Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Сортоизучение и совершенствование возделывания люпина в лесостепи ЦЧР

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Сортоизучение и совершенствование возделывания люпина в лесостепи ЦЧР"

На правах рукописи

Муравьёв Александр Александрович

СОРТОИЗУЧЕНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЛЮПИНА В ЛЕСОСТЕПИ ЦЧР

Специальность: 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 4 НОЯ 2013

Воронеж -2013

005537858

Работа выполнена на кафедре селекции, семеноводства и растениеводства в ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА имени В.Я. Горина» в 2010-2013 гг.

Научный доктор сельскохозяйственных наук, профессор руководитель: кафедры селекции, семеноводства и растениеводства Наумкин Виктор Николаевич, (ФГБОУ ВПО Белгородская ГСХА)

Официальные доктор сельскохозяйственных наук, профессор оппоненты: кафедры растениеводства, кормопроизводства и агротехнологий Столяров Олег Валерьевич (ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ)

доктор сельскохозяйственных наук, доцент кафедры растениеводства Петрова Светлана Николаевна (ФГБОУ ВПО Орловский ГАУ)

Ведущая ГНУ Всероссийский научно-исследовательский организация: институт зернобобовых и крупяных культур РАСХН

Защита диссертации состоится «11» декабря 2013 г. в 10 ч. на заседании диссертационного совета Д 220.010.03 при ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1, ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ, ауд. 268. тел./факс: 8(473)253-86-51; E-mail: biolog20n@rambler.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ, с авторефератом - на сайтах: ВАК Министерства образования и науки РФ - www.val-c2.ed.gov.ru и ВГАУ -http://www.vsau.ru/science/diss/

Автореферат разослан и размещен на сайтах 7 ноября 2013 г.

Ученый секретарь ^т/

диссертационного совета

доктор с.-х. наук С/' Ващенко Татьяна Григорьевна

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Новые высокоурожайные и высокобелковые сорта люпина, созданные ВНИИ люпина, НИ-ИСХ ЦРНЗ и РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, позволяют расширить площади посева этой новой ценной зерновой бобовой культуры в ЦЧР, что особенно важно для решения белковой проблемы в кормопроизводстве и для биологизации современного земледелия. Всестороннее изучение возделывания люпина белого и узколистного в Орловской, Курской областях и в наших полевых опытах, проведенных в Белгородской области, указывает на возможность успешного возделывания его в ЦЧР на зернофураж. При благоприятных условиях урожаи зерна люпина достигают 2,5-3,5 т/га с содержанием белка 30,0-34,0 %. При этом он обогащает почву азотом и повышает урожайность последующих культур. Актуальность возделывания люпина в ЦЧР бесспорна. Однако недостаточная изученность биологии и агротехнологии люпина в ЦЧР препятствует его внедрению в производство.

В связи с этим, несомненно, актуальным является совершенствование агротехнологий люпина путем внедрения современных сортов, применения инокуляции семян в сочетании с микро- и макроудобрениями и регулятором роста.

Цель исследований - сортоизучение видов люпина и совершенствование приёмов технологии возделывания люпина белого на зерно в лесостепи ЦЧР.

Задачи исследований:

1. Выявить влияние ризоторфина, молибдена, кобальта, макроудобрений и регулятора роста (лариксин) на формирование фотосинтетического и симбиотического аппарата растений люпина белого в условиях юго-западной части ЦЧР.

2. Установить особенности формирования урожая и качества зерна люпина белого при использовании инокуляции семян в комплексе с разными видами и сочетаниями микро-, макроудобрений и регулятором роста.

3. Провести сравнительную оценку формирования семенной продуктивности растений новых сортов и сортообразцов люпина

узколистного и белого, чтобы выявить наиболее урожайные из них и пригодные к возделыванию в ЦЧР.

4. Определить экономическую и биоэнергетическую эффективность агроприёмов возделывания люпина белого и узколистного в ЦЧР.

Научная новизна исследований. Впервые для условий юго-западной части ЦЧР проведено изучение новых сортов и сортооб-разцов люпина узколистного и белого, выведенных во ВНИИ люпина, выявлены их реакции на засушливые условия вегетации. Научно доказаны закономерности влияния инокуляции семян люпи-новым ризоторфином, действия макро-, микроудобрений и регулятора роста на фотосинтетическую и симбиотическую активность растений люпина белого, на формирование элементов продуктивности и качество урожая. Определена экономическая и биоэнергетическая эффективность изучаемых агроприёмов.

Практическая значимость работы. В результате сортои-зучения выявлены высокопродуктивные сорта и сортообразцы люпина узколистного и белого, которые могут иметь значение для многовариантного использования в современном земледелии и селекции.

Для высокоинтенсивного сорта люпина белого Деснянский в засушливых условиях при использовании инокуляции семян люпиновым ризоторфином в сочетании с микроэлементами Мо и Со и регулятором роста (лариксин) показана целесообразность применения азотных (N30) удобрений в сочетании с калийными (К60), а также азотных (N30) с фосфорно-калийными (РзоКбо) удобрениями.

Производственная проверка, проведенная в ИП ФКХ «Драпа» Орловской области, подтвердила высокую эффективность возделывания люпина белого с применением макро- и микроудобрений, инокуляции семян и регулятора роста. Урожай зерна увеличился на 0,50 т/га, прибыль - на 6500 руб./га. Общий экономический эффект от внедрения составил 97,5 тыс. руб.

Основные защищаемые положения:

1. Предпосевная обработка семян люпина белого (сорт Деснянский) ризоторфином и регулятором роста, особенно в комплексе с макро- и микроудобрениями, улучшает рост растений,

активизирует их фотосинтетическую и азотфиксирующую деятельность, повышает урожай зерна до 1,91-2,34 т/га и сбор белка - до 670-870 кг/га.

2. В юго-западной части ЦЧР более урожайными и адаптивными являются сорта и сортообразцы люпина узколистного: Витязь, Радужный, СН 59-05, Высокорослый 187-10, СН 107-08, СН 78-07, ФЛУ 65-08, ТамирхБелозёрный 121 в/р, а также сортообразцы люпина белого: Деснянский (Р-2010), СН 206-07, АИФ 5049, СН 816-09 и СН 1022-09).

3. Возделывание лучших сортов и сортообразцов зернокор-мового люпина узколистного и белого обосновано получением высокой прибыли - соответственно от 22,6 до 26,3 тыс.руб./га и от 12,6 до 16,2 тыс.руб./га при уровне рентабельности 186,6-206,9% и 82,2-104,6 % и коэффициенте биоэнергетической эффективности 2,5-2,7 и 2,4-2,7.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на международных научно-практических конференциях в ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА им. В.Я. Горина» (2010-2013 гг.); ГНУ «Белгородский НИИСХ РАСХН» (2012 г.) на заседаниях кафедры селекции, семеноводства и растениеводства, ученом совете агрономического факультета Белгородской ГСХА (2010-2013 гг.).

Публикации. По теме исследований опубликовано 8 научных работ, из них 4 - в изданиях из перечня ВАК.

Личный вклад. Автор диссертационной работы принимал участие в разработке программы и схемы исследований, лично проводил полевые опыты и лабораторные исследования, обработал и обобщил экспериментальные данные, изложил их в диссертации, автореферате и опубликованных статьях. Доля его участия в исследованиях не менее 85%.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 168 странице, состоит из введения, четырех глав, выводов и предложений производству. Содержит 31 таблицу, иллюстрирована 10 рисунками. Список литературы включает 232 наименования, в том числе 40 иностранных авторов. В приложениях к диссертации содержится 43 таблицы, в которых приведены ежегодные результаты исследований.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Научная работа выполнена по плану НИР ФГЪОУ ВПО Бел-ГСХА им. В.Я. Горина.

В засушливые 2010-2013 годы преобладала жаркая погода с большим дефицитом осадков.

Почва опытного участка - чернозем типичный, среднемощ-ный, тяжелосуглинистого гранулометрического состава. Содержание гумуса в пахотном слое - 4,54%, легкогидролизуемого азота по Корнфилду - 137 мг/кг, подвижного фосфора и обменного калия по Чирикову - соответственно 138 и 126 мг/кг почвы, pHKci- 6,7.

Опыт 1. Влияние ризоторфина, микро- и макроудобрений и регулятора роста на продуктивность растений люпина белого (сорт Деснянский).

Опыт 2. Изучение новых сортов и сортообразцов люпина узколистного и белого. Схемы опытов показаны в таблицах.

Аммиачную селитру, двойной суперфосфат и хлористый калий вносили под предпосевную культивацию. Предшественник люпина - ячмень.

Обработку семян люпиновым ризоторфином - 200 г, молиб-датом аммония (Мо) - 150 г, сульфатом кобальта (Со) - 50 г, РРВ (лариксином) - 50 мл на гектарную норму семян проводили в день посева.

Люпин высевали с междурядьями 15 см ручной и зерновой (СН-16) сеялками в оптимальный срок. Норма высева люпина узколистного - 1,3 млн, белого - 1,2 млн семян на гектар. После посева проводили опрыскивание почвы гербицидом гезагард с нормой - 3,0 л/га, расход рабочей жидкости - 250 л/га.

Площадь учетной делянки в микрополевом опыте - 1,0 м2, в полевом опыте -10 м2. Повторность в опытах 4-кратная, размещение делянок систематическое.

Наблюдения, учеты и анализы выполняли по современным общепринятым методикам. Химические анализы выполнены в лаборатории ВНИИ люпина.

Урожай зерна убирали поделяночно однофазно комбайном Сампо-2010. Массу зерна пересчитали на 100% чистоту и 14% влажность. Экономическую эффективность рассчитали по нормативам и расценкам 2010-2012 гг., биоэнергетическую эффективность -

по методике В.В. Коренец и др. (1985), достоверность результатов -методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1985).

3. РАЗВИТИЕ, УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЛЮПИНА БЕЛОГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РИЗОТОРФИНА, МАКРО МИКРОУДОБРЕНИЙ И РРВ

В наших исследованиях высота растений люпина в опыте в вариантах 6, 7 и 8 была больше, чем на контроле, во все фено-фазы, особенно в конце роста (табл. 1).

Таблица 1 - Динамика высоты и воздушно-сухой массы растений люпина белого в зависимости от ризоторфина, РРВ , макро- и микроудобрений (2010-2012 гг.)

Вариант Высота (см) и масса (г одного растения по фазам ) роста

стеблевание ветвление бутонизация цветение образование бобов

1. Фон 0 - контроль 11,0 0,8 18,2 1,6 28,8 2,9 38,9 7,5 48,9 8,7

2. Фон 0 + ризоторфин - фок 1 12.0 0,9 19,2 1,7 30,5 3,1 41,3 8,0 51,0 9,2

3. Фон 0 +Мо + Со + РРВ 13,8 1Д 19,8 1,9 31,3 3,5 42.4 8,0 51,8 9,2

4. Фон 1 + Мо + Со + РРВ 14,2 1Д 21.1 2,1 32,3 3,7 43.5 8,4 52,9 10,0

5. Фон 1 + К60+ Мо + Со + Р№ 15,7 1,2 22,7 2,4 35,0 4,1 46.4 9,0 57,9 10,7

6. Фон1 + РзоКбо+ Мо + Со + РРВ 17,6 1,3 24.2 2,5 35,7 4,3 47.3 9,2 60,2 11,2

7. Фон 1 +М30К60+ Мо + Со + РРВ 17,2 1,2 24,0 2,7 35,6 4,3 47.2 9,9 59,0 11,9

8. Фон1+НзоРзоКбо+Мо+Со +РРВ 17,8 1,3 24,7 2,8 36,4 4,5 48,4 10,0 59,7 12,2

Примечания. РРВ* - рострегулирующее вещество лариксин.

В числителе - высота, в знаменателе - масса растений люпина белого.

Масса растений при применении ризоторфина, микроудобрений, РРВ (вариант 4), особенно при сочетании их с азотно-фосфорным и полным удобрением (вариант 7 и 8), также увеличивалась во все фазы роста. Максимальной (11,9 и 12,2 г/раст.) она была в фазе образования бобов на вариантах 7 и 8.

Площадь листьев наибольшей была в фазе плодообразования люпина. При этом в контроле она составила в среднем 13,2 тыс. м2/га, ризоторфин увеличил ее до 20,6 тыс.м2/га, обработка семян препаратами Мо, Со и РРВ - до 22,7 тыс.м2/га, а при применении их в комплексе с ризоторфином и, особенно, с азотно-фосфорным и полным удобрением она достигла соответственно 24,8; 29,5 и 30,6 тыс. м2/га.

Фотосинтетический потенциал (ФП) наибольшим (729,3 тыс.м хсут./га) был при использовании агрокомплекса ризоторфин+ Мо+Со+РРВ+ЫзоРзоКбо, наименьшим (280,2 тыс.м2хсут./га) - в контроле.

Симбиотический аппарат люпина белого лучше развивался при обработке семян ризоторфином+Мо+Со+лариксин, особенно в комплексе с минеральными удобрениями (табл. 2).

Таблица 2 - Число (шт.) и масса (мг) клубеньков на корнях растения люпина белого в зависимости от ризоторфина, РРВ, макро- и микроудобрений (2010-2012 гг.)

Вариант Фенологическая фаза

стеблевание цветение образование бобов

всего активных всего актив ных всего активных

1. Фон 0 - контроль 2д9 15,4 Ш 15,4 4,9 45,4 4^9 45,4 5,8 50,8 м 35,3

2. Фон 0+инокуляция семян - фон 1 5^2 21,3 5^2 21,3 12. 51,4 22 51,4 ТА 71,9 йЛ 55,0

3. Фон 0+Мо + Со + РРВ 6*2 27,2 62, 27,2 8^3 52,6 8^3 52,6 М 78,8 6£ 56,3

4. Фон 1 + Мо + Со + РРВ М 31,7 М 31,7 10,8 61,6 10,8 61,6 11,5 86,8 м 66,7

5. Фон 1 + К60+ Мо + Со + РРВ 9£ 44,3 9£ 44,3 12,4 100,9 12,4 100,9 14,6 106,5 11,5 90,9

6. Фон1 + РзоК6о+ Мо + Со + РРВ 10,9 53,9 10.9 53,9 14,1 120,3 14,1 120,3 15,9 117,7 13.3 106,3

7. Фон 1 +N30^0+ Мо + Со + РРВ 11.3 54.4 11.3 54.4 15,1 121,0 15,1 121,0 16,2 118,3 13.7 109,8

8. Фон1+^0РзоКбо+ Мо + Со + РРВ 12,4 59,0 12.4 59,0 15,4 125,1 15,4 125,1 16,9 119,9 13.9 109,7

Примечание. В числителе - число клубеньков, в знаменателе - масса клубеньков.

Влияние инокуляции на число и массу клубеньков усиливалось даже в засушливых условиях, особенно на фоне комплексного применения агроприемов. Большее число, в том числе активных клубеньков, отмечено во все фазы, особенно в период плодообразования на вариантах 6, 7 и 8.

Масса клубеньков на корнях по мере вегетации люпина увеличивалась от 21,3-27,2 мг/раст. в фазе розетки листьев до 52,661,6 и 71,9-86 мг/раст. - в фазах цветения и бобообразования. Большая масса клубеньков была на вариантах 6, 7, 8, меньшая -на контроле.

Комплексное применение ризоторфина, Мо, Со, РРВ и удобрений благотворно отразилось на формировании элементов продуктивности растений люпина даже в засушливых условиях. Среднее число бобов при этом увеличилось до 7,6-9,3 шт./раст., масса семян на растениц - до 7,1-10,1 г и масса 1000 семян - до 276-295 г, тогда как в контроле они были наименьшими (4,9 шт., 4,3 г и 239 г). Больше их было на вариантах 6, 7 и 8. Это, естественно, обусловило и различную урожайность люпина (табл. 3).

Таблица 3 - Урожайность зернокормового люпина белого в зависимости от ризоторфина, Мо, Со, РВВ и минеральных удобрений

Вариант Урожайность, т/га

2010 г. 2011 г. 2012 г. 2013 г. средняя

1. Фон 0 — контроль 1,10 1,39 1,75 1,16 1,35

2. Фон 0+ризоторфин — фон 1 1,23 1,64 1,98 1,18 1,51

3. Фон 0+Мо+Со+РРВ 1,32 1,72 1,99 1,24 1,57

4. Фон 1+Мо+Со+РРВ 1,47 1,83 2,12 1,33 1,69

5. Фон 1+К6о+Мо+Со+РРВ 1,52 2,08 2,45 1,59 1,91

6. Фон 1+РзоКво+Мо+Со+РРВ 1,77 2,55 2,36 1,64 2,08

7. Фон 1 +Кз0К60+Мо+Со+РРВ 1,54 2,80 2,67 1,75 2,19

8. Фон 1+К3оРзоКбо+Мо+Со+РРВ 1,70 3,08 2,75 1,85 2,34

НСР05 0,16 0,29 0,13 0,09 -

Ризоторфин увеличил урожай зерна в среднем за 4 года на 0,16 т/га (11,8%). Однако эта прибавка существенной была лишь в 2012 г.

Обработка семян и удобрения заметно увеличивали урожайность люпина, которая варьировала от 1,91 до 2,34 т/га (прибавка

-41,5-73,3%). Микроудобрения и РРВ в большинстве лет обусловили прибавку урожайности, которая в среднем составила 0,22 т/га (16,3%). Ризоторфин с Мо, Со и РРВ (вариант 4) увеличили урожай на 0,34 т/га (25,2%).

Калийное удобрение (Кбо) увеличило среднюю урожайность на 0,22 т/га, фосфорно-калийное (РзоКбо) - на 0,39 т/га, а полное (МзоРзоКбо) - на 0,65 т/га. Довольно эффективным оказался минеральный азот, который в составе полного удобрения (вариант 8) увеличил урожайность люпина (в сравнении с РзоКбо - вариант 6) на 0,26 т/га (12,5%).

Более высокую урожайность (2,34 т/га) получили при комплексном применении ризоторфина, Мо, Со, РРВ, М3оРзоКбо (вариант 8).

Максимальная величина урожая отмечена на вариантах 7 и 8: фон 1 + ИзоК«) + Мо + Со + лариксин - 2,19 т/га и фон 1 + ЫзоРзоКбо + Мо + Со + лариксин - 2,34 т/га.

Белковость семян люпина изменялась по годам и вариантам опыта. В сильно засушливом 2010 г. белка в семенах содержалось 32,0 - 36,5 %, а в засушливые 2011 и 2012 гг. - соответственно 31,8-34,5 и 29,2-34,3%. Белковость увеличивали минеральные, особенно азотные удобрения. В среднем за 3 года больше белка (35,1%) было в семенах люпина, выращенного в варианте 8, а также в вариантах 6 (34,2%) и 7 (34,6%), меньше - в контроле и на неудобренных вариантах (табл. 4). Ризоторфин увеличил белковость семян на 0,7%, микроэлементы и РРВ - на 0,9%, а полное удобрение - на 2,0%.

Улучшение агротехнологии увеличило сборы белка, жира и кормовых единиц с гектара.

Содержание алкалоидов в семенах люпина было небольшим и варьировало по годам и вариантам опыта от 0,080 до 0,156%.

Наибольший сбор кормовых единиц и сырого белка в урожае люпина белого в среднем за 3 года получен в варианте 8 (соответственно 2,76 тыс./га и 870 кг/га). Содержание жира в зерне по вариантам варьировало от 7,0 до 7,9%.

Себестоимость 1 т зерна люпина белого варьировала по вариантам опыта от 7,63 до 10,0 тыс. руб., существенно уменьшаясь при применении ризоторфина, микро-, макроудобрений и РРВ,

несмотря на увеличение производственных затрат с 13,5 до 15,917,9 тыс.руб./га.

Таблица 4 - Содержание белка, жира, алкалоидов в семенах люпина, сбор к. ед., белка и жира в урожае зерна в зависимости от ризоторфина, микро- и макроудобрений (2010-2012 гг.)

Вариант Содержание, % Сбор с 1 га

белка жира алкалоидов тыс. к. ед. белка, кг/га жира, кг/га

1. Фон 0 — контроль 31,0 7,0 0,093 1,55 430 100

2. Фон 0+ризоторфин-фон 1 31,7 7,2 0,095 1,78 510 120

3. Фон 0+Мо+Со+РРВ 32,6 7,3 0,097 1,85 540 130

4. Фон 1+Мо+Со+РРВ 33,1 7,4 0,103 1,99 600 130

5. Фон 1 +К60+Мо+Со+РРВ 33,6 7,5 0,106 2,22 670 150

6. Фон 1+РЗОКбО+Мо+Со+РРВ 34,2 7,6 0,110 2,45 760 170

7. Фон 1+№ОКбО+Мо+Со+РРВ 34,6 7,7 0,118 2,57 800 180

8. Фон 1 +№0Р30К60+Мо+Со+РРВ 35,1 7,9 0,124 2,76 870 200

Наибольшие прибыль (14,9 тыс.руб./га) и уровень рентабельности производства (83,5 %) получены в варианте 8, довольно большими они были и в варианте 7-13,3 тыс.руб./га и 76,7 %. Стоимость прибавки урожая на этих вариантах с избытком окупала затраты на применение ризоторфина, молибдата аммония, сульфата кобальта, лариксина, азотных, фосфорных и калийных удобрений.

Выход обменной энергии с урожаем наибольшим был при комплексном применении ризоторфина, микро-, макроудобрений и РРВ и варьировал от 27,7 (вариант 5) до 33,9 (вариант 8) ГДж/га, что существенно больше, чем на контроле (19,6 ГДж/га). В варианте 8 получен самый большой чистый энергетический доход - 14,7 ГДж/га.

Таким образом, в засушливых условиях вегетации 20102013 гг. лучшим по зерновой продуктивности, экономической и биоэнергетической эффективности оказалось комплексное применение ризоторфина, Мо, Со, регулятора роста и минерального, особенно полного, удобрения.

4. ПРОДУКТИВНОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ НОВЫХ СОРТОВ И СОРТООБРАЗЦОВ ЛЮПИНА УЗКОЛИСТНОГО И БЕЛОГО

В результате изучения видов люпина в менее засушливом 2011 г. период всходы - созревание как узколистного, так и белого люпина был более продолжительным и составил соответственно 92-105 и 108-120 суток. В засушливом 2012 г. растения обоих видов развивались ускоренно, но более скороспелым был люпин узколистный. Период от всходов до созревания урожая его сортов и сортообразцов варьировал от 50 до 66, а у люпина белого - от 68 до 95 суток.

Более скороспелыми (71-72 сут.) оказались сидеральные сорта в сравнении с зернокормовыми (75-85 сут.)

Высота цветущих растений люпина узколистного большей (52,5-65,8 см) была у сортов: Смена, Витязь, Сидерат 38, Брянский сидерат; у сортообразцов: СН 78-07, Тамир х Белозерный 121 в/р, Добрыня 320хд118/94, СН 59-05, Высокорослый 187-10, ФЛУ 6508 и СН 107-08. Менее высокостебельным был сорт Кристалл (81). В фазе цветения люпина белого большую высоту растений (55,7-59,9 см), чем сорт-стандарт Дега (54,6 см), имели сортооб-разцы: СН 1019-09, СН 67-08, СН 72-08, СН 935-09, СН 816-09 и СН 1031-09. Более высокостебельными (60,0-63,2 см) были сор-тообразцы СН 1015-09, АИФ 5049 и Деснянский (Р2010). Меньшая высота была у сортообразцов: СН 61-08 - 44,3 см, СН 74-08 -47,7 см, СН 156-07 - 49,2 см, СН 990-09 - 52,1см, СН 220-07 -52,6 см, СН 61-06-53,3 см.

Воздушно-сухая масса растений люпина узколистного постепенно нарастала и изменялась в зависимости от изучаемого варианта от 0,6-1,9 г в фазе розетки листьев до 25,3-29,2 г/раст. в период образования бобов. Большую массу растений имели сор-тообразцы: ФЛУ 65-08, СН 78-07 - 28,2 г, СН 59-05 - 28,6 г, Добрыня 320хд118/94 - 29,0 г и Брянский 69-10 - 29,2 г.

Масса растений люпина белого (23,4-31,2 г/раст.) была больше, чем узколистного. К фазе образования бобов больше накапливали массу растений сорт Дега - 29,2 г и сортообразцы СН 816-09-30,9 г и Деснянский (Р2010)-31,2г.

Урожайность зерна люпина узколистного сильно зависела от погодных и агротехнических условий (табл. 5).

Таблица 5 - Урожайности и адаптивность сортов и сортообразцов _люпина узколистного__

Сорт, сортообразец Урожайность зерна, т/га Коэффициент адаптивности

2011 г. 2012 г. 2013 г. средняя

Зернокормовое назначение

Кристалл, St 2,08 1,32 1,06 1,49 0,75

Смена 2,45 1,54 1,15 1,71 0,86

Радужный 2,42 2,06 1,85 2,11 1,07

Витязь 2,40 2,32 2,04 2,25 1,16

ФЛУ 65-08 2,67 2,30 2,02 2,33 1,18

СН 106-08 1,82 2,24 2,01 2,02 1,03

СН 107-08 2,40 2,19 1,91 2,17 1,10

СН 73-09 2,02 1,87 1,79 1,89 0,96

Рад 87-05 1,85 1,80 1,60 1,75 0,89

СН 78-07 2,73 2,20 1,99 2,31 1,17

Белозерный 110 х Ащадный 1,74 2,21 2,01 1,99 1,02

Брянский 67-10 2,11 1,97 1,63 1,90 0,96

Брянский 69-10 2,34 1,90 1,42 1,87 0,94

СН 59-05 2,53 2,05 1,89 2,16 1,09

Высокорослый 140-10 1,90 1,87 1,33 1,70 0,86

Высокорослый 187-10 2,26 2,03 1,87 2,05 1,09

ТамирхБелозерный 121,в/р 2,69 2,33 2,14 2,39 1,21

Вектор 1,42 1,63 1,17 1,41 0,71

В среднем по сортам 2,21 1,99 1,71 1,97 1,00

НСР05 0,17 0,27 0,06 - -

Сиде{: >аты

Сидерат 38, St 2,47 2,56 2,27 2,43 0,98

Брянский сидерат 2,71 2,50 2,30 2,50 1,01

Добрыня 320 хд118/94 3,08 2,36 2,18 2,54 1,01

В среднем по сортам 2,75 2,47 2,25 2,49 1,00

НСР05 0,16 0,14 0,05 - -

В 2011 г. существенно более урожайными (на величину НСР05 = 0,17 т/га), чем стандарт, оказались: Смена, Радужный, Витязь и ТамирхБелозерный 121 в/р, ФЛУ 65-08, СН 59-05, СН 10708, Брянский 69-10 и Высокорослый 187-10. На уровне стандарта

(от 1,91 до 2,25 т/га) оказались: СН 73-09 и Брянский 67-10. Остальные сортообразцы уступили стандарту, то есть их урожайность была менее 1,91 т/га.

В 2012-2013 гг. и в среднем за 3 года все изучаемые сортообразцы зернокормового узколистного люпина оказались более высокоурожайными (от 1,33 до 2,14 т/га), чем стандарт (сорт Кристалл - 1,49 т/га).

Более высокоурожайны были сортообразцы: Тамир х Белозерный 121 в/р, ФЛУ 65-08, СН 78-07, СН 59-05, Высокорослый 187-10 и СН 107-08.

Среди узколистного сидерального люпина более высокий урожай зерна формировал сортообразец Добрыня 320 хд 118/94.

Люпин белый, так же как и узколистный, более урожайным был в 2011 г., малоурожайным - в 2013 г. (табл. 6).

Достоверно больший урожай зерна в 2011 г. (больше сорта Дега, 81 на величину НСР = 0,18 т/га) обеспечили сортообразцы СН 816-09 и Деснянский (Р2010). На уровне стандарта (от 2,41 до 2,77 т/га) оказались: АИФ 5049, СН 206-07, СН 67-08. Остальные сортообразцы существенно уступили стандарту.

В 2012 г. более урожайными, чем сорт Дега (1,75 + НСР = 0,17 т/га), были: СН 990-09, АИФ 5049, СН 74-08, СН 816-09, СН 206-07, СН 61-08 и СН 1022-09. Урожайность остальных сор-тообразцов была на уровне или ниже стандарта.

В 2013 г. урожайнее стандарта (1,55+0,12 т/га) оказались: СН 816-09, СН 990-09, АИФ 5049, СН 156-07, СН 206-07, Деснянский (Р2010), СН 67-08, СН 1022-09, СН 61-08. Менее урожайными были: СН 1014-09, СН 1015-09, СН 1019-09, СН 61-06, СН 220-07, СН 935-09, СН 1031-09; остальные - на уровне стандарта (1,55 ± 0,12 т/га).

В целом за 3 года более урожайными были сортообразцы: Деснянский (Р2010), СН 206-07, АИФ 5049, СН 816-09 и СН 1022-09. Однако только один сортообразец - СН 816-09 - во все годы изучения превысил стандарт по урожайности, шесть (СН 990-09, АИФ 5049, СН 206-07, Деснянский (Р2010), СН 102209, СН 61-08) - были более урожайными в течение двух лет, причем пять из них показали высокую урожайность в засушливые годы.

Таблица 6 - Урожайность и адаптивность сортов и сортообразцов люпина белого

Сорт, сортообразец Урожайность зерна, т/га Коэффициент адаптивности

2011 г. 2012 г. 2013 г. средняя

Дега, 81 2,59 1,75 1,55 1,96 1,08

СН 816-09 2,91 2,09 2,34 2,45 1,35

СН 990-09 2,36 1,95 1,91 2,07 1,15

АИФ 5049 2,62 2,00 2,29 2,30 1,28

СН 156-07 2,39 1,79 1,85 2,01 1,11

СН 206-07 2,48 2,10 2,04 2,21 1,21

СН 1014-09 1,29 1,25 1,29 1,28 0,70

Деснянский (Р-2010) 2,78 1,67 2,47 2,31 1,28

СН 67-08 2,63 1,73 2,14 2,17 1,20

СН 1022-09 2,23 2,82 2,53 2,53 1,39

СН 61-08 2,08 2,15 1,89 2,04 1,12

СН 74-08 1,70 2,04 1,57 1,77 0,97

СН 72-08 2,30 1,52 1,60 1,81 0,99

СН4-08 2.31 1,41 1,48 1,73 0,95

СН 1015-09 1,30 1,28 1,31 1,30 0,72

СН 1019-09 2,01 1,29 1,25 1,52 0,83

СН 61-06 1,38 1,23 1,37 1,33 0,73

СН 220-07 1,16 1,17 1,09 1,14 0,63

СН 935-09 1,32 1,23 0,91 1,15 0,63

СН 1031-09 1,07 1,28 1,09 1,15 0,63

В среднем по сортам 2,05 1,69 1,70 1,81 1,00

НСР05 0,18 0,17 0,12 - -

Оценку адаптивности изучаемых образцов кормового люпина провели по методике Мироновского НИИ селекции пшеницы (1994).

Сорта и сортообразцы люпина узколистного, обеспечившие более высокую урожайность зерна, имели и более высокий коэффициент адаптивности (1,10-1,21), чем стандартные сорта Кристалл - 0,75 и Сидерат 38 - 0,98.

У люпина белого коэффициент адаптивности больше, чем у сорта Дега, 81:, оказался у сортобразцов: СН 1022-09, АИФ 5049, Деснянский (Р2010), СН 990-09, СН 67-08, СН 206-07 и СН 816-

09, у остальных этот коэффициент был близким или ниже стандарта.

Содержание белка в семенах зернокормового люпина узколистного варьировало от 32,1 до 35,6%, сидерального люпина - от 34,9 до 35,7%. Бежа больше, чем у кормового сорта Кристалл, St (33,6 %), было у сортообразца СН 107-08 (35,6 %), а сорт Брянский сидерат содержал белка 35,7 %, на 0,4% больше стандарта.

Содержание жира в семенах сортов и сортообразцов люпина узколистного было небольшим - от 3,0 до 3,9 %, и оно слабо варьировало по годам и сортам.

Алкалоидность кормового люпина узколистного была незначительной - от 0,042 до 0,106%.

Сбор белка в урожае зерна люпина узколистного большим был у сортов: Смена, Радужный и Витязь (от 660 до 810 кг/га). Максимальным (870 кг/га) он оказался у сортообразца СН78-07.

Содержание белка в зерне люпина белого (33,6-38,4 %) было большим, чем у узколистного. Сбор белка люпина белого как и урожай зерна зависел от условий года и варьировал в среднем за годы исследований от 400 до 920 кг/га. Лучшие показатели получены у сортообразцов СН 1022-09 - 920, СН 816-09 - 850 и АИФ 5049- 820 кг/га.

Содержание алкалоидов в зерне кормового люпина белого варьировало от 0,090 до 0,203%, а зерно сортообразца СН 103109 содержало алкалоидов 1,220%, что характерно для сидераль-ных сортов.

Экономическая эффективность зернокормового люпина узколистного лучшей была у сортов: Смена, Радужный и Витязь. Себестоимость их зерна была низкой: 5298; 5404 и 5935 руб./т, а прибыль - высокой: соответственно 19 065; 22 596 и 24 702 руб./га, тогда как у сорта Кристалл (St) себестоимость составляла 6864 руб./т, а прибыль - лишь 14 386 руб./га. Большая себестоимость и малая прибыль отмечены у сорта Вектор - 7626 и 11 499 руб./га.

Среди сортообразцов люпина узколистного более эффективными оказались: ТамирхБелозерный 121 в/р, ФЛУ 65-08 и СН 78-07. Себестоимость их семян была ниже (5066; 5127 и 5148 руб./т), а прибыль и уровень рентабельности производства-более высокие (от 25 727 до 26 309 руб./га и от 202,3 до 206,9 %).

Экономическая эффективность люпина белого в засушливых условиях была меньше, чем узколистного.

Лучшую прибыль и уровень рентабельности обеспечили сортообразцы СН 990-09, СН 67-08, Деснянский (Р2010), СН 20607, АИФ 5049, СН 816-09 и, особенно, СН 1022-09.

Больший выход обменной энергии с урожаем зернокормо-вого люпина узколистного (больше сорта Кристалл, 51 -(24,7 ГДж/га) отмечен у сортов Радужный - 32,5 ГДж/га, Витязь -34,8 ГДж/га и у сортообразцов: Высокорослый 187-10 - 33,4 ГДж/га, СН 59-05 - 33,2 ГДж/га, СН 107-08 - 33,4 ГДж/га, СН 7807 - 35,8 ГДж/га, ФЛУ 65-08 - 36,0 ГДж/га и Тамир х Белозерный 121 в/р-36,4 ГДж/га.

Коэффициент биоэнергетической эффективности был высоким - от 2,4 до 2,7.

Сортообразцы люпина белого: Деснянский (Р-2010), СН 206-07, АИФ 50-49, СН 816-09 и СН 1022-09 имели больший выход обменной энергии с урожаем (32,3-36,7 ГДж/га), больший прирост общей энергии (18,9-23,2 ГДж/га) и высокий коэффициент биоэнергетической эффективности (2,4-2,7).

ВЫВОДЫ

Исследования комплекса приемов возделывания и сортои-зучения видов люпина, проведенные в 2010-2013 гг. в ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА им. В .Я. Горина», позволяют сделать следующие общие выводы:

1. Эффективность инокуляции семян люпина белого (сорт Деснянский) ризоторфином усиливается, если ее проводить в сочетании с обработкой молибдатом аммония (Мо), сульфатом кобальта (Со) и регулятором роста (РРВ) лариксин, особенно на фоне полного (ЪГзоРзоКбо) удобрения. При этом среднее число (16,9 шт.) и масса (119,9 мг) азотфиксирующих корневых клубеньков на растении значительно увеличивались в сравнении с контролем (5,8 шт. и 50,8 мг) и с одной лишь инокуляцией семян (7,6 шт. и 71,9 мг). На фонах же без азотного (РзоКбо), фосфорного (М30К60) или без азотно-фосфорного (Кб0) удобрений число и масса клубеньков на корнях люпина были несколько меньшими (со-

ответственно 15,9 шт. и 117,7 мг; 16,2 шт. и 118,3 мг; 14,6 шт. и 106,5 мг).

2. Улучшение питательного режима растений в целом при комплексной обработке семян (ризоторфин + Мо + Со + РРВ) и полном удобрении (МзоРзоКбо) позитивно влияло на вегетативный рост, увеличивало высоту и воздушно-сухую массу каждого растения в среднем на 10,8 см и 3,5 г по отношению к контролю, где они составляли 48,9 см и 8,7 г. Отдельные же элементы этого аг-рокомплекса тоже положительно, хотя и в меньшей степени, влияли на растения.

3. Площадь ассимиляционной поверхности в расчете на 1 га и фотосинтетический потенциал посева достигали максимума к фазе плодообразования. Наибольшими (30,6 тыс. м2 и 729,3 тыс. м2 х сут./га ) они были при комплексной обработке семян (ризоторфин + Мо + Со + РРВ) и полном удобрении (М30РзоКбо)-

4. Агрокомплекс (ризоторфин + Мо + Со + РРВ + К30РзоК^0), улучшив рост растений, обусловил и лучшее формирование элементов продуктивности (число бобов и масса семян на растении составили 9,3 шт., 10,1 г, масса 1000 семян - 295 г, а на контроле - соответственно 4,9 шт., 4,3 г и 239 г.

5. Урожайность зернокормового люпина белого увеличивалась по мере нарастания комплекса применяемых агроприемов во все, в том числе засушливые, годы. Наименьшей (1,16 т/га) она была на контрольном варианте. Одна лишь инокуляция семян ризоторфином повысила урожайность до 1,18 т/га, обработка их Мо+Со+РРВ (без инокуляции) - до 1,24 т/га, а использование ри-зоторфина, Мо, Со и РРВ - до 1,33 т/га. Комплексная обработка семян совместно с калийным (Кб0), фосфорно-калийным (РзоК60) и азотно-калийным (К30Кбо) удобрением обусловила повышение урожайности люпина до 1,59; 1,64 и 1,75 т/га, а полное удобрение совместно с комплексной обработкой семян обеспечила наибольшую (1,85 т/га) урожайность.

6. Содержание белка и жира в зерне люпина белого увеличивалось по мере нарастания агрокомплекса. Меньшим (31,0 и 7,0%) оно было в контроле, большим (35,1 и 7,9%) - при комплексной обработке семян и полном удобрении.

Сбор белка и жира в расчете на 1 га посева был пропорционален урожайности и содержанию их в зерне люпина. Наибольший сбор этих веществ (870 кг/га и 200 кг/га) был при комплексной обработке семян и использовании полного удобрения, наименьший (430 кг/га и 100 кг/га) - в контроле.

7. Прибыль и рентабельность возделывания люпина белого увеличиваются (с 5,4 тыс. руб. и 40,0 % до 14,9 тыс. руб. и 83,5%) по мере нарастания агрокомплекса от абсолютного контроля до применения полного комплекта препаратов и удобрений. Увеличивающиеся при этом затраты с избытком компенсируются стоимостью прибавки урожая, в связи с чем себестоимость 1 т полученного зерна снижается с 10,0 тыс.руб. в контроле до 7,6 тыс. руб.

8. В результате 3-летнего сортоизучения выделены следующие лучшие сорта и сортообразцы люпина узколистного: Витязь, Радужный, Смена, СН 78-07, ФЛУ 65-08, СН 59-05, СН 107-08, Высокорослый 187-10, ТамирхБелозерный 121 в/р, а также перспективные сортообразцы люпина белого - СН 816-09, СН 1022-09, Деснянский (Р2010), СН 206-07, АИФ 50-49, которые оказались более высокоурожайными (от 2,05 до 2,39 т/га зерна люпина узколистного, и от 2,21 до 2,53 т/га люпина белого). Эти сорта и сортообразцы были более пластичными (коэффициент адаптивности - от 1,07 до 1,39).

9. Содержание сырого белка (33,6-38,4%) и жира (6,9-8,2%) в семенах было большим у сортообразцов люпина белого при малой их алкалоидности (от 0,105 до 0,178 %), за исключением сортообразца СН 1031-09, алкалоидность которого (1,220 %) характерна для сидерального сорта. Зернокормовые сорта и сортообразцы люпина узколистного содержали в семенах меньше белка (32,1-35,6 %) и жира (3,0-3,9 %) и были менее алкалоидными (от 0,042 до 0,108%). Алкалоидность сидерального узколистного люпина была 0,862-1,003%.

10. Возделывание зернокормового люпина даже в засушливых условиях обеспечивает высокую окупаемость материальных и энергетических затрат у сортов и сортобразцов как люпина узколистного (Смена, Радужный и Витязь, СН 59-05, СН 107-08, Высокорослый 187-10, СН 78-07, ФЛУ 65-08 и Тамир х Белозерный

121 в/р), так и белого (Деснянский - Р2010, СН 206-07, АИФ 5049, СН 816-09 и СН 1022-09). Прибыль и уровень рентабельности производства их семян составили соответственно 19,1-26,3 тыс. руб./га, 160,6-206,9 % и 12,6-16,2 тыс.руб./га, 82,2-104,6 %, а биоэнергетический коэффициент у лучших сортов и образцов люпина узколистного и белого изменялся от 2,4 до 2,7.

Прибыль и уровень рентабельности возделывания сидераль-ных сортов и сортообразцов люпина узколистного оказались более высокими (22,3-23,9 тыс.руб./га и 191,6-204,8 %) за счет большей урожайности.

11. В Белгородской, Орловской и других областях лесостепной зоны ЦЧР вполне возможно и целесообразно возделывать зернокормовые сорта люпина белого (Деснянский, Дега) и узколистного (Смена, Радужный и Витязь), используя комплекс экономически высокоэффективных и экологически менее напряженных агроприемов для интенсификации производства высокобелкового зерна.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В лесостепи Центрального Черноземья вполне возможно и целесообразно возделывать допущенные к использованию в РФ кормовые сорта люпина, применяя комплекс общепринятых и рекомендованных нами агроприемов.

2. В юго-западной части ЦЧР для увеличения урожайности, уменьшения дефицита растительного белка, повышения экономической и энергетической эффективности производства, возможно, использовать современные адаптивные высокопродуктивные сорта люпина узколистного (Витязь, Смена, Радужный) и белого (Деснянский и Дега).

3. При возделывании люпина белого в лесостепных условиях на чернозёмных почвах для получения высокого урожая зерна (1,91-2,34 т/га) с содержанием белка не менее 30% и жира - до 7% необходимо наряду с традиционной предпосевной инокуляцией семян люпиновым ризоторфином (200 г на гектарную норму семян) обрабатывать их микроудобрениями Мо и Со (молибдат аммония - 150 г/га, сульфат кобальта - 50 г/га), регулятором рос-

та (лариксин - 50 мл/га) и вносить в почву полное минеральное удобрение (до К30РзоКбо)-

4. В селекционные программы в качестве ценных источников семенной продуктивности целесообразно включить лучшие сорто-образцы люпина узколистного (СН 59-05, СН 107-08 , Высокорослый 187-10, СН 78-07, ФЛУ 65-08 и Тамир х Белозерный 121 в/р) и люпина белого (Деснянский Р-2010, СН 206-07, АИФ 5049, СН 816 - 09 и СН 1022-09).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендуемых ВАК РФ

1. Продуктивность люпина белого в зависимости от инокуляции семян и дозы минеральных удобрений [Текст] / В.Н. Наумкин, О.Д. Мещеряков, A.A. Муравьёв, А.И. Артюхов, М.И. Лукашевич // Кормопроизводство. - 2012. -№ 3. - С. 17-19.

2. Продуктивность люпина белого при использовании инокуляции семян, минеральных удобрений и регулятора роста [Текст] /

A.A. Муравьёв, В.Н. Наумкин, Л.А. Наумкина, А.И. Артюхов, М.И. Лукашевич // Кормопроизводство. - 2012. - №8. - С. 23-24.

3. Совершенствование технологии возделывания люпина белого в засушливых условиях лесостепи ЦентральноЧернозёмного региона [Текст] / A.A. Муравьёв, В.Н. Наумкин, Л.А. Наумкина // Аграрная наука. - 2013. - № 4. - С. 12-14.

4. Продуктивность образцов люпина узколистного и белого в лесостепи Центрально-Чернозёмного региона [Текст] /

B.Н. Наумкин, Л.А. Наумкина, A.A. Муравьёв, А.И. Артюхов, М.И. Лукашевич, П.А. Агеева // Кормопроизводство. - 2013. -№6.-С. 20-23.

В аналитических сборниках и материалах конференции

5. Муравьёв, A.A. Производство зерна люпина в условиях Белгородской области / A.A. Муравьёв, C.B. Самусев [Текст] // Материалы международной студенческой конференции. - Белгород: БелГСХА, 2009. - С. 20.

6. Перспективы возделывания люпина белого в засушливых условиях Белгородской области [Текст] / A.A. Муравьёв, В.Н. Наумкин, JI.A. Наумкина, А.И. Артюхов, М.И. Лукашевич // Биологизация адаптивно-ландшафтной системы земледелия - основа повышения плодородия почвы, роста продуктивности сельскохозяйственных культур и сохранения окружающей среды: материалы Всероссийской научно-практической конференции Белгородского НИИСХ Россельхозакадемии. - Т. 1. - Белгород: Отчий край, 2012.-С. 182-191.

7. Урожайность люпина белого в зависимости от минеральных удобрений, инокуляции семян и регулятора роста [Текст] / A.A. Муравьев, О.Ю. Куренская, A.A. Молчанова, В.Н. Наумкин, Л.А. Наумкина // Инновационные пути развития АПК на современном этапе: материалы 16 Международной научно-производственной конференции. - Белгород: БелГСХА, 2012. - С. 35.

8. Муравьёв, A.A. Урожайность новых сортов люпина узколистного и белого в условиях лесостепи ЦЧР [Текст] / A.A. Муравьёв, О.Ю. Куренская, В. Н. Наумкин, Л.А. Наумкина // Материалы XVII международной научно-производственной конференции. - Белгород: БелГСХА, 2013. - С. 23.

Подписано в печать 6.11.2013. Формат 60x84 Vie Бумага кн.-журн. Печать офсетная. П.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 8722.

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» Типография ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Муравьёв, Александр Александрович, Воронеж

На правах рукописи

МУРАВЬЕВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ

04201452767 СОРТОИЗУЧЕНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЛЮПИНА В ЛЕСОСТЕПИ ЦЧР

Специальность: 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор В.Н. Наумкин

Воронеж - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

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

1. РОЛЬ СОРТА, МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА РОСТ, РАЗВИТИЕ, ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЛЮПИНА (обзор литературы)....................... 10

1.1. Особенности роста и развития видов люпина, морфотипы, отношение к экологическим факторам среды..................................... 10

1.2. Влияние ризоторфина и минеральных удобрений на рост, развитие и продуктивность люпина.............................................. 14

1.3. Применение микроэлементов и регуляторов роста на люпине.... 25

2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.............................................................................. 31

2.1. Краткая характеристика почвенно-климатических условий Белгородской области..................................................................... 31

2.2. Характеристика метеорологических условий в годы проведения исследований................................................................ 33

2.3. Место проведения, программа и методика исследований........... 36

3. РОСТ, УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЛЮПИНА БЕЛОГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ ИНОКУЛЯЦИИ, МАКРО - И МИКРОУДОБРЕНИЙ, И РЕГУЛЯТОРА РОСТА.......................... 43

3.1. Динамика высоты и накопления массы воздушно-сухого вещества растениями в зависимости от инокуляции, удобрений и регулятора роста............................................................................. 44

3.2. Формирование и функционирование симбиотического аппарата люпина белого сорта Деснянский.................................... 49

3.3. Площадь листового аппарата и фотосинтетический потенциал агроценоза люпина белого сорта Деснянский.............................. 54

3.4. Урожайность, элементы структуры урожая и качество зерна люпина белого сорта Деснянский............................................ 58

3.5. Экономическая и биоэнергетическая эффективность аг-роприёмов возделывания люпина белого....................................... 68

4. ПРОДУКТИВНОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ , НОВЫХ СОРТОВ И СОРТООБРАЗЦОВ ЛЮПИНА УЗКОЛИСТНОГО И БЕЛОГО.................................................................. 72

4.1. Особенности роста и развития сортов и сортообразцов люпина узколистного и белого..................................................................................... 73

4.2. Динамика высоты и накопления воздушно-сухой массы растений люпина узколистного и белого............................................. 75

«г

4.3. Урожайность, элементы ее структуры и адаптивность сортов и сортообразцов люпина узколистного и белого....................................................................85

4.4. Содержание и сбор белка и жира в зерне сортов и сортообразцов кормового люпина..................................................................................................................................96

4.5. Экономическая и биоэнергетическая эффективность производства зерна кормового люпина..............................................................................................................100

ВЫВОДЫ................................................................................................................................................................108

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ..............................................................................................111

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..............................................................112

ПРИЛОЖЕНИЯ................................................................................................................................................137

ВВЕДЕНИЕ

Обоснование темы исследований. Одной из актуальных проблем сельскохозяйственного производства во всех странах мира является увеличение производства растительного белка, основным источником которого являются зерновые бобовые культуры, ареалы, возделывания которых различаются в зависимости от агроэкологических условий, уровня потребления растительных белков и социальных проблем [50, 51, 196, 218].

Страны Европейского Союза являются крупнейшими импортерами продукции зернобобовых культур, которые используются в основном на корм животных. Как правило, в развивающихся странах увеличение производства растительного протеина необходимо, прежде всего, для покрытия потребностей в пищевом белке, а в индустриально развитых странах - для обеспечения высококачественным кормовым белком быстро развивающегося животноводства [12, 26, 77,147, 169].

Высокая биологическая ценность - очень важная особенность белков зерновых бобовых культур. Исследования, проведенные ГНУ ВНИИЗБК показывают, что в них присутствуют все незаменимые аминокислоты, причем в количествах, достаточных для сбалансированного питания. При возделывании в условиях Нечерноземной зоны первое место по сумме восьми незаменимых аминокислот (треонин, валин, метионин, изолейцин, лейцин, фенила-ланин, лизин и триптофан) занимает горох, люпин, соя, яровая вика, кормовые бобы [52].

По результатам многолетних исследований ГНУ ВНИИЗБК нельзя не считаться со значением зернобобовых культур как фактора биологической интенсификации растениеводства [52]. Симбиотический азот зерновых бобовых культур оказывает положительное влияние на гумус почвы [6, 100, 109, 113, 132].

Организация высокоинтенсивного кормопроизводства и решение белковой проблемы практически невозможны без повсеместного и эффективно-

го возделывания бобовых культур на больших площадях в конкретных условиях региона. Сложившиеся экономические условия, а также сложившиеся условия в стране диктуют необходимость широкого возделывания данных культур [64, 153, 171].

Ранее проведенными исследованиями было установлено, что культура люпина белого в Орловской, Тамбовской, Белгородской и других областях Центрально-Чернозёмного региона вполне возможна и целесообразна [25, 102, 103]. В ЦЧР в 2012 г. допущены к исследованиям семь сортов люпина белого, шесть - узколистного и три сорта желтого. Основные приемы возделывания люпина изучены и применяются на практике. Тем не менее, в агро-технологии производства зернокормового люпина появляются резервы для ее совершенствования, в связи с созданием новых сортов сортообразцов, препаратов и др. Возникшая необходимость дальнейшего изучения рациональных путей использования этих резервов для внедрения в сельскохозяйственное производство послужила основой при выборе темы наших исследований.

Актуальность исследований. Среди традиционных для России зернобобовых культур, таких как горох, вика, чечевица, однолетние виды люпина (Lupinus luteus, L. angustifolius, L. albus) следует рассматривать как относительно «новые» культуры кормового и пищевого использования [155,158].

В условиях биологизации земледелия новые сорта люпина, созданные Всероссийским НИИ люпина, НИИСХ ЦРНЗ и РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, позволяют существенно увеличить площади посева этой ценной культуры, и получать довольно хорошие урожаи зерна на территории Центрально-Черноземного региона России. Всестороннее изучение возделывания люпина белого и узколистного в Брянской, Орловской, Курской областях, в наших полевых опытах, проведенных на черноземе типичном Белгородской области, указывает на возможность в ближайшее время успешно возделывать его на зернофураж. Получать при благоприятных условиях высокие урожаи зерна - 2,5-3,5 т/га с содержанием белка 30,0-34,0 %, особен-

но на проблемных по окультуриванию и плодородию почвах, на которых экономически неоправданно возделывать горох и сою.

Расширению площадей посева люпина в Центрально - Чернозёмном регионе и получению высококачественного сбалансированного кормового белка препятствует недостаток информации о биологических особенностях культуры и пока еще слабая изученность экономически целесообразных агротехнических приёмов возделывания в конкретных почвенно-клима-тических условиях региона. Актуальность изучения внедрения белого люпина в производство ЦЧР бесспорна. Широкое внедрение кормового люпина в сельскохозяйственных предприятиях региона может быть осуществлено только после всестороннего изучения и совершенствования агротехнологии люпина, и прежде всего на основе использования новых высокопродуктивных сортов, инокуляции семян в сочетании с микроэлементами и регуляторами роста, и рационального применения минеральных удобрений.

Следует отметить, что эти вопросы, то есть влияние инокуляции семян штаммом Rhizobium lupine 367а в комплексе с обработкой их микроэлементами (молибден и кобальт) и регулятором роста лариксином в сочетании с использованием минеральных удобрений на урожайность и качество семян люпина белого в условиях Центрально-Черноземного региона изучено не достаточно хорошо. Поэтому мы посвятили свои исследования решению этой современной и весьма актуальной задачи, что будет способствовать увеличению производства растительного белка и воспроизводству плодородия почвы.

Цель исследований - сортоизучение видов люпина и совершенствование приёмов технологии возделывания белого люпина на зерно в лесостепи ЦЧР.

Задачи исследований:

1. Выявить влияние ризоторфина, молибдена, кобальта, макроудобрений и регулятора роста (лариксин) на формирование фотосинтетического и

симбиотического аппарата растений люпина белого в условиях юго-западной части ЦЧР.

2. Установить особенности формирования урожая и качества зерна люпина белого при использовании инокуляции семян в комплексе с разными видами и сочетаниями микро-, макроудобрений и регулятором роста.

3. Провести сравнительную оценку формирования растений и семенной продуктивности новых сортов и сортообразцов люпина узколистного и белого, чтобы выявить наиболее урожайные из них и пригодные к возделыванию в ЦЧР.

4. Определить экономическую и биоэнергетическую эффективность основных агроприёмов возделывания люпина белого и узколистного в ЦЧР.

Научная новизна исследований. Впервые в условиях юго-западной части ЦЧР изучены новые сорта и сортообразцы люпина узколистного и белого, выведенных во ВНИИ люпина, выявлены их реакции на засушливые условия вегетации. Вскрыты закономерности влияния инокуляции семян люпиновым ризоторфином, действие видов минеральных удобрений, микроэлементов, регулятора роста на развитие и симбиотическую активность растений люпина белого, на формирование элементов продуктивности и качество урожая. Определена экономическая и биоэнергетическая эффективность изучаемых агроприёмов.

Практическая значимость работы. В результате сортоизучения выявлены высокопродуктивные сорта и сортообразцы люпина узколистного и белого, которые могут иметь значение для современного адаптивного земледелия и селекции.

Для высокоинтенсивного сорта люпина белого Деснянский в засушливых условиях при использовании инокуляции семян люпиновым ризоторфином в сочетании с микроэлементами молибденом и кобальтом и регулятором роста лариксином показана целесообразность применения азотных (N30) удобрений в сочетании с калийными (Кбо), а также азотных (N30) с фосфорно-калийными (РзоК6о) удобрениями.

Производственная проверка, проведенная в ИП КФХ «Драпа» (Орловская область) подтвердила эффективность внесения под люпин белый удобрений N30P30K60 совместно с инокуляцией семян, микроэлементами и регулятором роста. Прибавка урожая зерна составила 0,50 т/га, прибыль - 6500 руб./га. Общий экономический эффект от внедрения составил 97,5 тыс. руб.

Основные защищаемые положения:

1. Предпосевная обработка семян люпина белого (сорт Деснянский) ризоторфином и регулятором роста, особенно в комплексе с макро- и микроудобрениями улучшает рост растений, активизирует их фотосинтетическую и азотфиксирующую деятельность, повышает урожай зерна до 1,91-2,34 т/га и сбор белка - до 670-870 кг/га.

2. В юго-западной части ЦЧР более урожайными и адаптивными являются сорта и сортообразцы люпина узколистного: Витязь, Радужный, СН 5905, Высокорослый 187-10, СН 107-08, СН 78-07, ФЛУ 65-08 и Та-мирхБелозёрный 121 в/р, а также сортообразцы люпина белого: Деснянский (Р 2010), СН 206-07, АИФ 5049, СН 816-09 иСН-1022-09.

3. Возделывание лучших сортов и сортообразцов зернокормового люпина узколистного и белого обосновано получением высокой прибыли - соответственно от 22,6 до 26,3 тыс.руб./га и от 12,6 до 16,2 тыс.руб./га при уровне рентабельности 186,6-206,9% и 82,2-104,6 % и коэффициенте биоэнергетической эффективности 2,5-2,7 и 2,4-2,7.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на международных научно-практических конференциях в ФГБОУ ВПО Белгородская ГСХА (2010-2013 гг.); ГНУ Белгородский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии (2012 г.) на заседании кафедры селекции, семеноводства и растениеводства, ученом совете агрономического факультета Белгородской ГСХА (2010-2013 гг.).

Публикации. По теме исследований опубликовано 8 научных работ, из них 4 - в изданиях из перечня ВАК.

Личный вклад. Автор диссертационной работы принимал участие в разработке программы и схемы исследований, лично проводил полевые опыты и лабораторные исследования, обработал и обобщил экспериментальные данные, изложил их в диссертации, автореферате и опубликованных статьях.

Доля его личного участия в исследованиях не менее 85%.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 168 страницах, состоит из введения, 4 глав, выводов, предложений производству. Содержит 31 таблицу, 10 рисунков, 43 приложения. Список литературы включает 232 источника, в том числе 40 иностранных авторов.

1. РОЛЬ СОРТА, МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА РОСТ, РАЗВИТИЕ, ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА

ЛЮПИНА (обзор литературы)

1.1. Особенности роста и развития видов люпина, морфотипы, отношение к

экологическим факторам среды

Люпин — древнейшее культурное растение, которое издавна возделыва-лось в странах Древнего мира - Египте, Греции, Римской империи. Использовали его для удобрения полей, а после обезгорчивания и создания малоалкалоидных и безалкалоидных видов и сортов - на кормовые и пищевые цели. История культуры люпина наиболее подробно описана в работах Н.И. Шарапова (1935), С. Барабацкого (1959), H.A. Майсуряна (1962, 1967, 1972), Г.Г. Гатаулиной (1987), И.П. Такунова (1996, 1997, 2005, 2007), Г.А. Дебелого (2009) и др.

Ещё Д.Н. Прянишников (1962) рекомендовал использовать люпин для улучшения кислых и бедных почв. Для производства высококачественных белковых концентрированных кормов и кормовых добавок на фоне низкой обеспеченности хозяйств ресурсами люпин может сыграть важную роль в повышении плодородия почвы [158].

Однолетние виды люпина и их распространение. Род люпина (Lupinus L.) насчитывает 850 видов, из которых наибольшее распространены три однолетних вида L. albus, L. luteus и L. angustifolius. Все они обладают ценными биологическими свойствами, поэтому приобретают все большее значение в кормопроизводстве, растениеводстве и земледелии, поскольку люпин способствует биологической интенсификации земледелия, улучшению продукционных и средообразующих процессов.

Культура люпина возникла в странах Средиземноморского бассейна. В древние времена основными культурными формами были некоторые разновидности белого люпина. Виды L. luteus и L. angustifolius были введены в

культуру более 100 лет назад и нашли распространение в странах Центральной Европы и прежде всего в Польше и Германии. С тех пор, когда немецкий селекционер Р. Зенгбуш обнаружил в 1927-1928 годах безалкалоидные мутанты началась история однолетних кормовых видов люпина [87].

По мнению И.П. Такунова (1996), достижения в селекции желтого и узколистного люпина, выразившиеся в создании малоалкалоидных сортов, способствовали росту посевных площадей в странах Европы и в России. С 1935 по 1940 годы площадь под люпинами в СССР увеличилась до 200 тыс. га, в 1949 посевы люпина за зерно и сидеральные цели достигли 568 тыс. га, а к 1959 году увеличились до 1132 тыс. га.

В СССР к началу 70-х годов посевы люпина занимали около 2 млн. га, из них 500 тыс. га на зерно. К сожалению, к концу 70-х годов люпин начал сильно поражаться фузариозом. Урожайность стала резко падать, начали сокращаться посевы и к 1999 году в России посевные площади со 179,3 тыс. га уменьшились до 39,9 тыс. га или в 4,5 раза, на Украине - в 5,4 раза, в Белоруссии - в 9 раз, в Литве - в 6,7 раза.

В последние годы XX столетия посевы различных видов люпина в мире составили 1412 тыс. га, благодаря созданию устойчивых к фузариозу сортов [160].

Потенциал узколистного люпина наиболее полно реализован и успешно реализуется в Австралии. Его посевные площади достигают около 1 млн. га. Почти вся продукция - это семена. Ежегодное производство зерна при урожайности 13,5 ц/га составляет около 1 млн. тонн [144].

На втором месте в мире по производству зерна узколистного люпина находится Республика Беларусь - соответственно 50,4 тыс. га и 63,5 тыс. тонн зерна при средней урожайности 12,6 ц/га, затем - Польша, страны Африки, Испания, Чили, Россия и Германия [196, 202]. Белый люпин широко возделывают в странах Европы и в Украине. В России его ареал в основном расположен в Брянской, Тамбовской и Курской областях.

Люпин и биологизация земледелия. Во мн�