Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Режим орошения и удобрения сорго зернового на орошаемых чернозёмах Ростовской области

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Режим орошения и удобрения сорго зернового на орошаемых чернозёмах Ростовской области"

На правах рукописи

Балакай Софья Георгиевна

РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ И УДОБРЕНИЯ СОРГО ЗЕРНОВОГО НА ОРОШАЕМЫХ ЧЕРНОЗЁМАХ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность: 06.01.02 - Мелиорация, рекультивация и охрана земель

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

21 НОЯ 2013

005539248

Новочеркасск - 2013

005539248

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном научном учреждении «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»

Научный руководитель: Бабичев Александр Николаевич

кандидат сельскохозяйственных наук

Официальные оппоненты: Черемисинов Александр Юрьевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет», зав. кафедрой «Мелиорация, водоснабжение и геодезия» Сенчуков Герман Александрович кандидат сельскохозяйственных наук, профессор, Заслуженный мелиоратор РФ, ФГБОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия», профессор кафедры «Мелиораций земель»

Ведущая организация: Государственное научное учреждение «Донской

научно-исследовательский институт сельского хозяйства» (ГНУ «Донской НИИСХ») Россельхо-закадемии

Защита диссертации состоится 12 декабря 2013 года в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.049.01 в ФГБОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» по адресу: 346428, г. Новочеркасск, Ростовская область, ул. Пушкинская, 111, ауд. 339.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научном отделе библиотеки ФГБОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» по адресу: 346428, г. Новочеркасск, Ростовская область, ул. Пушкинская, 111.

Автореферат разослан 11 ноября 2013 г. и размещен на официальных Интернет-сайтах ВАК Минобрнауки РФ и НГМА.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Иванова Нина Анисимовна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования. Производство зерна в объёмах, достаточных для обеспечения продовольственной безопасности России, является приоритетной задачей агропромышленного комплекса. Одной из перспективных зерновых культур, способной внести весомый вклад в решение этой проблемы является сорго зерновое. Благодаря своим биологическим особенностям культура сорго хорошо приспособлена к условиям засушливого климата, малотребовательна к почвам, сравнительно хорошо переносит засоление, экономно расходует почвенную влагу. Однако, неблагоприятные агроклиматические условия, сложившиеся на огромной территории страны, не позволяют получать высокую и устойчивую урожайность зерна сорго.

Среди учёных и практиков нет единого мнения о целесообразности возделывания зернового сорго на орошаемых землях. Некоторые исследователи считают, что сорго следует выращивать на богарных землях, в тоже время по результатам ряда авторов известно, что сорго положительно отзывается на орошение и способно сформировать при орошении на фоне улучшенного минерального питания урожайность зерна в 2-2,5 раза выше, чем без орошения.

Вместе с тем, ряд вопросов, касающихся возделывания сорго на орошаемых землях, изучены недостаточно, поэтому диссертационные исследования, направленные на разработку режима орошения и удобрения сорго зернового в условиях Ростовской области, являются актуальными и востребованными в сельскохозяйственном производстве.

Степень разработанности темы. До настоящего времени сорго зерновое выращивалось в основном на богарных землях и технология его возделывания в зональных системах земледелия Ростовской области приводится только для богарных условий, что не позволяет повысить урожайность зерна сортов сорго до потенциально возможного уровня. Требуют разработки вопросы выбора режимов орошения и удобрения, способов полива, высокопродуктивных сортов, отзывчивых на орошение. В связи с этим, научно обоснованная технология возде-

лывания сорго зернового на орошаемых землях Ростовской области позволит обеспечить урожайность зерна до 10-12 т/га.

Цель и задачи исследований - совершенствование элементов технологии возделывания сорго зернового на орошаемых чернозёмах Ростовской области.

Программа исследований предусматривает решение следующих задач:

- определить влияние режимов орошения на рост, развитие, урожайность и водопотребление сорго зернового;

- изучить влияние способов полива на рост, развитие и урожайность сорго зернового;

- установить влияние различных доз минеральных удобрений на рост, развитие, урожайность и качество зерна сорго;

- оценить продуктивность различных сортов сорго зернового, отзывчивых на орошение;

- дать оценку экономической эффективности элементов технологии возделывания сорго зернового при орошении на черноземах Ростовской области.

Научная новизна — впервые на орошаемых чернозёмах Ростовской области разработан научно обоснованный режим орошения и удобрения сорго зернового, получены зависимости влияния уровня влагообеспеченности на рост, развитие и продуктивность сорго зернового, установлены эмпирические зависимости для оценки влияния режимов орошения сорго зернового на суммарное испарение и урожайность, изучены особенности водопотребления сорго и получены биоклиматические коэффициенты для прогнозирования и корректировки режимов орошения, установлено влияние уровня минерального питания на рост, развитие и продуктивность сорго зернового, осуществлен подбор сортов, отзывчивых на орошение, установлено влияние способов полива на рост, развитие, продуктивность и водопотребление сорго зернового, разработан новый способ полива, заключающийся в применении внутрипочвенного струйного полива при посеве сорго в сухую почву по технологии ФГБНУ

«РосНИИПМ», позволяющий получать дружные всходы (патенты 1Ш 2483516 и № 2302094, разработка отмечена золотой медалью ВВЦ).

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в установлении закономерностей роста, развития и продуктивности зернового сорго в зависимости от режимов орошения, способов полива, уровня минерального питания, установлении особенностей и закономерностей водопотребления и формирования водного режима почвы посевов сорго, получении математических взаимосвязей «суммарное водопотребление-урожайность», «оросительная норма-урожайность», «относительная прибавка урожайности-уровень водообеспеченности», биоклиматических коэффициентов водопотребления для прогнозирования и корректировки режимов орошения и экономическом обосновании технологии возделывания сорго зернового. Внедрение полученных результатов позволяет увеличить урожайность до 1012 т/га зерна и валовое производство сорго зернового в условиях Ростовской области.

Методология и методы исследования основаны на полевых экспериментах по разработке элементов технологии возделывания сорго зернового с использованием общепринятых методик проведения полевых исследований. Теоретико-методологическую основу исследования составили законы научного земледелия и растениеводства, современные научные методы планирования и проведения полевых опытов.

Положения, выносимые на защиту:

- режимы орошения сорго зернового, особенности водопотребления, зависимости урожайности от влагообеспеченности, биоклиматические коэффициенты;

- рациональные способы полива;

- закономерности влияния различных доз минеральных удобрений на рост, развитие, урожайность и качество зерна сорго;

- особенности роста и развития сортов сорго зернового и их отзывчивость на орошение;

- оценка экономической эффективности элементов технологии возделывания сорго зернового при орошении на чернозёмах Ростовской области.

Степень достоверности и апробация результатов исследований подтверждается достаточным объёмом экспериментальных данных, полученных с применением апробированных и стандартизированных методик, применением общепринятых методов математического анализа результатов опытов и данными производственной проверки.

Основные результаты исследований докладывались, обсуждались и были одобрены на заседаниях: международной научно-практической конференции «Роль мелиорации и водного хозяйства в обеспечении устойчивого развития земледелия» (Киев: Национальная академия аграрных наук Украины, ИВПиМ, 2012); научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития мелиоративного, лесомелиоративного и водохозяйственного комплексов Юга России» (Шумаковские чтения совместно с заседанием секции РАСХН) (г.Новочеркасск, ФГБОУ ВПО НГМА, 27-28 сентября 2012); П-ой международной научно-практической конференции «Формирование конкурентоспособной экономики: теоретические, методические и практические аспекты» (Украина, г. Тернополь, Тернопольский ДСГДС ИКСГП НААН, 2013); на шести научно-практических конференциях ФГБНУ «РосНИИПМ», проводившихся в 2012-2013 годах.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 12 научных статей, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобр-науки РФ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, приведена степень разработанности темы исследования, сформулированы цель и задачи исследований, представлена научная новизна полученных результатов, теоретическая и практическая значимость работы, методология и методы исследования, основные

положения, выносимые на защиту, степень достоверности и результаты апробации работы.

В первой главе «Возделывание зернового сорго (обзор литературы)» приведён анализ современного состояния производства сорго зернового, рассмотрены особенности роста и развития, дана оценка возделывания сорго в севообороте, влияния на сохранение почвенного плодородия, агротехники и опыта производства сорго зернового. Определены пути повышения эффективности возделывания данной культуры на орошаемых чернозёмах Ростовской области.

Анализ научных исследований, приведенных в работах В. Н. Щедрина, И. П. Кружилина, В. В. Бородычёва, В. И. Ольгаренко, Г. В. Ольгаренко, Н. А. Ивановой, Г. А. Сенчукова, И. Н. Ильинской и других показывает, что в условиях засушливого климата юга России дефицит влаги является основным сдерживающим фактором в получении гарантированных высоких урожаев сельскохозяйственных культур. В результате выполненных соискателем исследований установлено, что одной из перспективных зерновых культур, способных при орошении сформировать урожайность зерна на уровне 12-14 т/га, является сорго зерновое. Однако, сорго возделывается в основном на богарных землях и урожайность его составляет 2-3 т/га. Это связано с тем, что до настоящего времени отсутствует научно обоснованная технология возделывания сорго зернового на орошаемых землях, поэтому разработка режимов орошения и удобрения, способов полива, является актуальным для сельскохозяйственного производства.

Во второй главе «Условия и методика проведения исследований» изложена программа исследований. Полевые исследования проводились в 20112013 гг. в ОАО «Аксайская Нива» Аксайского района Ростовской области. Почвы представлены чернозёмами обыкновенными среднемощными тяжелосуглинистыми. Содержание гумуса в пахотном слое составляет 4,2 %, обеспеченность азотом и подвижным фосфором средняя, обменным калием - повышенная. Плотность сложения 0,6 м слоя почвы составляет 1,24 т/м3, наименьшая влагоемкость — 28,2 % от абсолютно сухой массы почвы.

По влагообеспеченности годы исследований (за период май-сентябрь) характеризуются: 2011 год близкий к среднему году по условиям увлажнения и температурному режиму. За вегетационный период выпало 238,5 мм осадков, сумма температур составила 3070,9 °С, ГТК = 0,77; 2012 год был влажный и тёплый, осадков выпало 369,3 мм, сумма температур составила 3363,2 °С, ГТК= 1,10; 2013 год был сухой и жаркий, выпало осадков 161,7 мм, сумма температур составила 3378,9 °С, ГТК = 0,48.

Программой было предусмотрено проведение полевых исследований в 4-х опытах. В 1, 2 и 3 опытах высевался районированный сорт зернового сорго Хазине 28, а в опыте 4 исследовались и другие сорта. Полив в опытах 1, 3 и 4 осуществлялся дождевальной машиной ДЦА-ЮОВХ. Учёт оросительной воды производился водомерным счетчиком ВД-180. Площадь опытных делянок составляла 1050 м2, учетная площадь - 240 м2, повторность вариантов в опытах трёхкратная. В опытах 1, 2 и 4 вносились удобрения на планируемую урожайность 10 т/га.

Опыт 1. Изучить влияние режима орошения на рост, развитие и урожайность сорго зернового.

Вариант 1. Без орошения.

Вариант 2. Поддержание влажности почвы в слое 0,6 м не ниже 80 % НВ от всходов до начала созревания (контроль, расчётная поливная норма 1 ш).

Вариант 3. Полив, уменьшенный на 20 % от расчётной поливной нормы (0,8 т), в те же сроки, что и на варианте 2.

Вариант 4. Полив, уменьшенный на 40 % от расчётной поливной нормы (0,6 т), в те же сроки, что и на варианте 2.

В&риант 5. Дифференцированный режим орошения по фазам роста: поддержание влажности почвы в слое 0,6 м не ниже 70 % НВ от всходов до фазы «начало вымётывания», далее не ниже 80 % НВ до фазы «начало созревания».

Вариант 6. Дифференцированный режим орошения по фазам роста: поддержание влажности почвы в слое 0,6 м не ниже 60 % НВ от всходов до начала вымётывания, далее не ниже 80 % НВ до фазы «начало созревания».

Опыт 2. Изучить влияние способов полива на рост, развитие и урожайность сорго зернового.

Вариант 1. Без орошения

Вариант 2. Полив дождеванием с поддержанием влажности почвы в слое 0,6 м не ниже 80 % НВ от всходов до начала созревания (контроль).

Вариант 3. Полив по бороздам с поддержанием влажности почвы в слое 1,0 м не ниже 80 % НВ от всходов до начала созревания.

Вариант 4. Полив по бороздам-щелям с поддержанием влажности почвы в слое 1,0 м не ниже 80 % НВ от всходов до начала созревания.

Вариант 5. Комбинированный полив: полив дождеванием до фазы 1012 листьев (высота растений 0,4-0,5 м) с поддержанием влажности почвы в слое 0,6 м не ниже 80 % НВ, далее полив по бороздам-щелям с поддержанием влажности почвы в слое 1,0 м не ниже 80 % НВ до начала созревания.

Вариант 6. Внутрипочвенный струйный полив одновременно с посевом и в дальнейшем дождеванием в те же сроки, что и на варианте 2.

На варианте 6 внутрипочвенный струйный полив одновременно с посевом производился по технологии РосНИИПМ. Учёт израсходованной воды производился по водомерным счётчикам, а при поливе по бороздам - водосливом Чипо-летти.

Опыт 3. Изучить влияние различных доз минеральных удобрений на рост, развитие, урожайность и качество зерна сорго.

Вариант 1. Без удобрений.

Вариант 2. Доза удобрений на планируемую урожайность 6,0 т/га зерна (контроль).

Вариант 3. Доза удобрений на планируемую урожайность 8,0 т/га зерна.

Вариант 4 Доза удобрений на планируемую урожайность 10,0 т/га зерна.

Вариант 5. Доза удобрений на планируемую урожайность 12,0 т/га зерна.

Вариант 6. Доза удобрений на планируемую урожайность 14,0 т/га зерна.

Дозы удобрений рассчитывались на планируемую урожайность. Фосфорные удобрения (аммофос) 50 % от расчётной дозы вносились осенью под

вспашку и 50 % весной под первую культивацию с помощью зернотуковой сеялки С3-3,6, азотные - весной под предпосевную культивацию 50 % и по 25 % от дозы в подкормку с поливной водой в фазу 10-12 листов и вымётывание.

Опыт 4. Подбор наиболее адаптированных и отзывчивых на орошение сортов сорго зернового.

, Варианты: 1 - Хазине 28 (контроль); 2 - Зерноградское 53; 3 - Орловское; 4 - Лучистое; 5 - Аист; 6 - СП 112; 7 - СП 214; 8 - СП 270. Высевались сорта зернового сорго с шириной междурядий 0,7 м.

В третьей главе «Режим орошения сорго зернового» представлены результаты полевых исследований по изучению влияния режимов орошения на рост, развитие и урожайность сорго зернового, приведены данные по водопо-треблению и связи урожайности с водопотреблением, полученные по результатам математической обработки результатов исследований.

Сложившийся режим орошения в среднем за 2011-2013 гг. показал, что поливная норма изменялась от 490 м3/га на варианте 6 до 252 м3/га на варианте 4, на контроле она составляла 420 м3/га (таблица 1).

Таблица 1 - Режим орошения сорго, ОАО «Аксайская Нива», 2011-2013 гг.

Вариант Поливная норма, м3/га Кратность поливов, шт. Оросительная норма, м3/га

1 Без орошения - - -

2 80 % HB в слое 0,6 м (контроль, 1 ш) 420 5,3 2240

3 0,8т 340 5,3 1813

4 0,6т 252 5,3 1333

5 70-80 % HB 487 4 1947

6 60-80 % HB 490 4 1960

Кратность поливов составила в среднем за три года на вариантах 1-3 по 5,3 полива, на вариантах 5 и 6 - по 4 полива.

При этом на контрольном варианте по годам изменялось количество поливов от 3 в 2012 году до 8 в 2013 году, оросительная норма составила соответственно 1260 и 3360 м3/га, средняя оросительная норма-2240 м3/га.

Проведённые поливы поддерживали заданные пороги увлажнения на всех

вариантах и позволили установить зависимости влияния режима орошения на рост, развитие, урожайность и водопотребление сорго зернового. В результате исследований установлено, что выживаемость растений была более высокой на контроле и 3 варианте - 89 и 86 % соответственно, против 72 % на варианте без орошения. Режим орошения на контрольном варианте способствовал увеличению вегетационного периода сорго зернового по сравнению с вариантом без орошения от 103 до 111 сут., т. е. на 8 суток, причём на вариантах различия в сроках наступления фаз роста наблюдались с фазы вымётывания.

Интенсивный рост растений сорго зернового отмечен с фазы вымётывания до конца цветения, при этом наибольшая высота растений 144 см наблюдалась на контрольном варианте, наименьшая - 111 см на варианте без орошения. Математическая обработка полученных данных позволила получить зависимость влияния влагообеспеченности на высоту растений с высокой достоверностью аппроксимации R2=0,95-0,96. При этом наиболее высокие показатели прироста высоты растений до 2,54 см/сут. наблюдались на контрольном варианте в период вегетации «9-10 лист - вымётывание».

Измерения индекса листовой поверхности показали, что интенсивный прирост начинается с фазы вымётывания и в фазу цветения достигает 5,21 м2/м2 на контроле, а на варианте без орошения - 3,89 м2/м2 (рисунок 1).

Динамика нарастания листовой поверхности

о

ео

во ЮО 12 О 140

Дней ОТ BCXQAOB

— 2 SO %НВв слое 0,6 м {контроль, 1 т) -*-4 0,6 т —®~6 Є0-80 % НВ

Без орошения

5 70-80% не

Рисунок 1 - Динамика нарастания листовой поверхности сорго зернового

После цветения прирост листовой поверхности прекращается и к фазе «созревание» снижается на 10-12 %. Полученные зависимости площади листовой поверхности от влагообеспеченности имеют высокие коэффициенты детерминации.

Установлено, что влагообеспеченность оказывает большое влияние и на синтез органических веществ растениями сорго (рисунок 2).

Зависимость накопления абс. сухого в-ва от площади листовой поверхности

10 20 30 40 50 бО

Листовая поверхность, тыс. м2/га

* вар. 2 Швар 3

Рисунок 2 - Зависимость накопления абсолютно сухого вещества от площади листовой поверхности на вариантах 2 и 3, 2011-2013 гг.

Тесная взаимосвязь «листовая поверхность - масса абсолютно сухого вещества» описывается уравнениями регрессии (полином второй степени) для 2 варианта Увар, 2=0,0042х2 + 0,3466х и для 3 варианта Увар. З=0,0035х2 + 0,3444х с высокими коэффициентами аппроксимации - 0,74 и 0,72 соответственно.

Анализ темпов накопления биомассы показал, что он увеличивается с 1,5 кг/га в сутки в фазу всходов и продолжают возрастать до фазы созревания, достигая - 2892 кг/га в сутки в период «цветение - полная спелость». Высокие темпы накопления биомассы позволяют к фазе «созревание» сформировать на орошаемых вариантах от 31,00 т/га на варианте 4 до 37,6 т/га абсолютно сухого вещества на контрольном варианте (таблица 2).

На варианте без орошения масса абсолютно сухого вещества составила 23,85 т/га, что на 57 % меньше, чем на контрольном варианте. Анализ структу-

ры биомассы показал, что на орошаемых вариантах увеличивается доля зерна с 15,2 (вариант 1) до 21,1 % (вариант 2) и уменьшается листостебельная масса с 84,7 до 78,9 % соответственно.

Таблица 2 - Влияние режима орошения на накопление абсолютно сухой массы,

2011-2013 гг., т/га

Динамика накопления сухой массы

Вариант 9-10 лист вымё- цветение созревание

5 лист тыва- молочная полная

ние спелость спелость

1 Без орошения 0,02 1,62 9,32 12,89 18,54 23,85

2 80 % HB в слое 0,6 м (контроль, 1 ш) 0,02 1,62 10,40 20,00 28,79 37,60

3 0,8 m 0,02 1,62 10,04 18,56 26,93 35,75

4 0,6 m 0,02 1,62 9,58 16,22 23,20 31,00

5 70-80 % HB 0,02 1,62 9,85 18,33 27,51 36,56

6 60-80 % HB 0,02 1,62 9,62 15,86 24,45 34,43

Более высокая урожайность зерна 13,9 т/га наблюдалась на контрольном

варианте (таблица 3).

Таблица 3 - Урожайность зерна сорго при различных режимах орошения, 2011-2013 гг.________

Вариант Урожайность зерна, т/га Прибавка урожая от орошения, т/га Водопотребление

+ Д, т/га % суммарное, м3/га коэффициент, м3/т

1 Без орошения 6,5 0 0 4158 640

2 80 % HB в слое 0,6 м (контроль, Im) 13,9 7,4 115,0 5876 423

3 0,8 m 12,2 5,7 87,7 5588 458

4 0,6 m 8,4 1,9 29,2 5358 638

5 70-80 % HB 12,7 6,2 95,3 5667 446

6 60-80 % HB 11,5 5,0 76,9 5762 • 501

Прибавка урожайности от орошения на этом варианте составила 7,4 т/га или 115 %. При других режимах орошения урожайность и прибавка зерна сорго была ниже, чем на контроле. Суммарное водопотребление сорго на варианте 2 составило 5876 м3/га за счёт наиболее высокой оросительной нормы -

2240 м /га. Уменьшение поливной нормы на 20 и 40 % на вариантах 3 и 4 способствовало снижению оросительной нормы до 1813 и 1337 м3/га соответственно. Однако на этих вариантах наблюдалось более высокое использование растениями сорго запасов продуктивной влаги из почвы с 935 до 1074 и 1321 м3/га. Суммарное водопотребление на этих вариантах составило 5588 и 5358 м3/га соответственно, т. е. на 8,8 и 8,3 % меньше, чем на контроле. На варианте без орошения оно равнялось 4158 м3/га и формировалось за счёт использования продуктивных запасов влаги из почвы и осадков.

При этом среднесуточное водопотребление возрастало с 10-15 м3/сутки в фазу 5 листа до 81 м3/сутки с 1 га на варианте 2 в период «вымётывание - цветение» против 55 на варианте без орошения и в дальнейшем снижалось на всех вариантах опыта. Математическая обработка данных позволила получить зависимости и уравнения регрессии с высокой достоверностью аппроксимации. Так, например, для варианта 2 уравнение имеет вид Увар 2 = -0,0104х2 + 1,6849х, Я2 = 0,77.

Математическая обработка полученных данных позволила получить зависимости влияния влагообеспеченности на урожайность сорго. Так, зависимость «урожайность-суммарное водопотребление» описывается уравнением У=0,005х-15,8, при К2—0,76. Зависимость «прибавка урожая-оросительная норма» описывается уравнением У=-0,0000003х2+0,0035х, при И2 = 0,75.

Подробные наблюдения за водопотреблением и метеопараметрами позволили получить биоклиматические коэффициенты водопотребления и зависимости их от суммы температур и суммы дефицитов влажности воздуха нарастающим итогом от всходов, описываемые уравнениями для 2 варианта -Увар2 = - 0,00000006х2 + 0,0002х + 0,0882, при ^=0,85 и для варианта 3 -Уварз = - 0,00000005х2 + 0,0002х + 0,0961,112=0,83.

В четвертой главе «Способы полива сорго на зерно» приводятся данные исследований влияния способов полива на рост, развитие и урожайность сорго. Поливной режим сорго зернового приводится в таблице 4. Кратность поливов на контроле и варианте 6 составила 5,3, оросительная норма - 2240 м3/га.

На вариантах 3, 4 и 5 с поверхностными способами полива кратность поливов уменьшилась с 5,3 до 3,3-4,0 и оросительная норма снизилась с 2240 на контроле до 1840 м3/га на варианте 5.

Таблица 4 - Поливной режим при различных способах полива, 2011-2013 гг.

Варианты Поливная норма, м3/га Кратность поливов, шт. Оросительная норма, м3/га

1 Без орошения - - -

7. 80 % НВ в слое 0,6 м (контроль) 420 5,3 2240

3 Борозды, полив в каждый ряд 650 3,3 2173

4 Борозды-щели полив через ряд 460 4,0 1840

5 Дождевание - борозды-щели 540 3,7 1967

6 Внутрипочвенный полив - дождевание 420 5,3 2240

Биометрические измерения показали, что все способы полива по сравнению с вариантом без орошения способствовали более высокому росту растений, нарастанию листовой поверхности и биомассы, но наибольшие показатели отмечены на вариантах 6 и 5. Высокие биометрические показатели на этих вариантах способствовали получению урожайности зерна сорго 14,2 и 14,4 т/га, прибавка от орошения составила 105,8 и 108,7 % соответственно (таблица 5). Таблица 5 - Урожайность зерна сорго при различных способах полива,

2U11-ZU1J гг. Вариант Урожайность зерна, т/га Прибавка урожая Водопотребление

+ Д, т/га % суммар ное, м3/га коэффициент, м3/т

1 Без орошения 6,9 0 0,0 4709 682

2 80 % HB в слое 0,6 м (контроль. 1 ш) 13,6 6,7 97,1 6810 503

3 Борозды, полив в каждый ряд 12,7 5,8 84,1 6687 527

4 Борозды-щели полив через ряд 11,4 4,5 65,2 6450 566

5 Дождевание-борозды 14,2 7,3 105,8 6558 463

6 Внутрипочвенный полив - дождевание 14,4 7,5 108,7 6796 472

Анализ суммарного водопотребления показал, что основная доля влаги на всех вариантах поступала с осадками, от 71 % на варианте без орошения до 49 % на втором варианте. Оросительная норма составляла 29-30 % и была наибольшей на вариантах 2, 6 и 3, соответственно, 2240, 2240 и 2173 м3/га. Коэффициент водопотребления больше зависел от урожайности, поэтому на вариантах 5 и 6 он был более низким и составил соответственно 463 и 472 м3/т. Наиболее высокий его показатель - 682 м3/га был отмечен на варианте без орошения, где недостаток влаги в период цветения и налива зерна не позволил растениям сформировать высокую урожайность.

В пятой главе «Элементы технологии возделывания сорго зернового» приводятся результаты исследований по изучению влияния доз удобрений на рост, развитие и урожайность и подбору сортов, отзывчивых на орошение.

В результате исследований установлено, что увеличение дозы удобрений оказывало влияние на рост и развитие растений, нарастание листовой поверхности, накопление биомассы и зерна сорго (таблица 6). Таблица 6 - Масса растений, урожайность зерна сорго, 2011-2013 гг.

Варианты Сум. доза удобрений, кг/га д. в. Урожайность зерна Листосте-бельная масса Произведено зерна на 1 кг д. в., кг

т/га % т/га %

1 Без удобрения - 5,1 14 30,9 86

2 К14оРбоКб, (к) 261 7,7 14 48,4 86 10,0

з Н|87Р8оК82 349 10,8 18 48,6 82 16,3

4 К234Р,ооК,„, 436 13,2 21 49,2 79 18,6

5 ^8оР|2оК1;>? 52-2 14,4 21 53,0 79 17,8

6 ^РмоКыз 611 14,7 22 51,0 78 15,7

Математическая обработка данных позволила установить тесные взаимосвязи этих показателей с дозами удобрений. Зависимость накопления биомассы от дозы удобрений позволила установить, что увеличение биомассы идёт интенсивно до суммарной дозы удобрений 436 кг д. в./га, что соответствует 4 варианту (^здРюоКшг), далее существенный прирост прекращается.

Анализ прибавки урожая зерна позволил установить, что наибольшая прибавка 18,6 кг на 1 кг д. в. удобрений наблюдалась на 4 варианте с дозой

436 кг д. в. (Т^РкюКкй), снижение дозы удобрений до 261 кг (2 вариант 1^|4оРбоКб|) или увеличение дозы до 611 кг (6 вариант ЫзгвРмоКмз) приводит к снижению прибавки урожайности зерна до 10,1 и 15,7 кг на 1 кг д. в. удобрений соответственно (рисунок 3).

Ь 20

15

10

О 4

Прибавка урожая зерна на 1 кг удобрений

X

1Ь-г\/ 18'6- 17,8 кг

/

/

15,7 кг

/

10,0

/

/

/_____________

О 100 200 300 400 500 600 700

Доза удобрений, кг/га д. в.

Рисунок 3 - Прибавка урожайности зерна сорго на I кг д. в. удобрений, кг

Анализ данных суммарного водопотребления показал, что этот показатель возрастает с увеличением доз удобрений с 6040 на варианте 1 до 6511 м3/га на варианте 6. Однако в связи с повышением урожайности коэффициент водопотребления снижается, соответственно с 1193 м3/т на варианте без удобрения до 444-478 м3/т на вариантах 4-6 (таблица 7).

Анализ качества зерна показал, что с увеличением дозы удобрений повышается содержание сырого протеина в зерне и снижается содержание БЭВ.

Изучение отзывчивости сортов сорго на орошение проводилось с раннеспелыми, среднеранними и среднепоздними сортами, период вегетации которых составляет от 105 до 124 суток. Установлено, что среднепоздние сорта имеют большую высоту на 42 %, площадь листовой поверхности на 10-23 % и биомассу на 23-44 % по сравнению с раннеспелым сортом Орловское. Более высокая урожайность была получена у среднепоздних сортов СП 214 и СП 270 (таблица 8).

Таблица 7 - Водопотребление сорго при различных дозах удобрений

в слое почвы 1,0 м, 2011-2013 гг.

Вариант Суммарное водопотребление, м3/га Коэффициент водопотребления, м3/т

1 Без удобрения 6040 1193

2 К140РбоКб1 (к) 6090 788

3 К187Р8оК82 6210 574

4 ^здРюоКюг 6300 478

5 ^8ОР|2ОК|22 6440 448

6 ^гвРиоКиз 6510 444

Таблица 8 - Урожайность различных сортов сорго при орошении, 2011-2013 гг.

Вариант Урожайность зерна, т/га Прибавка урожая

т/га ±,%

1 Хазине 28 (к) 13,8 0,0 0

2 Зерноградское 53 13,8 0,0 0

3 Орловское 10,6 -3,2 23,1

4 Лучистое 10,9 2,9 21

5 Аист 13,9 0,1 0,7

6 СП 112 12,9 -0,9 6,5

7 СП 214 14,8 1,0 7,2

8 СП 270 14,9 1,1 8

НСР от 0,56 до 1,1

Анализ суммарного водопотребления показал, что с увеличением вегетационного периода от 109 суток у сорта Орловское до 124 суток у СП 270, суммарное водопотребление увеличивается с 5673 до 5815 мЗ/га. Коэффициент водопотребления изменяется обратно пропорционально урожайности, и наименьшее его значение составило 389 м3/т у сорта СП 214 при урожайности 14,8 т/га.

В шестой главе «Экономическая эффективность элементов технологии возделывания сорго зернового» приводятся данные экономической оценки изучаемых вариантов режимов орошения, способов полива, доз удобрений и сортов, отзывчивых на орошение.

Установлено, что наиболее эффективным является режим орошения на варианте 2 при поддержании порога увлажнения в слое почвы 0,6 м не ниже 80 % НВ в течение всей вегетации. При этом прямые затраты на орошение возрастали с 29,58 на варианте 4 до 31,42 тыс. руб./га на варианте 2. Однако, на варианте

с более высокой урожайностью отмечается повышение дохода соответственно с 31,22 до 84,58 тыс. руб./га и рентабельности с 106 % до 269 % соответственно.

Способы полива наиболее эффективные на варианте 5 (дождевание до 1012 листа и в дальнейшем полив по бороздам) и на варианте 6 (внутрипочвенный полив при посеве и дождевание в течение вегетации), так как здесь получен наиболее более высокий доход 84,68 и 83,51 тыс. руб./га и рентабельность 297 и 264 % соответственно.

Анализ экономической эффективности применения различных доз минеральных удобрений показал, что при их увеличении по сравнению с контролем, наблюдалась тенденция повышения затрат на возделывание сорго с 26,05 до 36,9 тыс. руб./га, но более высокая рентабельность была на вариантах 5 и 4, которая составила соответственно 237 и 235 %.

Установлено, что урожайность каждого сорта зернового сорго является основным фактором формирования доходов от реализации и получение уровня рентабельности. Так, контрольный сорт Хазине 28 с урожайностью 13,77 т/га позволил получить доход от реализации в сумме 78,34 тыс. руб./га и рентабельность 246 %, а максимальные доход и рентабельность отмечены у сорта СП 270 -87,56 тыс. руб./га и 274 % соответственно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Установлено, что более благоприятные условия для роста и развития растений сорго создаются при поддержании влажности почвы не ниже 80 % НВ в слое 0,6 м или при снижении расчетных норм полива на 20 %, при которых наблюдалось увеличение высоты растений на 10-12 %, зелёной массы -7,1 %, листовой поверхности - 14 %, повышение урожайности до 13,9 и 12,2 т/га и получение прибавки урожая от орошения 7,4 и 5,7 т/га соответственно.

2. Наибольшее суммарное водопотребление 5876 м3/га отмечено при поддержании предполивного порога влажности почвы не ниже 80 % НВ в слое 0,6 м, наименьшее -4158 м3/га без орошения, но более экономно влага использовалась при орошении, где коэффициент водопотребления был 424 м3/т, а без орошения — 643 м3/т.

3. Установлено, что способы полива оказывают разное влияние на рост, развитие и урожайность зерна. Наиболее благоприятные условия увлажнения для формирования высокой урожайности зерна сорго 14,4 т/га наблюдались при сочетании внутрипочвенного полива при посеве семян и дождевания и при дождевании в начальные периоды роста, а затем полив по бороздам, где урожайность составила 14,2 т/га, что на 92 % выше, чем на варианте без орошения.

4. Наибольшее суммарное водопотребление 6810 м3/га было отмечено при дождевании, наименьшее 6450 м3/га - при поливах по бороздам-щелям с поливом через ряд. Более экономно влага использовалась при дождевании + борозды, где коэффициент водопотребления был наименьший 463 м3/т, а также при внутрипочвенном поливе при посеве и дождевании — 472 м3/т, в сравнении с вариантом без орошения - 682 м3/т.

5. Повышение дозы удобрений способствовало увеличению вегетационного периода, высоты, массы растений и листовой поверхности, что оказывало влияние на величину урожайности, которая изменялась от 4,8 т/га на варианте без удобрений до 14,6 т/га на варианте 6 с внесением удобрений дозой ^гвРмоКмз- Внесение доз удобрений свыше 400-500 кг/га д. в. не приводит к значительной прибавке урожайности.

6. С увеличением доз удобрений суммарное водопотребление увеличивалось с 6036 до 6511 м3/га, при этом отмечено повышение эффективности использования воды, коэффициент водопотребления снижался с 1193 м3/т на варианте без удобрений до 444 м3/т на варианте 6 с внесением удобрений дозой ЫзгзР^Киз-

7. Результаты исследований позволили установить, что при орошении вегетационный период у всех сортов сорго зернового удлиняется по сравнению с вариантом без орошения. Сорта СП 214 и СП 270, имеющие более высокие показатели массы растений и площади листовой поверхности, имели и более высокую урожайность зерна, которая составила 14,8 и 14,9 т/га соответственно.

8. Анализ показателей экономической оценки позволил установить, что: наиболее целесообразным режимом орошения в данных почвенно-климатических условиях является поддержание влажности почвы в слое 0,6 м не ниже 80 % НВ, где получены наибольший доход 84,58 тыс. руб./га и рента-

бельность 269 %; высокие показатели дохода обеспечивались при способах полива дождевание + борозды - 84,68 тыс. руб./га и внутрипочвенный полив+ дождевание - 83,51 тыс. руб./га при рентабельности, соответственно, 297 и 264 %; экономически более выгодным является применение на орошаемых чернозёмах расчётных доз минеральных удобрений на планируемую урожайность 10-12 т/га, при которых обеспечивается получение дохода на уровне 73-80 тыс. руб./га и рентабельности 235-237 %; высокий доход 87,56 тыс. руб./га и рентабельность 274 % отмечены у сорта СП 270, при урожайности 14,93 т/га.

Рекомендуется:

- поддерживать режим орошения в течение вегетации не ниже 80 % НВ в слое почвы 0,6 м при поливе дождеванием для чего необходимо провести в среднем 5 поливов нормой 420 м3/га или поверхностным способом при сочетании поливов от всходов до 10 листа дождеванием (ДДА-100ВХ), а затем до фазы созревания - по бороздам-щелям. В годы с иссушенной почвой в период посева рекомендуется применять внутрипочвенный полив при посеве с поддержанием влажности почвы не ниже 80 % НВ в слое почвы 0,6 м в течение всего периода вегетации, по технологии ФГБНУ «РосНИИПМ»;

- прогнозирование и оперативную корректировку поливного режима зернового сорго выполнять с использованием установленных биоклиматических коэффициентов;

- вносить расчётную дозу удобрений К2з4РюоКю2 кг/га д.в. и высевать районированный среднеранний сорт Хазине 28 и среднепоздний гибрид СП-270, обеспечивающие получение урожайности зерна сорго 10-14 т/га.

Перспективы дальнейшей разработки темы:

- разработать сортовую агротехнику сорго зернового в условиях орошения (нормы высева, сроки и способы посева);

- установить способы основной подготовки почвы под посевы сорго зернового;

- разработать агротехнические и химические способы борьбы с сорной растительностью при возделывании сорго зернового на орошаемых землях.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ:

1. Балакай, С. Г. Режимы орошения и водопотребление сорго зернового [Электронный ресурс] / С. Г. Балакай, А. Н. Бабичев // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации: электрон, периодич. изд. / Рос. науч.-исслед. ин-т проблем мелиорации. - Электрон, журн. - Новочеркасск: РосНИИПМ, 2012. - № 3(11). - 12 с. — Режим доступа: http://www.rosniipm-sm.ru/archive7rF 188&id=194.

2. Балакай, С. Г. Эффективность режимов орошения сорго зернового на черноземах [Электронный ресурс] / С. Г. Балакай // Научный журнал КубГАУ: политематический сетевой электрон, журн. / Кубанский гос. аграрн. ун-т. -Электрон, журн. - Краснодар: КубГАУ, 2013. - № 92(08). — Режим доступа: http://ej .kubagro .ru/2013/08/pdf/05 .pdf.

3. Балакай, С. Г. Влияние способов полива на урожайность зерна [Электронный ресурс] / С. Г. Балакай, Г. Т. Балакай // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации: электрон, периодич. изд. / Рос. науч.-исслед. ин-т проблем мелиорации. — Электрон, журн. — Новочеркасск: РосНИИПМ, 2013. -№ 4(12). — 13 с. — Режим доступа: http://www.rosniipm-sm.ru.

4. Балакай, С. Г. Отзывчивость сорго зернового на внесение минеральных удобрений [Электронный ресурс] / С. Г. Балакай // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации: электрон, периодич. изд. / Рос. науч.-исслед. ин-т проблем мелиорации. — Электрон, журн. - Новочеркасск: РосНИИПМ, 2013. — № 4(12). -10 с. — Режим доступа: http://www.rosniipm-sm.ru.

в других изданиях:

5. Балакай, С. Г. Сорго — культура больших возможностей [Электронный ресурс] / С. Г. Балакай // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации: электрон, периодич. изд. / Рос. науч.-исслед. ин-т проблем мелиорации. — Электрон, журн. — Новочеркасск: РосНИИПМ, 2012. — № 1(05). - 8 с. - Режим доступа: http://www.rosniipm-sm.ru/archive?n=82&id=89.

6. Балакай, С. Г. Влияние влагообеспеченности на урожайность зернового сорго / С. Г. Балакай // Роль меліорації та водного господарства у забезпеченні сталого розвитку землеробства: матеріали Міжнародної науково-практичної конференції молодих учених, 5 грудня 2012 року / Національна академія аграрних наук України, Інститут водних проблем і меліорації. - Київ, 2012. — С. 10-11.

7. Бабичев, А. Н. Влияние влагообеспеченности на урожайность сорго зернового / А. Н. Бабичев, С. Г. Балакай // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: сб. науч. тр. / ФГБНУ «РосНИИПМ». — Вып. 47. - Новочеркасск: Геликон, 2012. — С. 13-16.

8. Бабичев, А. Н. Особенности роста и развития сорго при различных режимах орошения / А. Н. Бабичев, С. Г. Балакай // Пути повышения эффективно-

сги орошаемого земледелия: сб. науч. тр. / ФГБНУ «РосНИИПМ». - Вып. 47. -

Новочеркасск: Геликон, 2012. - С. 17-21.

9 Бабичев, А. Н. Влияние режима орошения на рост, развитие и урожайность сорго зернового / А. Н. Бабичев, С. Г. Балакай // Пути повыше™ эффективности орошаемого земледелия: сб. науч. тр. / ФГБНУ «РосНИИПМ». -

Вып 49 - Новочеркасск: Геликон, 2012. - С. 4-8.

10 Балакай С. Г. Влияние режима орошения на урожайность сорго зернового / С Г Балакай, А. Н. Бабичев // Мелиорация и водное хозяйство: мат. науч -практ. конф. «Современное состояние и перспективы развития мелиоративного, лесомелиоративного и водохозяйственного к™™^ ^Гря (Шумаковские чтения совместно с заседанием секции РАСХН) 27-28 сентяоря 2012 г., г. Новочеркасск / ФГБОУ ВПО НГМА. - Вып. 10. - Новочеркасск: Лик,

2012.-С. 10-14. „ - « , /

11 Балакай, С. Водопотребление сорго в условиях Ростовской области / С Балакай // Формування конкурентоспроможної економіки: теоретичні, методичні та практичні засади: матеріали II Міжнародної науково-практичної Інтернет-конференції 21-22 березня 2013 р. - Тернопіль: Крок, 2013. - С. 13-15.

12 Балакай, С. Г. Показатели продуктивности сорго зернового при различной влагообеспеченности на орошаемых землях Ростовской области / С Г Балакай // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: ей. науч. тр. / ФГБНУ «РосНИИПМ». - Вып. 50. - Новочеркасск: Геликон, 20Ь. -

С. 24-28.

Подписано к печати 09.11.2013 г. Формат 60><80 1/16

Объем 1.0 п.л _Тираж 100 экз.-Заказ № 862

Отдел оперативной полиграфии ФГБОУ ВПО НГМА 346428, г. Новочеркасск, ул. Пушкинская, 111

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Балакай, Софья Георгиевна, Новочеркасск

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ПРОБЛЕМ МЕЛИОРАЦИИ»

(ФГБНУ «РосНИИПМ»)

04201451192 На правах рукописи

Балакай Софья Георгиевна

РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ И УДОБРЕНИЯ СОРГО ЗЕРНОВОГО НА ОРОШАЕМЫХ ЧЕРНОЗЁМАХ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06.01.02 - Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: канд. с.-х. наук,

Бабичев А. Н.

Новочеркасск 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

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

1 ВОЗДЕЛЫВАНИЕ СОРГО ЗЕРНОВОГО (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)..................8

2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ..............................30

2.1 Характеристика почвенно-климатических условий опытного ^ участка.........................................................................................................

2.2 Схема опытов и методика проведения исследований............................................34

2.3 Методика выполнения НИР............................................................................................................37

3 РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ СОРГО ЗЕРНОВОГО..........................................................................40

3.1 Поливной режим сорго......................................................................................................................41

3.2 Особенности роста и развития сорго зернового........................................................44

3.2.1 Длина вегетационного периода............................................................................................48

3.2.2 Влияние режима орошения на линейный рост растений..............................50

3.2.3 Влияние режима орошения на динамику нарастания листовой поверхности..........................................................................................................................................53

3.2.4 Влияние режима орошения на динамику накопления биомассы ^ растений.........................................................................

3.3 Урожайность сорго................................................................................................................................62

3.4 Водопотребление сорго на зерно............................................................................................66

3.5 Связи водопотребления и урожайности..............................................................................73

3.6 Биоклиматические коэффициенты..........................................................................................77

Выводы по главе 3........................................................................................................................................83

4 СПОСОБЫ ПОЛИВА СОРГО НА ЗЕРНО..............................................................................85

4.1 Особенности поливного режима, роста и развития сорго................................87

4.2 Урожайность и водопотребление............................................................................................93

Выводы по главе 4........................................................................................................................................96

5 ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

СОРГО ЗЕРНОВОГО..................................................................

5.1 Влияние удобрений на рост, развитие и урожайность..............................................97

5.2 Урожайность различных сортов сорго зернового при орошении..............103

Выводы по главе 5........................................................................................................................................109

6 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СОРГО ЗЕРНОВОГО.....

6.1 Экономическая эффективность технологии возделывания

зернового сорго при различных режимах орошения.......

6.2 Экономическая эффективность возделывания сорго

при различных способах полива.................................

6.3 Экономическая эффективность возделывания сорго при

различных дозах минеральных удобрений...................

6.4 Экономическая эффективность возделывания

различных сортов сорго........................................................

Выводы по главе 6........................................................................................................................................115

ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................................................................................116

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................119

ПРИЛОЖЕНИЯ..........................................................................................................................................................139

ПРИЛОЖЕНИЕ А....................................................................................................................................................140

ПРИЛОЖЕНИЕ Б....................................................................................................................................................141

ПРИЛОЖЕНИЕ В....................................................................................................................................................144

ПРИЛОЖЕНИЕ Г....................................................................................................................................................146

ПРИЛОЖЕНИЕ Д....................................................................................................................................................148

ПРИЛОЖЕНИЕ Е....................................................................................................................................................150

ПРИЛОЖЕНИЕ И....................................................................................................................................................151

ПРИЛОЖЕНИЕ К....................................................................................................................................................153

ПРИЛОЖЕНИЕ Л....................................................................................................................................................155

ПРИЛОЖЕНИЕМ..................................................................................................................................................157

ПРИЛОЖЕНИЕ Н....................................................................................................................................................159

ПРИЛОЖЕНИЕ О..................................................................................................................................................162

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Производство зерна в объёмах, достаточных для обеспечения продовольственной безопасности России, является приоритетной задачей агропромышленного комплекса. Одной из перспективных зерновых культур, способной внести весомый вклад в решение этой проблемы является сорго зерновое. Благодаря своим биологическим особенностям культура сорго хорошо приспособлена к условиям засушливого климата, малотребовательна к почвам, сравнительно хорошо переносит засоление, экономно расходует почвенную влагу. Однако, неблагоприятные агроклиматические условия, сложившиеся на огромной территории страны, не позволяют получать высокую и устойчивую урожайность зерна сорго.

Среди учёных и практиков нет единого мнения о целесообразности возделывания сорго зернового на орошаемых землях. Некоторые исследователи считают, что сорго следует выращивать на богарных землях, в тоже время по результатам ряда авторов известно, что сорго положительно отзывается на орошение и способно сформировать при орошении на фоне улучшенного минерального питания урожайность зерна в 2-2,5 раза выше, чем без орошения.

Вместе с тем, ряд вопросов, касающихся возделывания сорго на орошаемых землях, изучены недостаточно, поэтому диссертационные исследования, направленные на разработку режима орошения и удобрения сорго зернового в условиях Ростовской области, являются актуальными и востребованными в сельскохозяйственном производстве.

Степень разработанности темы. До настоящего времени сорго зерновое выращивалось в основном на богарных землях и технология его возделывания в зональных системах земледелия Ростовской области приводится только для богарных условий, что не позволяет повысить урожайность зерна сортов сорго до потенциально возможного уровня. Требуют разработки вопросы выбора режимов орошения и удобрения, способов полива, высокопродуктивных сортов, отзывчивых на орошение. В связи с этим, научно обоснованная технология возде-

лывания сорго зернового на орошаемых землях Ростовской области позволит обеспечить урожайность зерна до 10-12 т/га.

Цель и задачи исследований - совершенствование элементов технологии возделывания сорго зернового на орошаемых чернозёмах Ростовской области.

Программа исследований предусматривает решение следующих задач:

- определить влияние режимов орошения на рост, развитие, урожайность и водопотребление сорго зернового;

- изучить влияние способов полива на рост, развитие и урожайность сорго зернового;

- установить влияние различных доз минеральных удобрений на рост, развитие, урожайность и качество зерна сорго;

- оценить продуктивность различных сортов сорго зернового, отзывчивых на орошение;

- дать оценку экономической эффективности элементов технологии возделывания сорго зернового при орошении на чернозёмах Ростовской области.

Научная новизна - впервые на орошаемых чернозёмах Ростовской области разработан научно обоснованный режим орошения и удобрения сорго зернового, получены зависимости влияния уровня влагообеспеченности на рост, развитие и продуктивность, установлены эмпирические зависимости для оценки влияния режимов орошения сорго на суммарное испарение и урожайность, изучены особенности водопотребления сорго и получены биоклиматические коэффициенты для прогнозирования и корректировки режимов орошения, установлено влияние уровня минерального питания на рост, развитие и продуктивность сорго осуществлён подбор сортов, отзывчивых на орошение, установлено влияние способов полива на рост, развитие, продуктивность и водопотребление сорго зернового, разработан новый способ полива, заключающийся в применении внутрипочвенного полива при посеве сорго в сухую почву по технологии ФГБНУ «РосНИИПМ», позволяющий получать дружные всходы (патенты Яи 2483516 и № 2302094, разработка отмечена золотой медалью ВВЦ).

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в

установлении закономерностей роста, развития и продуктивности зернового сорго в зависимости от режимов орошения, способов полива, уровня минерального питания, установлении особенностей и закономерностей водопотребления и формирования водного режима почвы посевов сорго, получении математических взаимосвязей «суммарное водопотребление-урожайность», «оросительная норма-урожайность», «относительная прибавка урожайности-уровень водообеспеченности», биоклиматических коэффициентов водопотребления для прогнозирования и корректировки режимов орошения и экономическом обосновании технологии возделывания сорго зернового. Внедрение полученных результатов позволяет увеличить урожайность до 1012 т/га зерна и валовое производство сорго зернового в условиях Ростовской области.

Методология и методы исследования основаны на полевых экспериментах по разработке элементов технологии возделывания сорго зернового с использованием общепринятых методик проведения полевых исследований. Теоретико-методологическую основу исследования составили законы научного земледелия и растениеводства, современные научные методы планирования и проведения полевых опытов.

Положения, выносимые на защиту:

- режимы орошения сорго зернового, особенности водопотребления, зависимости урожайности от влагообеспеченности, биоклиматические коэффициенты;

- рациональные способы полива;

- закономерности влияния различных доз минеральных удобрений на рост, развитие, урожайность и качество зерна сорго;

- особенности роста и развития сортов сорго зернового и их отзывчивость на орошение;

- оценка экономической эффективности элементов технологии возделывания сорго зернового при орошении на чернозёмах Ростовской области.

Степень достоверности и апробация результатов исследований подтверждается достаточным объёмом экспериментальных данных, полученных с

применением апробированных и стандартизированных методик, применением общепринятых методов математического анализа результатов опытов и данными производственной проверки.

Основные результаты исследований докладывались, обсуждались и были одобрены на заседаниях: международной научно-практической конференции «Роль мелиорации и водного хозяйства в обеспечении устойчивого развития земледелия» (Киев: Национальная академия аграрных наук Украины, ИВПиМ, 2012); научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития мелиоративного, лесомелиоративного и водохозяйственного комплексов Юга России» (Шумаковские чтения совместно с заседанием секции РАСХН) (г. Новочеркасск, ФГБОУ ВПО НГМА, 27-28 сентября 2012); П-ой международной научно-практической конференции «Формирование конкурентоспособной экономики: теоретические, методические и практические аспекты» (Украина, г. Тернополь, Тернопольский ДСГДС ИКСГП НААН, 2013); на шести научно-практических конференциях ФГБНУ «РосНИИПМ», проводившихся в 2012-2013 годах.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка и внедрение совершенствованной технологии возделывания сорго зернового при орошении в 2013 году прошла в ЗАО «Нива» Весёловского района Ростовской области на площади 22 га с экономическим эффектом 0,39 млн. руб. и ОАО «Аксайская Нива» на площади 42 га с экономическим эффектом 1,5 млн. руб., которая подтвердила возможность получения урожайности на уровне 10 т/га зерна.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объёмы работ. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 170 страницах компьютерного текста, включая текста 118 страниц, 58 таблиц, 28 рисунков. Список литературы включает 202 наименования, в т. ч. 12 иностранных источников.

1 ВОЗДЕЛЫВАНИЕ СОРГО ЗЕРНОВОГО (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

Происхождение и кормовые достоинства сорго. Сорго - одна из древнейших сельскохозяйственных культур. Его родиной считается Африка, а происхождение - Индия и Китай [2, 21, 126, 181].

Сорго занимает в мировом земледелии 70-75 млн. га и находится по посевным площадям на пятом месте после пшеницы, риса, кукурузы и ячменя. Посевы его сосредоточены, главным образом, в Азии (49-50 %) и Африке (3233 %). В Америке они составляют 15 %, а в Австралии и Европе - всего 2-3 %. Наиболее широко распространено сорго зерновое (около 60 млн. га). Остальные хозяйственные группы сорго возделывают в Австралии, на юге Африки, Аргентине, США, некоторых европейских странах [22, 90, 110, 138].

Сорго - ценная пищевая и кормовая культура для районов, в которых пшеница и другие основные зерновые культуры расти не могут, либо дают небольшие урожаи из-за засушливого климата. Сорго, как кормовая культура имеет исключительно важное значение для засушливых районов нашей страны. Обладая высокой засухоустойчивостью и нетребовательностью к почвам, сорго превосходит по урожайности ячмень и даже кукурузу [5, 64, 98 196].

Посевная площадь сорго в России относительно невелика (100-150 тыс. га). При высокой агротехнике получают высокую урожайность зелёной массы сорго и сорго-суданковых гибридов: на богаре - до 49-60 т, при орошении - до 90145 т/га.

Сорго - культура многостороннего использования. Зерно - ценный концентрированный корм для животных всех видов и птицы. Сорго, убранное в фазе молочно-восковой и восковой спелости, используют для приготовления гранулированного корма. Зелёную массу сахарного сорго скармливают животным в свежем виде, а также приготавливают из неё силос, сенаж и сено. В 100 кг зелёной массы содержится 24-26 к. е., силоса - 20-22, сена - 49 к. е. В 100 кг зерна содержится 119 к. е. В зерне накапливается 65-70% крахмала, 11-15 %

протеина, богатого лизином, 3,5-4 % жира. Из стеблей сахарных сортов сорго можно получать сироп с содержанием сахара до 10-15 % [9, 40, 48, 49, 51, 87, 121].

Сорго - весьма перспективная культура для заготовки высококачественного силоса в засушливых южных и юго-восточных районах страны, где по урожаю зелёной массы и сбору переваримого протеина оно превосходит кукурузу. Сорго хорошо отрастает после укоса, листья и стебли растений сохраняют сочность до полной спелости зерна [11, 54, 81, 100, 143].

На юге России широкое изучение сорго было начато в 1880 году, однако должного распространения в практике оно не получило. Активное внедрение сорго в производство относится к концу 40-началу-50-х годов и в настоящее время оно занимает по стране площадь около 500 тыс. га [8, 160].

Биологические особенности и хозяйственные признаки.

Корень у сорго мочковатый, очень сильно развит.

Стебель высотой от 0,5 до 6-7 м. Число стеблей у одного растения может быть от 1 до 5 м.

Листья располагаются на стебле поочередно, число их зависит от сорта и условий выращивания. Раннеспелые сорта имеют от 5 до 9 листьев, среднеспелые - от 10 до 15, позднеспелые - от 16 до 25 и больше [7, 50, 123].

Соцветие - метёлка длиной от 15 до 70 см. Главная ось метёлки бывает прямой и изогнутой (у джугары), а также укороченной (у веничного сорго). От главной оси отходят боковые веточки первого, второго и т. д. порядков. Метёлки имеют разнообразную форму, величину и плотность, что зависит от длины боковых веточек и их расположения относительно главной оси (рисунок 1).

Колоски, как правило, одноцветковые, располагаются вдоль каждой веточки парами. Один колосок - плодущий, обоеполый, сидячий; второй - бесплодный, мужской, на короткой ножке.

1 - сахарное; 2 - зерновое; 3 - веничное

Рисунок 1 - Формы соцветия сорго [123]

На концах веточки сидят три колоска - два мужских, бесплодных, на коротких ножках, и один плодущий, обоеполый. Плодущий колосок состоит из двух колосковых и двух цветковых чешуй, трёх пыльников и пестика с двумя перистыми рыльцами. Бесплодный колосок имеет две колосковые и две цветковые чешуи и три пыльника. У �