены исследования по изучению влияния гербицидов и удобрений на рост, развитие, урожай и качество зерна гибридов кукурузы зарубежной селекции.

Цель и задачи исследований Цель исследований заключалась в изучении влияния гербицидов и минеральных удобрений на урожай и качество гибридов кукурузы Американской селекции различных групп спелости - раннеспелый (ПР39Г12), среднеспелый (Драцила) и среднепоздний (Флоренция).

При этом ставились следующие задачи:

- установить затраты воды на создание единицы биомассы и зерна;

- изучить особенности роста, развития, фотосинтетической деятельности и продуктивности гибридов кукурузы различной скороспелости;

- определить вред, наносимый сорняками;

- дать агроэкологическую оценку гибридам, возделываемым по комплексу хозяйственно-ценных признаков;

- рассчитать экономическую эффективность применения гербицидов и удобрений для конкретных условий.

Научная новизна исследований состоит в том, что впервые на черноземах выщелоченных (подстилаемых галечником) лесостепной зоны РСО-Алания изучена реакция гибридов кукурузы американской селекции на рост, развитие, фотосинтетическую деятельность, урожай и качество зерна под действием гербицидов и удобрений.

Основные положения, выносимые на защиту:

- динамика влажности почвы и продуктивность использования влаги гибридами кукурузы;

- засоренность посевов и гибель сорняков под влиянием гербицидов, удобрений и от их совместного действия;

- фотосинтетическая деятельность растений в течение вегетации;

- урожай, структура и химический состав зерна в зависимости от исследуемых агроприемов;

- влияние гербицидов, удобрений и их совместного действия на экономическую эффективность возделывания гибридов кукурузы.

Практическая ценность и реализация работы. В результате исследований установлено влияние удобрений и гербицидов на суммарное водопотребление, продуктивность и качество зерна гибридов кукурузы различных групп спелости в лесостепной зоне РСО-Алания. Полученные данные по лучшим вариантам

опыта внедрены на полях КФХ «Батраз» Ардонского района на площади 8 га в 2011 г. и 12 га в 2012 г., когда урожай зерна кукурузы (в среднем) превысил контрольные посевы на 3,2 т/га с экономическим эффектом от 16 до 20 тыс. руб./га.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на: кафедре земледелия и землеустройства Горского ГАУ в 20092012 гг.; Региональной научно — производственной конференции - Аграрная наука - Северо-Кавказскому Федеральному округу (Ставрополь, 2011); Международной научно - практической конференции «Системы высокоурожайного земледелия и биотехнологии - как основа инновационной модернизации АПК в условиях климатических изменений» (Уфа, 2011); Межвузовской научно-практической конференции, посвященная 75-летию профессора Фиапшева Б. X.; Международной научно-производственной конференции, посвященная 80-летию профессора Тезиева Т.К.; Международной конференции, посвященная 75-летию профессора Газданова A.B.; научно - практических конференциях Горского ГАУ в 2009-2012 гг.

По результатам исследований опубликовано 13 работ. В том числе 4 работы, входящих в перечень рецензируемых изданий ВАК РФ.

Личный вклад автора. Автором разработана программа и методика исследований (совместно с научным руководителем), проведены полевые опыты и лабораторные исследования, проработана научная, учебная и методическая литература, написана диссертация с представлением выводов и предложений для производства. Автор выражает глубокую благодарность всем работникам, оказавшим научную, методическую и практическую помощь в проведении исследований.

Место и годы проведения опытов. Исследования проводились в КФХ «Батраз» Ардонского района, расположенного в лесостепной зоне РСО-Алания в 2009-2011 гг.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 170 страницах, в т.ч. основного текста 119 страниц. Работа содержит 31 таблиц, 17 рисунков, 46 приложений. В списке использованной литературы 141 источников включая 5 иностранных авторов.

Содержание работы

Во введении показана актуальность, сформулированы цели и задачи исследований, научная новизна, изложены положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен литературный обзор. Анализ проработанных источников литературы показывает, что для получения высоких и устойчивых урожаев зерна кукурузы необходимо разработать такие агротехнические приемы возделывания, которые бы при наименьших затратах труда и средств, способствовали бы существенному повышению ее продуктивности. Наиболее важными среди них для лесостепной зоны, являются: подбор высокопродуктивных гибридов разных групп спелости, пригодных их к механизированной уборке; оптимальные способы борьбы с сорняками; применение минеральных удобрений, обеспечивающих получение высококачественного зерна.

Во второй главе приводятся условия, задачи и методика проведения исследований. Почвы опытного участка - черноземы выщелоченные подстилаемые галечником. Содержание гумуса в пахотном слое — 4,8 %. В соответствии с валовым содержанием гумуса запасы его по генетическим горизонтам с глубиной уменьшается от 59,4 т/га (в верхнем 10 см слое) до 12,6 - 15,2 т/га (в нижнем горизонте), что составляет соответственно от 5,5 до 25,5% по отношению к верхнему горизонту. Валовое содержание азота - 0,32 %, фосфора - 2,6 % и калия -1,73 %. Гидролизуемого азота - 4-5 мг/100г почвы, подвижного фосфора - 14 мг/100г почвы и обменного калия - 25 мг/100г почвы. рН водной суспензии 6,56,6.

Район исследований расположен в лесостепной зоне, со среднемесячной температурой воздуха зимних месяцев - 4°С, а летних + 21°С, с продолжительность безморозного периода 180 дней и количеством осадков за вегетационный период 500 мм.

Полевой опыт закладывался в 2009-2011 гг. с различными по скороспелости гибридами. По каждому гибриду закладывался контрольный вариант (без гербицидов и удобрений). Варианты с гербицидами накладывались на фоны с удобрениями и без удобрений. Площадь делянки 18,9 м2, повторность опыта — трехкратная.

Для решения поставленных задач высевались три гибрида компании PIONEER (США) - ПР39Г12 - раннеспелый, Драцила - среднеспелый и Флоренция -среднепоздний.

Методика проведения опытов включала:

1. Фенологические наблюдения за наступлением фаз развития кукурузы проводили в следующие фазы: всходы; 6-8 листьев; выметывание и полная спелость зерна.

2. Наблюдения за влажностью почвы - проводились термостатно-весовым методом. Образцы почвы брались через каждые 20 см до глубины 60 см в те же фазы.

3. Суммарное и среднесуточное водопотребление определяли методом водного баланса с учетом выпавших атмосферных осадков, начальных и конечных запасов влаги в почве.

4. Площадь листьев определяли расчетным методом, основанном на измерении размеров листьев по формуле: S = а х b х 0,68, где: а - длина листа, см; b - ширина листа, см.

5. Накопление сухой биомассы растениями проводили весовым методом.

v (а-б)хЮО

Выход сухой массы определяли по формуле: X =-где, а - навеска

а

сырой массы, г; б - масса навески после высушивания, г; X - сухая масса, %.

6. Фотосинтетический потенциал посевов определяли по формуле: л (Л{+Л2)хТ

Фп =--- где: J1], Л2, - площадь листьев по фазам роста и

развития; Т - продолжительность периода, дни.

7. Чистая продуктивность фотосинтеза рассчитывалась по формуле.

В2-В!

ЧПФ-j—;-_ \ . _——, где В,, В2, -сухая масса, Ль Л2,- площадь ли-

(Л, +J12 )xü,5xT

стьев.

8. Засоренность посевов и почвы определяли количественно-весовым методом: по всходам, в фазу 3-5 и 9-11 листьев и перед уборкой урожая,

9. Химический и качественный состав продукции определяли согласно методикам:

- белок (общий азот по Къельдалю х 6,25), ГОСТ 51417-99;

- жир (методом обезжиренного остатка по Сокслету), ГОСТ 13496.15-97;

- зола (озолением в муфельной печи по Кадырову), ГОСТ 26226-95; ГОСТ 10845-98

- крахмал (объемный метод определения крахмала по Починку Х.Н.)

- тяжелые металлы (атомно-адсорбционный метод, с использованием атом-но-адсорбционного спектрофотометра-AAS-30), ГОСТ 30178-96.

10. В убранном урожае проводили структурный анализ.

11. Статистическая обработка урожайных данных проводилась методом дисперсионного анализа по Доспехову Б.А. (1986).

13. Расчет экономической эффективности проводился с помощью методических рекомендаций по программированию урожаев полевых культур, а также по методике ресурсно-экологической оценки эффективности земледелия (В.М. Володин, 1999).

Агротехника возделывания кукурузы включала: вспашку на глубину 25-30 см, ранне-весеннее боронование с последующей культивацией и внесением (N55P100K60), предпосевную культивацию, первую междурядную культивацию на глубину 6-8 см в фазу 2-3 листьев, и вторую - на глубину 8-10 см в фазу 5-7 листьев с подкормкой N35. Гербициды вносились в два срока: Харнес (2,0 л/га) до всходов и в фазу 3-5 листьев - баковой смесью - Титус (50 г/га) + Луварам (1л/га). Посев проводили при прогревании почвы на глубине 10 см до 10 - 12°С

с внесением - Р20. Густота стояния растений составляла для раннеспелого гибрида 72 тыс./га, среднеспелого и среднепозднего 66 тыс./га. Учет урожая проводился поделяночно, с последующим пересчетом на 1 га.

В третьей главе представлены результаты исследований по водному режиму, росту и развитию, фотосинтетической деятельности гибридов кукурузы и данные о влиянии гербицидов и удобрений на засоренность посевов кукурузы. Запасы влаги в почве к началу сева в разные годы исследований в верхнем 20 см слое почвы колебались от 86,2 (2009 г.) до 90,4% HB (2010 г.), а в нижних (20-40 и 40-60 см) - от 84,9 (2011 г.) до 87,3% HB (2010 г.). В период всходов отмечено незначительное его снижение (0,6-2,1% HB).

К периоду созревания зерна у раннеспелого гибрида запасы влаги в почве снизились до 52,9 - 50,5, среднеспелого 54,8 - 52,9 и среднепозднего 54,0 - 51,9 % HB. Выявлено, что наибольшее количество осадков (460,8 мм) за вегетацию использовал среднепоздний гибрид (Флоренция), а раннеспелый (ПР39Г12) -379,8 мм и среднеспелый - (Драцила) - 452,8 мм (табл.1).

1. Водопотребление гибридов кукурузы в зависимости от внесения гер_бицидов и удобрений (в ср. за 3 г.) _

Варианты Гибриды Осадки Расход воды из почвы (0-60 см) Суммарное водопотребление (Е) КВ (м3/т) для:

м3/га % к Е м3/га % к Е м3/га сухой массы зерна

Без удобрений без гер-бицдов ПР39Г12 3798 81,1 830 19,2 4628 282 968

Драцила 4528 84,0 786 16,0 5315 308 1004

Флоренция 4608 84,0 804 16,0 5412 266 828

с гербицидами ПР39Г12 3798 80,5 859 19,5 4657 248 756

Драцила 4528 83,8 799 16,2 5327 255 778

Флоренция 4608 83,6 826 16,4 5434 225 696

Удобренный без гер-бицдов ПР39Г12 3798 81,3 879 18,7 4677 205 615

Драцила 4528 83,3 820 16,6 5349 197 627

Флоренция 4608 83,4 841 16,6 5449 184 592

с гербицидами ПР39Г12 3798 79,9 890 20,1 4688 177 517

Драцила 4528 83,3 831 16,7 5359 183 529

Флоренция 4608 83,1 857 16,9 5465 171 497

Важным агроприемом, способствующим снижению коэффициентов во-допотребления за счет повышения урожайности кукурузы, является внесение гербицидов и удобрений. Так, при возделывании раннеспелого гибрида без применения удобрений и гербицидов, КВ составил на 1 т сухой биомассы 282 м3, а на создание 1 т зерна - 968 м3. Применение гербицидов снизило затраты воды на создание единицы сухой биомассы на 12,1%, а на создание зерна на 21,9%. Применение удобрений на - 27,3 и 36,5% соответственно. При внесении удобрений и гербицидов эти показатели составили при создании сухой биомассы - 37,2% и при формировании зерна - 46,6%. Для других гибридов установлена аналогичная закономерность. Самые низкие показатели КВ (171 м3/т для сухой массы и 497 м3/т для зерна) отмечены при возделывании среднепозднего гибрида Флоренция.

Нами установлены среднесуточные расходы воды для гибридов, составившие от 34,9 - 35,3 до 39,2 - 39,7 м3/га. Применяемые гербициды увеличивали его (в ср. за 3 г.) на 0,1 - 0,3 м3, а удобрения - на 0,2 - 0,4 м3.

В лесостепной зоне РСО-Алания раннеспелый гибрид (ПР39Г12) достигал полной спелости зерна (в ср. за 3 г.) за 107, среднеспелый (Драцила) за 134 и среднепоздний (Флоренция) за 144 дней с уборочной влажностью зерна соответственно - 24,25 и 29%. Наиболее интенсивный рост растений кукурузы проходил от фазы 6-8 листьев до вымётывания метелок. Линейный рост раннеспелого гибрида при этом составил 48,5 и 47,9%, среднеспелого - 44,3 и 47,6% и средне-позднего - 39,1 и 45,2% от максимальной величины. На контрольных вариантах (без внесения гербицидов и удобрений) самым низким ростом выделялся среднеспелый гибрид, который был ниже раннеспелого - на 6,2 см и среднепозднего -на 8,7 см. Минеральные удобрения увеличивали рост растений на 25,0 - 42,8 см,

гербициды - на 15,4 - 15,9 см, а удобрения + гербициды - на 42,6 - 63,8 см

В фазу 6-8 листьев, внесение минеральных удобрений увеличивало сухую массу растения у раннеспелого гибрида на 2,9 г (30,0%), а при сочетании их с гербицидами на 3,4 г (35,4%). Для среднеспелого и среднепозднего гибридов эта разница составила 2,2 - 3,9 и 4,1 - 7,5 г соответственно (табл.2). Наибольшая лис-тостебельная масса нарастала к концу цветения, затем продолжалось медленное накопление массы початков и снижение массы листьев вследствие оттока пластических веществ в початки и отмирания нижних листьев.

2. Накопления сухого вещества гибридами (ср. за 3 г.), г/растение

Варианты Фазы роста и развития

всходы 6-8 листьев выметывание-цветение полная спелость

ПР39Г12

Без удобрений, без гербицидов 0,3 9,0 110,9 230,5

Без удобрений, с гербицидами 0,3 10,9 138,2 264,3

Удобренный без гербицидов 0,3 12,5 181,3 321,1

Удобренный с гербицидами 0,3 13,0 215,8 371,5

Драцила

Без удобрений, без гербицидов 0,3 9,5 145,9 259,7

Без удобрений, с гербицидами 0,3 10,4 174,7 314,2

Удобренный без гербицидов 0,3 11,6 220,5 401,9

Удобренный с гербицидами 0,3 13,5 241,7 439,4

Флоренция

Без удобрений, без гербицидов 0,3 9,4 178,8 304,2

Без удобрений, с гербицидами 0,3 11,6 189,6 361,4

Удобренный без гербицидов 0,3 13,4 235,8 440,4

Удобренный с гербицидами 0,3 17,0 256,1 479,3

Наибольшей величины сухая биомасса гибридов достигала в фазе полной спелости зерна. На долю початков приходилось от 45,4 до 50,6%, стебля от 31,2 до 36,8%, остальное - на долю листьев, обверток, метелок. Самая большая масса сухого вещества установлена у среднепозднего гибрида Флоренция (304,2 г), который на контрольном варианте (без внесения удобрений и гербицидов) превысил раннеспелый гибрид на 73,7 г (31,9%) и среднеспелый на 44,5 г (17,1%). Апробируемые агротехнические приемы способствовали увеличению сухого вещества во все годы исследований на 14 — 69 %. (табл. 2).

Влияние удобрений и гербицидов на величину ассимиляционной поверхности проявлялась, начиная уже с фазы 6-8 листьев. У раннеспелого гибрида ПР39Г12 на варианте без внесения гербицидов и удобрений листовая поверхность 1 растения составила 1385 см2 (9,8 тыс. м2/га). При обработке посевов гербицидами площадь листовой поверхности увеличилась на 218 см2 (15,7%).

■ Удобренный с гербицидами

Удобренный без гербицидов

■ Без удобрений с гербицидами

г Без удобрений без гербицидов

а) гибрид ПР39Г12

■ Удобренный с гербицидами Удобренный без гербицидов в Без удобрений с

гербицидами в Без удобрений без гербицидов

б)гибрид Драцила

Удобренный с гербицидами

Удобренный без гербицидов

Без удобрений с гербицидами

Без удобрений без гербицидов

в)гибрид Флоренция Рис. 1. Динамика площади листьев (ср. за Зг), тыс. м2/га

Наибольшее увеличение площади листьев происходило при улучшении минерального питания. Если на фоне удобрений без внесения гербицидов площадь листьев одного растения составила 2098 см2 (14,9 тыс.м2/га), что больше листовой поверхности контрольного варианта на 713 см2 (51,4%), то при совместном применении гербицидов и удобрений она дополнительно повышалась на 1018 см2 (73,4%). У других гибридов также прослеживалась аналогичная закономерность изменения листовой поверхности в зависимости от применения удобрений и гербицидов.

Из возделываемых гибридов наибольшая листовая поверхность была у среднепозднего гибрида Флоренция, которая в фазу выметывания на контрольном варианте составила 32,1 тыс. м2/га, что выше раннеспелого гибрида на 0,9 тыс. м /га (2,7%) и среднеспелого на 2,2 тыс. м2/га (7,3%). Прирост листовой площади по сравнению с контролем от применения гербицидов составил у раннеспелого гибрида - 435 см2/растение (9,9%), среднеспелого - 546 см2 (12,1%) и среднепозднего - 741 см2 (15,4%), а от удобрений - 814 см2 (18,5%), 1027 см2 (22,8%) и 1050 см2 (21,8%) соответственно (рис.1).

Суммарный ФП у раннеспелого гибрида на контрольном варианте составил 1939,6 тыс. м2/га х сутки или меньше, чем у среднеспелого на 497,7 и на 888,7 тыс. м2/га х сутки, чем у среднепозднего. От внесения гербицидов ФП у ПР39Г12 повысился - на 187,4 (9,7%), Драцилы - на 259,6 (10,7%) и Флоренции -на 365,9 тыс. м2/га х сутки (12,9%), а от удобрений соответственно - на 430,1 (22,2%), 590,4 (24,2%) и 687,5 тыс. м2/га х сутки (24,3%). Сочетание гербицидов и удобрений привело к увеличению ФП от 33,0% (ПР39Г12) до 35,5% (Флоренция) (табл.3).

3. Динамика ФП гибридов кукурузы (ср. за 3 г.), тыс.м2хсутки/га

Варианты Гибриды Всходы- 6-8 листьев - Выметывание — Сумма за

6-8 листьев выметывание полн. спелость вегетацию

1 я ко т ПР39Г12 94,9 714,5 1130,2 1939,6

« я о. о О) ч Я Драцила 91,3 717,1 1628,9 2437,3

и п. ко м Я 1) ко Флоренция 103,8 782,8 1941,7 2828,3

о ч >» к I ПР39Г12 109,6 796,1 1221,2 2127,0

и И ко § си Й ь. Я о =г Драцила 101,4 804,2 1791,2 2696,9

Флоренция 120,2 904,3 2169,7 3194,2

1 я ко ш ПР39Г12 143,1 904,1 1322,5 2369,7

>я 3 я я си £Х О щ ь- я Драцила 139,3 934,2 1954,2 3027,7

со Я О КО Флоренция 164,1 1020,0 2331,7 3515,8

о. ко о « 1 ПР39Г12 163,6 993,7 1421,8 2579,1

ч КО 2 о, й о> м. Драцила 164,8 1025,9 2083,7 3274,4

и я Флоренция 192,3 1129,8 2510,0 3832,2

Чистая продуктивность фотосинтеза, показывающая эффективность использования фотосинтетического потенциала растениями кукурузы за годы исследований по вариантам опыта составила у раннеспелого гибрида от 8,09 до 9,31 г/м2 х сутки, Драцилы от 8,02 до 8,89 г/м2 х сутки и у Флоренции от 8,25 до 8,65 г/м2 х сутки.

Применяемые агротехнические приемы (гербициды и удобрения) в значительной степени влияли на количество накопленной в урожае энергии. Так, если сумма за вегетацию аккумулированной энергии на контрольном варианте составила у раннеспелого гибрида 274 ГДж/га, среднеспелого - 288 ГДж/га и средне-позднего 341 ГДж/га, то с внесением гербицидов это количество энергии увеличилось на 41, 61 и 63 ГДж/га соответственно, а от применения удобрений - на 109, 159, 151 ГДж/га. Наибольшее количество энергии аккумулировалось растениями при совместном использовании гербицидов и удобрений, превысившее контроль на 169, 201 и 195 ГДж/га соответственно по гибридам.

Наибольший КПД ФАР в среднем за вегетацию отмечен на вариантах с совместным применением гербицидов и удобрений, который составил от 3,9 до 4,0%, что позволяет относить эти посевы к рекордным.

4. Снижение численности сорняков и их биомассы в посевах кукурузы, в ср. за 3 г._

Фазы роста и развития Показатели Количество сорняков, шт./м2 Биомасса сорняков, г/м2

без удобрений удобренный б удоб ез эений удобренный

без герб-в с герб-ми без герб-в с' герб-ми без герб-в с герб-ми без герб-в с герб-ми

всходы Кол-во 260,1 154,8 308,7 196,6 17,7 12,9 23,0 18,2

(-) 105,3 112,1 4,9 4,7

% 40,5 36,3 27,4 20,5

3-5 листьев Кол-во 158,7 64,2 102,7 55,4 62,6 22,1 124,8 59,2

(-) 94,5 47,3 40,5 65,6

% 59,5 46,1 64,7 52,6

9-11 листьев Кол-во 76,3 5,3 76,8 20 154,4 1,4 249,0 34,9

(-) 71,0 56,8 153,1 214,0

% 93,1 74,0 99,1 86,0

перед уборкой Кол-во 58,7 34,7 29,2 23,1 182,9 7,9 307,2 21,2

(-) 24,0 6,1 175,0 286,0

% 40,9 20,9 95,7 93,1

В среднем за 2009-2011 гг. внесение почвенного гербицида обеспечило снижение засоренности посева в фазе всходов на неудобренном фоне на 40,5% (105,3 шт./м2), и на удобренном - 36,3% (112,1 шт./м2), при этом наибольшее влияние Харнеса сказалось на лебеде раскидистой (82,3 шт./м2), пырее ползучем (3,8 шт./м2), осоте розовом (4,3 шт./м2). На удобренном фоне численность сорняков была на 48,9 шт./м2 выше, чем без внесения удобрений, а гибель их составила 36,3% (112,1 шт./м2). Внесенная баковая смесь снизила засоренность посевов кукурузы в фазу 9-11 листьев на неудобренном фоне на 93,1% (71 шт./м2), а на фоне удобрений на 74,0% (56,8 шт. /м2), при этом их воздушно-сухая масса соответственно снизилась на 99,1% (153,1 г/м2) и 86,0% (214,0 г/м2) (табл.4).

К концу вегетации на контрольном варианте неудобренного фона наличие малолетних сорняков составило 58,2 шт./м , а на удобренном - 34,7 шт. /м\ Но следует отметить, что воздушно-сухая масса сорняков без внесения гербицидов, но с применением удобрений существенно преобладала (на 124,3 г/м2) по сравнению с контролем без удобрений, что связано со значительным развитием вегетативной массы сорняков на удобренном фоне. К концу вегетации на неудобренном фоне гербициды снизили засоренность на 40,9% (24,0 шт./м2), и на фоне удобрений - на 20,9% (6,1 шт./м2). При этом воздушно-сухая масса этих растений снизилась на 75,0 г/м2 (95,7%) и 286,0 г/м2 (93,1%) соответственно.

В среднем за 3 года исследований сорные растения вынесли из почвы на контрольном варианте неудобренного фона N - 46,0, Р205 - 14,4 и К20 - 52,3 кг/га, тогда как на удобренном (без гербицидов) варианте этот вынос был значительно выше и составил: N - 79,3 кг/га, Р205- 24,7 кг/га, К20 - 94,3 кг/га (рис. 2). Поскольку внесенные гербициды способствовали значительному снижению численности сорняков, то они несомненно повлияли и на вынос питательных веществ этими растениями. Так, в среднем за годы исследований, к концу вегетации кукурузы, гербициды снизили вынос питательных элементов (ЪГ, Р2С>5, К20) сорняками без внесения удобрений - на 94,9, 95,1 и 94,8%, а при внесении удобрений соответственно N - на 92,5%, Р205 -на 91,5% и К20 - на 92,3 %.

Общий вынос Ы, Р205, К20 сорняками на неудобренном фоне без внесения гербицидов составил 112,7 кг, а с гербицидами - 5,7 кг. На удобренном фоне вынос составил без гербицидов — 198,4 кг, а с гербицидами — 15,3 кг. Вынесенных сорняками питательных веществ, хватило бы на создание дополнительного урожая зерна на неудобренном фоне - 1,6 т, а на удобренном — 2,8 т/га.

В четвертой главе представлены данные по продуктивности гибридов кукурузы в зависимости от применения удобрений и засоренности посевов.

Гибриды проявляли индивидуальные особенности на внесение гербицидов и удобрений. Прибавка урожая зерна (в ср. за 3 г.) от внесения гербицидов (без удобрений) составила у ПР39Г12 - 1,39 т/га (29,0%), Драцилы - 1,56 т/га (29,4%) и Флоренции - 1,27 т/га (19,4%), а от удобрений - соответственно - 2,82 т/га (59,1%), 3,24 т/га (61,2%) и 2,66 т/га (40,7%). Сочетание удобрений и гербицидов обеспечивало рост урожая зерна - на 89,7% (4,29 т/га); 91,7% (4,85 т/га) и 83,3% (5,45 т/га) (табл. 5).

в азот

■ без удобрений без гербицидов

15

■ фосфор

@ без удобрения с; гербицидами

удобренный без; гербицидов

6

в удобренный с гербицидами

Рис.2. Вынос азота, фосфора и калия сорными растениями (в ср. за 3 г.), кг/га

Установлено, что в условиях лесостепной зоны республики, гибриды кукурузы Американской компании Пионер по-разному отзывались на внесение основного удобрения в сочетании с подкормкой аммиачной селитрой. У гибридов ПР39Г12 и Драцила урожайность повышалась от внесения удобрений в большей степени, чем у Флоренции. Так у раннеспелого гибрида ПР39Г12 прибавка урожая зерна в среднем за 3 года составила 59,1%, у среднеспелого - 61,2% (3,24 т/га) и у среднепозднего - 40,7% (2,66 т/га). На фоне гербицидов прибавка сред-непозднего гибрида Флоренция практически не менялась по сравнению с вариантом без гербицидов 40,8% (3,18 т/га). У раннеспелого и среднеспелого гибридов прибавка на фоне гербицидов составила 47,1 (2,90 т/га) и 48,0% (3,29 т/га).

Учитывая, что основные посевы кукурузы на зерно в лесостепной зоне республики заняты среднеспелыми гибридами мы в своих исследованиях за контрольный вариант приняли урожай гибрида Драцила. Выявлено, что по урожайности зерна он превосходил посевы раннеспелого гибрида ПР39Г12 на неудобренном фоне без внесения гербицидов на 9,6% (0,51т/га), а с гербицидами на 10,9% (0,69 т/га). Аналогичная зависимость была выявлена и при внесении удобрений, когда прибавка урожая зерна составила без гербицидов - 10,9% (0,93т/га), а с гербицидами 10,6% (1,01т/га).

Вместе с тем по продуктивности среднеспелый гибрид Драцила уступал среднепозднему гибриду Флоренция. Прибавка урожая, полученная без внесения гербицидов на неудобренном фоне по сравнению с контролем (Драцила) составила 1,25 т/га (23,6%), а с гербицидами - 0,96 т/га (14,0%). При внесении удобрений эти показатели соответственно составили: 0,67 т/га и 7,9%; 0,85 т/га и 8,4% (табл. 5). Следовательно, возделывание среднепозднего гибрида Флоренция в лесостепной зоне республики обеспечивало получение более высокого урожая зерна кукурузы не зависимо от применения гербицидов, удобрений и их сочетания.

Снижение засоренности посевов и улучшение условий минерального питания растений способствовало повышению всех показателей структуры урожая: длины початка, количества зерен в початке, массы 1000 зерен, выхода зерна.

5. Влияние гербицидов и удобрений на продуктивность _различных гибридов кукурузы_

Варианты Гибриды Урожайность, т/га

2009 г 2010 г 2011 г ср.за 3 г.

Без удобрений

Без гербицидов ПР39Г12 7,12 3,06 4,16 4,78

Драцила 6,85 4,29 4,74 5,29

Флоренция 8,04 5,95 5,62 6,54

С гербицидами ПР39Г12 8,01 4,02 6,46 6,16

Драцила 8,33 6,14 6,08 6,85

Флоренция 9,10 7,46 6,86 7,81

Удобренный

Без гербицидов ПР39Г12 9,49 4,52 8,8 7,60

Драцила 9,39 7,17 9,04 8,53

Флоренция 10,80 8,28 8,52 9,20

С гербицидами ПР39Г12 11,18 5,15 10,87 9,07

Драцила 10,32 8,29 11,81 10,14

Флоренция 12,39 9,54 11,05 10,99

НСР05 (частнь«разлиний)0> 19;0,3 1;0,97; НСР05 (главныхэффектов)0,09;0,15;0,48 НСРоз (парных взаимодействий)0,13;0,22;0,68 по годам исследований

В зависимости от условий возделывания, содержание сырого протеина в зерне изменялось у раннеспелого гибрида - от 7,40 до 9,06, среднеспелого - от 6,40 до 9,23 и среднепозднего - от 7,65 до 9,81%. Содержание жира на неудобренном фоне у раннеспелого гибрида варьировало от 3,90 до 3,93%, среднеспелого от 4,05 до 4,13% и среднепозднего от 4,48 до 4,61%, на удобренном фоне -от 4,16 до 4,31%, от 4,25 до 4,39% и от 4,74 до 4,88% соответственно по гибридам. Процентное содержание крахмала у гибридов на контрольных вариантах было выше, чем с применением гербицидов и удобрений. Удобрения, гербициды и погодные условия года не оказывали влияния на содержание сырой золы в зерне. Общий сбор протеина при сочетании гербицидов с удобрениями составил: у раннеспелого гибрида 0,82, среднеспелого - 0,94 и среднепозднего 1,18 т/га, жира 0,39, 0,45 и 0,59 т/га, крахмала 6,00, 6,83 и 7,88 т/га и кормовых единиц 11,97, 13,38 и 15,83 т/га соответственно.

Установлено, что содержание Си в зерне возделываемых гибридов кукурузы не зависимо от применения гербицидов и удобрений было ниже в 9,82 - 12,2 раза, гп - в 2,23 - 2,27 раза, Мп - в 14,0 - 15,5 раз и Ре в 7,8 - 5,5 раза, чем ПДК.

В пятой главе проведена экономическая оценка эффективности выращивания. В среднем за 3 года себестоимость 1 т продукции определялась отношением совокупности всех затрат к урожаю полученному с 1 га, она определяется в значительной степени биологическими особенностями возделываемых гибридов. Самая низкая себестоимость 1т зерна (в ср. за 3 г.) на контроле (1,9 тыс. руб.)

была у среднепозднего гибрида Флоренция, что на 0,4 тыс. руб. ниже, чем у среднеспелого гибрида (Драцила) и на 0,7 тыс. руб. чем у раннеспелого гибрида (ПР39Г12). Повышение уровня рентабельности отмечено лишь на вариантах с внесением гербицидов на 1,8 - 27,0%., на вариантах с применением удобрений рентабельность производства снизилась на 14,9 - 65,1 % из-за высокой стоимости вносимых удобрений

Внесение гербицидов и удобрений как по отдельности, так и в комплексе увеличивает производственные затраты, однако внесенные денежные средства себя оправдывают, поскольку на 1 рубль затрат получено от 1,08 до 3,58 руб. дополнительного дохода. Проведение агроприемов повышало урожайность гибридов, что приводило к тому, что чистый доход, получаемый с одного гектара повышался. Чистый доход с 1 га (в ср. за 3 г.) относительно контроля вырос на варианте с гербицидами у раннеспелого гибрида на 7,3 тыс. руб. (36,8%), среднеспелого - на 8,6 тыс. руб. (36,0%) и среднепозднего - на 6,6 тыс. руб. (20,2%), а при внесении удобрений соответственно на: 10,6 тыс. руб. (53,5%), 13,9 тыс. руб. (58,3%) и 9,6 тыс. руб. (29,4%). От совместного использования гербицидов и удобрений чистый доход повысился у раннеспелого гибрида - на 18,1 тыс. руб. (91,3%) , среднеспелого - на 22,8 тыс. руб. (95,5%) и среднепозднего - на 19,6 тыс. руб. с 1 га (60,0%).

Таким образом, несмотря на некоторое снижение рентабельности на вариантах с удобрениями, высокая урожайность зерна, полученная от минерализации почвы и уничтожения сорняков, способствует получение более высокой прибыли.

ВЫВОДЫ

1. Агроклиматические условия лесостепной зоны РСО-Алания позволяют получать на черноземах выщелоченных (подстилаемых галечником) урожай зерна зарубежных гибридов кукурузы: раннеспелого (ПР39Г12) - 9-10 т/га, среднеспелого (Драцила) - 10 - 11 т/га и среднепозднего (Флоренция) -11-12 т/га.

2. При внесении удобрений и гербицидов, содержание влаги в почве к концу вегетации (по сравнению с контролем) было ниже под: раннеспелым гибридом - на 2,2 - 4,6% HB, среднеспелым - на 1,0 - 3,4% HB и среднепоздним - на 1,4 - 3,9% HB из - за более продуктивного ее использования растениями. Суммарное водопотребление кукурузы отличалось незначительно в зависимости от внесения удобрений и гербицидов (4628^1688, 5315-3359, 5412-5465 м3/га), а коэффициент водопотребления (КВ) находился в прямой зависимости от применяемых агроприемов. На контроле (без гербицидов и удобрений) затраты воды на образование 1 т сухой биомассы составили - 282-308 м3, а зерна - 968 - 1004 м . Внесение гербицидов снизило затраты воды на 1 т сухой массы на 12,1 -17,2%, на 1 т зерна - 17,2-22,5 %, внесение удобрений - на 27,3 -36,0% и на 36,037,5 % соответственно, сочетание гербицидов и удобрений способствовало снижению КВ на 35,7% - 40,6% для сухой биомассы и на 40,6 - 47,3% - для зерна. Самые низкие показатели КВ (171 м3/т для сухой массы и 497 м3/т для зерна) установлены при возделывании среднепозднего гибрида Флоренция.

3. В лесостепной зоне РСО-Алания раннеспелый гибрид (ПР39Г12) достигал полной спелости зерна (в ср. за 3 г.) за 107 дней, среднеспелый (Драцила) - за 134 дней и среднепоздний (Флоренция) - за 144 дней с уборочной влажностью

зерна 24,25 и 29%.

4. Минеральные удобрения увеличивали рост растений на 25,0 - 42,8 см, гербициды - на 15,4 - 15,9 см, а удобрения + гербициды - на 42,6 - 63,8 см

Наибольшая масса сухого вещества отмечена в фазе полной спелости зерна, основная часть которого приходилась на долю початков - 45,4 -50,6% и стебля 31,2 - 36,8%, а остальная - на долю листьев, обверток, метелок. Наибольшей массой выделялся среднепоздний гибрид (304,2 г), превысивший (без внесения гербицидов и удобрений) раннеспелый - на 73,7 г (31,9%) и среднеспелый - на 44,5 г (17,1%). Лучшая отзывчивость на удобрения установлена у среднеспелого гибрида -142,2 г (54,8%), тогда как у раннеспелого она составила - 90,6 г (39,3%) - и среднепозднего -136,1 г (44,8%).

5. Максимальная площадь листьев (32,1 тыс. м2/га) определена у средне-позднего гибрида (Флоренция) в фазу выметывания, превысившая раннеспелый (ПР39Г12) - на 0,9 тыс. м2/га (2,7%) и среднеспелый (Драцила) - на 2,2 тыс. м2/га (7,3%). Прирост листовой поверхности от внесения гербицидов составил у раннеспелого гибрида - 435 см2 (9,9%), среднеспелого - 546 см2 (12,1%) и средне-позднего - 741 см2 (15,4%), а от удобрений - 814 см2 (18,5%), 1027 см2 (22,8%) и 1050 см2 (21,8%) соответственно.

Суммарный ФП у раннеспелого гибрида составил 1939,6 тыс. м2/га х сутки, или на 497,7 (26,6%) меньше, чем у среднеспелого и на 888,7 (45,8 %), чем у среднепозднего гибридов. От внесения гербицидов на неудобренном фоне ФП у ПР39Г12 повысился на 187,4 (9,7%), Драцилы - на 259,6 (10,7%) и Флоренции -на 365,9 (12,9%) тыс. м2/га х сутки, а от внесения удобрений соответственно: на 430,1 (22,2%); 590,4 (24,2%); 687,5 (24,3%) тыс. м2/га х сутки Улучшение минерального питания в сочетании с борьбой с сорняками приводило к увеличению ФП от 33,0% (ПР39Г12) до 35,5% (Флоренция).

ЧПФ в среднем за вегетацию по вариантам опыта составила у раннеспелого гибрида ПР39Г12 от 8,09 до 9,31 г/м2 * сутки, у Драцилы от 8,02 до 8,89 г/м2 х сутки и у Флоренции от 8,25 до 8,65 г/м2 х сутки. Наибольший выход хозяйственно ценной части урожая (0,33-0,35) установлено при сочетании удобрений и гербицидов.

6. Количество аккумулированной энергии ФАР посевами на контрольном варианте (без гербицидов и удобрений) составила: у раннеспелого гибрида - 274 ГДж/га, среднеспелого - 288 ГДж/га и среднепозднего - 341 ГДж/га. С внесением гербицидов оно увеличилось - на 41, 61 и 63 ГДж/га соответственно, а с применением удобрений - на 109, 159, 151 ГДж/га. Наибольшее количество энергии аккумулировалось растениями при совместном использовании гербицидов и удобрений, превысившее контроль на 169, 201 и 195 ГДж/га соответственно по гибридам. Наибольший КПД ФАР в среднем за вегетацию отмечен на вариантах с совместным применением гербицидов и удобрений, который составил от 3,9 до 4,0% и соответственно могут относиться к рекордным посевам.

7. В среднем за годы исследований (2009 - 2011) гербициды снизили засоренность посевов кукурузы на неудобренном фоне - на 93,1% (71 шт./м2), а на удобренном - на 74,0% (56,8 шт./м2), а воздушно-сухую массу соответственно -на 99,1% (153,1 г/м2) и - на 86,0% (214,0 г/м2).

Применение гербицидов уменьшало вынос питательных веществ из почвы

на неудобренном фоне на 94,9%, а на удобренном - на 92,1%. Общий вынос N. Р2О5, К20 сорняками составил: на неудобренном фоне без внесения гербицидов -112,7 кг, а с гербицидами — 5,7 кг или на 107 кг/га меньше. На удобренном фоне эти показатели были: без гербицидов - 198,4 кг, с гербицидами - 15,3 кг или на 183,1 кг/га меньше. Вынесенных сорняками питательных веществ хватило бы на создание дополнительного урожая зерна кукурузы на неудобренном фоне - 1,6 т, а на удобренном - 2,8 т.

8. Гибриды проявляли индивидуальные особенности на внесение гербицидов и удобрений. Внесение удобрений (без гербицидов) повышало урожай зерна раннеспелого гибрида кукурузы (в ср. за 3 г.) на 59,1% (2,82 т/га), среднеспелого - на 61,2% (3,24 т/га) и среднепозднего - на 40,7% (2,66 т/га), а гербицидов: на

1.39 т/га (29,0%); 1,56 т/га (29,4%) и 1,27 т/га (19,4%). Сочетание удобрений и гербицидов обеспечивало рост урожая зерна - на 89,7% (4,29 т/га); 91,7% (4,85 т/га) и 83,3% (5,45 т/га). Выявлено, что по урожайности зерна среднеспелый гибрид превосходил посевы раннеспелого гибрида ПР39Г12 на 9,6 - 10,6 %. Вместе с тем по продуктивности среднеспелый гибрид Драцила уступал среднепозднему гибриду Флоренция - на 7,9 - 23,6 %..

9. По количеству семян в початке выделялся среднеспелый гибрид при сочетании гербицидов и удобрений (488,1 шт.), а по массе 1000 зерен - средне-поздний (344,0 г) увеличив этот показатель по сравнению с другими гибридами на 31,1 - 55,3 г. Выход зерна колебался на неудобренном фоне от 76,7 до 79,1%, и на удобренном - от 79,6 до 81,8%.

Содержание сырого протеина в зерне колебалось у раннеспелого гибрида от

7.40 до 9,06, среднеспелого - от 6,40 до 9,23 и среднепозднего - от 7,65 до 9,81%, а жира соответственно - 3,90 - 4,31%, 4,05 - 4,39%, 4,48 - 4,88%. На контрольных вариантах содержание крахмала в зерне было выше, чем с применением гербицидов и удобрений. Агроприемы не оказывали влияния на содержание сырой золы в зерне кукурузы.

Наибольший сбор протеина, жира, крахмала и кормовых единиц был на вариантах с сочетанием гербицидов и удобрений, где сбор протеина составил у раннеспелого гибрида 0,82, среднеспелого - 0,94 и среднепозднего - 1,18 т/га, жира - 0,39, 0,45 и 0,59 т/га, крахмала - 6,00, 6,83 и 7,88 т/га и кормовых единиц -11,97, 13,38 и 15,83 т/га соответственно по гибридам.

Содержание Си в зерне возделываемых гибридов кукурузы независимо от применения гербицидов и удобрений и их сочетаний было ниже ПДК - в 9,8 -12,8 раза, гп-в 2,3-2,2 раза, Мп-в 15,8-13,8 раз и Ре - в 3,7-2,5 раза.

10. Чистый доход с 1 га относительно контроля вырос на варианте с гербицидами у раннеспелого гибрида на 7,3 тыс. руб. (36,8%), среднеспелого - на 8,6 тыс. руб. (36,0%) и среднепозднего - на 6,6 тыс. руб. (20,2%), а при внесении удобрений соответственно на: 10,6 тыс. руб. (53,5%), 13,9 тыс. руб. (58,3%) и 9,6 тыс. руб. (29,4%). От совместного использования гербицидов и удобрений чистый доход повысился у раннеспелого гибрида - на 18,1 тыс. руб. (91,3%) , среднеспелого - на 22,8 тыс. руб. (95,5%) и среднепозднего - на 19,6 тыс. руб. с 1 га (60,0%). При этом наибольший доход с 1 га получен при внесении удобрений и гербицидов: от раннеспелого гибрида - 37,8, среднеспелого - 46,6 и среднепозднего - 52,3 тыс. руб.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для широкого внедрения высокопродуктивных гибридов кукурузы Американской компании Пионер в лесостепной зоне PCO - Алания на черноземах выщелоченных (подстилаемых галечником) и получения урожаев зерна порядка 9 — 12 т/га рекомендуется:

а) размещать посевы раннеспелого гибрида (ПР39Г12) с продолжительностью вегетации 107 дней (на фоне гербицидов и удобрений) в севообороте в качестве предшественника для озимых зерновых культур, высеваемых в оптимальные сроки и среднеспелого гибрида (Драцила) - с вегетационным периодом 134 дней - при более поздних посевах озимой пшеницы;

б) среднепоздний гибрид (Флоренция) - с вегетационным периодом 144 дней - широко применять в повторных посевах (кукурузы).

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Адиньяев, Э.Д. Влияние биопрепаратов на урожай и качество зерна кукурузы / Э.Д. Адиньяев, В.В. Бирагова / Материалы межвузовской научно-практической конференции, посвященной 75-летию первого ректора КБГСХА, доктора биологических наук, профессора, Заслуженного деятеля науки РФ, КБР, Республики Адыгея Фиапшева Бориса Хамзетовича. Нальчик «Полиграфсервис иТ»-2011.-С. 5-6.

2. Аднньяев, Э.Д. Использование природных ресурсов гибридами кукурузы отечественной и зарубежной селекции в различных зонах Северной Осетии и Чеченской Республики / Э.Д. Адиньяев, Т.А. Рогова, К.В. Марзоев, В.В. Бирагова, А.Г. Амаева, М.Х. Каварнукаева, Д.О. Палаева, H.JI. Адаев // Известия ГГАУ - 2011. - т. 48. № 1.- С. 5-10

3. Бирагова, В.В. Влияние агротехнических приемов на фотосинтетические показатели и продуктивность гибридов кукурузы в лесостепной зоне РСО-Алания / В.В. Бирагова, Э.Д. Адиньяев // Вестник научных трудов молодых ученых, ГГАУ, 2012,- вып. 49 - С. 17-20.

4. Бирагова, В.В. Влияние биопрепаратов на продуктивность раннеспелого гибрида кукурузы / В.В. Бирагова, Э.Д. Адиньяев / Аграрная наука — СевероКавказскому Федеральному округу, Ставрополь, Изд. «АГРУС» - 2011. - С.30-31.

5. Бирагова, В.В. Влияние биопрепаратов на продуктивность среднеспелого гибрида кукурузы / В.В. Бирагова, Э.Д. Адиньяев / Материалы Международной научно-производственной конференции «Новые направления в решении проблем АПК на основе современных ресурсосберегающих инновационных технологий», 4.2 - Владикавказ, 2011. - С. 5-7.

6. Бирагова, В.В. Продуктивность гибридов кукурузы в зависимости от применения гербицидов и удобрений в лесостепной зоне РСО-Алания / В.В. Бирагова, A.M. Цагараев / Актуальные и новые направления с.-х. науки. Мат. YII Международной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. - Владикавказ, изд. ГГАУ — 2011. - С. 52-55.

7. Бирагова, В.В. Влияние гербицидов на засоренность посевов и урожай зерна кукурузы на выщелоченном черноземе лесостепной зоне РСО-Алания / В.В Бирагова, М.С. Чехоев, A.M. Цагараев / Актуальные и новые направления с,-х. науки. Мат. YII Международной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. - Владикавказ, изд. ГГАУ - 2011. - С. 55-57.

8. Бирагова, В.В. Продуктивность среднепозднеспелого гибрида кукурузы в зависимости от применения биопрепаратов / В.В. Бирагова, Э.Д. Адиньяев / «Системы высокоурожайного земледелия и биотехнологии как основа инновационной модернизации АПК в условиях климатических изменений» - Уфа -2011,- С. 259-261.

9. Бирагова, В.В. Влияние гербицидов и биопрепаратов на урожай раннеспелого гибрида кукурузы в лесостепной зоне РСО-Алания / В.В. Бирагова, А.Г. Ваниев, Л.Б. Соколова // Известия ГГАУ. -2012. - т. 48, ч. 2. - С. 5-7.

10. Бирагова, В.В. Влияние гербицидов и удобрений на урожай гибридов кукурузы различной спелости в лесостепной зоне РСО-Алания // Известия ГГАУ. - 2012. - т. 49. № 1-2. - С. 20-22.

11. Бирагова, В.В. Продуктивность гибридов кукурузы разной скороспелости в лесостепной зоне РСО-Алания // Известия ГГАУ. - 2012. - т. 49. №3. - С. 96-99.

12. Бирагова, В.В. Влияние удобрений и гербицидов на продуктивность зерна кукурузы в лесостепной зоне РСО-Алания / В.В. Бирагова, Э.Д. Адиньяев / Труды Всероссийской научно-производственной конференции «Новые направления в решении проблем АПК на основе современных ресурсосберегающих инновационных технологий» - Владикавказ - 2010. - С. 22-23.

13. Бораев, А.Б. Эффективность применения гербицидов на посевах кукурузы / А.Б. Бораев, В.В. Бирагова / Материалы научной студенческой конференции Горского ГАУ «Студенческая наука - агропромышленному комплексу - 2012» -Владикавказ - 2012. - С. 7-8.

БИРАГОВА ВИКТОРИЯ ВАЛЕРЬЕВНА

АВТОРЕФЕРАТ

Сдано в набор 16..05.2013 г. Подписано в печать 18.05.2013 г. Формат бумаги А5 Усл. печ. л. 1.0 Заказ 187 Тираж 100 экз. Печать офсетная PCO-Алания г.Владикавказ Издательство ФГБОУ ВПО «Горский ГАУ» Лицензия ЛЗ №020574 от 26 мая 1998 г.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Бирагова, Виктория Валерьевна, Владикавказ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

¿Ыщ

Бирагова Виктория Валерьевна

Приемы повышения продуктивности гибридов кукурузы зарубежной селекции на черноземах выщелоченных (подстилаемых галечником) лесостепной зоны PCO - Алания

06.01.01 - Общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель -заслуженный деятель науки PCO-Алания, Кабардино-Балкарской и Чеченской Республик, заслуженный работник ВШ РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Адиньяев Э.Д.

Владикавказ - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

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

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР...........................................................7

1.1. Происхождение кукурузы и методы ее гибридизации........................7

1.2. Народно-хозяйственное значение..........................................................10

1.3. Влияние гербицидов на продуктивность посевов кукурузы...........10

1.4. Применение удобрений при возделывании кукурузы......................18

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ, ЗАДАЧИ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ...........................................................................................24

2.1. Общие сведения о климатических условиях.......................................24

2.2. Агрометеорологические условия периода исследований.................24

2.3. Почвенные условия..................................................................................26

2.4. Цель и задачи исследований, схема опыта..........................................28

2.5. Характеристика изучаемых гибридов кукурузы...............................31

2.6. Характеристика гербицидов...................................................................32

2.7. Методика проведения исследований....................................................34

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ..........................................38

3.1. Водный режим различных по скороспелости гибридов кукурузы.38

3.1.1. Динамика влажности почвы...............................................................38

3.1.2. Водопотребление растений...................................................................44

3.2. Рост и развитие гибридов разной скороспелости...............................53

3.2.1. Характеристика вегетационного периода гибридов кукурузы.... 53

3.2.2. Рост и развитие растений.....................................................................58

3.2.3. Накопление сухого вещества...............................................................61

3.3. Фотосинтетическая деятельность гибридов кукурузы.....................70

3.3.1. Площадь листьев....................................................................................70

3.3.2. Фотосинтетический потенциал и чистая продуктивность фотосинтеза гибридов кукурузы...................................................................75

3.3.3. Усвоение ФАР посевами.......................................................................78

3.3.4. Коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза..........83

3.4. Влияние гербицидов и удобрений на засоренность посевов кукурузы............................................................................................................86

3.4.1. Засоренность посевов в зависимости от применения гербицидов и удобрений...........................................................................................................86

3.4.2. Вынос элементов питания сорными растениями............................94

ГЛАВА 4. ПРОДУКТИВНОСТЬ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ...................98

4.1. Урожайность гибридов кукурузы в зависимости от уровня минерального питания и засоренности посевов........................................98

4.2. Структура урожая...................................................................................101

4.3. Качество зерна гибридов кукурузы в зависимости от изучаемых агроприемов....................................................................................................103

ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ..........................111

ВЫВОДЫ.........................................................................................................114

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ........................................................119

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..................................120

ПРИЛОЖЕНИЯ.............................................................................................134

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Кукуруза - ценная и наиболее урожайная зерновая культура. Ценность ее состоит в том, что она решает две задачи -пополнение ресурсов зерна и получение из листостебельной массы хорошего корма.

В Северной Осетии за последние 5-7 лет значительные площади посева заняты гибридами зарубежной селекции. Поэтому правильный подбор гибридов различных групп спелости, с разработкой мер борьбы с сорняками, реакцией их на внесение удобрений и др. вопросов для конкретных почвенно - климатических условий с целью получения высококачественного зерна является актуальной задачей науки и производства.

Поэтому нами впервые на выщелоченных черноземах лесостепной зоны Северной Осетии проведены исследования по изучению влияния гербицидов и удобрений на рост, развитие, урожай и качество зерна гибридов кукурузы зарубежной селекции.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в изучении влияния гербицидов, минеральных удобрений и их сочетаний на урожай и качество гибридов кукурузы американской селекции различных групп спелости - раннеспелый (ПР39Г12), среднеспелый (Драцила) и среднепоздний (Флоренция).

При этом ставились следующие задачи:

- установить затраты воды на создание единицы биомассы и зерна;

изучить особенности роста, развития, фотосинтетической деятельности и продуктивности гибридов кукурузы различной скороспелости;

- определить вред, наносимый сорняками;

- дать агроэкологическую оценку гибридам, возделываемым по комплексу хозяйственно-ценных признаков;

- рассчитать экономическую эффективность применения гербицидов и удобрений для конкретных условий.

Научная новизна исследований состоит в том, что впервые на черноземах выщелоченных (подстилаемых галечником) лесостепной зоны РСО-Алания изучена отзывчивость гибридов кукурузы американской селекции различной скороспелости на рост, развитие, фотосинтетическую деятельность, урожай и качество зерна под действием гербицидов и удобрений.

Основные положения, выносимые на защиту:

- динамика влажности почвы и продуктивность использования влаги гибридами кукурузы;

- засоренность посевов и гибель сорняков под влиянием гербицидов, удобрений и от их совместного действия;

- фотосинтетическая деятельность растений в течение вегетации;

- урожай, структура и химический состав зерна в зависимости от исследуемых агроприемов;

- влияние гербицидов, удобрений и их совместного действия на экономическую эффективность возделывания гибридов кукурузы.

Личный вклад автора. Автором разработана программа и методика исследований (совместно с научным руководителем), проведены полевые опыты и лабораторные исследования, проработана научная, учебная и методическая литература, написана диссертация с представлением выводов и предложений для производства. Автор выражает глубокую благодарность всем работникам, оказавшим научную, методическую и практическую помощь в проведении исследований.

Достоверность результатов исследований подтверждается результатами дисперсионного анализа.

Практическая ценность и реализация работы. В результате исследований установлено влияние удобрений и гербицидов на суммарное водопотребление, продуктивность и качество зерна гибридов кукурузы различных групп спелости в лесостепной зоне РСО-Алания. Полученные данные по лучшим вариантам опыта внедрены на полях КФХ «Батраз»

Ардонского района на площади 8 га в 2011 г. и 12 га в 2012 г, когда, урожай зерна кукурузы (в среднем) превысил контрольные посевы на 3,2 т/га с экономическим эффектом от 16 до 20 тыс. руб./га.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на: кафедре общего и мелиоративного земледелия Горского ГАУ в 2009-2012 гг.; Региональной научно -производственной конференции - Аграрная наука - Северо-Кавказскому Федеральному- округу (Ставрополь, 2011); Международной научно-практической конференции «Системы высокоурожайного земледелия и биотехнологии как основа инновационной модернизации АПК в условиях климатических изменений» (Уфа, 2011); Межвузовской научно-практической конференции, посвященной 75-летию первого ректора КБГСХА, доктора биологических наук, профессора, Заслуженного деятеля науки РФ, КБР, Республики Адыгея Фиапшева Бориса Хамзетовича; Международной научно-производственной конференции «Новые направления в решении проблем АПК на основе современных ресурсосберегающих инновационных технологий», посвященная 80-летию профессора Тезиева Т.К.; Международной конференции «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки», посвященная 75-летию профессора Газданова A.B.; научно практических конференциях Горского ГАУ в 2009 - 2012 гг.

По результатам исследований опубликовано 13 работ. В том числе 4 работы, входящих в перечень рецензируемых изданий ВАК РФ.

Место и годы проведения опытов. Исследования проводились в КФХ «Батраз» Ардонского района на территории лесостепной зоны РСО-Алания в 2009-2011 гг.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 170 страницах, в т.ч. основного текста 119 страниц. Работа содержит 31 таблиц, 17 рисунков, 46 приложений. В списке использованной литературы 141 источников включая 5 иностранных авторов.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Происхождение кукурузы и методы ее гибридизации

Кукуруза - одна из наиболее древних и распространенных в мире злаковых культур. Её ботаническое название Zea mays, она относится к семейству злаковых (К.Б. Билинский, 1957; B.C. Сотченко, А.Г. Горбачева, 2011). Археологические и генетические исследования убедительно свидетельствуют о том, что родиной кукурузы является Мексика. В городе Мехико при археологических раскопках найдены пыльцевые зерна кукурузы, теосинте и трипсакум на глубине в пределах 70 м, которые оказались сходными с пыльцой современных форм кукурузы. Возраст этих находок более 80 тыс. лет. Ряд авторов считает, что это и есть дикая кукуруза, которая примерно 80 - 100 тыс. лет назад вместе с трипсакум была широко распространена на плоскогорьях Мексики и в соседних районах Южной и Центральной Америки (В.А. Паская, 1958).

В литературе приводится много гипотез о филогении кукурузы. Наиболее интересным является предположение Мангельсдорфа и Смита (1949), основанное на изучении ископаемых остатков кукурузы, добытых в 1948 году (Mangelsdorf Р. С., Smith С. Е.,1949). Они считают, что за период с 2500 года до н. э. и до 500 года н. э. происходило постепенное изменение примитивных форм кукурузы вследствие накопления мутаций. В дальнейшем важную роль в формировании современных форм кукурузы сыграла естественная гибридизация исходных ее образцов с трипсакум и теосинте, а также возникновение спонтанных гибридов внутри диких форм кукурузы. Древнейшим представителем рода Mais среди разнообразия кукурузы Центральной и Южной Америки является лопающаяся кукуруза, которая также причастна к происхождению разнообразия рас кукурузы (В.А. Паская, 1985).

Таким образом, Новый свет ко времени открытия европейцами был заселен большим разнообразием рас кукурузы, сформировавшихся под

влиянием гибридизации и давления естественного и искусственного отбора. Индейцы до прихода европейцев в Америку создали растение, которое стало настолько культурным, что утратило способность жить в диких условиях (Ф. Ричи., 1955).

Поскольку слово "кукуруза" турецкого происхождения, то в России долгое время бытовало мнение, что и сама культура проникла к нам из Турции. Краткое описание кукурузы и ее возделывания в России было дано в статье "Турецкий или Индейский хлеб, известный под именем сорочинского пшена", опубликованной в 1790 г.

Вопрос о том, откуда пришла к нам загадочная "турчанка", долгие годы оставался открытым. Последующие поколения ученых пришли к выводу, что истоки кукурузы следует искать в Грузии и Молдавии. Наша наука не отдала предпочтения какому-либо одному из этих двух древних очагов возделывания кукурузы.

Советский исследователь Л.Л. Декапрелевич утверждал, что первыми, кто познакомился с кукурузой в нашей стране, были люди из грузинского племени лазов (чанов), страна которых - Лазия (Чанети) располагалась вдоль юго-восточного побережья Черного моря и частично на берегах реки Чорох. Сюда, в современную Аджарию, могли завести кукурузу во второй половине XVII в. итальянские купцы. Из Грузии культура распространилась по Закавказью и Северному Кавказу, завоевав прочное место в сельском хозяйстве. В Азербайджане в начале XIX в. кукуруза внедрялась медленно, преимущественно как овощное и кормовое растение. Даже в XX в. посевы ее там не играли особой роли. Та же картина наблюдалась и в Армении, где кукуруза под именем "египтоцорен" ("египетская пшеница") разводилась на огородах, по краям "бостанов" хлопковых полей (В.В. Хохлачев, 1983).

Метод массового отбора початков с хорошо развитых растений -начальный этап улучшения кукурузы. Отобранные таким образом семена высевали. И так повторялось из года в год. Таким способом выведены

большинство старых сортов как в России, так и за рубежом (Б.Ф. Соловьев, A.C. Кинш, 1962).

В отношении признака урожайности этот вид отбора был неэффективным, но на скороспелость и на определенную форму початка и зерна был весьма пригоден (Р.У. Югенхеймер, 1979).

Наиболее эффективным методом селекции с целью повышения урожая является гибридизация (процесс образования или получения гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной клетке). Для производства зерна и силоса необходимо высевать только семена гибридов первого поколения.

Гибридными семенами первого поколения считаются семена, выращенные на участках гибридизации в результате скрещивания специально подобранных родительских форм (линий и простых гибридов).

В настоящее время в производстве используются двойные межлинейные, трехлинейные и простые гибриды кукурузы, а также гибридные популяции. Простые гибриды получают от скрещивания двух самоопыленных (получаются при опылении растений кукурузы своей собственной пыльцой) линий (А х В); двойные - двух простых гибридов (А х В) х (С х Д); трехлинейные - от скрещивания простого межлинейного гибрида с самоопыленной линией (А х В) х С или С х (А х В). Семеноводство гибридов кукурузы в РФ ведется в основном на стерильной основе с использованием С (си), М (молдавский) и SD типов цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС). Мужская стерильность кукурузы обусловливается нежизнеспособностью (стерильностью) пыльцы. Женские соцветия растений материнской формы со стерильной метелкой опыляются жизнеспособной пыльцой растений отцовской формы и образуют семена (B.C. Сотченко, А.Г. Горбачева, В.Н. Багринцева, Н.Ф. Лавренчук, В.Н. Багринцева, В.П. Малаканова, Н.И. Жуков, J1.A. Смирнова, 2009).

Непременным условием производства гибридных семян на стерильной основе является наличие стерильной материнской формы, закрепителя

стерильности и аналога восстановителя фертильности (отцовской формы), которые создаются в селекционных учреждениях (фирмах). Для получения гибридных семян используют следующие схемы скрещиваний:

- схема восстановления применяется при наличии стерильной материнской формы и интенсивно цветущей, с высокой восстановительной способностью отцовской формы;

- схема смешения применяется при наличии стерильной материнской формы и недостаточной или при отсутствии восстановительной способности отцовской формы.

В случае производства гибридных семян на фертильной основе проводится обрывание метелок на материнской форме.

В настоящее время семеноводство оригинальных и элитных семян сосредоточено в научно-исследовательских учреждениях и фирмах -патентообладателях гибридов и гибридных популяций. Семена гибридов первого поколения выращиваются в семеноводческих хозяйствах (B.C. Сотченко, А.Г. Горбачева, В.Н. Багринцева, Н.Ф. Лавренчук, В.Н. Багринцева, В.П. Малаканова, Н.И. Жуков, Л.А. Смирнова, 2009).

Таким образом, можно заключить, высокий урожай зерна и зеленой массы кукурузы будет обеспечиваться внедрением высококачественных семян продуктивных гибридов с использованием требований современного земледелия.

1.2. Народно-хозяйственное значение

Кукуруза - одна из наиболее древних и распространенных в мире злаковых культур. Её уникальность состоит в высокой потенциальной урожайности и широкой универсальности использования. Кукуруза имеет большое агрономическое и экономическое значение. Она является хорошим предшественником для многих культур, в том числе для пшеницы. В Российской Федерации в до перестроечные годы (1986-1990) производилось в среднем за год 3,3 млн. т зерна кукурузы. В последующие годы валовые сборы зерна резко сократились и составили в 1991-1995 гг. 1,8 млн т, в 1996-

2000 гг. - 1,4 млн. т. Начиная с 2003 г., внимание к кукурузе, как зерновой культуре, возросло. За пятилетку (2001-2005 гг.) производство зерна достигло в среднем 2,3 млн. т, в 2006 г. - 3,7, в 2007 г. - 3,9, в 2008 г. - 6,7, в 2009 г. -3,9 млн. т. Потребность страны в зерне кукурузы около 10 млн т (Сотченко В. С., 2010). Задача произво