Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Технология возделывания горчицы сарептской в системе рисовых севооборотов

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Технология возделывания горчицы сарептской в системе рисовых севооборотов"

На правах рукописи

Цыбулин Владимир Васильевич

ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ГОРЧИЦЫ САРЕПТСКОИ В СИСТЕМЕ РИСОВЫХ СЕВООБОРОТОВ

06.01.01 «Общее земледелие, растениеводство»

3 МАР 2015

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов-2015

005559676

005559676

Работа выполнена в Волгоградском филиале ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костикова»

Научный член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, руководитель: профессор, Заслуженный деятель науки РФ Бородычев Виктор Владимирович

Официальные Медведев Геннадий Андреевич, доктор сельскохозяйственных оппоненты: наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Волгоградский ГАУ», профессор кафедры растениеводства и кормопроизводства

Чамышев Алексей Васильевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Саратовский социально-экономический институт ФГБОУ ВПО «РЭУ им. Г.В. Плеханова», профессор кафедры частного права и экологической безопасности

Ведущая ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт

организация орошаемого земледелия»

Защита состоится «8» апреля 2015 г. в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.05 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная пл., д.1. Е - mail: dissovetO 1 @sgau.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ» и на сайте www.sgau.ru

Автореферат разослан 2015 года

Ученый секретарь диссертационного

совета

Нарушев Виктор Бисенгалиевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. В современной Калмыкии рис производится на оросительных системах общей площадью более 5 тыс. га, почвенный покров которых на 65 % площади имеет неблагоприятный мелиоративный прогноз. Горчица является важной средообразующей культурой, возделываемой в системе рисовых севооборотов Калмыкии, и играющей исключительную роль в улучшении мелиоративного состояния и сохранения плодородия почвы в рисовых чеках. Вопросам технологии возделывания горчицы в рисовых севооборотах Калмыкии посвящен ряд научных работ, в которых доказана возможность использования горчицы в качестве сопутствующей культуры рисового севооборота, научно-обоснованы основные элементы агротехники в рисовых чеках Калмыкии, включая выбор сорта, норм высева, доз минерального питания, изучена фиюмелиоратив-ная роль горчицы, возможность ее выращивания на засоленных почвах, с близким уровнем залегания грунтовых вод. Исследованы уникальные агробиологические свойства горчицы, в частности, возможность посева по мерзлоталой почве.

В наших исследованиях возможность посева горчицы по мерзлоталой почве использована для обоснования целесообразности ее применения в качестве страховой культуры, вводимой в севооборот в случае невозможности проведения основной обработки почвы после уборки риса. Одним из основных нерешенных вопросов при возделывании горчицы сарептской в качестве страховой культуры рисовых севооборотов является проблема обеспечения равномерных и дружных всходов при посеве по мерзлоталой, переуплотненной после возделывания риса почве. Для решения этого вопроса необходимо разработать и апробировать приемы посева, обеспечивающие гарантированное укоренение проростков при размещении семян по мерзлоталой почве. Неизученными остаются схемы размещения растений горчицы в посевах при возделывании в сопутствующей культуре рисовых севооборотов. Режим минерального питания должен быть ориентирован на реализацию потенциала продуктивности горчицы в рисовых чеках Калмыкии с возможностью сохранения или расширенного воспроизводства почвенного пло-

дородия. В этом плане необходимо оценить водные ресурсы рисовых чеков в условиях естественного влагообеспечения и изучить другие факторы, оказывающие влияние на продуктивность страховых посевов горчицы с последующей оптимизацией уровня минерального питания. Необходимость решения этих вопросов определила актуальность наших исследований.

Цель исследований - повышение эффективности возделывания горчицы в системе рисовых севооборотов Калмыкии при использовании в качестве страховой культуры за счет разработки инновационного способа посева по мерзлоталой почве и обоснования уровня минерального питания, обеспечивающих формирование 1,52,0 т/га высококачественных маслосемян.

- 0сн<>вные задачи, решение которых необходимо для достижения поставленной цели, сводятся к следующему:

1. Оценить возможность и эффективность использования горчицы сарептской в качестве страховой сопутствующей культуры рисовых севооборотов Калмыкии при посеве по мерзлоталой почве.

2. Разработать мероприятия, обеспечивающие стабильные и высокие показатели полевой всхожести горчицы при посеве по мерзлоталой почве.

3. Установить оптимальный способ посева горчицы в рисовых чеках Калмыкии.

4. Обосновать уровень минерального питания и оценить эффективность применения минеральных удобрений при возделывании горчицы с целью получения товарных маслосемян.

Научная новизна: предложен новый способ посева горчицы сарептской по мерзлоталой почве; установлены закономерности роста, развития и формирования урожая маслосемян при использовании горчицы в качестве страховой культуры рисового севооборота при невозможности проведения основной обработки почвы и исключении предпосевных обработок; исследованы закономерности роста и распространения корневой системы с оценкой возможностей использования почвенной влаги за вегетационный период; обоснованы оптимальный уровень минерального питания и схема размещения растений в посевах при возделывании горчицы в сопутствующей рису культуре.

Теоретическая и практическая значимость работы. Диссертационная работа содержит теоретическое обоснование нового способа посева горчицы по мерзлоталой почве, результаты анализа взаимосвязей в динамике формирования агроэкологиче-ских условий и реализации потенциала продуктивности горчицы, закономерности формирования водного режима почвы в посевах горчицы при возделывании в рисовых чеках с оценкой возможностей использования остаточной после риса влаги.

Практическая значимость работы состоит в обосновании и экспериментальном подтверждении эффективности использования горчицы сарептской в качестве страховой культуры рисовых севооборотов при невозможности проведения после уборки риса основной обработки почвы и исключении предпосевных обработок. Предложенный способ посева горчицы по мерзлоталой почве позволяет повысить полевую всхожесть и обеспечить условия для формирования урожая высококачественных маслосемян на уровне 1,5-2,0 т/га.

Объект и предмет исследований. Объект исследований - горчица сарептская. Предмет исследований - особенности формирования продуктивности горчицы сарептской в системе рисовых севооборотов Калмыкии.

Методы исследований. В качестве главного методологического подхода исследований принят метод факторного полевого эксперимента. Теоретическое обобщение и анализ результатов ранее проведенных исследований позволили обосновать гипотезу и методы решения задач исследований. При разработке программы экспериментальных исследований учитывали фундаментальные методологические положения, изложенные в работах Б.А. Доспехова (1985), Е.А. Дмитриева (1979), A.A. Роде (1969), А.Н. Костякова(1961) и др. Многокритериальная оценка результатов полевого эксперимента проводилась с использованием методов вариационного анализа и статистического моделирования.

Основные положения, выносимые на защиту:

- закономерности роста и развития горчицы сарептской в рисовых чеках в зависимости от способа посева, ширины междурядий и уровня минерального питания;

- особенностиводообеспеченности и использования почвенной влаги при возделывании горчицы в системе рисового севооборота;

- приемы технологии возделывания горчицы после риса, обеспечивающие получение 1,5-2,0 т/га высококачественных маслосемян.

Достоверность результатов исследований подтверждается использованием актуальных методик, достаточным объемом опытных данных, полученных с соблюдением необходимого числа повторений, использованием методов статистического анализа и обработки опытных данных.

Рекомендации производству, сделанные по результатам проведенных исследований, прошли проверку в ОАО «50 лет Октября» Октябрьского района Республики Калмыкия в посевах горчицы по рису на площади 16 га. Результаты испытаний подтвердили эффективность предложенного способа посева по мерзлоталой почве и возможность получения 1,8 т/га высококачественных маслосемян горчицы при рентабельности производства 120 %.

Апробация работы.Основные положения диссертационной работы докладывались на международных научно-практических конференциях «Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства» (Рязань, 2011), «Инновационные технологии в мелиорации» (Москва, 2011), «Мелиорация и водное хозяйство XXI века. Наука и образование» (Горки,2010), «Научно-практические аспекты технологий возделывания и переработки масличных культур» (Рязань, 2013).

Личный вклад автора в получении результатов, изложенных в диссертации, заключается в обосновании направления и постановке задач исследований, обосновании нового способа посева горчицы по мерзлоталой почве, разработке программы и постановки экспериментальных исследований, обосновании используемых методик, проведении полевых опытов, анализе и обобщении результатов эксперимента, обосновании выводов и рекомендаций производству.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 4 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения. 5 глав, заключения, предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 208 страницах, содержит 28 таблиц, 21 рисунок, 41 приложение. Список использованной литературы включает 135 источников, в т. ч. 7 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава «Возделывание горчицы в условиях засухи» посвящена исследованию состояния изученности вопросов биологических особенностей и технологии возделывания горчицы сарешской в регионах с недостаточной естественной влаго-обеспеченностъю территории. Большой вклад в развитие этого направления сельскохозяйственной науки внесли Л.П. Шевцова (2010), Г.А Медведев (2012), Г.Г. Русакова (2012), В.И. Буянкин (2009), Д.Е. Михальков (2012), В.М. Лукомец (2003), Е.В. Картамышева (2011), B.C. Трубина (2009), А.Л. Гринин (2010), A.C. Кушнир (2009), Н.Г. Коновалов (2003) и др. Исследованиями В.В. Бородычева (2007), С.Б. . Адьяева.(2007), Э.Б. Дедовой (2010), Г.Н. Кониевой (2010), A.B. Левиной (2011), И.А. Ниджляевой (2012) подтверждена возможность эффективного использования горчицы в качестве сопутствующей культуры рисового севооборота, изучены особенности технологии посева этой культуры в сверхранние сроки. Изучение указанных вопросов позволило выдвинуть гипотезу о возможности использования горчицы сарептской с посевом по мерзлоталой почве в качестве страховой культуры рисового севооборота, в ситуации, когда в силу объективных причин не удается провести основную обработку чеков после уборки риса. Был очерчен круг задач, решение которых необходимо для разработки основных элементов технологии возделывания горчицы, как страховой культуры рисового севооборота.В частности, сделан вывод о необходимости совершенствования технологии посева горчицы по мерзлоталой почве, определения потенциальной, климатически обеспеченной продуктивности посевов, разработкии оценки эффективности системы удобрения.

Во второй главе «Методика и условия проведения исследований» определены пути и методы решения поставленных задач, обоснована необходимость и разработана программа проведения экспериментальных исследований, приведены сведения об условиях, в которых проводился полевой эксперимент.

Особое внимание уделено теоретическому обоснованию совершенствования технологии посева горчицы в рисовых чеках по мерзлоталой почве. Установлено, что при исключении основной обработки почвы поверхность рисовых чеков оста-

ется достаточно выравненной для проведения посева по мерзлоталой почве. Фактором, отрицательно влияющим на прорастание, укоренение семян горчицы и полноту полевой всхожести, в этом случае является переуплотнение посевного слоя после длительного периода возделывания риса под слоем воды. Из-за засушливости климата региона и повышенной ветровой активности в ранневесенний период переуплотненная после риса почва быстро подсыхает с поверхности, в результате чего нарушается контакт семян с влажной почвой, затягивается процесс прорастания. Для решения этой проблемы предлагается под семенное ложе создавать микробороздки, в которые подается семенной материал (рисунок 1). Семена в этом случае попадают в микропонижения, в которых при оттаивании почвы ...........-.....скапливается влага, что создает благоприятные условия для прорастания.................

Экспериментальное обоснование эффективности предложенного способа посева проводилось в рамках трехфакторного полевого эксперимента:

- фактор А - технология посева горчицы по мерзлоталой почве (вариант А] -посев по мерзлоталой почве по обычной технологии и вариант А2 - посев предложенным способом);

- фактор В - ширина междурядий (вариант В, - 0,15 м, вариант В2 - 0,30 м и вариант В3 - 0,45 м);

- фактор С - уровень минерального питания (вариант С, - без удобрений, вариант С2 - внесение удобрений дозой N«^,0 на планируемую урожайность 1,5 т/га, вариант С3 - внесение удобрений дозой ^оРад на планируемую урожайность 2,0 т/га, вариант С4 - внесение удобрений дозой М120Р7о на планируемую урожайность 2,5 т/га).

Опыты проводили в рисовых чеках ОАО «50 лет Октября» Октябрьского района республики Калмыкия с районированным сортом горчицы сарептской Ракета. Почвы опытного участка типичные, - бурые, тяжелосуглинистые с низким содержанием доступных форм азота (21-26 мг/кг почвы), средним - фосфора (36-38 мг/кг почвы) и высоким - калия (385-445 мг/кг почвы). Плотность пахотного слоя 1,26-1,28 т/м3, содержание гумуса - в пределах 0,93-1,22 %.

1

Sm

Sp

' Г

я L ,

а)

1 поверхность ' поля .......... семеу)а| ceMeFnioe ложе Sm

1 поверхность 1 поля семена/ [ семенное ложе Sm

Условные обозначения:

L - длинна участка, Sp - ширина участка, Sm - ширина междурядий а) - общий вид, Ь) - способ посева с распределением семян по поверхности мерзлоталой почвы, с) - способ посева с поделкой в мерзлоталой почве .микробороздок и распределением семян по бороздлкам

Рисунок 1 - Технологическая схема вариантов посева горчицы

Погодные условия в годы проведения исследований были характерны для региона. Сумма среднесуточных температур воздуха за период с марта по июль включительно достигала 2474- 2712 °С, что выше среднего уровня, а сумма атмосферных осадков находилась в пределах 139-145 мм, что близко к среднемного-летней обеспеченности. Агротехника горчицы в опытах применялась зональная с исключением основной обработки почвы и дополнением вариантами изучаемых приемов. Предшественником во все годы был рис.Опыт заложен методом расщепленных делянок. Площадь учетной делянки, образованной сочетанием вариантов всех трех факторов, составляла 180 м2, площадь всех вариантов опыта в 1 повторное™ 0,54 га, площадь опытного участка 2,16 га. В исследованиях применяли общепризнанные методики: для определения гранулометрического состава почвы -методика H.A. Качинского (1970), для исследования наименьшей влагоемкости -методом заливаемых площадок, для определения доступных форм питательных элементов - стандартные методы (ГОСТ 26205, ГОСТ 23213), для определения влажности почвы - термостатно-весовой метод (ГОСТ 20915-75).

9

В третьей главе «Закономерности роста и развития горчицы сарептской в рисовых чеках» исследованы количественные характеристики роста горчицы в отдельные фазы развития и в целом за вегетационный период.

Исследования показали, что использование предложенного способа посева горчицы по мерзлотапой почве при оптимизации условий минерального питания и ширины междурядий обеспечивает повышение полевой всхожести семян до 89,1 % и сохранности растений к уборке - до 89,7 % (таблица 1).

Таблица 1 — Показатели роста и формирования агроценоза горчицы сарептской в рисовых чеках

Способ посева Ширина междурядий, м Доза удобрений, кгд.в./га Полевая - вехо- -жесть, % Сохранность к уборке, % Вегега- ЦИОШШЙ период, сут. Средняя высота растений, м Масса сухих корней, т/га

0,15 С1(0) 66,7 77,5 87 1,06 1,69

0,15 С2(Ы4ОР,О) 67,0 80,9 89 1,12 1,95

0,15 СЗ(М80Р4о) 66,8 83,4 90 1,13 2,02

0,15 С4(М|2»Рто) 66,8 84,6 90 1,14 2,03

Вариант А1 (контроль) 0,3 ско) 67,0 77,2 87 1,08 1,73

0,3 сг^оРю) 66,7 81,3 89 1,13 1,99

0,3 СЗСМаоРад) 66,9 83,4 91 1,17 2,14

0,3 С4(Ы12ОР70) 67,0 83,4 91 1,17 2,17

0,45 С1 (0) 67,0 73,4 87 1,05 1,7

0,45 С2(Ы4ОРЮ) 66,8 ПЛ 88 1,11 1,95

0,45 СЗ№оР4О) 67,0 78,4 90 1,12 2,03

0,45 С4(Ы,20Р70) 66,9 78,4 90 1,12 2,05

0,15 С1(0) 88,8 85,3 89 1,11 2,01

0,15 С2№оРю) 89,1 89,1 93 1,19 2,4

0,15 СЗ^юРад) 89,0 90,0 94 1,21 2,7

0,15 С4(Ы,20Р7О) 89,3 89,4 94 1,22 2,73

0,3 С 1(0) 89,3 84,8 89 1,12 2,11

Вариант 0,3 СгОЪоРю) 89,0 88,1 94 \л 2,48

А2 0,3 СЗ^яоРад) 89,0 88,8 96 1,22 2,71

0,3 С4(Ы,2ОРто) 89,1 89,7 95 1,23 2,74

0,45 СЦ0) 89,1 82,2 89 1,09 1,97

0,45 С2(К4оРю) 89,2 84,1 93 1,17 2,69

0,45 СЗ(Ы8оР4о) 89,0 85,0 95 1,19 2,67

0,45 С4(Ы,2ОР7О) 89,1 85,0 95 1,2 2,71

Фактор А 3,6 3,8 1,8 0,020 0,07

НСР„3 Фактор В 4,4 4,6 2,2 0,024 0,09

Фактор С 5 Л 5,5 2,6 0.029 0,10

Сочетание АВС 12,6 13,3 6,3 0,070 0,25

Наибольшее число растений, 94-98 раст./м2, при норме высева 1,2 млн. сем./га, к уборке сохранялось на участках, где посев проводили по предложенной технологии, минеральные удобрения вносили дозой ИзоРдо или М12оР7о при ширине междурядий 0,3 м. При использовании обычного способа посева в прочих равных условиях полевая всхожесть горчицы снижалась до 66,9 %, а к уборке сохранялось не более 67 раст./м2. Повышение уровня минерального питания горчицы при внесении удобрений дозой Ы80Р4о или ИшРуо не оказывало статистически значимого влияния на полевую всхожесть семян, но в сравнении с неудобренными вариантами увеличивало сохранность растений к уборке на 2,8-5,9 %.

Во все годы исследований использование предложенного способа посева горчицы по мерзлоталой почве обеспечивало увеличение силы роста растений, фотосинтетическую активность посева и облегчало адаптацию к неблагоприятным условиям среды. Продолжительность вегетационного периода горчицы при переходе на предложенный способ посева увеличивалась на 2-5 суток и еще на 3-7 суток возрастала при повышении дозы минеральных удобрений до И8оР4о- В сочетании с посевом горчицы рядками через 0,3 м это обеспечивало увеличение продолжительность периода «всходы - созревание семян» до 96 сут. Использование предложенного способа посева в сочетании с увеличением дозы удобрений до К80Р4о и ширины междурядий - с 0,15 до 0,3 м обеспечивало формирование наиболее высоких (до 1,22 м) растений с максимально развитой корневой системой (до 2,71 т/га сухой корневой массы) и листовой поверхностью (таблица 2).

Из приведенных в таблице 2 данных видно, что статистически значимое увеличение максимальной площади листьев (на 9,2-11,3 тыс. м2/га), фотосинтетического потенциала (на 398-538 тыс. м2сут./га), продуктивности фотосинтеза (на 0,37-0,45 г/м2 в сут.) и накопленной биомассы посева (на 2,15-2,97 т/га) обеспечивает повышение дозы удобрений до ЫвоРад (в сравнении с вариантами без удобрений).Еще до 1,94,5 тыс. м2/га прибавки площади листового аппарата, до 178-331 тыс. м2дсут/га увеличения фотосинтетического потенциала, до 0,12-0,26 г/м2 в сут. увеличения продуктивности фотосинтеза и до 0,89-1,72 т/га прибавки сухой биомассы посева обеспечивается при переходе на предложенный способ посева.

Таблица 2 - Показатели фотосинтетической активности горчицы сарептской при выращивании в рисовых севооборотах

Способ посева Ширина междурядий, м Доза удобрений, кгд.в./га Максимальная площадь листьев, тыс. м2/га Фото-синтетический потенциал, тыс. м2сут./га Продуктивность фотосинтеза, г/м2 в сут. Общая сухая биомасса посева, т/га Интенсивность накопления сухого вещества, кг/га в сут.

Вариант Al (контроль) 0,15 С1(0) 15,9 749 4,25 3,19 37

0,15 C2(N4OPIO) 22,7 1024 4,54 4,69 52

0,15 C3(NSOP4O) 25,1 1147 4,62 5,34 59

0,15 C4(Nl20P70) 26,4 1149 4,67 5,40 60

0,3 С1(0) 16,8 785 4,25 3,35 39

0,3 C2(N4OPio) 23,8 1091 4,60 5,05 56

0,3 C3(N80P4O) 26,3 1208 4,70 5,71 63

0,3 C4(N,20P70) 27,4 1201 4,73 5,72 63

0,45 C1(0) 15,8 745 4,24 3,17 37

0,45 C2(N4OPIO) 22,9 1041 4,49 4,75 53

0,45 C3{N80P«) 25,5 1153 4,65 5,44 60

0,45 C4(N,20P70) 26,1 1150 4,67 5,44 60

Вариант А2 0,15 C1(0) 17,8 927 4,40 4,08 46

0,15 C2(N„oPio) 25,2 1268 4,71 5,97 64

0,15 C3(NsoP-io) 29,0 1440 4,81 6,92 73

0,15 C4(Ni2oP7o) 29,8 1436 4,79 6,88 73

0,3 С 1(0) 19,2 978 4,45 4,35 49

0,3 C2(N4OPIO) 26,9 1370 4,78 6,54 69

0,3 C3(N80P4O) 29,7 1479 4,88 7,22 75

0,3 C4(N,20P70) 30,7 1490 4,85 7,24 75

0,45 C1(0) 18,6 946 4,42 4,19 47

0,45 C2(N40PIO) 26,5 1330 4,75 6,33 68

0,45 C3(Ng0P«) 29,9 1484 4,81 7,16 75

0,45 C4(N120P7O) 30,6 1472 4,83 7,14 74

НСР05 Фактор А 0,71 52 0,06 0,22 2,5

Фактор В 0,87 63 0,07 0,27 3,0

Фактор С 1,02 75 0,09 0,32 3,6

СочетаниеАВС 2,49 182 0,21 0,77 8,8

В совокупности применение предложенного способа посева с шириной междуря-

дий 0,3 м и внесение минеральных удобрений дозой N^40 в опытах обеспечивало формирование наибольшей сухой биомассы посева, 5,94-8,67 т/га, в разные по погодным условиям годы.

В четвертой главе «Накопление и использование ресурсов почвенной влаги при возделывании горчицы сарептской в рисовых чеках» определены условия эффективного использования ресурсов влаги на формирование маслосемян горчицы в рисовых чеках при естественной влагообеспеченности.

Опытным путем установлено, что горчица сарептская в рисовых чеках актив^ но использует запасы почвенной влаги до глубины 1,0 м(таблица 3).

Таблица 3 - Послойное распределение запасов влаги под посевами горчицы в основные периоды роста и развития, м3/га (при посеве по предложенному _способу и сочетании вариантов В2СЗ)___

Горизонт почвы, м Фаза роста и развития Использовано за вегетацию, м^га

посев ВСХОДЫ розетка ветвление цветение зеленый стручок созревание

2010 г.

0-0,1 329 331 327 251 249 155 142 187

од-од 333 344 330 • 259 252 161 145 188

0,2-0,3 326 351 319 265 244 173 150 176

0,3-0,5 652 649 612 551 455 361 302 350

0,5-1,0 1642 1615 1538 1526 1107 935 779 863

0-1,0 3282 3290 3126 2852 2307 1785 1518 1764

2011г.

0-0,1 326 265 246 302 213 144 131 195

0,1-0,2 326 272 273 326 217 158 141 185

0,2-0,3 326 288 256 323 225 164 148 178

0,3-0,5 641 572 539 613 461 335 297 344

0,5-1,0 1653 1448 1392 1538 1261 989 749 904

0-1,0 3272 2845 2706 3102 2377 1790 1466 1806

2012г.

0-0,1 321 272 228 172 141 162 159 162

од-од 330 281 235 181 145 175 167 163

0,2-0,3 328 285 241 189 148 164 171 157

0,3-0,5 656 592 502 401 298 292 324 332

0,5-1,0 1650 1534 1338 1145 766 727 789 861

0-1,0 3285 2964 2544 2088 1498 1520 1610 1675

В начальные периоды роста и развития почвенная влага посевами горчицы используется, преимущественно, из верхних горизонтов, однако по мере иссушения пахотного слоя начинается активное использование влагозапасов нижележащих горизонтов почвы.

Исследования показали, что активизация использования почвенных влагозапасов с горизонта 0,5-1,0 м происходит с начала фазы ветвления горчицы. Например, на участках, где посев горчицы с междурядьями 0,3 м проводили по предложенному способу при внесении Ы80Р4о, запасы влаги в горизонте 0,5-1,0 м за период «розетка-ветвление» снижались на 12-193 м3/га, а за период «ветвление - начало цветения» - на 277-419 м3/га(таблица 4).

Таблица 4 - Водопотребление горчицы в рисовых чеках

Сум- За счет почвенных влагозапасов Среднесуточное водопо- Темпера-

Способ посева Доза удобрений, кгд.в./га Год ис- марное водопотребление, и3/га турные коэффициенты испарения, мм/°С

следований м3/га % к суммарному водопотр. требление, м3/га в сут.

2010 2920 1234 42,3 28,1 0,208

С1(0) 2011 3560 1497 42,1 29,2 0,179

2012 3210 1378 42,9 27,2 0,143

Среднее 3230 1370 42,4 28,2 0,177

2010 3320 1533 46,2 30,2 0,212

C2(N4»Pi„) 2011 3770 1659 44,0 30,2 0,182

Вари- 2012 3270 1411 43,1 27,5 0,145

ант А1 Среднее 3450 1534 44,5 29,3 0,18

(кон- 2010 3460 1622 46,9 30,9 0,214

троль) C3(N¿0P4O) 2011 3860 1733 44,9 30,4 0,181

2012 3300 1435 43,5 27,7 0,146

Среднее 3540 1597 45,1 29,7 0,18

2010 3440 1622 47,2 31 ОД 16

C4(N12oPto) 2011 3880 1755 45,2 30,6 0,182

2012 3320 1452 43,7 27,9 0,147

Среднее 3550 1610 45,4 29,8 0,182

2010 3110 1360 43,7 29,3 0.212

С 1(0) 2011 3670 1585 43,2 29,6 0,18

2012 3460 1568 45,3 28,1 0,146

Среднее 3410 1504 44,1 29 0,179

2010 3510 1658 47,2 31,1 0,213

C2(N4OPIO) 2011 3840 1723 44,9 30,2 0,18

2012 3630 1621 44,7 28,6 0,146

Вари- Среднее 3660 1667 45,5 30 0Д8

ант А2 2010 3650 1763 48,3 31,5 0,211

C3(N8OP4O) 2011 3950 1806 45,7 30,6 0,181

2012 3700 1675 45,3 28,7 0,146

Среднее 3770 1748 46,4 30,3 0,179

2010 3660 1780 48,6 31,6 0,211

C4(N,2OP7I)) 2011 3960 1822 46,0 30,7 0,181

2012 3700 1685 45,5 28,7 0,146

Среднее 3770 1762 46,7 30,3 0J79

За вегетационный период посевами горчицы используется 1234-1822 м3/га запасов почвенной влаги, что составляет 42,1-48,6 % от суммарного водопотребле-ния. В среднем, за вегетационный период расход воды на суммарное водопотребление горчицы в рисовых чеках достигает 27,2-31,5 м3/га в сут. или 0,143-0,213 мм/°С. В опытах диапазон изменения суммарного водопотребления по годам дос-

тигал 300-640 м3/га, по вариантам опыта - 400-740 м3/га. Установлено, что применение и повышение дозы внесения минеральных удобрений до М8С|Р4о увеличивает суммарное водопотребление горчицы на 6,8-10,5 % и еще на 1,8-12,1 % суммарное недопотребление возрастает при переходе на предложенный способ посева.В этом же направлении на 2,6-6,3 % возрастает доля участия запасов почвенной влаги в формировании суммарного водопотребления горчицы.

Наибольшим суммарным водопотреблением, до 3650-3950 м3/га, опытные посевы горчицы отличались на участках, где посев проводили по предложенному способу, а минеральные удобрения вносили дозой N¡¡<^40 или МшР7о.

Таким образом, для формирования наиболее продуктивных посевов горчица использует практически все ресурсы влаги, доступные растениям в рисовых чеках. Для исследования условий эффективного использования ресурсов доступной влаги на формирование урожая маслосемян по опытным данным были получены зависимости коэффициента водопотребления горчицы. Установлено, что наиболее точно распределение опытных данных описывается следующим уравнением (рисунок 2): КЕ=а+Ь5+ск2+аЫ+еЫ2+Й^3, где КЕ - коэффициент водопотребления горчицы, м3/т, в - ширина междурядий, м, N - коэффициент, характеризующий режим дополнительного минерального питания, численно равный дозе вносимого минерального азота, кг д.в./га.

Ширина междурядий, м

,,-"100 0.1 "125

минерального

питания, кгд.в./га

Рисунок 2 -Изменение коэффициента водопотребления горчицы при посеве по мерзлоталой почве обычным способом

15

Параметры уравнения, а=4616, Ь=-4769, е=8005, <1=-46,4, е=0,466, Г=-0,0015 -определены методом регрессионного анализа по данным, полученным на участках с обычным посевом горчицы по мерзлоталой почве. При использовании предложенного способа посева параметры уравнения имеют следующие значения: а=3818, Ь=-3357, с=5127, с!=-43,0, е=0,457, £=-0,0015.

Исследование зависимостей показало, что наиболее эффективно, 1985 м3/т, на формирование урожая доступные ресурсы влаги посевами горчицы используются при внесении удобрений дозой ЛмР« и использовании предложенного способа посева с междурядьями 0,3 м. При использовании обычного способа посева минимальный расход влаги на формирование урожая маслосемян составил, в среднем, 2392 м3/т.

Пятая глава «Потенциал продуктивности и технология возделывания горчицы сарептской в качестве страховой сопутствующей культуры рисового севооборота» посвящена изучению закономерностей формирования урожая горчицы в рисовых чеках с разработкой технологии возделывания в качестве страховой культуры рисового севооборота.

Исследования показали, что внедрение предложенного способа посева горчицы по мерзлоталой почве позволяет улучшить структуру урожая маслосемян за счет статистически значимого увеличения числа сохранившихся растений (на 2830 штУм2 при НСР05 = 2,6 шт./м2), числа сформировавшихся ветвей на растении (на 0,6-1,5 ветв./раст. при НСР05 = 0,21 ветв./раст.) и числа стручков на растении (на 1,1-8,9 шт./раст. при НСР05 = 2,4 шт./раст.). В совокупности это позволило увеличить урожайность маслосемян на 0,21-0,43 т/га (рисунок 3, таблица 5).

Посев горчицы с междурядьями 0,3 м позволил существенно активизировать ветвление растений (плюс 1,2-1,5 ветв./раст. при НСР05 = 0,26 ветв./раст.), что сопровождалось статистически значимым увеличением числа сформировавшихся стручков и прибавкой урожайности маслосемян до 0,16 т/га.

Установленные закономерности формирования урожая горчицы подтверждаются результатами регрессионного анализа опытных данных.

Рисунок 3 - Структура урожая горчицы сарептской при выращивании в рисовых чеках

Исследования показали, что наиболее точно распределение урожайных данных описывается следующим уравнением: У^а+ЬБ+сз^сМ+е^+АЧ3, где У - коэффициент водопотребления горчицы, м3/т, б - ширина междурядий, м, N - коэффициент, характеризующий режим дополнительного минерального питания, численно равный дозе вносимого минерального азота, вот д.в./га. Параметры уравнения, =0,58, Ь=1,79, с=-2,94, (1=0,015, е=-9,9х10"5, 1=1,5*10"7 - определены по данным, полученным на участках с обычным посевом горчицы по мерзлоталой почве.

При использовании предложенного способа посева параметры уравнения имеют следующие значения: а=0,73, Ь=2.03, с= -3,0, (1=0,02, е=-0,0001, ^2,9х10'7 (рисунок4).Анализ приведенных зависимостей показал, что наибольшая эффективность от внедрения предложенного способа посева обеспечивается при применении удобрений. Так, на неудобренных участках прибавка урожайности масло-семян горчицы от внедрения предложенного способа посева не превышала 0,210,22 т/га, при внесении удобрений дозой №,оР)о - 0,31-0,39 т/га, а при внесении

17

Ы8оР<ю или Ы12оР7о - достигала 0,37-0,43 т/га. Максимальный уровень продуктивности посевов, в среднем, до 1,91 т/га, был достигнут на участках, где посев проводили предложенным способом с шириной междурядий 0,3 м, а удобрения вносили ДОЗОЙ Ы80Р40.

Таблица 5 - Интегральные показатели эффективности возделывания горчицы в качестве страховой культуры рисового севооборота

Способ посева (фактор А) Ширина междурядий, м (фактор В) Уровень минерального питания, кгд.в./га (фактор С) Урожайность, т/га Чистыи „ Внут-дисконти- 1

Год исследований Сред нее

2010 2011 2012 рованный ДОХОД, тыс. руб./га норма доходности, %

Вариант А1 (кон-(контроль) 0,15 С 1(0) 0,78 0,89 0,71 0,79 553,9 53

0,15 C2(N4OPIO) 1,32 1,44 0,92 1,23 1116,5 71

0,15 C3(N8oP4o) 1,60 1,73 1,01 1,45 1167,7 61

0,15 C4(N120P7o) 1,65 1,78 1,00 1,48 609,5 33

0,3 С 1(0) 0,81 0,96 0,74 0,84 686 62

0,3 C2(N4OPIO) 1,43 1,58 0,98 1,33 1380,7 84

0,3 сзскызд 1,68 1,78 1,12 1,53 1379,1 70

0,3 C4(N,20P70) 1,65 1,83 1,10 1,53 741,6 37

0,45 С1(0) 0,75 0,96 0,68 0,80 580,3 54

0,45 C2(N40PIO) 1,23 1,63 0,91 1,26 1195,7 75

0,45 C3(N81>P40) 1,55 1,84 0,98 1,46 1194,1 62

0,45 C4(N120P7O) 1,54 1,87 0,98 1,46 556,6 31

Вариант А2 (посев предложенным способом) 0,15 С 1(0) 0,99 1,12 0,89 1,00 1065 85

0,15 C2(N40Pi<>) 1,48 1,69 i, 44 1,54 1891,8 107

0,15 СЗО^оРад) 1,77 1,99 1,70 1,82 2101,6 97

0,15 C4(NI20P70) 1,73 2,02 1,68 1,81 1437,6 59

0,3 С 1(0) 1,05 1,17 0,96 1,06 1223,5 96

0,3 C2(N4cPIO) 1,65 1,86 1,60 1,70 2314,5 128

0,3 C3(N80P4O) 1,87 2,12 1,73 1,91 2339,3 107

0,3 C4(Nl20P70) 1,84 2,16 1,73 1,91 1701,8 68

0,45 C1(0> 0,99 1,18 0,89 1,02 1117,9 89

0,45 C2(N4oPio) 1,67 1,87 1,42 1,65 2182,4 121

0,45 C3(NsoP4O) 1,87 2,17 1,63 1,89 2286,5 105

0,45 C4(N120P7D) 1,84 2,21 1,62 1,89 1649 66

НСРм, Фактор А 0,037 0,056 0,041 - - _

Фактор В 0,045 0,069 0,050 - - _

Фактор С 0,052 0,079 0,057 - - -

Сочетание ABC 0,127 0,194 0,141 - - -

Главной особенностью технологии возделывания горчицы в качестве страховой культуры рисовых севооборотов является вынужденное исключение из технологической схемы основных обработок почвы. Основными условиями эффективного возделывания горчицы в качестве страховой культуры является посев по

мерзлоталой почве по предложенному (с поделкой микробороздок) способу с шириной междурядий 0,3 м и внесение минеральных удобрений дозой М80Р4о- рассчитанной на формирование планируемого уровня урожайности 2,0 т/га.

Рисунок 4 - График множественной взаимосвязи урожайности, ширины междурядий и уровня минерального питания горчицы при посеве по мерзлоталой почве предложенным способом

Инвестиции в производство горчицы в рисовых чеках при реализации такой технологической схемы экономически оправдано. Расчеты свидетельствуют, что прибавка чистого дисконтированного дохода от внедрения предложенного способа посева для проекта с расчетным сроком реализации 3 года и расчетной площадью 100 га составляет 0,51-1,09 млн. руб. Проекты с наибольшем уровнем чистого дисконтированного дохода, 2.34 млн. руб., можно реализовать при использовании предложенного способа посева горчицы по мерзлоталой почве с шириной междурядий 0.3 м и внесении минеральных удобрений дозой ПЕРЕЗАКЛЮЧЕНИЕ

Теоретическими и экспериментальными исследованиями доказано, что агробиологические свойства горчицы при адаптации технологии посева по мерзлоталой почве позволяют использовать ее в качестве страховой культуры, вводимой в

2

я

^ 18

£ 1.6

о

Я 1 л

>я 1.4

со

К

а 1.2

>>

1

Уровень минерального питания, кгд.в./га

15

междурядии,

севооборот в ситуации, когда невозможно проведение основной обработки почвы после уборки риса. Разработка и внедрение способа посева горчицы по мерзлота-лой почве, отличающегося нанесением микродеформаций по мерзлоталой поверхности поля в зоне последующей раскладки посевного материала, обеспечивает возможность получения дружных всходов с формированием оптимальной структуры посева независимо от складывающихся погодных условий. Использование предложенного способа посева в совокупности с внесением минеральных удобрений позволяет при норме высева 1,2 млн. сем/га сохранить к уборке до 9596 шт/м2 продуктивных растения с высокой равномерностью распределения по площади поля. Это на 41-46 % больше, чем при использовании обычного способа посева горчицы по мерзлоталой почве.

Использование предложенного способа посева позволяет активизировать все показатели роста и фотосинтеза горчицы сарептской, увеличивая на 2-5 суток продолжительность вегетационного периода, на 4-8 см среднюю высоту растений, на 0,32-0,74 т/га - сухую массу корневой системы, на 178-331 тыс. м2сут./га - фотосинтетический потенциал и на 0,12-0,26 г/м2 в сут. - среднюю продуктивность фотосинтеза посева. В совокупности это позволяет сформировать посевы, накопленная сухая масса которых на 0.89-1,72 т/га больше, чем при посеве горчицы по мерзлоталой почве обычным способом.

Повышение уровня минерального питания горчицы сарептской в рисовых чеках за счет внесения минеральных удобрений дозой до М80Р40 увеличивает продолжительность вегетационного периода на 3-7 суток, линейный рост растений -на 6,6-9,1 %, массу сухих корней - на 28,4-35,5 %, фотосинтетический потенциал посева - на 398-538 тыс. м2дн./га при росте продуктивности фотосинтеза на 0,370,45 г/м2. В совокупности это позволяет сформировать посевы, накопленная сухая масса которых на 2,15-2,97 т/га больше, чем при возделывании горчицы на фоне естественного плодородия почвы.

Наибольшая фотосинтетическая активность посевов горчицы при возделывании в рисовых чеках Калмыкии обеспечивается при ширине междурядий 0,3 м. Это обеспечивает увеличение фотосинтетического потенциала посева на 32-102 тыс. м2дн./га при совокупном росте продуктивности фотосинтеза на 0,03-0,11 г/м2 в сут. в сравнении с посевом горчицы через 0,15 или 0,45 м.

Почвенная влага посевами горчицы сарептской наиболее активно используется до глубины 1,0 м, потребляя из этих горизонтов, в среднем, 1370-1762 м3/га воды. Это составляет 42,4-46,7 % от суммарного водопотребления посевов. Усиление режима минерального питания горчицы за счет внесения минеральных удобрений дозой до Ы80Р4о и переход на предложенный способ посева по мерзлоталой почве при общем росте биопродуктивности растений сопровождается ростом суммарного водопотребления посевов. Повышение уровня минерального питания сопровождается увеличением суммарного водопотребления на 180-220 м3/га; переход на предложенный способ посева - на 310-360 м3/га. Совокупное увеличение суммарного водопотребления достигает 540 м3/га или 16,7 %.

Наиболее эффективно, 1985-1987 м3/т, вода в рисовых чеках на формирование урожая маслосемян горчицы расходуется при внесении минеральных удобрений дозой, не менее Ы8оР4о и посеве по мерзлоталой почве предложенным способом с шириной междурядий 0,3 м.

Посевы горчицы наибольшей продуктивности, 1,73-2,16 т/га, формируются при посеве по мерзлоталой почве предложенным способом с шириной междурядий 0,3 м и внесением минеральных удобрений дозой М80Р40 или ЫпоРто- При посеве горчицы по мерзлоталой почве обычным способом с сохранением прочих равных условий урожайность маслосемян формируется на уровне 1,53 т/га. Урожайность горчицы возрастает за счет усиления ветвления растений, увеличения числа сохранившихся стручков на растении, увеличения числа и массы семян в стручке. Посевы наиболыпе продуктивности обеспечиваются при сохранении 9596 раст./м2, формировании, в среднем, 7,5 ветвей и 83,7-75,2 стручков на растении, 9,9-10,2 семян в стручке при массе 1000 семян 3,42-3,44 г.

Инвестирование средств на внедрение рекомендуемого способа посева горчицы по мерзлоталой почве экономически выгодно. Прибавка чистого дисконтированного дохода от внедрения нового способа для проекта со сроком реализации 3 года и расчетной площадью 100 га составляет 0,51-1,09 млн. руб. Проекты с наибольшем уровнем чистого дисконтированного дохода, 2,34 млн. руб., можно реализовать при использовании предложенного способа посева горчицы по мерзлоталой почве с шириной междурядий 0,3 м и внесении минеральных удобрений дозой М80Р40. Для реализации проектов с наибольшим индексом доходности дисконтированных затрат, 2,06 и внутренней нормой доходности, 128 %, дозу внесения минеральных удобрений целесообразно снижать до Кт40Рю-

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для формирования урожайности маслосемянна уровне 1,9 т/га и получения наибольшего чистого дисконтированного дохода от инвестирования средств в производство при использовании горчицы сарептской в качестве страховой культуры в системе рисовых севооборотов рекомендуется:

- использовать способ посева горчицы, включающий нанесение микродеформаций по мерзлоталой поверхности поля в зоне последующей раскладки посевного материала;

-проводить посев в микробороздыс шириной междурядий 0,3 м;

- минеральные удобрения вносить дозой Ы8оР4о-

При формировании урожайности маслосемян на уровне 1,7 т/га для обеспечения максимального индекса доходности дисконтированных затрат и внутренней нормы доходности инвестиционных проектовпроизводства горчицы в рисовых чеках дозу внесения минеральных удобрений целесообразно снижать до Н^Рю-

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Цыбулин, В.В. Продуктивность и качественные показатели семян горчицы сарептской в рисовых севооборотах Калмыкии / В.В. Цыбулин, В.В. Бородычев, Э.Б. Дедова, Г.Н. Кониева // Плодородие. - 2012. - №1. - С. 30-32 (0,34 п.л., авт.- ОД)

2. Цыбулин, В.В. Инновационные приемы возделывания горчицы сарептской в системе рисового севооборота / В.В. Цыбулин, В.В Бородычев, М.Н. Лытов // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2013. -№4. - С. 8-12 (0,45 п.л., авт.- 0,35)

3. Цыбулин, В.В. Потенциал продуктивности горчицы сарептской в рисовых чеках / / В.В. Цыбулин, В.В Бородычев, М.Н. Лытов // Плодородие. - 2014. - №3. -С. 38-41(0,43п.л., авт.-0,32)

4. Цыбулин, В.В. Условия эффективного использования ресурсов почвенной влаги при возделывании горчицы в рисовых чеках / / В.В. Цыбулин, В.В Бородычев, М.Н. Лытов // Мелиорация и водное хозяйство. - 2014. - №2. - С. 31-33(0,32п.л., авт.- 0,27)

В прочих изданиях:

5. Рекомендации по возделыванию горчицы сизой (сарептской) в степных регионах России. - Буянкин В.И., Цыбулин В.В. [и др.]. - Волгоград: ИПК «Панорама», 2002. - 43 с.(2,0п.л., авт.- 0,55)

6. Рекомендации по возделыванию сопутствующих культур рисовых севооборотов Сарпинской низменности. - Демкин О.В., Адьяев С.Б., Дедова Э.Б., Цыбулин В.В. [и др.] - Элиста: издательство Калмыцкого института социально-экономических и правовых исследований, 2007. - 34 с.(1.5п.л„ авт.- 0,33)

7. Цыбулин, В.В. Способ посева горчицы по мерзлоталой почве / В.В. Цыбулин, В.В. Бородычев // Научно-практические аспекты технологий возделывания и переработки масличных культур: матер.межд. научно-практ. конф. - Рязань: ФГБОУ ВПО РГАТУ, 2013. - С. 45-50(0,27п.л„ авт.-0,22)

8. Цыбулин, В.В. Новая технология возделывания горчицы в рисовых чеках Калмыкии / В.В. Цыбулин, В.В. Бородычев // Научно-практические аспекты технологий возделывания и переработки масличных культур: матер.межд. научно-практ.конф. - Рязань: ФГБОУ ВПО РГАТУ, 2013. - С. 4-9(0,26п.л„ авт.- 0.2)

9. Цыбулин, В.В. Повышения эффективности возделывания горчицы сарептской в рисовых чеках / В.В. Цыбулин, В.В. Бородычев // Мелиорация и проблемы восстановления сельского хозяйства в России: матер.межд.конф. 20-21 марта 2013 года. - М.: изд. ВНИИА, 2013. - С. 137-141(0,25п.л„ авт.- 0,2).

В авторской редакции

Подписано в печать 11.02.2015. Формат 60*84'16

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 44. ИПК ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ «Нива». 400002, Волгоград, пр. Университетский, 26.