Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Теория и практика определения норм высева семян

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Теория и практика определения норм высева семян"

П о «п

' НОВОСИБИРСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

й\ На правах рукописи

!ДйР£ИНИН НИКОЛАЙ ПЕТРОВИЧ .

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ОПРВДШНИЯ НОРМ ВЫСЕВА СЕМЯН

06.01.09 - растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ ' диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

НОВОСИБИРСК - 1У91

Работа выполнена в Новосибирском ордена Трудового Краен Знамени государственном аграрном университете.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

академик ВАСХНИД Р.Б. Кондратьев;

доктор сельскохозяйственных наук, гцюфессор Л,И. Кузнецов;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н,Г. фпетков.

Ведущая организация - Алтайский научно-исследовательский

институт земледелия и селекции у

Защита состоится

(МШЫЬфЛ 1991 г. в 40

часов на заседании специализированной) совета Д 120.32.01 пр Новосибирском государственном аграрном университете в зале 3 седаний.

Адрес: 630039, г. Новосибирск-39, ул. Добролюбова, 160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосиби кого государственного аграрного университета.

Автореферат разослан ДуС-^ 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета

Токарев

1дАЯ:; ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

(I

. __ 1

; .Актуальность проблемы. В современном, растениеводстве при-1 1

»Няот>ся в основном два способа определения нормы высева: весо-1й и количественный, которые выработаны многовековой практикой юстьянского земледелия еще до появления науки о площадях пи-1Ния растений.

Применяемые способы, не раскрывая внутреннего взаимодейст-ш растений со средой при изменении густот» посева и условий : возделывания, отражают не причинную связь, а только количес-¡енный признак технологического приема. Кроме того ни весовая, I количественная норма высева семян прямого влияния на продук-шность посева не имеет, так как урожайность (У) во всех случаях )едставляет собой произведение предуборочной густоты растений I единице площади (Р) на среднюю их индивидуальную продуктив-)сть Щ, то есть У = РЕ. (I)

Формирование предуборочной густоты посева, как основного »мпонента урожайности, отражает очень сложный процесс взаимо-¡йствия растений с постоянно изменяющейся средой их произрастил. Поэтому при одной и. той же норме высева можно получить (вершенно различную предуборочную густоту растений, и наоборот, 'о снижает точность определения искомой нормы высева и как след-?вие" порождает постоянные разногласия в оценке роли густоты по->ва даже в одинаковых условиях возделывания сельскохозяйствен-1х культур. В связи с этим в агрономической науке и практике > сих пор существуют прямо противоположные концепции о роли 'стоты посева на величину урожайности.

От правильного формирования предуборочной густоты посева за-юит не только величина и качество урожая, но и затраты средств труда на единицу выращенной продукции. Поэтому норма высева се-ш, определяющая пространственный фактор жизни растений, являет-I коренным вопросом возделывания любой культуры и во всех зонах )льскохозяйственного производства.

Цель исследований - поиск закономерностей взаимодействия ютений со средой их возделывания для разработки графической и ¡.тематической модели урожайности в зависимости от густоты посе-I и условий возделывания растений, как теоретической основы ра-юнального формирования предуборочной густоты посева.

На основе вскрытых закономерностей, положенных в основу мо-

дели урожайности, разработать научно-обоснованный способ опред| ления нормы высева семян, который смог бы заменить существующи' как несовершенные.

Научная новизна и практическая ценность работы» Экспериме! тально подтверждено явление компенсации, на которое ранее обращал внимание Д.Н. Прянишников (192г), Б.И. Эдельштейн (1931), to.Л. Сулейменов (19Ь0) и которое рельефно проявляется по разньп культурам в опытах С.Д. Гребенникова (1949), Р.Ь. Кондратьева (1970), В.И. Бечуса (19*71), П.Л. Гончарова (1975), Э.Д. Неттев! ча (1976, 19Ь0), А.Е. Осина (1УЬ0) и других советских и зарубе; ных ученых, но которое до настоящего времени не признано, как объективная закономерность растительного мира.

Экспериментально доказано ранее неизвестное свойство динамичного равновесия урожайности, как функция одновременного изм< нения густоты посева и условий возделывания растений. Объединя; более простые закономерности взаимодействия растений со средой данное свойство отождествляется с биологическим законом, отрада щим сложные процессы растительного мира.

Установлен ранее неизвестный интервал универсальной преду< рочной густоты посева, который закономерно проявляется на фоне вскрытых закономерностей взаимодействия растений со средой их произрастания.

На основе выявленных закономерностей предложена математич» кая и графическая модель урожайности в зависимости от предубор< ной густоты посева и условий возделывания растений, как Hay4Haj основа формирования рациональной предуборочной густоты npoH3Boj ственных посевов.

В развитие идей М.С. Савицкого (1956, 1961) на базе устанс ленной нами модели урожайности, разработан альтернативный спосс определения нормы высева семян по универсальной предуборочной густоте посева.

Экспериментально подтверждено явление усиленного роста ра< тений в первый период их жизни на загущенном посеве, а также bi казана альтернативная концепция причин, вызывающих это явление,

Выполненные исследования и установленные на их основе закс номерности взаимодействия растений со средой при изменении гус: ты посева и условий их возделывания создают предпосылку для фо] мирования нового научного направления в растениеводстве, связа! ного с заменой существующих (весового и количественного) спосо(

тределенкя нормы высева семян на альтернативный, при котором зрма высева семян выступает функцией или средством формирования знкретной предуборочной густоты посева в рамках модели урожай-

5сти.

Освоение предлагаемого способа определения нормы высева, зедназначенного для формирования заданной предуборочной густоты >сева сельскохозяйственных культур, позволит получать наилучшие >нечные результаты при рационально расходе средств и труда на ;инйцу выращенной продукции.

Основные положения^защиты. I. Явление компенсации, как объ-стивная закономерность растительного мира. '¿. Свойство динами-юго равновесия урожайности, как функция одновременного измене-1Я густоты посева и условий возделывания растений. 3. Модель южайности в зависимости от предуборочной .густоты посева и ус->вий возделывания растений, как теоретическая основа для разра->тки научно-обоснованного способа определения нормы высева сети. 4. Альтернативный способ определения нормы высева семян по шверсальной предуборочной густоте посева.

Апробация .полученных результатов. Производственные испытания юсоба определения нормы высева семян по универсальной предубо->чной густоте посева, разработанного на примере масличного льна, жазали:

- возможность формирования заданной предуборочной густоты >сева с допустимыми отклонениями;

- универсальность способа, выражающуюся в возможности его жменения на других культурах;

- высокую экономическую эффективность, которая'слагается из жращения расхода нормы высева семян и снижения потерь урожая

i счет исключения изреженности или чрезмерного загущения произ->дственных посевов.

Так, в совхозе "Чуковский" и колхозе "Большевик" Ордынского Лона Новосибирской области (19ЬИ - 1963 гг.) снижение рекомен-1ванных производству норм высева семян масличного льна на 25 -У/о не приводило к снижению урожайности. В то :хе время при воззвании льна на высоком агротехническом фоне рекомендованная >рма (60 кг/га всхожих семян) обеспечивает густоту в 1000 и бо-¡е растений на I м^, что приводит к снижению семенной продук-¡вности посева.

По зерновым культурам превосходство предлагаемого спосо&а

над количественным на полях Юргинского совхоза Кемеровской облас ти составило: по яровой пшенице (1963 - 1988 гг.) - 351 кг/га, из них за счет экономии семян ЮЬ кг, а остальные за счет приба] ки урожайности; по ячменю (1985 - 1990 гг.) - 247, в том числе экономия семян - 83 кг/га.

- Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и предложений. Диссертация изложена на 279 страницах машинописного текста, включающего 81 таблицу, 1& рисунков. В списке использованной литературы 419 источников, из них 42 на иностранных языках. В приложении 23 страницы дополнительного материала.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. ИСТОРИЯ И СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Зарождение науки о нормах высева и площадях питания растений связывают с выходом в 1В85 г. классического труда немецкого ученого Эвальда Вольни "Посев и уход за сельскохозяйственными культурными растениями". По широте охвата проблемы и глубине пр никновения в закономерности развития растений в зависимости от густоты посева его работа не знала себе равных вплоть до середи ны текущего столетия, а многие ее положения по густоте посева (посадки) приобрели форму неоспоримой истины.

Первый или основной вывод, к которому пришел Э. Вольни, за лючается в том, что максимальная урожайность при равных условия получается только при определенной площади питания. Как увеличе ние, так и уменьшение ее приводит к снижению урожайности. При графическом изображении такая зависимость приобретает форму одн вершинной кривой.

Второй вывод заключается в том, что по мере повышения плодородия почвы, как и при улучшении других условий возделывания, максимальная урожайность начинает формироваться при более редки посевах.

Этими положениями безусловно не ограничивается вклад Э. Вс ни в развитие науки о нормах высева, но именно они определяют ось ное содержание проблемы и всегда находятся в центре внимания не ки и практики.

Принципиальные положения Э. Вольни впервые поставил под сс

яие В.И. Эдельштейн (1931). Признавая одновершинную зависимость ожайности от густоты посева, он, в противоположность Э. Вольни, верждал, что на плодородных почвах при благоприятных условиях ста высший урожай корнеплодов, кочанов, плодов и т.д. лолучает-при меньшей площади питания, чем на бедных почвах.

Хотя концепция В,И. Эдельштейна получила признание и разви-е в исследованиях многих ученых, тем не менее есть работы и не-ло, в которых положение В.И. Эдельштейна не подтверждалось, к и не подтверждался основной вывод Э. Больни.

Неразрешенные противоречия провозглашенных концепций, а так-приток новых экспериментальных данных, создали предпосылку я зарождения нового мировоззрения в оценке роли густоты посева и возделывании сельскохозяйственных культур.

Сторонники нового направления (Г.М. Давидовский, 196Ь; П. Перепечко, 1971; Ы.И. Ефимов, Г.А. Щербаков, 1980; М.К. Су-йменов, 1980; А.И. Барсуков, 19&3 и др. советские и зарубежные еные) располагают экспериментальными материалами, которые дос-точно убедительно доказывают возможность получения одинаковой ожайности по ряду смежных вариантов с разной нормой высева сен, чем отрицается признанная одновершинная зависимость урожай-сти от густоты посева.

Возрастающий интерес к изучению норм высева так и не вышел эмпирической стадии, так как не создана единая и логически за-ршенная теория зависимости урожайности от густоты посева и ус-вий возделывания растений, на основе которой моино было бы раз-ботать научно обоснованный способ определения нормы высева сен. Вследствие этого мировое сельскохозяйственное производство настоящего времени применяет способы (весовой, количественной), работанные практикой крестьянского земледелия на чисто эмпири-ской основе еще в глубокой древности.

МЕТОДИКА И МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Методические дополнения при изучении данной проблемы, а так-1?ли и задачи исследований, в значительной степени были предоп-делены результатами рекогносцировочных опытов, проведенных в чале 60-х годов.

Так, при изучении предшественников масличного льна в 1961 г. . фоне разных предшественников дополнительно заложили опыт по

густоте посева с тремя градациями норм высева семян. Данные опы оказались неожиданными, так как они не согласовывались с призна ными теоретическими положениями. При этом двукратное увеличение нормы высева не привело к изменению продуктивности посева, в ре зультате чего зависимость урожайности от густоты посева выразилась не в виде кривой, как признано, а вписалась в прямую линию параллельную оси координат (рис. I).

Результаты проведенного опыта побудили провести полевое об' ледование производственных посевов масличного льна для уточнени: фактической связи между нормой высева, предуборочной густотой с-яния и его урожайностью в условиях производства.

№

г

I <0

5 ,

Эо.2 Л- О

/ / '1

/ / / / ✓ / : / - // 9 а ,_а__1

873 423 551

Густота, пм^а}рает.нл ¿ас*

Рис. I. Урожайность семян льна масличного в зависимости от предуборочной густоты посева и гфедшественника (I, 2): I - занятый бико-овсякый пар, 2 - яровая пшеница

Обследование, проведенное в хозяйствах Ордынского района Новосибирской области (1962 г.), показало, что на участках с одинаково нормой высева семян - 50 кг/га, густота стояния растений различа лась в значительных размерах и колебалась от 121 до 656 раст./м^ Причем максимальная биологическая урожайность семян оказалась практически одинаковой по всем градациям густоты стояния растений на единице площади (табл. I).

Проведенный опыт и полевое обследование производственных по

!Бов показали:

существующие способы определения норм высева семян несовершенны и на них нельзя ориентироваться при изучении зависимости урожайности от густоты посева;

стабильность максимальной урожайности при значительных колебаниях густоты посева на обследованных полях подтвердила резуль-1ты опыта 1961 г. в том, что прямой зависимости урожайности от >едуборочной густоты посева в каких-то пределах не существует; эксперимент с небольшим набором градаций по густоте посева не может дать полной картины зависимости урожойности от изучаемого фактора.

I, Группировка площадей посева масличного льна по предуборочной густоте. Норма высева 50 кг/га

.стений льна Площадь Общая Биологическая урожайность

¡ред уборкой, у_во га выживаемость семян, т/га _

шт/м^ участ- растений, % минималь_ макси- средняя

___ков_ная____мальная__

!1 - 200 2 244 12,1-20 0,2б" 1,92 1,09 И - 300 ' 6 417 20,1-30 1,00 1,81 1,33 И - 400 5 662 - 30,1-40 0,48. 1,78 0,66 И - 500 II- 1123 40,1-50 0,36 1,82 0,82 И - 656 . 3 155 50,1-65,6 0,71 1,74 1,11

Итого: 27 2601 - -

Учитывая результаты рекогносцировочных опытов зависимость южайности льна масличного, а в последующем и других культур, учали не от норм высева, а от фактической предуборочной густо-[ стояния растений на единице площади.

Предуборочную густоту посева формировали ручной прорывкой ведомо загущенного посева. Для этих целей семена масличного льна биряк высевали дисковой сеялкой СД-Ю с междурядиями 15 см по 0 - 120 кг/га. После посева поле прикатывали конным гладким кат-м или водоналивным гладким тракторным катком в агрегате с посев-ми боронкаыи.

В период полных всходов участок разбивали на делянки разме-м 2,25 м2 при 4-кратнай, а в отдельные годы 6-кратной повтор-стью.

Для получения полной кривой отзывчивости урожайности от изу-емого фактора схема опыта включала 8 вариантов, из которых на ном лен не прореживали, а на остальных в фазе елочки его проры-

вали, оставляя в рядке по одному растению через 0,5; I; 1,5; 2; 3; 5; 7 см. При этом расчетное количество растений перед уборко по вариантам планировалось: 1100 - 1200, 900, 600, 400, 300, 20 140, 100 раст./м2.

При формировании ручной прорывкой заданной густоты посева, притом культуры очень густого посева, безусловно, допускалась возможность отклонения от расчетной (плановой) нормы. При этом особое внимание обращалось на варианты с разреженным посевом, чтобы уловить начало формирования максимальной урожайности. В этих целях шаг варьирования в направлении к разреженному посеву уменьшался до 40 раст./м^.

Размер учетных делянок (без краевых рядков) доводился до I м2. Во время вегетации лен на всех делянках содержался в чист от сорняков состоянии. Уборка проводилась ручным тереблением.

Опыты размещались на выравненных по рельефу и плодородию л вы участках, на которых проводился уравнительный посев в течени 4 и более лет. В качестве уравнительной культуры применялась яр вая пшеница, а в отдельные годы вико-овсяная смесь. По степени выравненности участков, как.по микрорельефу, так и по плодороди почвы, такие полевые опыты являются переходной ступенью к опыту вегетационному (Щерба С.В., 1967).

Предшественником льна в опытах всегда была яровая пшеница. Основная обработка почвы - отвальная вспашка на глубину 20 - 22 Предпосевная обработка включала: ранне-весеннее боронование в д следа, выравнивание поверхности волокуыами, предпосевную культи цию в I - 2 следа с агрегатным боронованием и прикатывание почв гладкими катками.

В последующих опытах с культурами сплошного посева (лен ма личный, лен-долгунец, яровая пшеница) для проверки закономерное тей, выявленных в мелкоделяночных опытах, заданную густоту посе ва формировали при посеве сеялками СД-Ю и СН-165, с заранее ус таноатенными нормами высева семян. Размер делянок колебался от 25 до 50 м2 и более при 3- и 4-кратной повторности. Урожайность учитывалась в одних опытах при сплошной уборке комбайнами, в других методом контрольных площадок. При комбайновой уборке рез сокращаются затраты ручного труда, но снижается возможность пол чения точного соответствия учтенной урожайности с фактической предуборочной густотой посева.

Опыты по картофелю включали восемь градаций по густоте с р

:ром делянок 35 - 52,5 м^ при 3- и 4-кратной повторности.

Анализ элементов структуры урожайности, продуктивность фото-1нтеза, качество урожая и другие сопутствующие наблюдения провозись по общепринятым методикам.

Экспериментальные данные подвергнуты статистической обработ-; методом дисперсионного и корреляционного анализов с использо-шием ЭВМ, экономической оценке и производственной апробации порченных результатов.

Обьекты исследований (лен масличный, лен-долгунец, мягкая ;еница, картофель), относящиеся к различным ботаническим семейст-ш, рельефно различаются между собой не только по морфологически и биологическим признакам, но и по цели выращивания культуры, 1К как одни из ни* гоздолываются для получения генеративных, а зугие вегетативных органов растения.

Годы исследований совпали с большим разнообразием метеороло-теских условий, Еклпчаюцик экстремальные и очень благоприятные, го дало возможность изучить зависимость урожайности от густоты эсева в контрастных условиях. Лимитирующим фактором, определяю-я/ экстремальные условия роста и развития сельскохозяйственных /льтур в зоне проведения полевых опытов, является влага, недос-аток которой ьнзьшал "-асухи.

При изучении зависимости урожайности от густоты посева и ус-эвий возделыгания растений в качестве отправного методологичес-эго положения взят принцип причинности, как объективный закон эироды. Научный подход, в основе которого лежит закон причиннос-л, отражает не только объективность природных явлений, но и од-ээначность научной истины, что делает опытные науки интернацио-алькыми (Капица 11,-1., 19Ы).

В связи с этим зависимость урожайности от густоты посева и словий возделывания, выработанная в результате длительной эво-оции растений, б каждом эксперименте и в любой почвенно-климати-эской зоне проявляется как объективная категория, независимая от эли и желания исследователя. При этом, исходя из всеобщей при-инкой обусловленности явлений природы, такая зависимость урожай-ости будет соответствовать единой закономерности, причем прису-ей всем растениям. Последнее положение подтверждается достиже-иями биологической науки, которая на основе открытия тождества астктельной и животной клетки еще в прошлом столетии доказала динство не только растительного, но и всего органического мира.

При анализе экспериментального материала нами исключено определение и использование среднемноголетких значений урожайности полученных при изучении норм высева семян во времени. Это связан с тем, что год на год, как известно, не приходится так как факто рыжизни растений (влага, тепло, свет и другие) изменяются не аде ватно во времени, что нарушает принцип единственного различия в эксперименте и как следствие среднемноголетняя урожайность не не сет истинной, а следовательно и научной информации.

Поэтому ориентация на среднемноголетние данные по продуктив ности растений при изучении норм высева семян исключает возможность разработки модели урожайности в зависимости от густоты посева и условий возделывания растений, а следовательно исключает и научное решение данной проблемы.

Кроме того нами введен показатель - максимальная статистически одинаковая урожайность, объединяющая смежные варианты, которые от максимального значения урожайности любого варианта опыт; различаются на равную или меньшую величину НСР.

Такой показатель позволяет наглядно демонстрировать зависимость урожайности от густоты посева графически, отражая присущие растениям закономерности.

Выявленные закономерности взаимодействия растений со средой при изменении густоты посева и условий их возделывания, а также разработка альтернативного способа определения нормы высева семя! поставили перед необходимостью применения новых терминов: универсальная и равнодействующая густота посева, явление компенсации, свойство динамичного равновесия урожайности, универнальная и корректированная норма высева и другие, которые нужно рассматривать как авторские. Кро^е того автор не претендует на окончательную и формулировку, а следовательно и на их безупречность.

3.УРОЖАЙНОСТЬ ЛЬНА МАСЛИЧНОГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГУСТОТЫ ПОСЕВА

Изучение зависимости урожайности масличного льна от предуборочной густоты посева, по разработанной нами методике, начали в 1967 г. и в первый же год получили полную кривую отзывчивости урожайности от изучаемого фактора (рис. 2).

Графическое изображение данных опыта показывает, что в интервале по густоте от 370 до 910 раст./м^ получена практически одинаковая урожайность, которую определили как статистически рав-

означную. А густоту посева, в пределах которой формируется ста-истически одинаковая урожайность, приняли за равнодействующую.

и

1

_|.|| I_I_:_I_1_

о по но т т ш ~ т Яуеюота мееёл., растем*-

1.11 I_1.

1Ш

Рис. 2, Урожайность семян льна масличного Сибиряк в зависимости от предуборочной густоты посева

Таким образом, способность растений формировать одинаковую зожайность при разной густоте посева, но по смежным вариантам, >вторилась, с учетом ранее проведенных опытов (1961, 1962 гг.), зижды. Следовательно, эта особенность растений проявляется как шономерность, которую в последующем наззали явлением компенсации.

Явление компенсации проявляется в том, что снижение густоты >свва компенсируется более модным индивидуальным развитием рас-!ний, благодаря чему статистически одинаковая урожайность в оп-¡деленных пределах разной густоты удерживается на одном уровне.

Минимальная величина равнодействующей густоты посева -'О раст./м^ одновременно является и оптимальной, так как она ш наименьших затратах средств и трудй обеспечивает получение .ксимальной урожайности. Но оптимальная густота для условий '67 г. установлена не до посева, как этого требует технология юизводства, а как постфактум, только после уборки урожая и ана-;за данных опыта. Причем такую густоту нельзя механически пере-сить на другие годы и на разные поля, так как атмосферные и чвенные факторы жизни растений и их соотношение по годам, не-висимо от воли технологи, существенно изменяются. При этом из-

меняется не только урожайность, но и величина оптимальной предуборочной густоты по сева.

Явление компенсации, как закономерность, хотя и не дает достаточных знаний для новых технических решений, тем не менее оно ставит под сомнение правильность признанных и устоявшихся представлений по зависимости урожайности от густоты посева. Поэтому в поисках дополнительной информации опыт, начатый в 1967 г., продолжается до 1971 г. Данный период, наряду с очень благоприятными условиями 1971 г., в дальнейшем оптимальными, включал и экстремальные, вызванные сильной воздушной и почвенной засухой 1969 г.

В завершенном опыте, во все годы без исключения, вновь и довольно рельефно проявилось явление компенсации. Но главная ценность проведенного эксперимента заключается в том, что на основе егс данных удалось вскрыть другую и более сложную закономерность которую условно назвали свойством динамичного равновесия урожайности растений.

Это свойство очень подвижное, так как при изменении густоты посева и условий возделывания растений урожайность семян изменяется в значительных пределах. При этом, чем выше урожайность, те шире раздвигаются границы равнодействующей густоты посева, в пре делах которой получается максимальная статистически одинаковая урожайность (табл. '<).

На фоне свойства динамического равновесия урожайности расте ний впервые обнаружен интервал универсальной предуборочной густс ты посева, на графике выделенный штриховкой (рис. 3).

В пределах установленного интервала универсальной предуборс ной густоты посева всегда получается максимальная урожайность, с ответствующая условиям конкретного посева. При этом минимальное значение универсальной предуборочной густоты посева (левая сторс на интервала) совпадает с оптимальной густотой в экстремальных условиях (500 раст./м^), что позволяет данный показатель устана: ливать за один вегетационный период. Так, подбирая экстремальны! условия полевого эксперимента по фактору жизни растений, находящемуся в минимуме, за один год удалось установить минимальное з: чение универсальной предуборочной густоты посева по вновь район рованному сорту масличного льна Исилькульский I (450 раст. /иг) яровой пшенице лютесценс 57 (250 раст./м~).

а. Урожайность льна ШОдачтии wuiitioii ^ от предуборочной густоты посева

Показатель

густота^ раст./м^

Урожайность со семян, т/га

В т.ч. статистически одинаковая максимальная, Vra

Год Условия года

.Варианты опыта по густоте посева

НСР,

05

нии льна I J2_ J___ _ 5 6 _J7_ Jb_

1969 Экстремалльные 132 161 243 347 401 50b ЬУ5 1226 -

196Ь Посредственные 120 150 250 330 400 7J0 900 I-IbO -

1967 Благоприятные 130 150 210 • 370 470 560 aI0 1350 -

1971 Оптимальные 144 173 275 366 446 663 a74 1741 -

1969 Экстремальные 0,40 0,43 0,45 0,4b 0.50 0,56 0,5b 0,50 0,07

I96& Посредственные 0,71 0,74 0,74 0,7 b 0,b3 0,Ь6 0,b3 0,70 0,06

1967 Благоприятные 0,Ь0 0,93 0,9b 1,13 1,13 1,17 1,15 1,0b 0,07

1971 Оптимальные 1,61 1,61 1,59 1,60 1,59 I,5b 1,60 1,45 0,06

196У Экстремальные - - - - 0,56 0,5b - 0,07

196Ь Посредственные - - - - 0,63 0,bb 0,b3 - 0-,06

1967 Благоприятные - - - 1,13 1,13 1,17 1,15 - 0,07

1971 Оптимальные 1,61 1,61 1,59 1,60 1,59 I,5b 1,60 - 0,06

Рис. 3, Урожайность семян лька масличного в зависимости от предуборочной густоты посева и условий возделывания (1-4): I - оптимальные, 2 - благоприятные, 3 - посредственные, 4 - экстремальные; заштрихован интервал универсальной густоты посева

Свойство динамичного равновесия урожайности, как более сложная категория взаимодействия растений с окружающей средой, го нашему мнению, соответствует биологическому закону, так как он базируется на составляющих его более простых закономерностях, таких как явление компенсации•и свойство продуктивной пластичности растений, которые легко моделируются.

Так, явление компенсации, которое проявляется в способности растений форм!фовать одинаковую урожайность при разной густоте посева, можно представить следующим уравнением:

У = Р1Е1 = Р2Е2... а РмЕм (2)

В данном уравнении (2) число растений на единице площади (Р)' и индивидуальная их продуктивность (Е) находятся в обратной зависимости, что и обеспечивает равновесие урожайности (У). Таким образом, устанавливается статическое равновесие продуктивности посева, которое отождествляется нами с явлением компенсации. При этом

приведенное уравнение действует в пределах равнодействующей густоты посева, которое ограничивается минимальным (Р^) и максимальным (Рм) значениями равнодействующей предуборочной густоты посева.

Индивидуальная продуктивность растений очень динамична и зависит не только от изменения площади питания, но и от других факторов жизни растений. Так, улучшение условий среды при возделывании сельскохозяйственных культур с одинаковой площадью питания обеспечивает прирост урожайности только за счет увеличения индивидуальной продуктивности растений. При этом -прирост урожайности посева связан с морфологической изменчивостью растений, как объективным свойством растительного мира, принятым нами за свойство продуктивной пластичности растений.

Динамику продуктивной пластичности растений по мере изменения условий возделывания можно наблюдать по любой культуре, но в качестве примера приводим урожайность масличного льна Сибиряк в зависимости от влагообеспеченности (табл. 3).

Взаимосвязь урожайности с ее компонентами, при проявлении свойства продуктивной пластичности растений, имеет уже другой вид У = РЕ^УХ * РЕ1^У2 = РЕ2... (3)

Если свойство продуктивной пластичности растений, проявляющееся повсеместно и по всем культурам, не вызывает сомнений ни среди ученых, ни у практиков, то явление компенсации, как более высокая ступень познания взаимодействия растений со средой, не получила еще признания, хотя оно, как и первое свойство, проявляется всегда, но только в посевах с разной густотой стояния растений.

Уравнение, отражающее свойство динамичного равновесия урожайности, которое проявляется при одновременном изменении условий возделывания и густоты посева, на первый взгляд имеет сложный вид, но оно построено по принципу сложения предыдущих уравнений (2, 3):

У = РэЕ = Рэ + аЕ1-*У1 = РэЕ2 = Рэ - аЕд Рэ + аЕ4-£У2 =

РэЕ5 = Рэ. - (а + б)% « Рэ + (а + б)^... , (4)

где Рэ - минимум универсальной предуборочной густоты посева, совпадающий с оптимальной густотой в экстремальных условиях возделывания культуры; а, б - количество продуктивных растений на единице площади, на которое увеличивается или уменьшается Рэ.

В данном уравнении (4) отражены три уровня урожайности, но

3. Элементы структуры, листовая поверхность и урожайность семян льна Сибиряк в зависимости от орошения (поливная норма 600 мэ/га)

Вариант опыта

Раете- Высота Лоробочек, шт. Семян в Масса йовэрх- Урожайность,

ний'на расте- „„ ппнпм ня т м2 коробо- 1000 ность т/га

I кв.м, ний, Растении чке' семян, листьев НСР05 =0,05

шт. см » шт г

Без полива 411

Влагозарадка 410

Влагозарядка + вегетационный полив в фазе елочки 402

Вегетационный полив в фазе елочки 4.11

Вегетационный полив в 'фазе цветения 415

Коэффициент корреляции с урожаем семян -

44 10,4 *274 Ь,7 4,60 1,62 1,13 53 13,7 5617 Ь,Ь 4,77 3,37 1,50

57 15,7 6151 Ь,Ь 4,7Ь 4,33 1,72

54 4Ь

14,1 5795 У,3 4,67 3,72 1,53

12,1 5022 9,0 4,Ь0

0,94 0,У5 0,96 0,30 0,72 0,99

1,46

.х может быть больше, или практически столько, сколько раз уро-:айность в повторяющихся опытах будет различаться на достоверную юличину.

Таким образом, при изменении густоты посева и условий возде-[ывания растений подвижность свойства динамичного равновесия уро-:айности проявляется как в вертикальном, так и горизонтальном нал-явлениях. При этом вертикальный динамизм обеспечивает свойство гродуктивной пластичности растений, а горизональный явление .ком-генсации.

Компенсационная возможность, а также продуктивная пластич-юсть масличного льна, как показали дополнительные опыты, благодаря очень большой изменчивости морфологических признаков расте-шй, могут достигать больших значений (табл. 4).

Максимум урожайности соломки масличного льна достигается при Зодьшей густоте посева, чем семенная продуктивность, что согласу-зтся с выводами многих исследователей по другим культурам. Поэто-иуи статическое равновесие урожайности соломки (явление компенсации) смещается в сторону более густых посевов.

4. Морфологическая изменчивость растений и продуктивная пластичность посева масличного льна Сибиряк в зависимости от площади питания (А - минимальная, Б - предельная)

Площадьрпита- Б • А, Показатель ния, см _ %

4,9(А) .225(Б)

Высота растений, см 25,5 56,4 210

Продуктивных стеблей на одном растении,шт. I 4,1 410

Длина соцветия, см. 2,6 29,4 1131

Коробочек на растении, шт. I 84,2 8420

Семян в коробочке, шт. 5,8 9,7 168

Семян одного растения, шт. 5,8 816,7 14061

Масса семян одного растения, г. 0,03 4,41 14700

Масса 1000 семян, г. 5,0 5,4 108

Воздушно-сухая масса растения, г. 0,07 9,05 12970

Характер зависимости урожайности семян и соломки масличного льна от густоты посева и условий возделывания, установленный на малых делянках, полностью подтвердился результатами крупноделя-ночных опытов, проведенных в 1971, 1977 - 1983 гг.

Корреляционный анализ взаимодействия элементов структуры с

урожайностью масличного льна показывает, что при варьировании гус тотой посева ни один'из компонентов урожайности не имеет сильной корреляционной связи с семенной продуктивностью. Но количество плодовых коробочек на единице площади, как комплексный показатель имеет сильную и положительную корреляционную связь с урожайностью семян (г = +0,97).

По-другому складывается корреляционная связь урожайности с элементами•структуры семенной продуктивности при возделывании льн; в разных условиях, но с одинаковой предуборочной густотой посева. При этом улучшение условий возделывания приводит к положительной корреляционной связи урожайности семян практически со всеми элементами структуры (табл. 3).

Таким образом, корреляционная связь между элементами структуры и урожайностью льна при варьировании густотой посева и условиями возделывания не идентична. При изменении почвенно-климатичес-ких условий в посевах с одинаковой густотой устанавливается положительная корреляционная связь урожайности практически со всеми элементами структуры и облиственносгью растений, хотя и не в равной степени, тбгда как при варьировании густотой посева такая, связь нарушается в силу проявления компенсационной способности рас тений.

' Посевные и технологические качества семян и льняного масла в зависимости от норм высева в пределах равнодействующей густоты посева существенно не изменяются (табл. 5).

5. Технологические и посевные качества семян льна Сибиряк ■ в зависимости от густоты посева, ср. за 1968 - 1969 гг.

Растений Содержание Йодное Энергия про- Лабораторная

перед жира в се- число растания се- - всхожесть се-

убопкой, менах, % масла мян, % мян, %

шт./кв._м________

1265 44,1 195 96,6 97,7

905 43,8 195 99,2 99,5

635 44,3 195 99,4 99,5

435 44,2 195 96,8 99,0

350 . 44,7 195 99,4 99,6

230 43,9 195 97,9 98,Ь

150 43,7 195 96,2 98, Ь

125 44,2 195 97,6 98,6

• Динамика листовой-поверхности растений в .период вегетации яьна.и ее фотосинтети.ческая продуктивность полностью подтвердили юрмат ивы и закономерности, установленные советским ученым

Ничипоровичем. -

По сопутствующим наблюдениям не тождественное объяснение цается только причинам, вызывающим усиленный рост растений, проявляющийся на загущенных посевах в начальные фазы их роста и развития.

Исследования показали, что основной причиной усиленного рос-га растений в загущенных посевах является не изменение суточных температур и испарения влаги, 'как считали ранее, а стрессовая реакция на снижение обеспеченности растений пищей по мере уплотнения посевов. Это подтверждается тем, что данное явление проявляется также в посевах' с одинаковой густотой, .но .при ухудшении условий питания растений. '

4. ГУСТОТА"ПОСЙВА И УР0£АМН0СТЬ ГШЕНИЩ, 'кАРТОШШ, ¿ЬНА-ДОЛГУНЦА

Э. Вольни (18Ь5), А,И. Лаппо (1950), И.И. Синягин (1975), разрабатывая научные основы формирования оптимальной густоты посева сельскохозяйственных культур, не отмечали -разницы в реакции растений самых различных ботанических семейств на изменение площади питания. .'.'".

Поэтому при изучении зависимости урожайности от, густоты посева пшеницы, льна-долгунца и картофеля ставилась задача не столько проверить, сколько подтвердить универсальность выявленных на"примере масличного льна закономерностей. Причем данные, исследования ■ ограничивались в основном установлением явления компенсации, как неотъемлемой части свойства динамичного'равновесия урожайности растений. ' ••.•"' .

В опыте- с яровой пшеницей, проведенном в относительно благоприятном 1975 г., явление компенсации' проявилось по всем вариантам, где максимальная густота посева превышала минимальную более чем в 4 раза. Причем нижний, как и верхний уровни равнодействующей густоты посева, вероятно, находились за пределами опыта (табл. 6),

В экстремальных условиях 19ЬЗ г., когда засушливые условия • к вложились на низкое плодородие почвы, оптимальная предуборочная густота посева сформировалась при 255 раст./м**, а явление компен-

о

еации зафиксировано в интервале 255 - 359 растений на I м (табл 7).

6. Элементы структуры и урожайность пшеницы Скала в зависимости от густоты посева

Норма Расте- Продук- Высота Длина Количест- Масса Урожай-

высева ний на тивных расте- коло- во зерен 1000 ность^

семян, I кв.м, стеблей,

млн/га шт шт./кв.м

3 223 253~ "

3,5 259 277

4,9 363 367

5,5 416 419

7,3 542 645

6,3 596 596

10,6 779 779

.13,1 926 928

ний, са, в одном зе- зерна т/га

см см колосе,шт. рен, г

"79 м" ~~35"

77 6,4 31 37,0 2,01

74 6,0 24 36,4 2,06

73 5,9 23 34,4 2,04

72 5,3 20 33,0 2,16

71 5,0 18 31,2 2,20

66 4,6 16 30,6 2,02

64 4,0 12 29,3 2,0

^Различия по урожайности между вариантами несущественны, так как фактическая величина критерия существенности опыта меньше табличного (стандартного) значения.

Из данных опытов следует, что только по сорту лютесценс 57 установлен минимум универсальной предуборочной густоты посева (255 раст./м^), который можно использовать для формирования предуборочной густоты посева.

7. Элементы структуры урожайности пшеницы Дютесценс 57 в зависимости от предуборочной густоты посева

Расте- Продук- Продук- Высота Длина Зерен Масса Урожай-

ний пе- тивных тивная расте- глав- в глав- 1000 ность

ред стеблей кустис- ний, ного ном ко- зерен, зерна,

уборкой на 1 кв на 1 кв .тость см колоса, лосе, г

.м, шт. см шт. ШСР05-

м, шт. ОД)

35 45 1,3 62 7,7 26 35,2 0,21

52 6В 1,3 62 7,2 26 34,4 0,38

79 102 1,3 62 7,2 26 33,9 0,55

121 157 1,3 62 7,1 25 33,0 0,69

135 162 ■1.2 62 7,0 24 32,3 1,06

219 260 1,2 61 6,0 23 31,7 1,44

255 301 1,2 60 5,8 22 31,4 1,62

359 зш М 57 5,1 18 30,2 1,67

Обработка материалов Новосибирского госсортоучастка показа-а, что'из ЗЬ опытов с нормами высева яровой пшеницы, проведенных а 1966 - 1973 гг., в 24 существенных или достоверных различий ежду всеми вариантами не установлено, т.е. явление компенсации роявлялось, как и в опыте с сортом Скала (таол. 6), по всем ва-иангам. В остальных 14 опытах существенные различия в рамках кон-ретного эксперимента вскрыты не по всем, а только между отдельны-а вариантами. Поэтому и в опытах второй серии явление компенсации 1К«е проявлялось, но оно охватывало не все, а только часть града-лй изучаемой густоты посева.

Таким образом, наши опыты с пшеницей и данные Новосибирско-з госсортоучастка, отрицая одновершинную зависимость урожайности р 1устоты,посева, подтверждают реальность явления компенсации.

В опытах по льну-долгунцу, проведенных совместно с Л.Ф. Пушкиной, также закономерно проявляется явление компенсации. Кро-) того, при изучении густоты посева на разных агротехнических >нах проявлялось свойство динамичного равновесия урожайности. 1К, при более высокой урожайности в 1960 г. значительно шире, чем 1979 г. раздвигаются границы равнодействующей густоты посева ?абл. Ь).

Картофель, как объект изучения зависимости урожайности от ющади питания, имеет целый ряд преимуществ над культурами сплош-1Г0 посева. Это связано с тем, что при 100^-ной полевой всхожес-[ клубней"сохранности растений, которую всегда обеспечивает высо-!й уровень агротехники, легко формируется и полностью сохраняет; за вегетацию заданная густота посева. А простота уборки его егда обеспечивает высокую точность полевого опыта.

В этой связи по картофелю раньше, чем по другим культурам, к мы предполагаем, опубликованы результаты исследований, кото-е содержат информацию, необходимую для того, чтобы дать правиль-й ответ на спорные вопросы рассматриваемой проблемы. Здесь име-ся в виду опьгг Реми, содержание которого в полном объеме приво-тся в работах П.П. Кюэа, В.А. Брызгалова (1934) и Д.Н. Пряниш-кова (1965). Данные этого опыта нами представлены графически ис. 4).

Несмотря на ярко выраженную закономерность данных Реми, все они до настоящего времени остались "непрочитанными". В них дольно рельефно проявляются в полной аналогии закономерности, ус-яовленные нами в опытах с масличным льном (рис. 3). Эти же за-

6. Элементы структуры и урожайность льна-долгунца Томский Ю в зависимости от густоты посева

Растений Длина стебля, см Коробочек на одном расте- Масса семян 1000 ' Г - п Урожай с I га, т

уборкой ШТ./КВ.] общая

» м техническая нии, шт. 1979 1980 семян соломки

1979 г. 1980 г. 1979 г. 1980 г. 1979 г. 1980 г. г. г. 1979 г. 1980 1979 1980 г. г. г.

1979 г. 1980 г.

119 311 60,7 90,4 34,0 70,0 12,6 8 4,64 5,1 0,22 1,35 0,69 5,38

1Ь2 517 60,1 86,6 34,9 - 70,5 9,7 7 4,68 5,1 0,35 1,33 0,96 5,67

ГО 435 661 56,5 84,5 . 43,7 69,8 8,7 6 4,70 5,1 0,56 1,29 1,47 5,93

574 7Ь4 58,3 63,1 47,6 66,8 7,9 5 4,90 4,9 0,59 1,29 1,Ь2 6,22

745 910 ■ 58,5 84,1 -46,9 70,3 7,5 4 4,76 4,9 0,56 1,23 1,86 6,62

НСР05 - - - - - - - - - 0,05 0,05 Рш^Р

номерности повторились ив наших опытах с картофелем (рис. 5).

Рис. 4. Урожайность картофеля в зависимости от густоты посадки и условий почвенного плодородия (1-3): I- оптимальные, 2- - благоприятные, 3 - посредственные; заштрихован интервал универсальной густоты посева.

Рис. 5. Урожайность картофеля в зависимости от густоты посадки: I - сорт Приекульский ранний, 1У76; 2 - тот же сорт, 1977 г.; 3 - сорт Берлихинген, 1У77 г.

Отечественная и зарубежная литература в настоящее время ра< пологает обширными экспериментальными данными по нормам высева I площадям питания практически по всем-культурам, в которых: можно обнаружить явление компенсации. Но опытов, отражающих логическу; завершенность зависимости урожайности от густоты посева в контрастных условиях среды, раскрывающих в полной мере свойство дин; мичного равновесия урожайности растений, безусловно еще мало, я в связи с однозначностью истины, их вполне достаточно, чтобы по, твердить реальность данного свойства.

Так, наряду с данными Реми по картофелю, динамичное равнов сие урожайности рельефно проявляется по озимой ржи в опытах А.Е. Осина (19Ь0), а по *фовой пшенице в исследованиях М.И. Ефи мова, Г,А. 4ербакова (1960) и других ученых.

5. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМ ВЫСЕВА СЕМЯН

Незавершенность теоретических разработок по зависимости жайности от густоты посева в значительной степени связана с нес вершенсгвом существующих способов определения нормы высева сем; при возделывании сельскохозяйственных культур.

В современном растениеводстве применяются в основном два С1 соба: весовой и количественный (поштучный).

Весовой способ заключается' в определении оптимальной масс1 посевного (посадочного) материала на единицу площади, необходи! для получения максимальной урожайности. Этот способ зародился : глубокой древности, придя на смену объемному. Он измеряется ма сой всхожих семян (кг, т) на единицу площади га).

Более 100 лет, , параллельно с весовым, применяется количес ,ный способ, при котором определяется оптимальное количество по ного (посадочного) материала на единицу площади, также необход го для получения максимальной урожайности. Этот способ измеряе числом всхожих семян на единицу площади (Савицкий М.С., 1956, 1961).

Количественный способ, как более совершенный, зародился е основе весового и идет ему на смену. В тоже время эти способы имозаменяемы и отличаются между собой в основном единицами изь ния.

Нак весовой, так и количественный способы определения но] высева семян не являются плодом науки, так как выработаны они

24

шековой практикой крестьянского земледелия на чисто эмпирической :нове еще задолго до зарождения науки о площадях питания растений, этому названные способы не раскрывают внутренней сущности взаи-действия посева со средой, а отражают только количественную сто-1ну этого процесса.

Основной недостаток существующих способов заключается в том, о как весовая, гак и количественная норма высева, не являясь мпонентом или структурным элементом урожайности, прямого влия-;я на продуктивность посева не имеет. Норма высева, определенная узнанными способами, безусловно в определенной степени сопряжена предуборочной густотой посева, как основный элементом структуры ожайности, но эта связь не прямая, а опосредованная. Она вырэжа-ся в том, что предуборочная густота посева является функцией ех величин: нормы высева, полевой всхожести семян и сохранности .стений. Причем последние две величины очень изменчивы и значе-!я их в значительной степени различаются в зависимости от качест-. семян и уровня технологических операций при возделывании расте-:й. Поэтому при одной и той же норме высева можно получать совер-нно различные значения предуборочной густоты посева и наоборот ■и разных нормах высева одинаковую густоту.

Таким образом, применение в исследованиях весовой или коли-ственной нормы высева, как косвенного фактора урожайности, зат-дняло решение проблемы оптимизации густоты посева сельскохозяй-Еенных растений, хотя этот поиск ведется уже более 100 лет.

Первую попытку выработать научные принципы определения нор! шсева семян предпринял советский ученый 41.С. Савицкий (1956, 61). На основе анализа формулы урожайности он вскрыл недостат-существуюяих способов и разработал принципиально новый подход и определении нормы высева по предуборочной густоте оптимального еблестоя.

Сущность этого метода заключается в том, что максимальная ожайность (на примере пшеницы) формируется оптимальным стебле-оем, величина которого зависит от сорта и условий среды. Опти-льный стеблестой и сопряженные с ним продуктивная кустистость общая выживаемость растений предлагалось определять полевым >ж-ериментом или путем анализа многолетних данных госсортоучастков, и показатели, наряду с массой 1000 семян, рекомендуются для ределения расчетным методом нормы высева по известной формуле С. Савицкого (1956, 1961).

Несмотря на то, что метод, предложенный М.С. Савицким, в ч ретическом отношении стоит на более высоком уровне, чем весовой количественный, тем не менее он не получил признания и произво; венного применения.

Основная причина такого положения связана с тем, что разра ботки М.С. Савицкого, как и признанные способы определения норь высева, базируются на ошибочной одновершинной зависимости уроже ностк от густоты посева. Поэтому первая же экспериментальная щ верка предложенного способа обнажила его несостоятельность, вы! кающаяся в том, что величина урожайности не зависит от количест ва продуктивных стеблей, так как при одинаковом их количестве I но получать разную урожайность и наоборот. А весовые и количеет венные нормы при этом не получают рекламации такого порядка лип потому, что они не сопряжены не только с промежуточными, но и I нечными показателями по предуборочной густоте посева, что исклв чает какую-либо качественную оценку их. Так, вместо рекомендовг ных, например 5 млн., можно высеять на гектар 2-3 млн. всхож] зерен, или другое количество, но при этом сам факт нарушения т< нологии посева нельзя точно установить. Даже случаи грубого на] шения нормативов по весовым и количественным нормам высева мож) оправдать неблагоприятными метеорологическими условиями или др; гими непричастными обстоятельствами.

Метод М.С. Савицкого содержит и другие существенные недостатки.. Так, для кустящихся культур ориентация на оптимальное к< личесгво продуктивных стеблей, как на постоянно изменяющуюся ч; целого, не раскрывает органической связи нормы высева с истинн! густотой посева по числу растений на единице площади. Это проя' ляется в том, что продуктивный стеблестой является функцией дв; переменных величин: густоты посева по числу растений и продукт: ной кустистости. Причем эти показатели всегда находятся в обра1 ной зависимости. Поэтому, чем реже посев, тем больше коэффицие: продуктивной кустистости и наоборот. Кроме того, коэффициент к щения в существенных размерах изменяется от условий возделывай улучшение которых всегда повышает его значение. В связи с этим при разной густоте посева можно получить одинаковое количество продуктивных стеблей и наоборот, что затрудняет эффективный по не только рациональных норм высева, но и в целом решения научн проблемы.

Теоретической основой для разработки альтернативного спосо-огределения нормы высева семян послужили экспериментально ус-говленные нами закономерности взаимодействия растений со сре-I, на базе которых разработана модель урожайности в зависимос-от густоты посева и условий возделывания растений (рис. б).

Ф У

л >.

Рис. 6„ Модель урожайности в зависимости от густоты посева и условий возделывания растений: Ф - фактор жизни растений, находящийся в минимуме; У - урожайность; г - предуборочная густота растений на единице площади; Рму и Р - минимум и максимум универсальной густоты; защтрихован интервал универсальной предуборочной густоты посева.

Главным компонентом предлагаемой модели является интервал зерсальной предуборочной устоты посева, в пределах которого в :ированных условиях всегда формируется соответствующая услови-да максимальная урожайность.

Минимум универсальной предуборочной густоты посева, принятый [сходную величину при расчете нормы высева семян, совпадает с мальной предуборочной густотой в экстремальных условиях. Это .ет возможным данный показатель определять за один вегетацион-

ный период, что в то же время не исключает повторного уточнения.

Универсальная предуборочная густота посева как и в целом модель урожайности, определяются экспериментально по разработанной нами методике при соблюдении принципа экстремальности и зонально ти применительно к каждому районированному сорту.

Полевой эксперимент остается,пока единственным средством дл определения предлагаемой модели в силу того, что урожайность явл ется функцией совокупного воздействия большого числа земных и ко мических факторов жизни растений, среди которых значительная час не поддается эффективному регулированию.

Отражая общие для растений закономерности данная модель при менительно к другим культурам и сортам различается только количе ственными признаками.

Второй составной частью предлагаемого способа является мате матический метод расчета нормы высева по предуборочной ¡устоте, принцип которого разработал М.С. Савицкий (1956, 1961). Для тако го расчета он предложил формулу, которая после наших дополнений и изменений приобрела следующий вид:

" Н.Щ, (5)

псвд

где Н - норма высева семян на I га, кг;

Р - минимум универсальной предуборочной густоты состояния растений на I и , шг.;

Я - масса 1000 семян, г.;

П - полевая всхожесть семян» %;

С - сохранность растений за вегетацию,

В - лабораторная всхожесть (для семян не ниже 2-го класса- пс севного стандарта);

Д - чистота семян,

10® - коэффициент, для перевода нормы высева в кг/га.

Возможные уровни полевой всхожести семян и сохранности рас ний определяются экспериментально б условиях многофакторного по; вого опыта. Остальные показатели, входящие в формулу (5) (масса 1000 семян, лабораторная всхожесть и чистота семян конкретной га тип), устанавливаются лабораторным опытом по методикам ГОСТа.

Таким образом, при формировании заданной густоты предстоящ! го посева из всех исходных данных, включенных в формулу (5), то. ко конкретные значения полевой всхожести семян и сохранности ра тенил остаются неизвестными. Поэтому технолог, учитывая обстано

I, должен априорно установить зти показатели, но в пределах зна-5ний, определенных предшествующим опытом.

Так, значения полевой всхожести семян и сохранности растений юличного льна, полученного в многофакторных опытах за период с )5ь по 1976 г., условно распределены по четырем уровням культу-л земледелия (табл. 9). Эти данные могут служить отправным момен-эм при априорном определении конкретных значений полевой всхожес-л семян и сохранности растений для расчета по формуле рабочей норы высева семян.

У. Полевая всхожесть семян (П) и сохранность растений льна маслинного (С) в зависимости от уровня культуры земледелия) .'>

ровень культуры земледелия П С

ысокий:

максимальный 97 100

оптимальный 81 - 91 91 - 95

редний 70 - 60 85 - 90

изкий менее 70 менее Ь5

Формировать предуборочную густоту посева, которая превышала ы минимум универсальной, нецелесообразно, так как последующее агущение посева, не обеспечивая рост урожайности, приводит толь-:о к неоправданному расходу семян. Причем по мере роста обдей куль-уры земледелия (повыиение плодородия почвы, орошение, внедрение шастичных сортов, высокоэффективная защита растений и др.) будет :нижаться нижний уровень универсальной предуборочной густоты noie ва.

В условиях конкретного посева, когда фактор урожайности, на-:одящийся в минимуме, с определенной достоверностью доводится до штимального уровня, возможна корректированная норма высева, ко-'орая отличается от универсальной нормы; определенной по универ-;альной предуборочной густоте. Корректировка предуборочной густо-'ы конкретного посева в сторону уменьшения или увеличения ее от /ниверсальнсй, но в рамках модели урожайности, возможна при дос-?аточном научно-техническом обеспечении производства и высокой трофессиональной подготовке технолога. Более того, корректировка

желательна, а в отдельных случаях обязательна. Так, для культур возделываемых с целью получения генератиг.нж и регетатишак органов, которые потребительскими целями не огранячш^стск по

размерам и массе, корректировка желательна так как дальнейшее сокращение расхода семян не гджводит к снижению урожайности. П] возделывании растений для получения вегетативных органов, потр< бительские свойства которых ограничиваются стандартом, что бол] ше относится к овощным культурам, по мере улучшения условий воз; лывания и роста урожайности корректировка обязательна и норма ] сева (посадки) при этом должна быть больше универсальной.

Таким образом, на основе модели урожайности в зависимости густоты посева и условий возделывания растений наука может пре; лагать производству универсальную норму высева семян, рассчита[ ную по минимуму универсальной предуборочной густоте посева, ко1: рая формирует максимальную урожайность соответствующего уровня во всех фиксированных условиях конкретной почвенно-климатическс зоны. Но так как минимум универсальной предуборочной густоты пс ва соответствует оптимальной густоте только в экстремальных ус; виях, которые не всегда повторяются, технолог, учитывая обстанс ку предстоящего посева и владея в совершенстве средствами произ! ства, может устанавливать в пределах модели урожайности коррега рованную норму высева (посадки) семенного материала. Следовате; но фименение корректированной нормы высева семян возможно при улучшении условий роста и развития растений и является KOMneTet цией технолога.

Получение заданной предуборочной.густоты посева любой qef также не далжно находить себе оправдания, так как это может прш ти к нерациональному использованию дорогостоящих семян. Поэтом} для получения минимума универсальной густоты необходимо устана! ливать пределы целесообразного расхода семян.

В этой связи в основу агрономического контроля за рационш ным использованием семян при формировании заданной предуборочнс густоты посева предлагается принцип разделения рабочей (фактиче кой) нормы высева на основную (ОН) и дополнительную (ДД), т.е.

Н = ОН + ДН (6)

Так, если для получения заданной густоты посева высеять се мена IOÜ/S-ной посевной годности, го при 100%-ной и полевой вехе жести семян, и сохранности растений получится минимальная и тес ретически возможная норма высева, принятая за основную

ОН = -XQ..?M-- -Ж- = 0,01 РМ (7)

100- юо-100 -юо 100

Подставляя в формулу (7) значения для масличного льна

- 5, Р -= 500), находим, что ОН -- 0,01-500-5 = 25 кг/га.

Однако, фактическая норма высева (Н) для культур сплошно/• :ева всегда будет выше основной в размерах, зависящих от ка^. :т-семян и уровня технологии возделывания. Поэтому разница межд/ стической и основной нормами высева, которая несет страховую [кцию и составляет дополнительную.

Таким образом, величина фактической нормы высева, состоящей двух составных частей (основной и дополнительной), зависит не [ько от объективных факторов среды, но в значительной степени 1Т уровня технического обеспечения производства. При этом, чем ;е культура земледелия, тем больше требуется семян для получения дуборочной универсальной густоты посева и тем больше будет до-дополнительной нормы.

Максимальное значение допустимой фактической (рабочей) нормы ¡ева можно ограничить получением минимальных значений полевой шести семян и сохранности растений при среднем уровне культу-земледелия (табл. 9), а также при использовании семян второго .сса семенного стандарта с наименьшими значениями посевных ка-:тв.

Подставляя в формулу (5) исходные данные по масличному льну иряк, установленные с учетом принятых ограничений, при значе-м = 5 г рабочая норма высева составит:

Н - ?Г-°500'5-=4Ъ кг/га '

70-Ь5-90'97

Полученная норма высева в 1,92 раза превышает основную, а я дополнительной составляет 23 кг/га, или 92% основной нормы, тому, для получения предуборочной густоты в 500 раст./м^ нель-считать рациональным применение норм высева, превышающих кг/га (не всхожих семян, а по общей массе), так как это сопря-о либо с использованием некондиционных семян, либо со значи-ьным снижением качества технологических приемов возделывания ьтуры.

Полевой контроль за соблюдением нормы высева, определенной формуле (5), можно осуществлять по числу высеянных семня на инейный м рядка в ходе посева на поле, на уплотненном грунте на специальной площадке.

Необходимое количество семян на I м рядка (Б) определяется формуле:

в = 10^, (Ь)

т

где А - ширина междурядий в метрах, а остальные показатели соответствуют формуле (5).

Степень рационального расходования посевного материала можь установить с помощью !фитерия эффективности использования семян О), который показывает отношение фактической нормы высева (Н) * основной ЮН): Э = Н/ОН (У)

Для сортов масличного льна, районированных в условиях дреш рованной лесостепи Западной Сибири, можно предложить следующие градации критерия. О):

1. 0,Ь - 1,3 - высокоэффективное использование семян;

2. 1,31 - 1,7 - эффективное;

3. 1,71 - 2,0 - удовлетворительное;

4. Более 2,1 - нерациональное.

Снижение расхода семян до уровня корректированной нормы вы< ва обеспечивается комплексом мероприятий, направленных на получ« ние высококачественных семян, на повыаение плодородия почвы, а также на всемерное улучшение качества технологических приемов п] возделывании культуры. При этом критерий эффективности использо ния семян, выступая индикатором культуры земледелия, приобретаем более широкое значение при анализе работы агрономической службы

Система агрономического контроля по рациональному использо: Нию семян при формировании заданной предуборочной густоты посев; должна базироваться на агротехнических мероприятиях, обеспечива! щих сокращение расхода семян без снижения урожайности. Ь связи тем, что приемы, способствующие снижению расхода семян на получ' ние корректированной или универсальной предуборочной густоты ст ния растений, повышая продуктивность посева, в конечном итоге с печивают не только рост урожайности, но и в целом повышают прои водительность труда в растениеводстве.

Производственная апробация разработанного способа определе ния нормы высева показала, что планируемые показатели полевой всхожести семян и сохранности растений с допустимыми отклонения ми можно получать в условиях производства, что делает реальным формирование заданной предуборочной густоты посева.

При формировании универсальной предуборочной густоты посев масличного льна в колхозе "Большевик" и совхозе "Чуковский" Ордынского района Новосибирской области (1УВ2 - 1уьЗ годы) уменье

е нормы высева семян на 25 - 40% не приводило к снижению урожай-сти. А при более высокой культуре земледелия (учхоз Новосибирс-го ГАУ) универсальную предуборочную густоту посева получали при юеве 30,Ь кг/га всхожих семян, вместо 60.

Апробация разработанного способа на зерновых культурах, про-денная совместно с главным агрономом П.Н. Малоземовым, показала только высокую эффективность, но и универсальность его, приме-тельно к другим культурам (табл. 10).

10. Сравнительные результаты способов определения нормы высева семян, проведенных в племзаводе "Юргинский" Кемеровской области в кг/га

Площадь Количественный Прибавка от применения универсаль-опытного способ " - ~ ~

поля норма высева урожайность за счет экономии семян за счет урожайности по сумме двух показателей

|ьз 100 263 Яровая пшеница ЮЬО 119 230 3<*9

ы 100 241 1360 105 200 305

«ь 100 237 2030 100 300 400

>ед- ¡е 100 23Ь . 1500 ЮЬ Ячмень 243 351

1Ь5 203 239 1570 102 230 332

>Ь6 300 247 2430 46 320 336

1Ь7 32 270 2500 115 -200 -Ь5

>Ш 147 219 2670 56 370 426

т 90 2Ь2 14УО 96 ПО 206

>ед-¡е 156 251 2130 ЬЗ 166 247

Снижение норм высева необходимо сопровождать улучшением ус-|вий возделывания растений, так как низкий уровень агротехники шводиг к отрицательным результатам. Так, в 1967 г. на засоренных ¡млях и без прополки разреженные посевы ярового ячменя угнетались |рняками больше, чем загущенные контрольные, что привело к снизив урожайности.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа скла-геается: из сокращения расхода семян за счет более рационального : использования, снижения потерь урожая благодаря устранению иэ-

реженности или чрезмерного загущения посевов, а также меньших заг рат средств и труда на определение и корректировку среднемноголеч них зональных норм высева.

Если суммарно за счет сокращения расхода семян при посеве и прибавке урожайности с одного гектара зерновых культур дополнт^ но получить только 100 кг, то в масштабах страны годовой экономю ский эффект от испоаьзования предлагаемого способа может состави-более 10 млн, т зерна на сумму более одного миллиарда рублей»

ощие вывода

1. Варьирование густотой посева масличного льна приводит к существенным изменениям сроков созревания, морфологических приз» ков растений, площади листовой поверхности, фотосинтетического ш тенциала посева, интенсивности фотосинтеза и индивидуальной прод тивности отдельного растения.

Изменения названных морфологических и функциональных параме' ров масличного льна в зависимости от густоты посева подчиняются 1 же закономерностям, которые ранее были установлены исследователя) по другим культурам.

2. Явление усиленного роста растений на загущенных посевах первый период их жизни является стрессовой реакцией не на измене' ния освещенности и микроклимата посева, как признано, а на степе! обеспеченности растений влагой и элементами минеральной пищи, та как оно проявляется и на посевах одинаковой густоты, но при сниж нии уровня плодородия почвы.

3.. Интенсивность фотосинтеза зависит не только от фазы рост, и развития растений, но и от темпов их линейного роста. В период усиленного роста на загущенных посевах формируется наибольший ва ловой и суточный прирост сухо! кассы. В фазе бутонизации чистая продуктивность фотосинтеза на разреженном посеве резко возрасгае и достигает максимальных значений. Установившееся преимущество разреженного посева сохраняется до созревания, что выравнивает у жайность биомассы в пределах равнодействующей густоты посева.

4. Благодаря высокой морфологической пластичности растений масличного льна, при изменении предуборочной густоты посева всег да и закономерно проявляется явление компенсации, сущность котор го выражается в формировании одинаковой урожайности по целому ря ду смежных вариантов, но при разной.густоте посева, интервал кот рой зависит от условий возделывания.

34

5. При варьировании густотой посева и условиями возделывания сличного льна выявлено ранее неизвестное свойство динамичного вновесия урожайности. Это свойство очень подвижное, так как при учшении условий среды повышается не только продуктивность посе-, но и шире раздвигаются границы по густоте стояния растений, в еделах которых формируется статически одинаковая максимальная ожайность. При этом вертикальный и горизонтальный динамизм уро-йности находятся в прямой зависимости.

6. При проявлении свойства динамического равновесия урожай-сти установлен ранее неизвестный интервал универсальной предубо-чной густоты посева, в пределах которого образуется статистичес-

одинаковая максимальная урожайность при всех почвенно-климати-ских условиях, фиксированных в'конгфетной зоне. Причем этот ин-рвал совпадает с равнодействующей густотой посева, в пределах торого формируется максимальная урожайность в экстремальных ус-виях.

7. Экспериментально, на растениях разных ботанических семейств, зделываемых как для получения генеративных, так и вегетанивных ганов (лен масличный, лен-долгун, картофель, яровая пшеница), казана универсальность явления компенсации и свойства динамичес-го равновесия продуктивности растений, как объективных закономер-стей растительного мира.

Ь. Свойство динамичного равновесия урожайности, базируясь на шмодействии составляющих и более простых закономерностей -эйства продуктивной пластичности растений и явления компенсации, наш взгляд, можно отождествлять с биологическим законом, отра-ощим сложные процессы растительного мира.

9. На основе выявленных закономерностей разработана графичес-1 и математическая модель урожайности в зависимости от густоты :ева и условий возделывания растений, основным компонентом кото* является интервал универсальной предуборочной густоты посева.

10. Разработанная модель урожайности, отражающая закономерен взаимодействия растений с постоянно изменяющейся средой, здлагается в качестве научной основы как для формирования рационной предуборочной густоты посева, так и для разработки альтер-;ивного способа определения нормы высева семян,

11. Предлагаемый способ определения нормы высева семян объе-шет три взаимосвязанных решений:

а) определение модели урожайности в зависимости от густоты

посева и условий возделывания растений с установлением интервала универсальной предуборочной густоты посева, минимум которого берется для расчета универсальной нормы высева.

Модель урожайности и минимум универсальной предуборочной r¿ тоты посева определяются по каждому сорту экспериментально с соС людением принципа зональности и экстремальности;

б) метод математического расчета рабочей (фактической) HopN высева по предуборочной густоте посева, принцип которого разрабс тал М.С. Савицкий;

в) системы агрономического контроля за рациональным исполье ванием семян при формировании заданной предуборочной густоты пос

12. Производственные испытания предлагаемого способа, разра ботанного на примере масличного льна, показали:

- возможность формирования заданной предуборочной густоты г сева с допустимыми отклонениями;

- универсальность способа, выражающуюся в возможности его г менения на других культурах;

- выоскую экономическую эффективность,

13. Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа складывается: из сокращения расхода семян за счет более рациона; кого их использования, снижения потерь урожая, благодаря устране ним изреженности или чрезмерного загущения посевов, а также уть шения затрат средств и труда, связанных с определением среднемнс голетних зональных норм высева и их корректировок.

14. Из слагаемых эффективности доминирующее значение приобретает рациональное использование дорогостоящих семян, экономия которых может достигать 20 - 50% от рекомендованных в настоящее время норм высева (на примере льна масличного, яровой пшеницы, овса и ячменя, в зоне дренированной лесостепи Западной сибири).

15. Способ определения нормы высева семян по предуборочной густоте посева в рамках модели урожайности, научной основой кот( poro являются объективные закономерности растительного мира, по универсальности и экономической эффективности может заменить существующие способы, как несовершенные.

ПРВДШШШ

I. Научным учреждениям страны осуществить технологическую паспортизацию районированных и перспективных сортов сельскохозя:

венных культур на основе моделирования урожайности в зависимости густоты посева и условий возделывания с определением уровней левой всхожести семян и сохранности растений.

2. Посев на заданную густоту возможен сеялками точного высе-. В связи с этим высевающие аппараты базовых зерновых сеялок едует заменить более совершенными.

3. На базе универсального способа определения нормы высева обходимо усиливать режим экономии семян, что будет способство-ть одновременному росту урожайности. Это сопряжено с тем, что ижение расхода семян для получения заданного значения предубо-чной густоты посева возможно только с ростом культуры земледе-я на основе интенсивных технологий и повышения профессионально-

мастерства технологов.

4. Учебную программу курса "Растениеводство" в разделах плоди питания и нормы высева пересмотреть и дополнить с учетом едложенных нами теоретических и практических разработок по опре-лению норм высева семян сельскохозяйственных культур.

УБЛМОВАНШЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Продуктивность льна масличного в зависимости от норм высе-ипредшественников // Тр, Новосибирского ОХИ, - 1966. - Т. 26. С. Ь6 - 90.

2. Состояние и пути увеличения' производства льна масличного Новосибирской области // Возделывание кормовых и технических льтур в Новосибирской области. - Новосибирск, 1971. - С. 67 -

/в соавторстве/.

3. Нормы высева и густота стеблестоя льна масличного // Тр. восибирского СХИ. - 1974. - Г. 65. - С. 147 - 150.

4. Засоренность и урожайность льна масличного в зависимости условий возделывания // Тр. Новосибирского СХИ. - 1974. -65. - С. 13Ь - 142,

5. Производство льна // Тр. Новосибирского СХИ. - 1976, -100. - С. 29 - 31.

6. Возделывание масличных культур // Тр. Новосибирского СХИ. Г97Ь. - Т. 120. - С. 44 - 47 /в соавторстве/.

7. 0 теоретических основах определения норм высева // Тр. восибирского СХИ. - 19Ь0. - Т. 127. - С. 60 - 63.

Ь. Биологические основы определения норм высева // Сибирский

вестн. с.-х. науки. - 1960. - № 5. - С. 66 - 94.

9. Плотность посева и урожайность льна масличного // Тр. , восибирского СХИ. - 19ЬО. - № 127. - С, 64 - 69.

10. Определение и корректировка норм высева // Сибирский вестн. с.-х. науки. - 1961. - № 4. - С. 24 - 30.

11. О дифференцировании среднемноголетних норм высева // вершенствование технологии возделывания полевых культур. - Нов бирск, 1981. - С. 34 - 44.

12. Новый способ определения норм высева семян // Земледе лие. - 1964. - № I. - С. 59 - 61^

13. Нормы высева льна масличного Исилькульский I // Прогр мирование урожаев сельскохозяйственных культур в Сибири. - НоВ( сибирск, 1965. - С. 60 - 65 /в соавторстве/.

14. Новый подход к определению норм высева семян // Интен фикация производства овощей и технических культур в Новосибирс области: Сб. науч. тр. / Новосиб, с.-х. ин-т. - Новосибирск, Г - С. 47 - 52.

15. Сравнительная оценка способов определения норм высева мян // Интенсификация производства овощей и технических культу в Новосибирской области: Сб. науч. тр. / Новосиб. с.-х. ин-т. Новосибирск, 1969. - С. 53 - 56. /в соавторстве/.

16. Осваиваем новый способ // Земля сибирская, дальневост ная. - 1990. - № 3. - С. 16 - 17. /в соавторстве/.

17. Результаты испытания нового способа определения норм сева семян // Достижения науки и техники АПК. - 1990. - № 3. -С. 16- I? /в соавтрстве/.

16. Взаимодействие растений со средой при варьировании ус виями возделывания « густотой посева // Пути повышения продукт ности зерновых и кормовых культур в Западной Сибири: Сб. науч. тр. / Новосиб. СХИ. - Новосибирск, 1990. - С. 15 - 22.

19. Взаимодействие растений со средой // Достижения науки техники АПК. - № 6. - С. 20 т 22.

20. Способ определения нормы высева семян. Положительное шение по заявке № 4605066.