Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивность сахарного сорго при разных сроках посева на черноземе типичном лесостепи

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Продуктивность сахарного сорго при разных сроках посева на черноземе типичном лесостепи"

005016411

На правах рукописи

ГОРБУНОВ ПАВЕЛ АНАТОЛЬЕВИЧ

ПРОДУКТИВНОСТЬ САХАРНОГО СОРГО

ПРИ РАЗНЫХ СРОКАХ ПОСЕВА НА ЧЕРНОЗЕМЕ ТИПИЧНОМ ЛЕСОСТЕПИ

06.01.01 - Общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

3 МАЙ 2072

Курск 2012

005016411

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова»

Научный доктор сельскохозяйственных наук, профессор

руководитель: Пигорев Игорь Яковлевич

Официальные Бобылев Владислав Семенович, оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова», профессор кафедры кормления сельскохозяйственных животных и кормопроизводства;

Сосов Николай Александрович,

кандидат сельскохозяйственных наук, ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии», старший научный сотрудник лаборатории противо-эрозионных мелиораций

Ведущая ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграр-

организация: ный университет»

Защита состоится 18 мая 2012 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.040.01 при ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова» по адресу: 305021, г. Курск, ул. К. Маркса, 70.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова», с авторефератом - на сайте academy@kgsha.ru

Автореферат разослан и размещен на сайте 16 апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Засорина Э.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Одним из направлений развития кормопроизводства является внедрение новых высокоурожайных культур и сортов с высоким качеством корма. В условиях Центрально-Черноземного региона (ЦЧР) заслуживают внимания сорговые культуры. Современные новые сорта и гибриды сахарного сорго, используемые на зеленый корм и силос, достигают урожайности 110 т/га зеленой массы (Большаков, 2007). В опытах по изучению способов и норм посева при одноукосном использовании новых сортов и гибридов сахарного сорго в ЦЧР получено до 78 т/га зеленой массы (Пигорев и др., 2009). Вместе с тем, еще не установлены оптимальные сроки посева новых сортов и гибридов и потому не определен их возможный потенциал продуктивности, что и послужило предметом наших исследований.

Цель работы: установить оптимальные сроки посева сахарного сорго, реализующие продуктивный потенциал современных новых сортов и гибрида на черноземных почвах лесостепи.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

- изучить влияние сроков посева семян на рост, развитие и продуктивность сортов и гибрида сахарного сорго на силос и зеленый корм;

- установить величину фотосинтетического потенциала и продуктивность фотосинтеза растений сорго в условиях Центрального Черноземья;

- определить влияние сортов и гибрида сахарного сорго на засоренность посевов;

- изучить динамику почвенной влаги в посевах и водопотребление растениями по фазам развития сорго;

- рассчитать экономическую и энергетическую эффективность выращивания сахарного сорго на корм;

- разработать предложения производству по срокам посева сахарного сорго на черноземе типичном лесостепи.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Оптимальным сроком посева сахарного сорго на черноземе типичном лесостепи является период температуры почвы для гибрида Славянское приусадебное и сорта Славянское поле ВС 14-16°С (середина третьей декады мая), для сорта Зерноградское 1 - 16-18°С (конец третьей декады мая). Полевая всхожесть в таких условиях достигает 72,1%, а выживаемость и сохранность растений к уборке соответственно составляет 58,8 и 83,6%.

2. Растения сорго за период вегетации потребляют до 3648 м2/га продуктивной влаги, а максимальное суммарное водопотребление установле-

но у гибрида Славянское приусадебное оптимального срока посева при коэффициенте водопотребления 40 м3/т.

3. Гибрид Славянское приусадебное при оптимальном сроке посева позволяет производить до 89,1 т/га зеленой массы с содержанием сухого вещества 25,3 т/га и сборе кормовых единиц 12,46 т/га.

4. Возделывание сахарного сорго в условиях лесостепи экономически выгодно, так как позволяет получать с гектара до 25,1 тыс. рублей прибыли при уровне рентабельности 178,9% с коэффициентом биоэнергетической эффективности 8,0-10,6.

Научная новизна. Установлены оптимальные сроки посева для нового сорта и гибрида сахарного сорго на черноземе типичном и определены параметры фотосинтетического потенциала, водопотребления и засоренности. Рассчитаны показатели прогноза урожайности зеленой массы сахарного сорго в зависимости от гидротермического коэффициента и сроков посева в условиях Центрального Черноземья.

Практическая значимость. Оптимальным сроком посева сахарного сорго на корм является период прогрева почвы до 14-16°С (середина третьей декады мая). Использование для этих целей сорта Славянское поле ВС и гибрида Славянское приусадебное обеспечивает их максимальную продуктивность и сбор сухого вещества с высокой экономической и энергетической эффективностью.

Личный вклад. Работа выполнена соискателем самостоятельно. Автор диссертации принимал непосредственное участие в разработке научной гипотезы и программы исследований, проведении полевых и лабораторных опытов, обработке и обобщении экспериментальных данных. Доля участия соискателя в проведении исследований составляет 90%, в опубликованных работах — от 50 до 100%.

Апробация работы. Материалы исследований докладывались соискателем и получили положительную оценку на Всероссийских научно-практических конференциях: «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (г. Курск, 2009 г.); «Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России» (пос. Персиановский, 2011 г.); на международных научных конференциях: «Модернизация АПК в контексте обеспечения продовольственной безопасности государства» (г. Курск,

2010 г.); «Перспективы развития растениеводства» (Италия, г.Рим,

2011 г.); «Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК на территориях, загрязненных радионуклидами» (г. Брянск, 2011 г.); «Инновационные технологии в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции» (Беларусь, г. Минск, 2011 г.); «Молодежь и инновации» (Беларусь, г. Горки, 2011 г.); «Аграрная наука - основа инновационного развития АПК» (г. Курган, 2011 г.); «Научные достижения - производству»

(г. Иркутск, 2011 г.); «Наука и инновации в сельском хозяйстве» (г. Курск, 2011 г.); «Научное обеспечение агропромышленного производства» (г.Курск, 2011г.); «Агропромышленный комплекс: контуры будущего» (г. Курск, 2011 г.).

По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе три - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 191 странице машинописного текста (в том числе 33 стр. приложений) и состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений производству. Она содержит 25 таблиц, 22 рисунка и 27 приложений. Список использованной литературы включает 250 источников, в том числе 15 - иностранных авторов.

МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Программа исследований разработана в соответствии с планом НИР кафедры растениеводства ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова». Работа выполнялась в 2007-2010 гг. в полевых условиях ООО «Роговое» Мантуров-ского района Курской области и в межфакультетской аналитической агрохимической лаборатории. Почвы опытного участка представлены черноземом типичным, среднесуглинистым, среднегумусным. Максимальная гигроскопичность верхнего слоя почвы — 8,0%, плотность почвы - 1,14, а плотность твердой фазы - 2,54 г/см3. Коэффициент фильтрации -2,9 мм/мин. Содержание гумуса в пахотном слое достигает 6,0%, динамично убывая с глубиной. Реакция почвенной среды рН 6,1 с отчетливой тенденцией подщелачивания нижележащих горизонтов. Почва имеет низкую обеспеченность щелочногидролизуемым азотом (105,8 мг/кг), среднюю - подвижным фосфором (103,7 мг/кг) и обменным калием (79,6 мг/кг).

По данным Тимской метеорологической станции, вегетационный период сахарного сорго проходил в 2007-2010 гг. при благоприятных и удовлетворительных условиях, типичных для северо-западной части Центрально-Черноземного региона. Сумма активных температур в годы исследований были незначительно выше средних многолетних значений. Осадки выпадали неравномерно. Наиболее неблагоприятным для вегетации сорго был 2010 год, когда в августе гидротермический коэффициент составил 0,18.

Исследования проводились по схеме (табл. 1). Размещение делянок по 15 вариантам в трехкратной повторности, рендомезированное на площади 1 га. Учетная площадь делянки 200 м2. В опыте использовалась рекомен-

дованная оригинатором технология возделывания сорго, под культивацию вносилась расчетная доза минеральных удобрений на урожайность зеленой массы 80 т/га в количестве И^оРздКзд. Для посева использовались кондиционные семена, выращенные во ВНИИ сорго и сои «Славянское поле». При проведении исследований применялись общепринятые в агрономической науке методы и методики проведения лабораторных и полевых опытов (Доспехов, 1985).

Таблица 1 - Схема опыта

Срок посева, температура почвы на глубине 5 см, °С (фактор В) Сорт, гибрид (фактор А)

Зерноградское 1 - контроль Славянское поле ВС Славянское приусадебное

Номера вариантов опыта

1 срок, 10-12 1 6 11

2 срок, 12-14 2 7 12

3 срок, 14-16 3 8 13

4 срок, 16-18 4 9 14

5 срок, 18-20 5 10 15

Проведены следующие учеты и наблюдения: агрометеорологические условия в годы закладки опытов (2007-2010 гг.) - по данным Тимской метеостанции; влажность метрового слоя в посевах сорго — термостатно-весовым методом по ГОСТ 14870-77; полевая всхожесть семян, выживаемость растений сахарного сорго и высота растений к уборке - по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971). Фенологические наблюдения проводились систематически, визуально. Отмечались фазы: полные всходы, кущение, выход в трубку, выметывание, цветение, молочная спелость. За начало фазы принималась дата вступления в нее 10% растений, за полную - 75% растений согласно методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971). Определяли содержание Сахаров в соке листьев, стеблей и метелки по фазам развития - по методике Бертрана в модификации Е.А. Петуховой (1981); биологическую урожайность и элементы структуры урожая сахарного сорго - по методике П.П. Вавилова (1983); содержание сухого вещества в растениях сахарного сорго - термостатно-весовым методом по методике В.Ф. Моисейченко (1996); экономическую эффективность выращивания сахарного сорго, используя «Методические указания по экономике и организации сельскохозяйственного производства» (Антропова и др., 1988); биоэнергетическую эффективность выращивания сахарного сорго, используя «Методические рекомендации по биоэнергетической оценке севооборотов и технологии возделывания сельскохозяй-

ственных культур (Струк и др., 1988); проводили математическую обработку урожайных данных методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Онтогенез растений сахарного сорго при разных сроках посева

В связи с погодными условиями календарно сроки посева изменялись по годам (табл. 2).

Таблица 2 - Календарные сроки посева сахарного сорго (2007-2010 гг.)

Срок посева Температура почвы на глубине 5 см при посеве, °С Календарные сроки посева

колебания в среднем за 2007-2010 гг.

календарно число дней дата декада

1 10-12 6-13.У 8 10У конец 1-й декады мая

2 12-14 16-19.У 4 18Л/ конец 2-й декады мая

3 14-16 20-28.V 9 25У середина 3-й декады мая

4 16-18 23.V-5.V1 14 30.У конец 3-й декады мая

5 18-20 25.V-12.V1 19 4У1 1-я декада июня

Наиболее существенно влияли на величину полевой всхожести сроки посева. Доля влияния этого фактора по годам колебалась в пределах 68,672,8%. Оптимальным сроком посева сорго для получения всходов для сортов оказался период с прогревом почвы на глубине заделки семян 16-18°С. У гибрида максимальные значения всхожести отмечены в третий и четвертый сроки посева при прогреве почвы от 14 до 18°С. Посев в пятый срок при температуре почвы 18-20 °С снижал показатель всхожести по причине недостатка влаги.

Наибольшее влияние на высоту растений оказывал сортовой фактор. Доля его влияния достигает 40,7-60,2%. Наиболее высокорослыми оказались растения второго срока посева и достигали 208 см у сорта Зерноградское 1; 235 см - у гибрида Славянское приусадебное.

Сорго имеет низкие темпы роста в начальный период (табл. 3). Продолжительность от всходов до кущения достигает 27-35 дней. Отмечалось сокращение продолжительности межфазных периодов в вариантах поздних сроков посева.

Таблица 3 - Полевая всхожесть, выживаемость, сохранность, вьг сота и кустистость растений перед уборкой (в среднем за 2007-2010 гг.)

Срок посева (В) Температура почвы на глубине 5 см при посеве,0 С Полевая всхожесть, % Выживаемость, % Сохранность, % Высота, см Кустистость, число стеблей

Зерноградское 1 (А)

1 10-12 50,8 38,6 75,9 201 1,6

2 12-14 59 48,3 81,9 208 1,9

3 14-16 67,9 52,5 77,3 204 1,8

4 16-18 70,4 53,6 76,2 198 1,6

5 18-20 65,2 45,3 69,5 193 1,5

Славянское поле ВС (А)

1 10-12 49,9 35,3 70,7 212 2,1

2 12-14 57,2 43,8 76,5 218 2,3

3 14-16 67 49,2 73,4 213 2,2

4 16-18 68,4 48,4 70,7 208 2

5 18-20 64,1 43,7 68,1 204 1,9

Славянское приусадебное (А)

1 10-12 54,2 42,2 77,9 225 1,8

2 12-14 62,6 52,3 83,6 235 2,1

3 14-16 71,9 58,8 81,8 230 2

4 16-18 72,1 57,3 79,5 224 1,8

5 18-20 67,5 50,4 74,7 220 1,7

НСР05 фактора А 1,1-1,4 0,9-1,2 1,5-1,9 5-7 0,1-0,2

НСРоз фактора В 2,3-3,1 1,4-2,3 1,3-2,2 3-6 0,1

Доля влияния фактора А, % 27,2-31,4 31,6-48,7 31,4-59,3 40,760,2 45,1-53,2

Доля влияния фактора В,% 68,6-72,8 51,3-68,4 40,7-68,6 39,859,3 46,8-54,9

Максимальные значения выживаемости растений к уборке установлены у гибрида на вариантах третьего срока посева (58,8%).

Наиболее высокая сохранность достигала при втором сроке посева у гибрида 83,6%, у сорта (контроля) - 81,9%.

Наибольшей скороспелостью (наступление молочной спелости) отличался сорт Славянское поле ВС (94-109 дней). Поздние сроки посева сокращали вегетационный период и у сортов, разница в продолжительности вегетационного периода между первым и последним сроками посева соста- вляла 12-15 дней, а у гибрида - 13 дней (табл. 4).

Таблица 4 - Продолжительность межфазных и вегетационных периодов сахарного сорго (дней, среднее за 2007-2010 гг.)

Срок посева (В) Продолжительность межфазных периодов Вегетационный период

Посев всходы Всходы-кущение Кущение - выход в трубку Выход в трубку-выметывание Выметывание -цветение Цветение - молочная спелость

Зерноградское 1 (А)

1 12 34 16 28 8 29 115

2 10 33 15 28 8 29 113

3 8 31 15 27 7 29 107

4 8 30 14 26 7 28 105

5 7 29 14 26 7 27 103

Славянское поле ВС (А)

1 13 34 16 24 8 27 109

2 10 32 15 23 8 26 104

3 9 30 14 23 7 26 100

4 8 28 13 23 7 25 96

5 8 27 13 22 7 25 94

Славянское приусадебное (А)

1 13 35 19 32 9 30 125

2 10 34 18 32 9 30 123

3 9 32 17 31 8 29 117

4 8 31 16 30 8 28 113

5 8 31 16 29 8 28 112

Фотосинтетическая деятельность посевов в условиях лесостепи

Посевы первого срока в фазу кущения имели минимальные значения площади листьев, которые у сортов Зерноградское 1 и Славянское поле ВС составляли соответственно 6,8 и 6,4, а у гибрида - 7,1 тыс.м2/га.

Площадь листьев у сорта Зерноградское 1 динамично возрастала на вариантах второго, третьего и четвертого сроков посева, а у сорта Славянское поле ВС и гибрида Славянское приусадебное — на вариантах второго и третьего сроков посева. Растения последних сроков посева имели снижение площади листьев.

В фазу выхода в трубку площадь листьев возрастала в 3,5-4,1 раза и у гибрида достигала 34,6 тыс.м2/га. От фазы выхода в трубку к выметыванию ассимиляционная поверхность увеличивалась в 1,4-1,9 раза. К уборке в фазу молочной спелости площадь листьев возрастала незначительно и составляла у гибрида и сорта Славянское поле ВС третьего срока посева

66,9 и 67,2 тыс.м2/га соответственно. На контроле четвертого срока посева - 60,1 тыс.м2/га.

Фотосинтетический потенциал увеличивался в течение вегетации от периода к периоду и максимальных значений достигал у растений в фазе молочной спелости. Наивысшие значения установлены у гибрида в вариантах третьего срока посева (3339 тыс.м2дн./га). Первый срок посева имел наименьший фотосинтетический потенциал, который колебался от 2446 тыс.м2дн./га у сорта Славянское поле ВС до 2925 тыс.м2дн./га у гибрида (табл. 5).

Таблица 5 — Фотосинтетический потенциал сахарного сорго разных сроков посева (тыс.м2дн./га, среднее за 2007-2010 гг.)_

Сорт, гибрид (А) Срок посева (В) Период вегетации

Кущение -выход в трубку Выход в трубку-выметывание Выметывание - молочная спелость Кущение -молочная спелость

Зерноград- ское 1 (контроль) 1 104 678 1752 2539

2 108 723 1806 2637

3 115 788 1893 2796

4 124 829 2076 2917

5 113 790 1858 2761

Славянское поле ВС 1 101 653 1692 2446

2 105 707 1794 2576

3 116 783 1938 2837

4 114 752 1901 2767

5 112 739 1849 2700

Славянское приусадебное 1 117 901 1907 2925

2 121 984 2086 3191

3 128 1107 2204 3339

4 124 1003 2152 3279

5 120 975 2093 3188

Чистая продуктивность фотосинтеза выше в период кущение - выход в трубку. Максимальные значения отмечены у гибрида в вариантах с третьего по пятыый срок посева (22,6-22,9 г/м2 сутки). С нарастанием биомассы чистая продуктивность фотосинтеза снижалась. В целом за период вегетации она колебалась от 5,4 до 6,8 г/м2 в сутки у гибрида. Отмечалась общая зако- номерность роста чистой продуктивности у

растений с первого срока посева до третьего-четвертого сроков и снижением в вариантах пятого срока посева.

Максимальные значения сухого вещества получены в фазу молочной спе- лости у гибрида - 2525 г/м2 (на контроле - 1992 г/м2). Установлено, что у сортов с первого до четвертого срока посева, а у гибрида до третьего срока посева динамично нарастало накопление сухого вещества растениями. С каждым последующим сроком разница в накоплении сухого вещества растениями между первым и четвертым сроками посева составляла у сортов 409-605 г/м2, а гибрида - 566 г/м .

Засоренность посевов сахарного сорго в зависимости от сроков посева

Сорго медленно растет в начале вегетации и в это время оно зарастает сорняками. В наших посевах преобладали следующие сорняки: марь белая (Chenopodium album), звездчатка средняя (Stellaria media), ежовник куриное просо (Echinochloa crus galli), ромашка непахучая (Matricaria inodora), пастушья сумка (Capsella burrsa-pastoris), ширица запрокинутая (Amoran-thus retroflexus). Довсходовые и послевсходовые механические приемы борьбы с сорняками позволили к периоду кущения снизить число сорняков до 21-32 шт./м2, а их массу - до 8,1-11,1 г/м2. Применение гербицида Диамакс дополнительно снижало засоренность на 64-77%.

Динамика влаги в почве и эффективность ее использования посевами сорго

Влагозапасы почвы в период первого срока посева в слое почвы 0100 см составляли: 243 мм в 2007 г., 226 мм в 2008 г., 224 мм в 2009 г. и 214 мм в 2010 г. К периоду кущения влагозапасы сократились на 17 мм в 2007 г., на 45 мм в 2008 г., на 50 мм в 2009 г. и на 48 мм в 2010 г. В фазу выхода в трубку отмечено смыкание междурядий. Между вариантами разных сроков посева влагозапасы изменялись в пределах: у сорта Зерно-градское 1 - 21-26 мм; у сорта Славянское поле ВС - 16-29 мм; у гибрида Славянское приусадебное- 16-19 мм. Время дефицита почвенной влаги приходится на период молочной спелости растений. В 2010 г. верхний слой почвы в этот период пересыхал до критических значений, а в метровом слое под посевами гибрида первого срока посева не превышал 37 мм. Средние значения суммарного водопотребления посевами сахарного колебались от 2712 у сорта Славянское поле ВС до 3648 м3/га у гибрида Славянское приусадебное.

У сорта Зерноградское 1 водопотребление от первого до четвертого срока посева увеличивалось с 2852 до 3594 м3/га. У сорта Славянское поле ВС и гибрида Славянское приусадебное нарастание водопотребления

происходило от первого до третьего сроков посева и увеличивалось соответственно с 2712 до 3228 м3/га и с 3030 до 3648 м3/га. Растения поздних сроков посева (четвертого и пятого) снижали общее водопотребление. У гибрида коэффициент водопотребления был минимальным и составлял 40,0-44,3 м3/т. Посев сахарного сорго в ранние сроки увеличивал коэффициент суммарного водопотребления. Разница величины водопотребления растениями в вариантах первого и пятого сроков посева составила: у сортов 2,6-3,4 м3/т (5,4-6,8%), у гибрида - 4,3 м3/т (10,8%).

Продуктивность сахарного сорго

Уборка сорго в фазу выхода в трубку позволила получить от 15,2 до 33,2 т/га зеленой массы. Наиболее урожайным в этот период оказался гибрид четвертого и пятого сроков посева. В фазу молочной спелости урожаи зеленой массы гибрида достигали 68,0-101,8 т/га, а у сортов Зер-ноградское 1 и Славянское иоле ВС соответственно 54,5-86,4 и 55,0-77,6 т/га. Наиболее высокая средняя урожайность - 89,4 т/га отмечена у гибрида Славянское приусадебное в варианте третьего срока посева. Средняя урожайность зеленой массы сахарного сорго за годы наблюдений была выше в посевах гибрида Славянское приусадебное (рис. 1).

а Зерноградское 1 в Славянское поле ВС □ Славянское приусадебное

5 срок посева

1 срок посева

2 срок 3 срок 4 срок посева посева посева

срок посева

Рис. 1 - Средняя урожайность зеленой массы сахарного сорго в период уборки (молочная спелость, среднее за 2007-2010 гг.)

Для определения зависимости урожайности сахарного сорго в фазу молочной спелости от двух наиболее значимых факторов разработаны статистические модели:

и_2Е1Ш=13,85+40,10ТК+3,281ЮК Я 0,92 Б 84,0%

и_8ЬАУ=21,3+33,70ТК+1,978ЯОК Я 0,91 В 80,0%

и_РШ=36,32+34,58СТК+2,968ЯОК И 0,83 В 68,7%,

где: и_2Е1Ш; иЗЬАУ; и_РЫ - урожайность зеленой массы для сортов Зерноградское 1; Славянское поле ВС и гибрида Славянское приусадебное;

СПС - гидротермический коэффициент за вегетационный период;

БЯОК (1,2,... 5) - срок посева.

Представленные модели могут использоваться для прогнозирования урожайности зеленой массы сахарного сорго в зависимости от сроков посева и гидротермических условий вегетационного периода с вероятностью ошибки параметров уравнения регрессии Р-Уа1ие меньше 0,05 и 95% доверительном интервале.

Структура урожая и биохимический состав растений сахарного сорго

Анализ структуры урожая сухого вещества показал, что в годы с благоприятными гидротермическими условиями большая часть сухого вещества в фазе выхода в трубку сосредоточена в листьях (48,5-60,3%) и меньшая - в стеблях (40,3-51,5%). В этот период роста сбор сухого вещества растениями сорго колебался в пределах: в 2007 г. - 4,4-7,1 т/га; в 2008 г. - 4,0-6,6 т/га; в 2009 г. - 3,6-7,7 т/га и в 2010 г. - 3,4-7,0 т/га.

В фазу молочной спелости содержание сухого вещества в растениях возрастало до 28,6%. В зависимости от срока посева получено сухого вещества: сорт Зерноградское 1 — 13,8-19,9, сорт Славянское поле ВС - 13,517,6, гибрид Славянское приусадебное - 18,8-25,3 т/га, в том числе 61,467,4% содержалось в стеблях. Лучшая облиственность отмечена у сорта Славянское поле ВС. В фазу молочной спелости сбор Сахаров зеленой массы сахарного сорго вырос до 19,6 ц/га на контроле, до 20,3 ц/га - у сорта Славянское поле ВС и до 32,1 ц/га - у гибрида Славянское приусадебное.

Расчеты показали, что в фазе выметывания сорго возможно получать от 57,0 до 79,7 ц кормовых единиц (табл. 6.). В фазе молочной спелости сбор сырого протеина достигал у сортов Зерноградское 1 и Славянское поле ВС соответственно 25,8 и 26,2 ц/га, у гибрида - 30,2 ц/га. Наибольшей кормовой ценностью обладают гибрид Славянское приусадебное (124,6 ц) и сорт Славянское поле ВС (106,7 ц).

Таблица 6 - Кормовая ценность зеленой массы сахарного сорго (2007-2010 гг.)

Сорт, гибрид Фаза развития Сбор, ц/га Сахаро-протеиновое отношение

сырой протеин сахар к. ед.

Зерноградское 1 выметывание 19,5 10,7 57 0,6:1

молочная спелость 25,8 19,6 85,2 0,8:1

Славянское поле ВС выметывание 18,7 17,9 67,6 1,0:1,0

молочная спелость 26,2 20,3 106,7 0,9:1,0

Славянское приусадебное выметывание 22,4 20,3 79,7 0,9:1,0

молочная спелость 30,2 32,1 124,6 1,1:1,0

В фазу выметывания в растениях больше содержится сырого протеина и меньше Сахаров, а в фазу молочной спелости резко вырастает сахаристость растений и сахаро-протеиновое отношение колеблется от 0,8:1 у сорта Зерноградское 1 до 1,1:1 у гибрида Славянское приусадебное, что является оптимальным для силосования.

Эффективность возделывания сахарного сорго

Максимальную урожайность и стоимость продукции обеспечивают посевы гибрида Славянское приусадебное.

В зависимости от срока посева стоимость продукции колебалась от 30,0 тыс.руб. до 39,2 тыс.руб. В варианте третьего срока посева гибрида получен максимальный чистый доход - 25,1 тыс.руб./га.

При относительно равных затратах на выращивание сорго себестоимость продукции в изучаемых вариантах изменялась от 1571 до 2255 руб./т. Наиболее дешевой она оказалась в варианте третьего срока посева гибрида Славянское приусадебное. Рентабельность производства зеленой массы в этом варианте достигала 178,9%, что на 39,2% выше, чем на контроле, и на 18,9-46,0% выше, чем в вариантах ранних и поздних сроков посева (табл. 7). Выращивание сахарного сорго на зеленую массу показало возможность получать с урожаем от 155,1 до 260,2 ГДж/га биологической энергии. Затраты энергии в вариантах опыта изменялись от 19,3 до 24,6 ГДж/га в зависимости от используемого сорта и сроков посева.

Таблица 7 — Экономическая и биоэнергетическаая эффективность производства зеленой массы сахарного сорго в период уборки в фазе молочной спелости (среднее за 2007-2010 гг.)

№ варианта Урожай зеленой массы, т/га Себестоимость зеленой массы, руб./т Чистый доход, тыс.руб./га Уровень рентабельности, % Затраты энергии на урожай, ГДж/га Содержание энергии в урожае, ГДжга Коэффициент энергетической эффективности

1 53,3 225,5 11,3 94,2 19,3 155,1 8,1

2 59,7 207,3 13,8 111,3 20,1 173,7 8,3

3 66,9 191,1 16,5 129,3 21,4 194,7 9,1

4 71,3 182,7 18,2 139,7 22 207,5 9,4

5 65,5 193,9 16 125,9 21,1 190,6 9

6 53,6 224,6 11,4 95,1 19,4 156 8

7 59,1 208,9 13,5 109,7 20 172,1 8,6

8 66,7 191,4 16,5 128,8 21,2 194,1 9,2

9 65,4 194,1 16 125,6 20,9 190,3 9,1

10 61,2 203,6 14,3 115,1 20,2 178,1 8,8

11 68,4 188,1 17,1 132,9 22,2 199,0 7,1

12 77,6 172,4 20,6 154 23,5 225,8 9,6

- 13 89,4 157,1 25,1 178,9 24,6 260,2 10,6

14 86,2 160,8 23,9 172,4 24,2 250,8 10,1

15 79,4 169,8 21,3 160 23,8 231,1 9,7

Коэффициенты энергетической эффективности выращивания сахарного сорго получены высокие во всех вариантах (7,1-10,6). Максимальное количество энергии в зеленой массе растений сорго оказалось в варианте третьего срока посева

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что оптимальным сроком посева сахарного сорго является период прогрева почвы до 16-18°С (конец третьей декады мая). Полевая всхожесть семян достигает у сортов Зерноградское I и Славянское поле ВС соответственно 70,1 и 68,1%, а у гибрида Славянское приусадебное - 72,1%. Поздние сроки посева сокращали продолжительность фенологических фаз, а вегетационный период при посеве в почву с температурой 18-20°С (пятый срок) составляет у сортов Зерноградское 1 и Славянское поле ВС - 94-103 дня, у гибрида Славянское приусадебное — 112 дней. Это меньше, чем при посеве в почву с температурой 10-12°С (первый срок), на 12-15 дней у сортов и на 13 дней - у гибрида.

2. Максимальная выживаемость растений сорго была при посеве сорта Зерноградское 1 в почву с температурой 16-18°С (четвертый срок), сорта Славянское поле ВС и гибрида Славянское приусадебное при температуре

14-16°С (третий срок). Сохранность растений у гибрида и при посеве в почву с температурой 12-14°С (второй срок) достигала 83,6%.

3. Максимальные показатели площади листовой поверхности и фотосинтетического потенциала наблюдались у растений посева в почву с температурой 16-18°С. Чистая продуктивность фотосинтеза у гибрида этого срока посева достигала 7,6 г/м2 в сутки, а накопление сухого вещества в период молочной спелости — 2525 г/м2.

4. В период вегетации больше влаги расходуется растениями сорго в фазу выход в трубку - выметывание (29-34%). Максимальное суммарное водопотребление за период вегетации установлено у растений гибрида третьего срока посева (3648 м3/га), где зафиксированы наименьшие значения коэффициента суммарного водопотребления (40,0 м3/т). Посевы сахарного сорго в ранние сроки увеличивают коэффициент суммарного водопотребления.

5. Довсходовые и послевсходовые механические приемы борьбы с сорняками снижают их число к периоду кущения до 21-32 шт/м2, а массу - до 8,1-11,1 г/м2. Применение гербицидов в этой фазе дополнительно снижает засоренность к уборке на 64-77%. Посевы ранних сроков имели на 14-19% больше сорняков, чем посевы поздних сроков.

6. Высшая урожайность зеленой массы получена при третьем сроке посева гибрида Славянское приусадебное (89,4 т/га), а сорта Славянское поле ВС - 66,7 т/га. Четвертый срок посева оказался оптимальным для контроля (71,3 т/га). Урожай сухого вещества при выращивании сорта Зерноградское 1 - 13,8-19,9 т/га, сорта Славянское поле ВС - 13,5-17,6 т/га, гибрида - 18,8-25,3 т/га. Большая часть сухого вещества сосредоточена в стеблях (61,4-67,4%), меньшая - в листьях (19,8-24,6%) и метелках (12,4-14,0%).

Максимальный сбор сырого протеина достигает в фазу молочной спелости и составляет у сортов 25,8-26,2 ц/га, у гибрида - 30,2 ц/га. В этот период изучаемый сорт и гибрид позволяют получать до 106,7 и 124,6 ц/га кормовых единиц соответственно.

7. Статистические модели показали, что при увеличении ГТК на 0,1 урожайность в зависимости от высеваемого сорта возрастает на 3,44,0 т/га, а со смещением срока посева на 2°С прогрева почвы увеличивается на 2,0-3,2 т/га. Вычислены прогнозные нормативы урожайности сахарного сорго в зависимости от температуры почвы и ГТК.

8. Экономически выгодно использовать на кормовые цели гибрид Славянское приусадебное при посеве в почву, прогретую до 14-16°С. Он дает максимальный чистый доход (16,5-25,1 руб./га) и уровень рентабельности производства зеленой массы (128,8-178,9%) при низкой себестоимости (191,0-157,1 руб./т).

9. При равных энергетических затратах гибрид Славянское приусадебное, высеянный в оптимальные сроки (конец третьей декады мая), позволяет продуцировать максимальное количество энергии в зеленой массе растений (260,2 ГДяс/га) с высоким коэффициентом эффективности (10,6).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Рекомендовать производству возделывать на силос и зеленый корм гибрид сахарного сорго Славянское приусадебное на черноземах типичных лесостепи.

2. Для получения максимальной урожайности и высокой кормовой ценности гибрид Славянское приусадебное высевать в прогретую до 14-16°С почву (конец третьей декады мая).

3.Для прогнозирования урожайности зеленой массы сахарного сорго использовать разработанные нами модели зависимости уровня урожайности от сроков посева и гидротермического коэффициента.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Пигорев, И.Я. Засоренность посевов сахарного сорго в зависимости от технологии возделывания / И.Я. Пигорев, П.А. Горбунов // Вестник Курской ГСХА.-2009,-№5.-С. 62-65.

2. Пигорев, И.Я. Сорго в полевом кормопроизводстве Курской области / И .Я. Пигорев, П.А. Горбунов Н Вестник Курской ГСХА. - 2010. -№6. -С. 51-53.

3. Пигорев, И.Я. Продуктивность сахарного сорго на корм в условиях Черноземья лесостепи / И.Я. Пигорев, П.А. Горбунов // Фундаментальные исследования. - 2011. - № 8. - С. 576-579.

Статьи в других изданиях

4. Пигорев, И.Я. Биоэнергетическая эффективность выращивания сахарного сорго на корм / И.Я. Пигорев, П.А. Горбунов // Аграрная наука - сельскому хозяйству: материалы Всерос. науч.-практ. конф., 27-29 января 2009 г., г. Курск. Ч. 4. - Курск: изд-во Курской ГСХА. - С. 302-303.

5. Горбунов, П.А. Агроэкологическое состояние почвенного покрова полевого опыта в условиях ООО «Роговое» Мантуровского района Курской области / П.А. Горбунов // Аграрная наука - сельскому хозяйству: материалы Междунар. науч.-практ. конф. 20-22 января 2010 г., г. Курск. - Курск: изд-во Курской ГСХА, 2010. - С. 236-239.

6. Пигорев, И.Я. Кормовая и энергетическая оценка зеленой массы сахарного сорго / И.Я. Пигорев, П.А. Горбунов // Перспективы развития

растениеводства: материалы Междунар. конф. 10-17 апреля 2011 г. Италия (Рим) // Успехи современного естествознания.-2011.-№ 6. -С. 42-44.

7. Горбунов, П.А. Фенологические фазы развития сахарного сорго в условиях лесостепи / П.А. Горбунов // Наука и инновации в сельском хозяйстве: материалы Междунар. науч.-практ. конф. 26-28 января 2011 г., г. Курск, ч. 1. - Курск: изд-во Курской ГСХА, 2011. - С. 112-116.

8. Горбунов, П.А. Полевая всхожесть семян сахарного сорго на черноземе типичном / П.А. Горбунов // Модернизация АПК в контексте обеспечения продовольственной безопасности государства: материалы Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. 8-10 декабря 2010 г., г. Курск, ч. 1. - Курск: изд-во Курской ГСХА, 2011. -С. 55-57.

9. Горбунов, П.А. Особенности онтогенеза сахарного сорго в условиях лесостепи / П.А. Горбунов // Наука и инновации в сельском хозяйстве: материалы Междунар. науч.-практ. конф. 26-28 января 2011г., г. Курск, ч. 4. - Курск: изд-во Курской ГСХА, 2011. - С. 306-310.

10. Горбунов, П.А. Эффективность выращивания сахарного сорго в условиях Черноземья лесостепи / П.А. Горбунов // Научные достижения производства: материалы науч.-практ. конф. молодых ученых с международным участием. 20-22 апреля 2011 г., г. Иркутск. - Иркутск: изд-во Ир-ГСХА, 2011.-С. 22-26.

11. Пигорев, И .Я. Влияние сроков посева сахарного сорго на посевную всхожесть семян / И .Я. Пигорев, П.А. Горбунов // Инновационные технологии в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции: доклады Междунар. науч.-практ. конф. 14-15 апреля 2011г., г. Минск, ч. 2 / под общ. ред. В.Б. Ловсика, A.A. Бренча, В.М. Позднякова. -Минск: БГАТУ, 2011. - С. 78-80.

12. Горбунов, П.А. Кустистость сортов сахарного сорго в условиях Центрального Черноземья / П.А. Горбунов // Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК на территориях, загрязненных радионуклидами: материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 25-летию со дня аварии на Чернобыльской АЭС и 30-летию Брянской ГСХА, г. Брянск. -Брянск: изд-во Брянской ГСХА, 2011. - С. 168-172.

13. Горбунов, П.А. Выживаемость растений сахарного сорго в зависимости от сроков посева в условиях лесостепи / П.А. Горбунов // Молодежь и инновации - 2011: материалы Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых. Республика Беларусь, г. Горки. - Горки: изд-во Белорус. ГСХА, 2011.-С. 3-5.

14. Горбунов, П.А. Сохранность растений сахарного сорго в условиях лесостепи / П.А. Горбунов // Аграрная наука — основа инновационного развития АПК: материалы Междунар. науч.-практ. конф. 19-20 апреля

2011 г., г. Курган. - Курган: изд-во Курганской ГСХА, 2011. Т. 2. - С. 193195.

15. Горбунов, П.А. Влияние сроков посева на всхожесть семян / П.А. Горбунов // Современные проблемы устойчивого развития АПК России: материалы VIII Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Пос. Персиановский, ДонГАУ, 2011. - С. 5-7.

Формат 60x84 1/16. Бумага для множительных аппаратов.

Печать на копировальном аппарате КГСХА. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 93.

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Горбунов, Павел Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Ботанико-биологическая характеристика культуры сорго

1.2 Продуктивность кормового сорго в почвенно-климатических зонах Российской Федерации.

1.3 Сроки посева сорговых культур.

2 МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Программа и методика исследований.

2.2 Сроки посева.

2.3 Природно-климатическая характеристика ЦентральноЧерноземного региона.

2.4 Метеорологические условия в период проведения исследований

2.5 Свойства почв опытного участка.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Онтогенез растений сахарного сорго при разных сроках посева.

3.2 Фотосинтетическая деятельность посевов сахарного сорго в условиях лесостепи.

3.3 Динамика влаги в почве и эффективность ее использования посевами сорго.

3.4 Засоренность посевов сахарного сорго в вариантах опыта

3.5 Продуктивность сахарного сорго на черноземе типичном лесостепи.

3.5.1 Урожайность и качество зеленой массы сахарного сорго при разных сроках посева.

3.5.2 Зависимость урожайности сахарного сорго от погодных условий и срока посева.

4 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ САХАРНОГО

СОРГО.

4.1 Экономическая эффективность выращивания сахарного сорго в условиях Курской области.

4.2 Биоэнергетическая эффективность возделывания сорго

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Продуктивность сахарного сорго при разных сроках посева на черноземе типичном лесостепи"

Актуальность. Полевое кормопроизводство является основой формирования кормовой базы животноводства. В то же время ни объемы производства, ни качество кормов не удовлетворяют потребностей животноводства. Кормовая база часто не обеспечивает должной реализации генетического потенциала, продуктивности сельскохозяйственных животных.

Министр сельского хозяйства Е.Б. Скрынник отмечала, что стратегической целью развития отрасли является продолжение модернизации и перехода к инновационной модели развития АПК, реализация новой Государственной программы до 2020 года.

Одним из направлений развития кормопроизводства является внедрение новых кормовых культур, которые обладают урожайностью и формируют необходимое качество продукции. В условиях Черноземья к таковым относятся сорговые культуры. По данным А.З. Большакова (2007), современные сорта и гибриды сахарного сорго при многоукосном использовании на зеленый корм, сенаж и силос достигают урожайности 110 т/га. Одноукосное использование позволяет получать до 78 т/га зеленой массы (Пигорев и др., 2009).

Сдерживающим фактором увеличения посевов сорговых культур является недостаток информации о продуктивном потенциале культуры и отсутствие адаптивных технологий возделывания сорго на черноземных почвах лесостепи.

Цель работы: установить оптимальные сроки посева сахарного сорго, реализующие продуктивный потенциал новых сортов и гибрида на черноземных почвах лесостепи.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- изучить влияние сроков посева семян на рост, развитие и продуктивность сортов и гибрида сахарного сорго на силос и зеленый корм;

- установить величину фотосинтетического потенциала и продуктивность фотосинтеза растений сорго в условиях Центрального Черноземья;

- определить влияние сортов и гибрида сахарного сорго на засоренность посевов;

- изучить динамику почвенной влаги в посевах и водопотребление растениями по фазам развития сорго;

- рассчитать экономическую и энергетическую эффективность выращивания сахарного сорго на корм;

- разработать предложения производству по срокам посева сахарного сорго на черноземе типичном лесостепи.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Оптимальным сроком посева сахарного сорго на черноземе типичном лесостепи является период температуры почвы для гибрида Славянское приусадебное и сорта Славянское поле ВС 14-16°С (середина третьей декады мая), для сорта Зерноградское 1 - 16-18°С (конец третьей декады мая). Полевая всхожесть в таких условиях достигает 72,1%, а выживаемость и сохранность растений к уборке соответственно составляет 58,8 и 83,6%.

2. Растения сорго за период вегетации потребляют до 3648 м /га продуктивной влаги, а максимальное суммарное водопотребление установлено у гибрида Славянское приусадебное оптимального срока посева при коэффициенте водопотребления 40 м3/т.

3. Гибрид Славянское приусадебное при оптимальном сроке посева позволяет производить до 89,1 т/га зеленой массы с содержанием сухого вещества 25,3 т/га и сборе кормовых единиц 124,6 ц/га.

4. Возделывание сахарного сорго в условиях лесостепи экономически выгодно, так как позволяет получать с гектара до 25,1 тыс. рублей прибыли при уровне рентабельности 178,9% с коэффициентом биоэнергетической эффективности 8,0-10,6.

Научная новизна. Установлены оптимальные сроки посева для нового сорта и гибрида сахарного сорго на черноземе типичном и определены пара5 метры фотосинтетического потенциала, водопотребления и засоренности. Рассчитаны показатели прогноза урожайности зеленой массы сахарного сорго в зависимости от гидротермического коэффициента и сроков посева в условиях Центрального Черноземья.

Практическая значимость. Оптимальным сроком посева сахарного сорго на корм является период прогрева почвы до 14-16°С (середина третьей декады мая). Использование для этих целей сорта Славянское поле ВС и гибрида Славянское приусадебное обеспечивает их максимальную продуктивность и сбор сухого вещества с высокой экономической и энергетической эффективностью.

Личный вклад. Работа выполнена соискателем самостоятельно. Автор диссертации принимал непосредственное участие в разработке научной гипотезы и программы исследований, проведении полевых и лабораторных опытов, обработке и обобщении экспериментальных данных. Доля участия соискателя в проведении исследований составляет 90%, в опубликованных работах - от 50 до 100%.

Апробация работы. Материалы исследований докладывались соискателем и получили положительную оценку на Всероссийских научно-практических конференциях: «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (г. Курск, 2009 г.); «Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России» (пос. Персиановский, 2011 г.); на международных научных конференциях: «Модернизация АПК в контексте обеспечения продовольственной безопасности государства» (г. Курск, 2010 г.); «Перспективы развития растениеводства» (Италия, г.Рим, 2011 г.); «Агроэколо-гические аспекты устойчивого развития АПК на территориях, загрязненных радионуклидами» (г. Брянск, 2011 г.); «Инновационные технологии в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции» (Беларусь, г.Минск, 2011 г.); «Молодежь и инновации» (Беларусь, г. Горки, 2011 г.); «Аграрная наука - основа инновационного развития АПК» (г. Курган,

2011 г.); «Научные достижения - производству» (г. Иркутск, 2011 г.); «Наука 6 и инновации в сельском хозяйстве» (г. Курск, 2011 г.); «Научное обеспечение агропромышленного производства» (г. Курск, 2011 г.); «Агропромышленный комплекс: контуры будущего» (г. Курск, 2011 г.).

По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе три - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 191 странице машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений производству. Она содержит 25 таблиц, 22 рисунка и 27 приложений. Список используемой литературы включает 250 источников, в том числе 15 - иностранных авторов.