Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Разработка технологии производства семян рапса ярового в Приморском крае

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Емельянов, Алексей Николаевич, Благовещенск

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

Дальневосточный научно-методический центр Приморский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

УДК 633. 853. 494: 631. 53. 01 (571.63)

Разработка технологии производства семян рапса ярового в Приморском крае

06. 01. 09.—растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

На правах рукописи

Емельянов Алексей Николаевич

Научный руководитель канд. с.-х. наук, доцент Рыженко В.Х.

Благовещенск—1999

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

Введение 3

1. Обзор литературы 7

1.1. Биологические особенности рапса ярового 7

1.2. Технологические приемы возделывания рапса ярового на семена в Российской Федерации и за рубежом 16

2. Условия и методика проведения исследований 50

2.1. Место и условия проведения опытов 50

2.2. Методика исследований 57

3. Результаты исследований 61

3.1. Влияние сроков посева на урожайность и качество

семян рапса ярового 61

3.2. Оптимальная площадь питания растений рапса

ярового на семенных участках 73

3.3. Эффективность доз и способов внесения минеральных удобрений при возделывании рапса ярового на семена 82

3.4. Способы уборки семенных посевов рапса ярового 89

3.5. Изучение принципов очистки и сортировки семян рапса ярового 97

3.6. Экономическая и биоэнергетическая оценка возделывания

рапса ярового 105

Выводы 110

Предложения производству 112

Список использованных источников 113

Приложения 125

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Приморский край занимает площадь 165,9 тыс. кв.км. Здесь проживает около 30% населения Дальнего Востока [121] . Агроклиматические ресурсы позволяют производить здесь большинство видов растениеводческой продукции и обеспечивать животноводство полноценными кормами.

Доля кормовых культур в структуре посевных площадей в последние годы снизилась с 47,8% в 1085 году до 32,7% в 1996 году.

На одну условную голову в 1991 г. заготовили 23,4 ц. корм. ед. , в 1995 г. - 18,1, в 1996 г.—17,9. Средний удой молока от коровы в крае составлял в 1991г. 2169 кг., в 1995 г.—1647 кг. В условиях снижения урожайности кормовых культур остро ощущается осенний дефицит зеленых кормов.

Основная причина, сдерживающая рост продуктивности животных— дефицит кормового белка, составляющий 20-25% от общей потребности. Это приводит к перерасходу кормов, особенно концентратов в 1,5-2 раза и недобору продукции животноводства до 30%[127].

Увеличить производство зеленой массы, расширить продолжительность ее использования и частично решить белковую проблему можно с помощью промежуточных культур.

Как в Приморском крае, так и в других регионах Дальнего Востока и Сибири установлено, что без поукосных культур практически невозможно эффективно организовать зеленый конвейер для подкормки скота, в том числе поздней осенью.

Наиболее перспективная поукосная культура—рапс яровой. По данным приморских ученых, продуктивность пашни с его использованием возрастает на 38%[36]. В зеленом конвейере он может использоваться в течение 15-20 дней от бутонизации до полного цветения[3]. Как холодостойкую культуру рапс рекомендуют для производства кормов в позднеосенний период. Применение

смешанных посевов с рапсом яровым позволяет значительно увеличить производство высококачественных кормов[53,68].

При использовании рапса в качестве пожнивного сидерата улучшаются агрофизические свойства почвы, увеличивается интенсивность биологических процессов, повышается продуктивность последующих культур[11].

Зеленая масса рапса по составу микроэлементов приравнивается к вико-овсяной смеси. Питательность после заморозков повышается ( содержание сахара увеличивается с 6-7 до 15% ), он лучше поедается животными[134].

В хозяйствах Приморского края в начале девяностых годов рапс яровой занимал около 10 тыс. га в поукосных посевах. Рекомендовалось расширение площади до 20-25 тыс. га[119].

Однако, на сегодняшний день посевы данной культуры в крае занимают незначительную площадь. Одна из причин—это отсутствие семян.

В Российской Федерации рапс возделывают в 53 областях, краях и автономных республиках[30]. Координатором научно-исследовательских работ по вопросам рапсосеяния является ВНИПТИрапса. На 1996-2000 гг. разработана государственная научно-техническая программа «Рапс России», в которой участвуют 26 научных учреждений[4]. В то же время, положение с производством семян считается неудовлетворительным^].

Решение проблемы видится в производстве семян рапса ярового непосредственно в Приморском крае. В нашем регионе изучались лишь отдельные элементы технологии возделывания рапса на семена : сроки посева и дозы минеральных удобрений. При этом влияние агротехники на качество семян не рассматривалось. Отсутствуют сведения по таким важным вопросам, как нормы и способы посева, сроки и способы уборки. В связи с этим, встал вопрос о необходимости разработки технологии возделывания рапса ярового на семена в местных условиях.

Цель и задачи. Цель исследований—разработка основных технологических приемов возделывания рапса ярового на семена с учетом

биологических особенностей культуры и почвенно-климатических условий Приморского края.

Для достижения поставленной цели требовалось решить ряд задач:

установить влияние сроков посева на урожайность и качество семян рапса ярового;

определить оптимальную площадь питания растений, норму и способ посева;

изучить эффективность доз и способов внесения минеральных удобрений при возделывании рапса ярового на семена;

дать оценку способам уборки семенных посевов рапса ярового;

разработать принципы сортирования семян рапса;

определить экономическую и биоэнергетическую эффективность возделывания рапса ярового на семена в Приморском крае.

Научная новизна. Впервые в практике научных исследований в условиях Приморского края разработаны основные технологические приемы возделывания рапса ярового на семена. Установлено влияние сроков, норм и способов посева на урожайность и качество семян рапса. Изучена эффективность доз и способов внесения минеральных удобрений. Дана сравнительная оценка способов уборки семенных посевов культуры, проведен их экономический анализ. В виде коэффициентов корреляции и уравнений регрессии выражена зависимость развития растений рапса ярового от площади питания, установлена связь между посевными качествами семян и полевой всхожестью.

Практическая значимость работы. Применение в Приморском крае разработанных технологических приемов возделывания рапса ярового позволяет получать 9—12 ц/га высококачественных семян.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на международной научно—практической конференции в 1997 году в

г.Уссурийске, ученых советах Приморского НИИСХ (п. Тимирязевский) и Приморской ГСХА (г. Уссурийск) в 1995—1998 годах.

Основные положения диссертации изложены в 9 научных статьях. Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 112 страницах машинописного текста. Состоит из введения, трех глав, выводов, предложений производству, включает 30 таблиц, 5 рисунков, 27 приложений. Список использованных источников насчитывает 140 наименований, в том числе 6—на иностранном языке.

1.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 .Биологические особенности рапса ярового

Рапс яровой—Brassica napus L. ssp. oleífera Metzg. annua—однолетнее травянистое растение семейства Капустные (Brassicaceae).

Родиной рапса считается Средиземноморье, хотя первое упоминание относят к 2000 году до новой эры в Индии, откуда культура (35 г. до н. э.) распространилась в Китай и Японию. В Европе рапс стал известен в 13 столетии, а возделывать его начали в конце 17 века[85]. В России рапс культивируют с 18 века. В современном сельском хозяйстве рапс является основной масличной культурой в 28 странах мира.

Корень—стержневой, веретеновидный, в верхней части—с крупными разветвлениями. Основная часть корней находится на глубине 25-45 см. Толщина корня в верхней части—до 3 см. [63].

Стебель—прямостоячий, разветвлен, покрыт восковым налетом, достигает высоты 100-130 см. и более.

Листья—неоднородные, в нижней части стебля крупные, мясистые, черешковые, лировидно-перистонадрезные. Сизо-зеленого цвета, с восковым налетом, гладкие или в различной степени морщинистые, по краям и черешку могут иметь редкие белые щетинистые волоски. Верхние листья—сидячие , охватывающие наполовину стебель.

Наибольшую роль в формировании семенной продуктивности ярового рапса играют верхние ланцетовидные листья. Помимо листьев в обеспечении семян продуктами фотосинтеза участвуют створки стручков. При затенении стручков масса 1000 семян снижается почти на 30%[111].

Цветок состоит из 4 одинаковых лепестков, 6 тычинок, из которых 4 по длине равны пестику, а 2 короче, имеет 4 нектарника[48]. Окраска цветка светло-желтая или золотисто-желтая.

Цветки рапса приспособлены к перекрестному опылению, о чем свидетельствуют открытая форма цветка, яркая окраска лепестков, нектароносность, гетеростилия, протерандрия[7]. При влажной, прохладной погоде наблюдается распускание цветков, но пыльники при этом не открываются, увеличивается длительность цветения одного цветка. Цветение растения также зависит от метеорологических условий вегетационного периода. Максимум распустившихся цветков приходится на первую половину дня[67].

Цветки собраны в рыхлое кистевидное соцветие. Период между зацветанием первого и последнего цветка на растении иногда превышает 25-30 дней[2].

Большинство ученых считает рапс факультативно самоопыляющейся культурой. Тип опыления у рапса—сортовой признак, подверженный влиянию климатических и погодных условий. В период цветения цветки интенсивно посещаются многими видами насекомых. Поэтому вполне возможно перекрестное опыление цветков, причем не только между растениями одного вида, но и других близких по биологии видов. Число хромосом у рапса 2п=38. Завязь имеет 20-40 семяпочек[90].

Плод—растрескивающийся при созревании стручок с носиком, который составляет 1/5-1/6 длины стручка. Стручки на боковых ветвях формируются значительно позже, чем на центральной кисти. Однако, независимо от сроков цветения семена созревают почти одновременно. Тем не менее зерно с боковых ветвей больше нуждается в дозревании после скашивания, чем с центральной кисти[71].

Семена—шаровидные с мелко-ячеистой поверхностью, черной, серовато-черной или темно-коричневой окраски. Диаметр семян 1,5-2 мм. Масса 1000 семян 3-7 г. У форм с типичным моноподиальным ветвлением, как правило, наиболее крупные и плотные семена формируются на главном побеге, причем, чем выше ярус прикрепления плода, тем семена мельче и легче.

В семеноведении выделяют три вида разнокачественности семян: матрикальный, экологический и генетический. Матрикальный вид разнокачественности обусловлен различным расположением плодов и семян на растении. В связи с этим, поступление продуктов метаболизма может быть неравноценным. Экологический вид разнокачественности характерен для растений с растянутым периодом цветения, в силу чего формирующиеся семена могут оказаться в различных изменяющихся условиях внешней среды. Генетический вид разнокачественности проявляется в различии наследственной информации, которой обладают те или иные группы семян.

Для рапса характерны все три вида разнокачественности семян. В одной партии могут быть семена, различающиеся по своему химическому составу, количеству и качеству запасающих веществ, физиологическим свойствам, активности ферментов, физическим и механическим параметрам, посевным и урожайным свойствам.

В среднем в 1 ц зеленой массы рапса содержится 9-16 кг. сухого вещества, 10-16 корм, ед., около 2 кг. сырого протеина[94]. Яровой рапс—культура универсального типа использования. Особенно высока питательность зеленой массы рапса при летних поукосных и пожнивных посевах. Сухое вещество рапса по микроэлементному составу приравнивается к вико-овсяной смеси, соответственно в них содержится ( мг/кг): меди 5,3 и 5,8, цинка 19 и 18, марганца 40 и 37. Переваримость сырого протеина зеленой массы составляет 80%, жмыха—84%[51].

В селекции рапса, наряду с хозяйственно-ценными признаками, высокие требования предъявляются к химическому составу семян, в частности, к созданию сортов с низким содержанием эруковой кислоты в масле и глюкозинолатов в шроте (сорта с двумя нулями). Ведутся работы по снижению содержания линоленовой кислоты и клетчатки в семенах (сорта с тремя нулями). Важным звеном в получении высококачественной продукции является семеноводство рапса. Его задача не только поддерживать сортовые признаки, но

постоянно осуществлять контроль и вести отбор по содержанию эруковой кислоты и глюкозинолатов.

В ряде стран установлено ограничение по максимальному уровню содержания глюкозинолатов в шроте. Таким пределом является 30 микромолей в грамме обезжиренного вещества (шрота), что соответствует 1,2%[75]. В Российской Федерации районированные или перспективные сорта должны содержать эруковой кислоты в масле не более 5% и глюкозинолатов в шроте не более 4%[102].

Углеводы рапса представлены клетчаткой, гемицеллюлозой, пектиновыми веществами, пентозанами, растворимыми сахарами. В сухом веществе растений рапса содержится 15,7% клетчатки[51].

В оболочках семян содержится в основном клетчатка и гемицеллюлозы, а также некоторое количество пектиновых веществ и пентозанов. В ядре преобладают более подвижные формы углеводов—растворимые сахара, среди которых доминирует сахароза. Коэффициент переваримости клетчатки зеленой массы рапса—78%, силоса—53%, шрота—78%[51]. Крахмал в семенах присутствует в незначительном количестве. Содержание витамина А1 в семенах—22,06 мг/кг, В2—2,3 мг/кг, Е—643,94 мг/кг.

При создании сортов кормового направления предъявляются следующие требования: замедленное образование цветков, что продлевает срок использования зеленой массы до бутонизации, высокая облиственность, низкое содержание горчичных масел, устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды, скороспелость. Такие сорта могут использоваться для получения зеленой массы, консервированного и пастбищного корма, в качестве зеленого удобрения. При этом они высеваются как в основных, так и в промежуточных посевах, где позволяют наиболее полно использовать агроклиматические ресурсы территории, получать богатый переваримым протеином зеленый корм до устойчивых заморозков.

В ряде работ по семеноведению и семеноводству делаются попытки установить взаимосвязь между химическим составом семян и их посевными и урожайными качествами[5]. Авторы приходят к заключению, что в процессе прорастания семян в первом минимуме оказывается фосфор, а не азот[15]. Различия в темпах дальнейшего роста и становления проростка определяются запасами фосфора.

Классификация этапов органогенеза рапса разработана на основе работ Ф.М.Куперман (1968). Растение в своем онтогенезе проходит 12 этапов[1]. Выделяют следующие фенологические периоды развития ярового рапса: посев-всходы, всходы-начало цветения, начало цветения-зеленый стручок, зеленый стручок-желто-зеленый стручок, всходы-желто-зеленый стручок. Отмечают фазы развития: всходы, появление первой пары настоящих листьев, начало образования листовой розетки, начало стеблевания(ветвления), образование заметного венчика цветка, начало цветения, цветение, образование первых стручков, молочная спелость, восковая спелость, полная спелость.

Высокая семенная продуктивность ярового рапса обеспечивается в зонах, где сумма активных температур выше 10°С составляет 1700-2000°С, а безморозный период-110 дней и более[55]. Рапс в фазе всходов выдерживает заморозки до минус 2-3°С, а во взрослом состоянии до минус 8°С. Эти биологические особенности позволяют яровому рапсу эффективнее, чем другим культурам использовать климатические условия всего вегетационного периода (в том числе и позднеосеннего) и формировать высокий урожай зеленой массы [94]. По другим данным растения рапса выдерживают осенние заморозки до -10°С, что позволяет продлевать пастбищный период животных при переводе их на зимне-стойловое содержание[51].

Расчет корреляционной зависимости между запасами продуктивной влаги в слое 0... 10 см. и длиной периода посев-всходы показал слабую связь, при этом установлена прямая зависимость между продолжительностью периода посев-всходы и температурой почвы (г=0,62 +- 0,09)[52].

Семена ярового рапса начинают прорастать при температуре 1-3°С[104]. При оптимальной влажности почвы, температуре воздуха 13-15°С и глубже

о

посева 1,5-2,5 см. всходы появляются на 4-5 день[134].

В условиях юга Сахалина рапс яровой формирует полноценные семена за 114-116 дней вегетационного периода при наличии 200...300 мм. осадков[130].

Рапс—высокотребовательная к влаге культура. По потреблению воды она превосходит зерновые культуры в 1,5-2 раза. По мнению многих исследователей, период посев-всходы для