Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЛЮЦЕРНЫ С ПОЛУЧЕНИЕМ СЕМЯН В ГОД ПОСЕВА В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЛЮЦЕРНЫ С ПОЛУЧЕНИЕМ СЕМЯН В ГОД ПОСЕВА В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ"

На правах рукописи

БАЛАКАЙ Наталья Ивановна

ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЛЮЦЕРНЫ С ПОЛУЧЕНИЕМ СЕМЯН В ГОД ПОСЕВА В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ РОСТОВСКОЙ ОКЛАСТИ

Специальность 06.01.02 - «Мелиорация, рекультивация и охрана земель»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Новочеркасск - 2003

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном научном учреждении «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»-

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор,

член- корреспондент РАСХН Щедрин Вячеслав Николаевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, Заслуженный мелиоратор РФ Иванова Инна Аннсимовна

кандидат сельскохозяйственных наук Ревенков Олег Григорьевич

Ведущая организация - ФГОУ ВПО «Донской государственный

аграрный университет»

Защита состоится 24 октября 2003 г. в « 10 » часов на заседании диссертационного совета Д 220.049.01 в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Нойочеркасская государственная мелиоративная академия» (ФГОУ ВПО «НГМА») по адресу:' 346428, г, Новочеркасск, Ростовской области, ул. Пушкинская, П1, ауд. 236.

С диссертацией можно ознакомиться в научном отделе библиотеки ФГОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия».

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан и сентября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук,

профессор, Заслуженный мелиоратор РФ^-^-^да^^^^^ЧСеичуков Г.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Люцерна в структуре посевных площадей Ростовской области занимала в 1990 г. 700 тыс. га, из них на орошаемых землях 111 тыс. га или 32 %. В годы перестройки площади, занимаемые люцерной на орошении, уменьшились до 29 тыс. га. Одной из причин сокращения посевных площадей является отсутствие системы семеноводства и удорожание семян люцерны. По состоянию на 1.01,2003 года стоимость 1 тонны семян люцерны достигла 70-100 тыс. рублей, В то же время согласно научно обоснованных систем земледелия только для Ростовской области потребность в семенах для расширения посевов и залужения сельхозугодий составляет около 2 тыс. тонн, а фактически их производится 0.6 тыс. тонн. Остается низкой и урожайность семян люцерны, которая составила в среднем за 1990-2001 годы около 100 кг/га. Низкая урожайность объясняется не только отсутствием системы семеноводства, но и недостатками технологии получения семян со старовозрастных посевов люцерны, где накапливаются в большом количестве вредители и болезни, почва уплотняется, и создаются неблагоприятные условия для роста, развития растений и формирования урожая. Поэтому разработанная нами технология получения семян люцерны в год посева при орошении подчеркивает актуальность выполненных исследований.

Цель работы - разработать технологию возделывания люцерны с получением семян в год посева в условиях орошения.

Задачи исследований:

- изучить особенности роста и развития растений люцерны при орошении и определить возможность получения семян в год посева в условиях Ростовской области;

- установить оптимальные нормы высева, сроки и способы посева и уборки люцерны на семена;

- изучить влияние доз удобрений на урожайность семян люцерны в первый год жизни; | Й

: - л^зг&г. ......

- изучить режим орошения и водопотребление люцерны и установить математические зависимости влияния в лагообе с п ечен н ости на рост, развитие и продуктивность растений;

- определить биоклиматические коэффициенты люцерны на семена;

- изучить влияние технологии получения семян люцерны в год посева на семейную продуктивность последующих лет;

- выполнить экономическую и энергетическую оценку технологии получения семян люцерны в год посева в условиях орошения.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- впервые для условий Ростовской области разработана технология возделывания люцерны с'получением семян в год посева при орошении;

- установлены оптимальные нормы высева, сроки и способы посева и уборки люцерны на семена в первый год жизни;

- определено влияние доз удобрений на урожайность семян люцерны в первый год жизни;

- установлены количественные показатели дифференцированного режима орошения в основные фазы роста и развития люцерны и определены особенности водопотребления люцерны, математические зависимости урожайности от влагообеспеченности, рассчитаны биоклиматические коэффициенты;

- определено влияние разработанной технологии получения семян люцерны в год посева на семенную продуктивность последующих лет;

- дана экономическая и энергетическая оценка технологии получения семян люцерны в год посева при орошении.

Основные положения, выносимые на защиту:

- экспериментальное подтверждение возможности получения семян люцерны в год посева на орошаемых землях Ростовской области;

- нормы высева, сроки, способы посева и уборки люцерны на семена;

- влияние доз удобрений на урожайность семян люцерны в первый год жизни;

- режим орошения, водопотребление люцерны и математические зависимости влияния влагообеепеченности на рост, развитие и продуктивность растений в первый год жизни;

- биологические кривые водопотребления и биоклиматические коэффициенты люцерны с получением семян в год посева;

- влияние технологии получения семян люцерны в год посева на семенную продуктивность последующих лет;

- экономическая и энергетическая оценка технологии получения семян люцерны в год посева в условиях орошения.

Достоверность полученных результатов исследований подтверждается большим объемом экспериментальных исследований, применением апробированных современных методик, данными математической обработки и производственной проверки.

Практическая ценность работы. Разработана технология возделывания люцерны с получением семян в год посева на орошаемых землях Ростовской области, включающая оптимальные нормы высева, сроки, способы посева и уборки, водный и пищевой режимы люцерны на семена.

Технологию рекомендуется использовать сельхозпредприятиям всех форм собственности с целью повышения урожайности семян люцерны и укрепления экономического положения хозяйств, ускорения процесса семеноводства и снижения дефицита семян люцерны для сельхозпроизводства.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и одобрены на республиканских семинарах «День поля» (1991-1992 гг.), научно-практических конференциях НГМА (НИМИ) и РосНИИПМ (1997-2003 гг.), на межрегиональных научно-практических конференциях ВНИИЭиН (г. Ростов-на-Дону 1999, 2002 гг.), на ежегодных со вещаниях-семинар ах МСХиП Ростовской области по вопросам совершенствования технологии возделывания сельскохозяйственных культур.

Реализация работы. Материалы исследований вошли составной частью в тематику научно-исследовательских работ по заданию МСХиП Ростовской

области по теме 8.36, выполняемой в 1989-1991 годах, по ГШ 11 «Плодородие» по теме 05.07,03 - 1994-1996 гг., по теме 33 - 1999 г.

Результаты исследований использованы при подготовке «Системы ведения агропромышленного производства Ростовской области» (рекомендации, 1996 г.), «Ландшафтное земледелие в условиях орошения Ростовской области» (монография, 2000 г,) и программы «Корма» Ростовской области на 2002-2005 гг. (2002 г.).

Технология внедрена на площади 562 га в колхозе «Ленинский путь» Весе-ловского района, совхозе «Россия» Мартыновского района, совхозе «Золотарев с кий» Семи кара корского района и ЗАО «Нива» Веселовского района Ростовской области с общим экономическим эффектом 1678 тыс, руб.

За разработку и освоение технологии получения семян люцерны в год посева автор награждена в 2002 году медалью «Лауреат ВВЦ».

Публикации. Основные положения диссертации отражены в 12 печатных работах.

Струкгтура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству. Она изложена на 204 страницах машинописного текста, в том числе 146 страниц основного. Содержит 21 рисунок, 50 таблиц, 5 приложений на 20 таблицах. Список использованной литературы содержит 182 наименования, в том числе 6 иностранных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложены актуальность темы, цель, задачи, научная новизна исследований, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, практическая ценность, апробация и результаты внедрения разработки.

В первой главе приводится научно-аналитический обзор современного состояния технологического процесса возделывания люцерны на семена и влияние различных внешних факторов и агроприемов на ее рост, развитие,

продуктивность. Показана актуальность и перспективность разработки технологии возделывания люцерны при орошении с получением семян в год посева.

В условиях неустойчивого и недостаточного увлажнения орошение является основным фактором повышения урожайности. Это отражено в работах Б.Б. Шумакова, И.П. Кружилина, MC, Григорова, В.Й. Ольгаренко, H.A. Ивановой, В.Н. Щедрина, Ю.П. Полякова, Г,В. Ольгаренко, Г.А. Сенчукова и других. Обобщение имеющихся научных исследований по технологии возделывания люцерны, проведенных учеными Г.А Медведевым, Т.IL Дроковой, С.А. Гаса-ненко и другими, в различных условиях России, и В.М, Бабушкиным, П.Д Шевченко, Г.А. Егоровой, В.Д. Новиковым, В.Н. Арженовскии н-другими, в условиях Ростовской области, показало, что режим орошения и агротехника семенной люцерны 2 года жизни разработаны достаточно, но исследования по технологии возделывания люцерны с получением семян в первый год жизни не проводились, поэтому программой исследований было предусмотрено изучить оптимальные нормы высева, сроки, способы посева и уборки люцерны на семена в год посева, влияние доз удобрений и режима орошения на урожайность семян и вода потребление люцерны.

Во второй глав« изложены программа, методика и условия проведения исследований. Исследования проводились на полях Ростовской ООМС. Почвы представлены обыкновенными среднемощными слабовыщелоченными черноземами. В пахотном слое почвы содержится гумуса 3.8-4.2 %, содержание фосфора повышенное, калия - высокое. Почвы участка имеют высокую водоудер-жнаающую способность: HB в слое 0-0.4 м составляет 28.13 % от массы сухой почвы, в слое Ö-Ö.6 м - 27.55 и в слое 0-1.0 м — 26.69 %. Плотность сложения почвы (объемная масса) в слое 0-0.4 м равна 1,16 и в слое 0-0.6 м -1.22 т/м\

Грунтовые воды слабомннерапизованы, залегают на глубине от 3 до 7 м. Водно-физические свойства почвы благоприятны для возделывания люцерны на семена, однако недостаточное естественное увлажнение не обеспечивает растения влагой в достаточной мере. Коэффициент увлажнения по H.H. Иване-

ву равен 0.33-0,44. Среднемноголетнее количество осадков составляет 420 мм. Распределение их но годам и месяцам неравномерное.

Исследования проводились в годы с различными погодными условиями. По количеству выпавших осадков и дефициту водного баланса 1989 год относится к среднесухому, 1990 и 1991 - к средневлажному. В целом условия для возделывания люцерны были благоприятными за исключением дефицита влага, который восполнялся поливами.

В опытах применялись существующие в сельскохозяйственном производстве машины и орудия. Поливы проводились дождеванием ДЦА-ШОМА.

Для разработки технология возделывания люцерны с получением семян в год посева нами были заложены следующие полевые опыты:

Опыт I. Изучить способы посева люцерны с различной шириной междурядий. Вариант 1- посев с шириной междурядий 0.15 м (контроль); вариант 2 -0.45 м; вариант 3 - 0,70 м; вариант 4 - 0.9Ö м; вариант 5 - 1.20 м; вариант 6 -1.40 м; вариант 7 - ленточный способ посева -1.25+0.15 м.

Посев в двухфакторном опыте производился сеялками C3T-3.6 и СУПО-б с предусмотренной шириной междурядий и нормой высева 1, 2 я 3 мяв. шт. всхожих семян на 1 га {далее млн. семян). Общая площадь под опытом - 2.52 га, площадь делянки 400 мг, учетная 100 м^, повторность трехкратная.

Опыт II. Изучить нормы высева люцерны с получением семян в год посева. Вариант 1- норма высева 1.0 млн. шт. всхожих семян на I га; вариант 2 -2.0 млн.; вариант 3 - 3.0 млн. (контроль); вариант 4 - 4.0 'млн.; вариант 5 - 5.0 млн.; вариант 6 - норма высева 6.0 млн. шт. всхожих семян на I га.

Посев производился с шириной междурядий 0.7 м сеялкой СУПО-6. Общая площадь под опытом - 0.72 га, площадь делянка 400 м2, учетная 100 м\ повторность трехкратная.

Опыт Iii. Изучить сроки посева люцерны. Вариант 1- первый срок — ранний посев при наступлении физической спелости почвы и начале полевых работ, что совпадает с посевом ранних яровых колосовых культур (контроль);

вариант 2 - второй срок - через 10-12 дней после первого срока посева; вариант 3- третий срок - через 10-12 дней после второго срока посева.

Посев производился нормой высева 1 млн. всхожих семян с шириной междурядий 0.7 м сеялкой СУПО-б. Общая площадь под опытом - 0.36 га, площадь делянки 400 мг, учетная 100 м2, повторность трехкратная.

Опыт IV. Изучить дозы внесения удобрений. Вариант 1- расчетная доза минеральных удобрений (Ы №К) (контроль); вариант 2 - 0.75(1 №К; вариант 3

- 0.50(1 №К; вариант 4 - 0.25 <1МРК.

Доза минеральных удобрений иа контроле определялась по выносу питательных веществ и составила в среднем за 1989-1991 год N^0 Рцо К30 (1с1 ЫРК) кг/га д.в., а на вариантах 2,3 и 4 эти дозы снижались на 25 %, 50 и 75 % соответственно. Удобрения вносились туковой сеялкой под вспашку. Посев производился с шириной междурядий 0.7 м, сеялкой СУПО-6, Общая площадь под опытом - 0.64 га, площадь делянки 400 м\ учетная 100 м2, Повторность трехкратная.

Опыт V. Изучить режим орошения и водопотребление люцерны на семена первого года жизни. Схемой опыта предусматривалось 6 вариантов дифференцированного режима орошения с поливами по периодам: первый период

- всходы - цветение, второй период — цветение - начало налива бобов и третий период - налив бобов - начало созревание.

Вариант 1- 75-65-65% НВ в слое 0.6 м (контроль); вариант 2- 75-75-65% НВ в слое 0.6 м; вариант 3 - 75-75-75% НВ в слое 0.6 м; вариант 4 - 75-75-65% НВ в слое 0.4 м; вариант 5 - 75-75-75% НВ в слое 0.4 м; вариант 6 - без орошения.

При изучении режима орошения делянки имели ширину 30 м и длину 110 м (кратную ширине захвата ДДА-100МА) и располагались длинной стороной поперек временного оросителя. Общая площадь под опытом - 5.94 га, площадь делянки 3300 мг, учетная 1000 м2. Повторность вариантов в опыте трехкратная.

Опыт VI. Влияние технологии получения семян люцерны в год посева на семенную продуктивность последующих лет изучалось на люцерне второго го-

да жизни на двух вариантах режима орошения. Вариант 1 - 70-70-65 % HB и вариант 2 - 70-80-65 % HB в слое почвы 0.6 м.

Опыт VII. Сроки уборки люцерны изучались на 5 вариантах люцерны первого года жизни. Вариант 1 - скашивание на свал при побурении 70-75 % бобов (контроль); вариант 2 - через 8-10 дней после оптимального срока (побу-рение 100%); вариант 3 - через 15-18 дней после оптимального срока; вариант4 - через 25-30 дней после оптимального срока и вариант 5 - прямое комбайни-рование через 7 дней после десикации (реглон 3 кг/га, при побурении 70-75 % бобов).

В опыте V, где делянки имели достаточную площадь для уборки комбайном СК-5 «Нива», проводился учет хозяйственного и биологического урожая. В опытах II, III, IV и V полив проводился ДЦА-100МА по схеме варианта 3 опыта V, Учет биологического урожая производился путем скашивания и обмолота сухой массы на малогабаритной молотильной установке с одновременным определением засоренности и влажности семян. Во всех опытах высевался районированный сорт люцерны — Манычская синегибридная, В опытах I, III, IV и V норма высева семян 1 млн. шт. всхожих семян на 1 га. В опыте II нормы высева согласно схеме опыта.

С целью всестороннего и глубокого изучения поставленных вопросов проводились следующие наблюдения и учеты: фенологические наблюдения, за динамикой линейного роста, накоплением сухого вещества, нарастанием листовой поверхности, формированием надземной и корневой массы, определялась структура урожая и биологическая урожайность на всех вариантах и хозяйственная на опыте по режиму орошения. Запасы влаги в почве определялись термостатно-весовым методом в начале и конце вегетации, до и после полива, а также выпадения эффективных осадков в слое почвы 1.0 м, по горизонтам через каждые 0,1 м. Учет оросительной воды при поливе ДДА-ЮОМА проводили с помощью трапецеидального водослива и водомерного счетчика БД-180.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований по изучаемым вопросам: сроки, способы посева, нормы высева, дозы удоб

рений и сроки уборки люцерны.

Авторы (Бабушкин В.М., Медведев Г.А. и другие) отмечают, что семена люцерны можно получить уже в первый год жизни, однако сама технология возделывания люцерны при орошении до настоящего времени не разработана в достаточной степени. В отличие от люцерны прошлых лет, имеющей мощную корневую систему и способную быстро отрастать в весенний период, растения первого года жизни развиваются из семени, и биология их развития значительно отличается, поэтому очень важно изучить влияние элементов агротехники на рост, развитие и продуктивность семенной люцерны.

Изученные нами 7 вариантов способов посева позволили установить, что растения при нормах высева 1,2 и 3 млн. семян с увеличением ширины междурядий с 0,15 до 1.4 м и ленточном способе посева - 1.25+0.15 м увеличивают линейный рост. Например, при норме высева 1 млн. шт. семян - с 86 до 122 см. Это можно объяснить, видимо, большей плотностью растений в рядке, взаимным их затенением и стремлением растений к свету. Однако показатель накопления сухого вещества на единицу площади имеет более высокие величины 545 и 511 г/мг при сужении междурядий до 0.15 и 0.45 м, чем при ширине междурядий 1.4 м, где он составил - 340 г/м".

Способы посева и нормы высева оказали влияние и на структуру урожая. По таким важным показателям, определяющим величину урожая, как количество кистей на одно растение, бобов в кисти, семян в бобе, а также массе 1000 семян выделяются варианты с шириной междурядий 0,45 и 0.70 м и ленточном способе посева 125+0.15 м. На этих вариантах урожайность семян была более высокой и составила, например, при норме высева 1 млн. шт. всхожих семян на 1 га соответственно 615, 623 и 619 кг/га, что на 16, 17 и 16 % выше контроля (таблица 1).

Более высокая урожайность на этих вариантах позволила использовать влагу более экономно. На формирование 1 тонны семян было затрачено соот-

ветственно 7691, 7415 и 7690 м3/г, в то время как, например, на варианте с шириной междурядий 1.40 м коэффициент водопотребления составил 14 322 м3/т.

Таблица 1 - Урожайность семян люцерны в зависимости от способов посева и нормы высева, 1989-1991 гг., кг/га_

Вариант Норма высева

I млн, 2 млн. 3 млн. (К)

урожайность ДУ, кг % урожайность АУ> кг % урожайность ДУ, кг %

0.15 (К) 532 - - 521 - - 443 - -

0.45 615 + 83 16 590 + 69 13 527 + 84 19

0.70 623 + 91 17 514 -7 1 496 + 53 12

0.90 520 -12 2 495 -26 5 465 + 22 5

1.20 494 -38 7 396 -125 24 397 -46 10

1.40 347 -185 35 314 -207 40 373 -70 16

1.25+0.15 619 + 87 16 610 + 89 17 531 + 88 20

Р,% 2.2-4.1

HCPo.pj, и- 27-34

В опыте 2 наблюдения показали, что с повышением нормы высева с 1 до 6 млн. шт. семян (ширина междурядий 0,7 м) увеличиваются линейный рост с 78 до 82 см и масса растений с 1.10 до 1.46 кг/мг, но средняя масса одного растения снижается с 17.5 до 5,25 грамм. Более слабые растения сформировали и меньшую урожайность. Если при норме высева 6,0 млн. семян урожайность составила 390 кг/га, то при норме 1,0 млн. семян урожайность была выше на 37 % и составила 534 кг/га (таблица 2).

Таблица 2 - Динамика линейного роста и урожайность семян люцерны в год посева при различных нормах высева, в среднем за 1989-1991 гг.

Норма высева, млн. шт. Показатели роста в фазу начало налива бобов Урожайность семян, кг/га

Линейный рост, см Зеленая масса растений,

с 1 мг, кг 1-го растения, г

1.0 78 1.10 17.5 534

2.0 79 1.12 10.5 510

3.0 78 1.29 7.20 430

4.0 80 1.42 7.05 425

5.0 80 1.47 6.39 421

6.0 82 1.46 5.25 390

Р, % 3.4

НСРо.м.«г 31

Исследования в опыте со сроками посева показали, что ранние сроки посева (при наступлении физической спелости почвы) являются оптимальными, при втором и третьем сроках посева растения укорачивают сроки прохождения всех фенологических фаз, а урожайность снижется соответственно на 6 % и 14 % по сравнению с первым вариантом, где урожайность составила 597 кг/га.

Важным элементом технологии является пищевой режим. Исследования показали, что минеральные удобрения способствуют увеличению линейного роста, накоплению зеленой массы и повышению урожайности семян по сравнению с вариантом без удобрений. Уменьшение расчетной дозы удобрений под семенную люцерну, рассчитанную на 2 года использования, на 25 или 50 % приводит к снижению урожайности на 8 и 29 кг/га или на 1 - 5 %, т. е, в пределах НСР. При l.Od NPK урожайность составила 631 кг/га, при 0.75d NPK - 623 кг/га и при 0.5d NPK - 602 кг/га. Наблюдения показывают, что под семенную люцерну первого года жизни, используемую только один год (как страховую культуру), можно снижать дозу удобрений до 0.5d NPK от расчетной. .Для посевов люцерны с получением семян в течение 2-3 лет доза удобрений должна оставаться равной l.Od NPK.

Изучение сроков уборки при двухфазном способе, т.е. со скашиванием люцерны в валки с последующим подбором к обмолотом и прямом комбайни-ровании после десикации реглоном, показало, что более высокую урожайность семян (около 550 кг/га) можно получить при прямом комбайнировании после десикации или при подборе валков через 3-5 дней после скашивания,

В четвертин главе изложены основные результаты исследований по влиянию влагообеспеченности на семенную продуктивность люцерны первого года жизни.

Для изучения влияния влагообеспеченности на рост, развитие и семенную продуктивность люцерны было предусмотрено 6 вариантов режима орошения. Заданный поливной режим орошения был выдержан, В среднем за 19891991 годы на контрольном варианте (75-65-65 % HB в слое 0.6 м) было прове-

дено 2.7 полива поливной нормой 510 м3/га, а оросительная норма составила 1370 м3/га (таблица 3).

Таблица 3 - Элементы режима орошения, 1989-1991 гг.

Вариант Оросительная норма, м /га Кратность поливов, шт. Продолжительность, сут.

поливного периода межполивного периода

1,75-65-65% НВ в слое 0.6 м (К) 1370 2,7 58 34

2. 75-75-65% НВ в слое 0.6 м 1690 3,3 58 25

3. 75-75-75% НВ в слое 0.6 м 1950 4,0 63 21

4.75-75-65% НВ в слое 0.4 м 1730 4,0 58 16

5.75-75-75% НВ в слое 0.4 м 1880 5,3 69 19

6. Без орошения - - - -

При улучшении вдагообеспеченности на вариантах 2 и 3 кратность поливов увеличилась до 3.3 и 4.0 и оросительная норма - 1690 и 1550 м3/га. Уменьшение слоя увлажнения увеличивало количество поливов до 5.3 на варианте 5,

но уменьшались поливные нормы до 350 м5/га. Оросительная норма отличалась незначительно и составила 1880 м3/га.

Создаваемые поливами различные условия увлажнения по-разному влияли на рост и развитие растений люцерны (рисунок 1).

Наблюдения показали, что по сравнению с вариантом без орошения, длина вегетационного периода увеличилась на контроле на 12 дней, а на 3 и 5 вариантах на 15 дней; линейный рост растений, площадь листовой поверхности и надземная масса растений так же были высокими на вариантах 3 и 5.

Наблюдения за ростом и развити-

а) линейный рост

0 20 « и S0 [00 «20

б) сухое вещество

; wo;

i i

Г 1 У Ñ

Г

20 40 60 so too но А в) листовая поверхность

Ъ «J

0 20 40 60 te too 120

Суток ОТ всходов Варианты режима орошения

у,------ 75-75-75 % HB;

у,........ - 75-65-65 % HB;

у] - - 75-Í5-65 % HB.

Рисунок 1 - Рост и развитие люцерны первого года жизни

ем корневой системы люцерны показали, что люцерна в первый год жизни сначала развивает мощную корневую систему, а затем вегетативную надземную массу. Причем на вариантах I и 6 с меньшей влагообеспеченностью корневая система проникает глубже на 0.3 м, чем на варианте 5, а линейный рост надземной частя растений имеет более высокие показателя при достаточной влаго-обеспеченности (варианты 3 и 5). Здесь и масса отмытых сухих корней в метровом слое почвы была выше - 2844 и 2936 кг/га соответственно. В то же время на контроле и на варианте без орошения этот показатель'составил 2305 и 1997 кг/га, что меньше на 20 и 40 %.

На вариантах 2, 3, 4 и 5 с лучшей влагообеспеченностью основная масса корней (более 60 %) располагалась в пахотном слое (0-0.20 м). В подпахотных горизонтах масса корней уменьшалась в горизонте 0.2-0.3 м до 12-17 % и в горизонте 0.3 - 0.4 м до 6-10 %. Более 90 % массы корней располагалась в слое почвы 0.6 м. Все показатели роста и развития надземной части растений и корневой системы люцерны первого года жизни были выше на вариантах 3 и 5 с лучшей влагообеспеченностью. На этих вариантах н коэффициент продуктивности корневой системы был более высоким - 2.44 и 2.42 соответственно, против 2.31- на контроле н 2.00 - на варианте без орошения.

Различная вланеобеспеченность в течение вегетации оказала различное влияние на рост и развитие растений и на величину урожая (таблица 4).

В среднем за 1989-1991 годы высокая урожайность семян люцерны - 554 и 578 кг/га была на вариантах 3 и 5 при поддержании влажности почвы не ниже 75 % НВ в слоях 0.4 или 0.6 м. Здесь прибавка урожая, по сравнению с контрольным вариантом, составила 182 и 206 кг/га или 49-55 % соответственно, а по сравнению с вариантом без орошения 341 и 365 кг/га.

Уменьшение влажности почвы в третьем периоде до 65 % НВ в слое 0.4 или 0.6 м привело к снижению урожайности на 10-14 %, а при одновременном снижении влажности почвы во втором и в третьем периодах до 65 % НВ (на контроле) - на 49 При этом урожайность на всех орошаемых вариантах была выше чем на варианте без орошения в 1,8 — 2,7 раза.

Таблица 4 - Урожайность и водопотребление семенной люцерны первого года жизни в зависимости от влага обеспеченности, кг/га

Вариант Годы исследований Средняя урожайность, кг/га Суммарное водопотребление, м3/га Коэфф. водопотребления, м3/т

1989 1990 1991

1. 75-65-65% НВ в слое 0.6 м (1С) 320 401 396 372 4253 11432

2. 75-75-65% НВ в слое 0.6 м 390 450 437 426 4443 10 430

3. 75-75-75% НВ в слое 0.6 м 614 529 519 554 4564 8238

4. 75-75-65% НВ в слое 0.4 м 383 424 427 411 4449 10 825

5. 75-75-75% НВ в слое 0.4 м 599 564 572 578 4599 7 957

6. Без орошения 187 228 225 213 3185 14 953

Р,% 2.4 1.9 4.5 - - -

НСРШ.„ 23 17 29 - - -

Исследование водопотребления люцерны показали, что на вариантах 3 и 5 с более благоприятными условиями увлажнения потребовалось провести больше поливов, поэтому на этих вариантах по сравнению с контролем возросли оросительные нормы с 1367 до 1727 и 1977 м3/га и суммарное водопотребление с 4253 до 4564 и 4599 м3/га соответственно. Основная доля влаги поступила с осадками (в среднем 1935 м 3/га) и с оросительной водой (1367-1877 м3/га). Более экономно влага использовалась на вариантах 3 и 5, где коэффициенты водопотребления составили соответственно 8238 и 7957 м3/т.

Анализ водопотребления люцерны по фазам роста показал, что критическим периодом роста и развития люцерны являются фазы цветение и налив бобов. Среднесуточное водопотребление люцерны на контроле в начале и конце вегетации ниже-10.7-20.3, чем в фазы бутонизация и цветение 38.3-35.5 м3/га в сутки. На вариантах 3 и 5 эти показатели выше на всех этапах ее развития. Так в фазу цветения среднесуточное водопотребление люцерны возросло по сравнению с контролем с 35.5 до 52 м5/га в сутки.

Рисунок 2 - Биоклнматические коэффициенты К( и Кй в связи с суммой среднесуточных температур воздуха

позволяют рассчитывать режим орошения по метеопараметрам (рисунок 2),

Нами также получены зависимости «урожайность - суммарное водопотребле-ние», «прибавка урожая - оросительная норма», «урожайность - водообеспечен-ность» (рисунок 3). Данные математической обработки соответствующих коэффициентов относительной прибавки урожая (КУ= (У! -У5)/<У0 — У в), где У 5 — урожайность без орошения; У! - урожайность на вариантах опыта, У о — урожайность при оптимальном режиме орошения) и водообеспечения посевов (КВ=М/М0, где М н Мо - оросительная норма в вариантах опыта и при оптимальном орошении) позволяют утверждать, что в интервале изменения КВ от 0,54 до 1,0 взаимосвязь представлена логарифмической функ-

На основании полученных данных среднесуточного недопотребления и анализа их взаимосвязи с суммой среднесуточных температур и дефицитов влажности воздуха нами построены биологические кривые водопо-треблеяия и получены биоклнма-тические коэффициенты К» к Kd в связи с суммой среднесуточных температур воздуха от всходов нарастающим итогом, которые

а) «урожайность - суммарное водопотоебление»

та

W, и ¡tn

б) «прибавка урожая -оросительная норма»

„ п л Y'3!0V +0.000 +0,001 .

'-r'-O.M Г- 0,3

' од 0.1. о

-U

ж.

2«ю зооо

М My'ü

в) «урожайность-водообесп еченность»

0 J 0,4

Рисунок 3 -Связь между урожайностью и влагообеспеченно-стью

дней, полученной Сенчуковым ПА, Данные зависимости имеют тесную корреляционную связь (корреляционное отношение Я2 = 0.75 и 0.89) и могут быть использованы при планировании режимов орошения, расчетах планов водо-' пользования й технико-экономическом обосновании структуры посевных площадей и севооборотов для различных условий влаго- и водообеспеченностя.

Исследования показали, что технология получения семян люцерны в год посева при различных режимах орошения не оказала отрицательного влияния на семенную продуктивность растений второго года жизни, где урожайность составила 456 и 473 кг/га (таблица 5),

Таблица 5 - Влияние влагообеспеченности и года жизни растений на урожай^ ность семян люцерны

Урожайность люцерны второго года жизни, ц/га

люцерны на семена люцерна под покров ячменя

Вариант первого года жизни в предыдущем году

1590 1991 средняя 1990 1991 средняя ЛУ> кг/га %

70-80% от HB 363 548 456 332 614 473 252 114

60-65% от HB (К) 214 239 227 193 249 221 - -

Без орошения 142 189 167 134 152 143 -78 35

Р,% 2.7 3.4 - - - - - -

НСР 0.95 кг AB 35 24 - » -

В пятой главе дана оценка технологического процесса возделывания люцерны при орошении с получением семян в год посева. Нами проведена экономическая и энергетическая оценка технологического процесса на примере режимов орошения при оптимальных вариантах изучаемых агроприемов. Анализ экономической эффективности режимов орошения люцерны на семена показал, что варианты 3 и 5 имеют более высокую урожайность 0.554 -0.578 кг/га и выручку от реализации 33.2 и 34.7 тыс. руб.Уга по сравнению с контролем, но повышаются на 0.9 - 1.0 тыс.руб./га прямые затраты. Однако затраты на орошение окупаются прибавкой урожая и возросшим доходом с 16.2 тыс. руб./га на контроле до 26.8 и 28.4 тыс.руб./ га на вариантах 3 и 5. На этих вариантах отмечена и наивысшая рентабельность-418 и 450% соответственно.

Энергетическая оценка режимов орошения показывает, что затраты совокупной энергии были самыми высокими 2813 и 2671 ГДж/га на вариантах 3 и 5. Однако за счет более высокого урожая эти варианты обеспечили наибольшее' приращение валовой энергии 8378 и 9004 ГДж/га, На этих вариантах коэффициент энергетической эффективности был самый высокий и составил 4.0 и 4.3 против 2.9 на контроле.

ВЫВОДЫ

1. Высокая урожайность люцерны первого года жизни 0,615-0.623 т/га формируется при широкорядном способе посева с шириной междурядий 0.45 и 0.70 м и ленточном способе посева 1.25+0.15 м - 0.619 т/га и норме высева 1 млн, всхожих семян на 1 га,

2. Более высокую урожайность люцерна на семена первого года жизни имеет при ранних сроках посева - 597 кг/ra, совпадающих по срокам с посевом ранних яровых колосовых культур. Урожайность семян при запаздывании со сроками посева на 10 или 22 дня снижается на 6 и 14 %.

3. Применение минеральных удобрений позволяет увеличить урожайность семенной люцерны первого года жизни с 248 до 631 кг/га или в 1.5 раза по сравнению с вариантом без удобрений. Снижение расчетной дозы удобрений семенной люцерны первого года жизни на 50 % не приводит к существенному снижению урожайности. Поэтому можно принять дозу удобрений под семенную люцерну первого года жизни, используемую только один год (как страховую культуру) равную 50 % расчетной.

4. Благоприятные условия для роста и развития семенной люцерны первого года жизни создаются при поддержании влажности почвы в слое 0.4 или 0,6 м не ниже 75 % НВ в течение всей вегетации. На этих вариантах создаются лучшие условия для роста и развития растений, о чем свидетельствуют увеличение: длины вегетационного периода на 3 % (со 134 до 137 дней), выживаемости растений на 10% (с 83,6 до 93.8 %), линейного роста на 5.6 % (с 88 до 93

см), площади листовой поверхности на 25 % (с 32 до 40 тыс. м3/га), накопления сухого вещества на 33.7 % (с 398 до 532 г/м2), среднесуточной продуктивности фотосинтеза на 4 % (с 2.55 до 2.64 г/м1 сут.) и формирования максимальной урожайности семян люцерны - 578 и 554 кг/га, что в 2.7 раза больше, чем на варианте без орошения. Высокая урожайность на этих вариантах обеспечивалась за счет развития на каждом растении большего количества кистей, бобов в кисти и семян в бобе.

5. Благоприятные условия для роста и развития корневой системы люцерны создаются на вариантах 3 и 5 при поддержании влажности почвы не ниже 75 % НВ в течение всей вегетации. Основная масса корней располагается в слое почвы 0.4 и 0.6 м. Здесь масса сухих корней достигает 2844 и 2936 кг/га, коэффициент продуктивности корневой системы 2.44 и 2.42, против 2.31- на контроле и 2.0 - без орошеиия.

6. Суммарное водопотребление люцерны на семена в год посева, зависит от условий увлажнения и режима орошения и составляет в среднем 3185 - 4599 м3/га. Наибольший расход влаги, достигающий 27 - 34 % от суммарного испарения, приходится на фенологические фазы - цветение и наггив бобов. В эти же фазы наблюдается и наибольшее среднесуточное водопотребление до 52 м3/га в сутки. Эти фазы люцерны являются критическими периодами по потребности во влаге.

7. Полученные биоклиматические коэффициенты и уравнения регрессии показали существенную тесную взаимосвязь суммарного водопотребления от суммы среднесуточных температур и дефицитов влажности воздуха нарастающим итогом от всходов. Математические зависимости «урожайность - суммарное водопотребление», «прибавка урожая - оросительная норма», «урожайность - водообеспеченность» рекомендуется использовать при проектировании и корректировке режимов орошения.

8. Семена люцерны, полученные в первый год жизни, имеют хорошие посевные качества, энергию прорастания 56.8-57,4 % и всхожесть 97-98 % при достаточной впагообеспеченности (варианты 3 и 5). Более высокую урожай-

ноегь семян (около 550 кг/га) можно получить при уборке в оптимальные сроки при двухфазном способе уборки, т.е. со скашиванием люцерны в валки с последующим подбором валков через 3-5 дней после скашивания и при прямом ком-байнировании после десикации гербицидом реглоном (3 кг/га). Получение семян люцерны в год посева не оказывает отрицательного влияния на последующую семенную продуктивность люцерны второго года жизни.

9. Наиболее экономически выгодным является режим орошения, когда порог влажности в слое почвы 0.6 м (варианты 3 и 5) поддерживается не ниже 75 % НВ в течение всего вегетационного периода. При этом режиме орошения у люцерны формируется более высокий урожай семян, уровень рентабельности повышается по сравнению с контролем с 265 до 450 %. При этом возрастают показатели приращения валовой энергии с 4944 до 9004 ГДж/га, а коэффициент энергетической эффективности увеличивается с 2.9 до 4,3.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При возделывании люцерны с получением семян в год посева необходимо посевы производить в ранние сроки, нормой высева 1 млн. шт. всхожих семян на 1 га с шириной междурядий 0.45 или 0.70 м.

2. При возделывании люцерны в одном поле севооборота или как страховую культуру расчетную дозу минеральных удобрений можно уменьшить вдвое по сравнению с расчетными дозами для многолетнего использования люцерны.

3. Для получения высоких урожаев люцерны в год посева необходимо поддерживать влажность почвы в слое 0.6 м не ниже 75 % в течение всего вегетационного периода. В среднесухой год необходимо провести 4-5 поливов нормой 400-500 м3/га. Для определения сроков полива рекомендуется использовать биоклиматические коэффициенты.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Балакай Г.Т., Балакай Н.И. Технология получения семян люцерны в год посева. /Тезисы докладов НГМА, 27-29 окт. 1998 г. - Новочеркасск: НГМА. 1999. - С. 22-23 (автор 80%).

2. Балакай Г.Т., Балакай Н.И. Семена люцерны в год посева. /Тезисы докладов Межрегион, науч.-практ. конф. «Проблемы теории и практики экономического развития АПК в кризисных ситуациях». - Ростов-на-Дону: ВНИИЭиН.

1999. - С. 210-211 (автор 60%).

3. Балакай Н.И. Элементы технологии возделывания люцерны с получением семян в год посева. //Вопросы мелиорации, - М: ГУ ЦНТИ «Мелиоводин-форм». - 2000, - № 5-6. - С. 106-112.

4. Балакай Г.Т., Балакай Н.И. Потери семян люцерны при уборке и способы их снижения. //Вопросы мелиорации. - М: ГУ ЦНТИ «Мелиоводинформ». -

2000,- № 7-8. - С. 7-10 (автор 80%).

5. Балакай Н.И. Влияние сроков посева и уборки на урожайность семян люцерны. //Вопросы мелиорации. - М.: ГУ ЦНТИ «Мелиоводинформ». - 2000. -№ 7-8.. С. 54-58.

6. Балакай Н.И. Влияние норм высева на урожайность семян люцерны в год посева. // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: Сб. науч. тр7 ГУ ЮжНИИГиМ. - Новочеркасск: Изд-во ЮРГТУ, 2000. - С. 45-48.

7. Балакай Н.И. Влияние способов посева на семенную продуктивность люцерны.// Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: Сб. науч. тр./ ГУ ЮжНИИГиМ. - Новочеркасск; Изд-во ЮРГТУ. 2000. - С, 48-50.

8. Балакай Н.И. Особенности роста и развития люцерны в первый год жизни при различных режимах орошения. // Исследования в области решения проблем мелиорации (по материалам конференции молодых ученых и сотрудников): Сб. науч. тр. /ФГНУ «РосНИИПМ». - М.: ЦНТИ «Мелиоводинформ». 2002.-С. 17-20.

9. Балакай Н.И. Интенсификация производства семян люцерны на орошении,// Тезисы докладов регион, науч.-практ. конф. «Экономическое развитие АПК Юга России: концепции и механизмы», 29 мая 2002 г. - Вып. 2, - Ростов-на-Дону: ВНИИЭиН. 2002. - С. 120.

10. Балакай Н.И. Биоклиматические коэффициенты люцерны на семена. // Пути поаышения эффективности орошаемого земледелия: Сб. науч. тр. /ФГНУ «РосНИИПМ». - Вып. 34. - М: ЦНТИ «Мелководинформ». 2002. - С. 42-47,

1!. Балакай Н.И., Балакай Г.Т. Особенности водопотреблення семенной люцерны.// Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: Сб. науч. тр. /ФГНУ «РосНИИПМ». - Вып. 34. - М: ЦНТИ «Меяиоводинформ». 2002.- С. 47-51 (автор 60%).

12. Балакай Н.И., Щедрин В.Н. Особенности возделывания семенной люцерны./ Мелиорация и водное хозяйство: Материалы науч.-техн. конф., посвящ. 70-летию акад. Б.Б. Шумакова, г. Новочеркасск, 10 сентября 2003 г. - Вып. I. -Новочеркасск: ООО НПО «Темп». 2003. - С. 148-151 (автор 60%).

Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз.

Подписано в печать 10.09.2003 г. Формат 60x84 1/16 Заказ Хк 58

Типография НГМА, ул. Пушкинская, 111, г. Новочеркасск