Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние экологических условий и биологических препаратов на продуктивность сортов сои амурской селекции

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние экологических условий и биологических препаратов на продуктивность сортов сои амурской селекции"

005014549

РАН ОЛЬГА ПЕТРОВНА

ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СОРТОВ СОИ АМУРСКОЙ СЕЛЕКЦИИ

06.01.01 - общее земледелие (сельскохозяйственные науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 5 !1А.° 1Ш

Благовещенск - 2012

005014549

Диссертационная работа выполнена на кафедре растениеводства и кормопроизводства ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет» и в ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сои» Рос-сельхозакадемии

Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Тихончук Павел Викторович

Официальные оппоненты: Ала Александр Янович,

доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией «Генетики и биотехнологии» ГНУ ВНИИ сои Россельхозакадемии

Дубовицкая Любовь Кондратьевна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, профессор кафедры «Селекции и защиты растений» ФГБОУ ВПО ДальГАУ

Ведущая организация ГНУ Приморский НИИ

сельского хозяйства Россельхозакадемии

Защита состоится 05 апреля 2012 г в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 220.027.03 при ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет», 675005 г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86 тел.: (416-2)52-32-06, тел./факс: (416-2)52-62-80, E-mail: agrodis@mail.ru

Автореферат размещен на сайте: http://www.dalgau.ru, направлен в ВАК РФ по адресу: referat_vak@mov.gov.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет»

Автореферат разослан «03» марта 2012 года

Ученый секретарь диссертационного совета канд. с.-х. наук

Е.Б.Захарова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сельскохозяйственное производство Дальнего Востока развивается в сложных природно-климатических условиях, более 80% территории региона отнесено к районам Севера. Соя является культурой, определяющей экономическое состояние хозяйств, площадь её посевов в регионе составляет 70 % от общего объема в России. Амурская область - самый северный район возделывания сои. Климат области резко континентальный по температурному режиму и муссонный по характеру формирования, которое происходит под влиянием Азиатского континента и Тихого океана. Положительными сторонами климатических условий области являются высокое напряжение тепла, обилие осадков и света в течение теплых месяцев; отрицательными - относительно короткий период вегетации, неравномерность выпадения осадков, недостаток активных температур в отдельные годы, раннее наступление осенних заморозков, значительные перепады дневных и ночных температур в период вегетации.

В Амурской области традиционно сложилось районирование её на пять агроклиматических зон. Земледелием занимаются в четырех, а производством сои - в трех. Большая часть посевов сконцентрирована в южных районах области. Это объясняется наиболее благоприятными агроклиматическими и почвенными условиями, развитой транспортной сетью, размещением основных перерабатывающих предприятий, селекционных центров и другими социально-экономическими факторами. Однако в последние годы произошло изменение форм хозяйствования и организации труда, существенно модернизировались технологии и средства механизации. Анализ гидротермических условий в пределах конкретных аграрно - административных образований свидетельствует об изменении климатических условий в сторону потепления. Селекционерами области созданы ценные сорта сои, отличающиеся высокой потенциальной урожайностью, обладающие комплексной устойчивостью к отрицательным биотическим и абиотическим факторам внешней среды. В настоящее время насыщение севооборотов соей в южной агроклиматической зоне составляет 60 %, что обуславливает расширение посевов, в ближайшей перспективе, в центральной и северной зонах области. В связи с этим важным является изучение возможности получения семян с высокими посевными и урожайными качествами в этих зонах. С целью повышения устойчивости растений сои к неблагоприятным факторам среды и максимального использования потенциальных возможностей культуры актуальным является изучение эффективности применения биологических препаратов на рост, развитие и урожайность сои в условиях Амурской области.

Цель исследований - определить влияние экологических условий зон соесеяния Амурской области и биологических препаратов на урожайность новых сортов сои.

Задачи исследований:

1. Изучить влияние экологических условий зон выращивания на продуктивность и биохимический состав семян новых сортов сои амурской селекции.

2. Определить биологическую эффективность биопрепаратов против септориоза и пероноспороза сои.

3. Изучить влияние биопрепаратов на динамику формирования площади листьев, фотосинтетический потенциал, накопление сухого вещества и чистую продуктивность фотосинтеза в течение периода вегетации растений сои.

4. Установить влияние биопрепаратов на урожайность зерна сои.

6. Определить экономическую целесообразность применения биопрепаратов в посевах сои.

Научная новизна. Впервые установлена возможность получения семян с высокими посевными качествами в условиях центральной и северной агроклиматических зон Амурской области. Выявлена эффективность применения биопрепаратов Экстрасол и Лариксин в борьбе с листовыми болезнями сои. Отмечено положительное влияние изучаемых биопрепаратов на фотосинтетический аппарат и продуктивность растений сои.

Практическая значимость. В результате проведенных исследований выявлена возможность производства семян с высокими посевными качествами и урожайными свойствами в условиях центральной и северной зон Амурской области. Установленный положительный эффект применения биопрепаратов на рост, развитие и продуктивность сои позволяет рекомендовать Экстрасол и Лариксин для повышения урожайности культуры в производственных условиях Амурской области.

Основные положения, вынесенные на защиту:

- на посевные и урожайные качества семян сои более существенное значение оказывают метеоусловия в год репродукции, нежели экологические условия зон соесеяния Амурской области;

- активизация фотосинтетических показателей, повышение устойчивости растений сои к болезням и продуктивности при применении биопрепаратов Экстрасол и Лариксин;

- экономическая эффективность применения биопрепаратов в посевах

сои.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 100-летию аграрной науки в Дальневосточном регионе «Биологические и агротехнические исследования - сельскохозяйственному производству Дальнего Востока» во ВНИИ сои (г. Благовещенск, 2008 г.); международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию образования ИрГСХА (г. Иркутск, 2009 г.); региональных конференциях «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (г. Благовещенск, 2006 -2011гг.).

Публикация результатов исследований: По теме диссертационной работы автором опубликовано 6 печатных работ, в том числе две в рецензируемых журналах из списка ВАК РФ.

Структура п объем работы: Диссертация изложена на 176 страницах компьютерного набора текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Работа включает 22 таблицы, 9 рисунков, 29 приложений,

акт внедрения в производство. Список использованной литературы состоит из 290 источников, в том числе 18 на иностранном языке.

Благодарности: Автор выражает благодарность научному руководителю д-ру с.-х. наук, профессору П.В. Тихончуку, директору института агрономии и экологии канд. с.-х. наук О.А. Селиховой, заведующей лабораторией канд. с.-х. наук Ю.В. Оборской за оказание методической помощи в проведении научных исследований и подготовке диссертационной работы. Выражает искреннюю благодарность и признательность сотрудникам лаборатории семеноведения ГНУ ВНИИ сои Россельхозакадемии, НИЛ «Соя» ФГБОУ ВПО ДальГАУ за оказанную всестороннюю помощь и поддержку в выполнении диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыта актуальность темы, показана научная новизна и практическая значимость.

В первой главе «Агробиологическая оценка сои» представлен обзор литературы, отражающий сведения о биологических особенностях сои, влиянии экологических условий возделывания на посевные качества и урожайность семян сельскохозяйственных культур. На основании литературных источников дан анализ состояния изученности вопроса применения биологических препаратов природного происхождения, их влияния на устойчивость к стрессовым факторам, рост, развитие растений, урожайность сельскохозяйственных культур и его качество. Определены цели и задачи исследований.

Во второй главе изложены условия, объекты и методика проведения исследований.

Метеорологические условия в годы исследований были сложными. Засушливые условия 2006-2007 гг. повлияли на формирование урожая сои в южной агроклиматической зоне. При этом в северной и центральной зонах погодные условия по тепловому режиму, количеству и равномерности выпадения осадков складывались более благоприятно для роста и развития культуры.

Наиболее благоприятные условия для возделывания сортов сои сложились в 2008 и 2010 годах. Достаточное количество тепла за вегетационный период (сумма активных температур 2350-2630 °С, безморозный период 130-152 дня), обилие влаги за вегетационный период - 540-560 мм осадков позволили получить хороший урожай сои.

Почва в южной агроклиматической зоне Амурской области лугово-черноземовидная. Гумусовый горизонт в зависимости от мощности, колеблется от 20 до 30 см. Реакция среды от среднекислой до нейтральной (рН солевой вытяжки 5,1-5,5). Гидролитическая кислотность низкая, степень насыщенности основаниями - высокая. Величина валового азота 0,13-0,16% и калия 1,77-2,19 %.

Бурые лесные почвы центральной и северной агроклиматических зон, имеют маломощный гумусово-аккумулятивный горизонт. Эти почвы имеют среднюю или слабокислую реакцию (рН ки 4,6-5,5). Содержание гумуса в пахотном слое чаще низкое или очень низкое (1,5-4%). Почвы слабо обеспечены

подвижными формами фосфора и слабо или средне обеспечены обменным калием.

В рамках настоящих исследований было заложено два полевых опыта: • 1. Изучение влияния экологических условий на урожайные свойства и посевные качества сортов сои амурской селекции.

Исследования проводили в течение 2006-2010 гг. на опытных полях ГНУ ВНИИ сои Россельхозакадемии и Амурского филиала ФГУ «Госсорткомис-сия». Поля располагались в с. Садовое (южная агроклиматическая зона), на Ма-зановском (северная) и Свободненском (центральная) госсортоучастках.

Объектом изучения служили семена сортов сои различных групп спелости: скороспелые - Лидия, Актай, стандарт - Соната; среднеспелые - Даурия, Лазурная, Янкан, Нега 1, стандарт - Гармония, полученные в условиях южной, центральной, северной агроклиматических зон.

Полевой опыт заложен согласно методике Б.А. Доспехова. В 2006-2008 гг. - опыты мелкоделяночные, расположение делянок рендомизированное. Посев широкорядный, ручной. Ширина междурядий - 45 см, площадь делянок -2,25 м2, норма высева - 100 шт. всхожих семян на делянку. Повторность опыта шести - и восьмикратная. В 2009-2010 гг. общая площадь делянки составила 47 м , учетная - 34 м2. Способ посева широкорядный (ширина междурядий 45 см), семена высевались сеялкой СН-16 в агрегате с трактором Т-70. Норма высева семян для скороспелых сортов составила - 800 тыс. всхожих семян, для среднеспелых - 750 тыс. всхожих семян на гектар. Повторность 3- кратная, расположение делянок - блочно-рендомизированное.

Агротехника в полевых опытах соответствует рекомендованной системой земледелия Амурской области. В 2006-2008 гг. уборка проводилась вручную, обмолот - на стационарной молотилке. В 2009-2010 гг. учет урожая семян проведён методом сплошного обмолота комбайном «Джон Дир» с приведением к стандартной влажности (14 %) и 100 % - ной чистоте.

В опыте проводили следующие учеты и наблюдения: фенологические наблюдения, подсчет полевой всхожести и густоты стояния растений перед уборкой в соответствии с методикой ГСИ. Определение посевных качеств семян осуществляли в лабораторных условиях в соответствии с общепринятыми методиками и ГОСТами.

2. Влияние биологических препаратов на рост, развитие и продуктивность сои.

Полевой опыт заложен в 2006-2008 гг. на опытном поле ФГБОУ ВПО ДальГАУ. Объект изучения - среднеспелый сорт сои Гармония. Предмет исследования - препараты различных групп: химические протравители, биопрепараты, микроудобрения.

Схема опыта:

1. Контроль обработка водой семян и вегетирующих растений

2. Мо + Нитрагин + Фундазол на семена (6 л бактериально - молибденовой смеси,3 кг)

3. Мо + Экстрасол на семена (1л/т)

4. Эксфасол на семена (1 л/т)

5. Экстрасол на семена + по вегетации (1 л/т, 2л/га)

6. Лариксин на семена (100 мл/т)

7. Лариксин на семена + по вегетации (100 мл/т, 100 мл/га)

Повторность опыта четырехкратная, общая площадь делянки -'9 м2, учетная 4,5 м 2. Сою высевали вручную на глубину 4-5 см, повторность четырехкратная, размещение вариантов в опыте рендомизированное.

Определение посевных качеств семян до и после обработки препаратами проводили в НИЛ «Соя». В лабораторных условиях определяли энергию прорастания, всхожесть семян (ГОСТ 12038-84), проводили фитоэкспертизу семян (ГОСТ 12044-93).

Определение влияния биопрепаратов на пораженность растений сои болезнями проводили в соответствии с ГОСТ 21057-81 (СТСЭВ 1740-79). Для получения данных по фотосинтетической деятельности посевов в пробе определяли высоту растений, массу корней, стеблей, листьев и генеративных органов весовым методом, площадь листьев, вес абсолютно сухой массы всех частей растений. Площадь листьев, фотосинтетический потенциал (ФСП), чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) определяли по методике A.A. Ничипоро-вича [161].

В лабораторных условиях проводили анализ структуры урожая. Учитывали высоту растений, число ветвей, количество бобов и семян, массу семян с одного растения, массу 1000 семян.

Уборку проводили вручную (поделяночно), обмолот - на стационарной молотилке, урожай учитывался в тоннах с гектара с приведением к стандартной влажности и 100-процентной чистоте.

В третьей главе «Влияние зон возделывания на урожайные свойства и посевные качества семян различных по скороспелости сортов сои» приведены данные по изменению посевных качеств и урожайных свойств семян, различных по скороспелости сортов сои в зависимости от зон возделывания.

3.1 Скороспелые сорта

В результате исследований установлено, что семена сои скороспелых сортов, полученные в условиях 2006-2008 гг. в северной зоне области, отличались более высокими посевными качествами по сравнению с семенами из центральной и южной агроклиматических зон.

Энергия прорастания семян, репродуцированных в северной зоне области была выше, чем у семян из южной и центральной зон на 0,9 и 5,9 % соответственно. Варьирование энергии прорастания семян в северной зоне области незначительно выше, по сравнению с центральной (в среднем по сортам V=ll % против 12 %). Изменения данного признака в южной зоне по годам в целом были выше, чем в центральной и северной агроклиматических зонах области (V=21%) (табл. 1).

Энергия прорастания семян скороспелых сортов сои, _% (среднее за 2006-2008 гг.)_

Зона репродуцирования семян Диапазон Среднее Коэффициент вариации

Соната (я^

Южная 77-98 78,7 23,6

Центральная 69-94 79,0 16,7

Северная 65-91 79,3 16,6

Лидия

Южная 75-100 85,0 15,6

Центральная 73-84 77,3 7,6

Северная 81-91 85,0 6,2

Актай

Южная 61-100 81,7 24,0

Центральная 64-80 74,0 11,8

Северная 74-90 83,7 10,2

Отмечено, что в условиях северной зоны области сформировались более крупные семена. В среднем за годы исследований, масса 1000 семян по сортам достигала 142,5 г, что больше на 15,2 г, чем в центральной и на 19,6 г, чем в южной зонах. Максимальный показатель крупности семян отмечен у сорта Лидия в условиях северной и центральной зон (соответственно 146,8 и 139,0 г) и у сорта Актай в северной зоне (139,6 г) (табл. 2).

Таблица 2

Масса 1000 семян скороспелых сортов сои, г (среднее за 2006-2008гг.)

Зона репродуцирования семян Диапазон Среднее Коэффициент вариации, %

Соната (в^

Южная 98,0-152,7 121,8 23,0

Центральная 100,8-145,6 116,5 21,7

Северная 118,9-160,0 141,2 14,7

Лидия

Южная 106,2-160,2 125,5 24,0

Центральная 128,5-153,0 139,0 12,1

Северная 126,5-160,0 146,8 9,1

Актай

Южная 97,5-155,2 121,4 24,8

Центральная 108,2-147,0 126,3 18,1

Северная 112,3-162,2 139,6 15,5

Минимальное значение массы 1000 семян отмечено у сортов Соната в условиях южной (121,8) и центральной (116,5 г) зон, а также Актай (121,4 г) в южной зоне. Выявлен сравнительно большой размах варьирования этого при-

знака у изученных сортов в условиях южной зоны - 23,0-24,8 %. В северной зоне области этот показатель варьировал слабее - от 9,1 до 15,5%.

Урожайные свойства семян скороспелых сортов за годы исследований различались в зависимости от условий, в которых они производились в предыдущем году (табл. 3).

Таблица 3

Урожайность скороспелых сортов сои в зависимости от места репродуцирования семян, т/га (в среднем за 2006-2008 гг.)_

Сорта (фактор А) Семена, полученные в зонах (фактор В) Среднее по фактору А

южная северная центральная

Южная зона

Соната (бО 1,78 1,91 1,90 1,86

Лидия 1,93 2,05 1,95 1,98

Актай 1.54 1,80 1,73 1,69

Среднее по фактору В 1,75 1,92 1,86 1,84

НСР05 - 0,23, по фактору А-0,14, по фактору В -0,11 т/га

Северная зона

Соната 1,94 2,01 1,90 1,95

Лидия 1,94 2,11 2,21 2,09

Актай 1,66 2,00 1,78 1,81

Среднее 1,85 [ 2,04 1,96 1,95

НСРо5 - 0,15, по фактору А-0,08, по фактору В-0,08 т/га

Отмечена тенденция повышения продуктивности сортов сои, произведенных в условиях северной зоны области по сравнению с семенами, выращенными в южной и центральных зонах. В южной и центральных зонах области, ГТК для сои не соответствовал оптимальным показателям, что привело к снижению урожайности семян на 3,1-8,8 % в среднем по сортам.

Условия выращивания в северной зоне области наиболее полно отвечали требованиям сорта Лидия. Изменение условий выращивания полнее всего соответствовало изменению урожайности данного сорта (Ы=1,00). Сорта сои Соната и Актай, репродуцированные из других агроклиматических зон области, выращенные в условиях северной зоны, реагировали слабее на изменение условий среды, отличались низкой пластичностью (Ы<1).

3.2 Среднеспелые сорта

Высокие показатели посевных качеств отмечены у семян среднеспелых сортов, произведенных в условиях южной и северной агроклиматических зон области.

Наблюдения показали, что условия зон выращивания среднеспелых сортов в среднем за годы исследований повлияли на энергию прорастания семян (табл. 4).

Энергия прорастания семян среднеспелых сортов сои, % (среднее за 2006-2008 гг.)_

Зона репродуцирования семян Диапазон Среднее Коэффициент вариации

Гармония («О

Южная 44-100 77,3 38,1

Центральная 51-94 71,0 30,5

Северная 71-87 79,0 10,1

Даурия

Южная 76-100 86,3 14,3

Центральная 59-87 73,0 27,1

Северная 78-88 82,3 7,2

Лазурная

Южная 68-100 85,0 18,9

Центральная 65-93 79,0 25,1

Северная 77-89 83,0 6,2

Наименьшей изменчивостью данного показателя под влиянием метеорологических условий лет исследований обладали сорта Лазурная и Даурия (У=6,2-7,2%). Энергия прорастания семян данных сортов на 4-6 % абсолютного значения выше, чем у семян стандартного сорта. Наибольшей вариабельности данный показатель подвержен в южной и центральной зонах, особенно у сорта Гармония, у которого коэффициент вариации составлял 30,5-38,1 %.

По показателю крупности семян (масса 1000 семян), в среднем за годы исследований, как в южной, так и в северной зоне области у среднеспелых сортов Лазурная и Даурия получены семена средней крупности (табл. 5).

Таблица 5

Масса 1000 семян среднеспелых сортов сои, г (среднее за 2006-2008 гг.)

Зона репродуцирования семян Диапазон Среднее Коэффициент вариации

Гармония(«О

Южная 127,0-156,0 145,7 11,1

Центральная 120,6-149,0 132,7 11,1

Северная 135,7-168,6 , 148,9 11,0

Даурия

Южная 140,6-194,9 174,4 16,9

Центральная 124,6-179,1 151,9 25,4

Северная 146,6-190,8 171,3 13,2

Лазурная

Южная 131,6-183,1 165,7 14,7

Центральная 141,0-185,0 184,3 17,8

Северная 145,8-183,4 169,5 12,2

У сорта Янкан в основном образуются мелкие семена - 120,5-134,5 г. Семена стандартного сорта Гармония, по классификации В.Б. Енкена так же относятся к мелким (в среднем 142,4 г).

У сортов среднеспелой группы в условиях центральной зоны области изменчивость массы 1000 семян проявляется сильно (У= 17,8-32,6%). В южной и северной агроклиматических зонах данный показатель варьирует в меньшей степени (У=11,0-28,4%). Масса 1000 семян подвержена влиянию погодных условий, но определяющую роль в ее выражении имеют сортовые особенности. Максимальное значение этого показателя (165,7-184,3 г) отмечено у среднеспелого сорта Лазурная.

Наиболее полная реализация потенциальных возможностей среднеспелых сортов достигнута в южной агроклиматической зоне области (табл. 6).

Таблица 6

Урожайность среднеспелых сортов сои амурской селекции в зависимости

от зоны репродуцирования, т/га (среднее за 2006-2008 гг.)

Сорта (фактор А) Семена, полученные в зонах (фактор В) Среднее по фактору А

южная северная центральная

Южная зона

Гармония (б^ 2,08 2,15 2,23 2,15

Даурия. 2,24 2,31 2,11 2Д2

Янкан 1,90 2,17 2,10 2,06

Нега 2,39 2,44 2,20 2,34

Лазурная 2,34 2,54 2,64 2,51

Среднее по фактору В 2,19 2,32 2,26 2,26

НСР05- 0,12, по фактору А -0,07, по фактору В - 0,05 т/га

Северная зона

Гармония (б^ 2,11 2,08 2,59 2,26

Даурия 2,10 2,20 1,89 2,06

Янкан 1,94 2,06 1,86 1,95

Нега 2,02 2,11 1,93 2,02

Лазурная 2,04 2,17 2,65 2,29

Среднее по фактору В 2,04 2,12 2,18 2,11

НСРщ- 0,16, по фактору А - 0,08, по фактору В - 0,08 т/га

Колебания урожайности в условиях южной зоны в среднем по сортам составили 2,06-2,51 т/га. Максимальная урожайность отмечена у сорта Лазурная (2,64 т/га), что выше стандартного сорта Гармония на 15,5 %. Самая низкая урожайность по всем зонам возделывания отмечена у сорта Янкан-от 1,90 до 2,17 т/га.

В условиях северной зоны отмечена тенденция повышения продуктивности растений среднеспелых сортов сои у семян, полученных из центральной и северной агроклиматических зон. Так, у растений сортов, выращенных в условиях северной зоны, отмечено увеличение урожайности семян на 3,8 % в сравнении с растениями южной зоны и на 6,4 %-центральной зоны.

Высокую отзывчивость на улучшения условий выращивания проявляют сорта Гармония и Янкан, у которых коэффициент линейной регрессии выше единицы. Сорта Даурия и Нега 1 слабее реагируют на изменения условий среды, чем в среднем весь набор изучаемых сортов. Сорт Лазурная изменяет урожайность точно в соответствии с изменением условий выращивания и обладает высоким уровнем стабильности формирования урожая (в среднем по сорту 82сМ),19).

В 2009-2010 годах в условиях южной и северной зонах Амурской области была проведена оценка биохимических показателей семян сортов сои Лидия и Лазурная. В южной зоне у сорта Лидия содержание белка в семенах в среднем по зонам репродуцирования составило 39,7 %, что выше, чем в северной на 1,4 % (табл. 7).

Таблица 7

Количественный и качественный состав белка в семенах сои в зависимости

от экологических условий выращивания, %, (среднее за 2009-2010 гг.)

Показатели Зоны выращивания

южная северная

Зоны репродуцирования семян

южная центральная северная южная центральная северная

ско доспелый сорт Лидия

Белок в т.ч. аминокислоты: гистидин лейцин тирозин валин 39,74 10,23 9,66 3,85 8,17 39,73 9,96 9,39 8,50 8,05 39,73 9,13 9,86 3,91 9,17 38,54 8,01 10,07 4,34 8,19 38,08 6,80 10,04 4,42 8,69 38,25 10,49 11,24 4,92 8,75

среднеспелый сорт Лазурная

Белок 39,70 39,24 39,18 39,03 38,92 39,33

в т.ч. аминокислоты

гистидин 8,04 9,84 7,86 10,89 9,26 8,48

лейцин 9,80 10,01 9,66 10,81 9,90 9,87

тирозин 3,94 4,17 3,82 5,41 4,09 4,08

валин 8,12 8,44 7,66 8,91 7,94 8,09

У сорта Лазурная существенных различий по содержанию белка в семенах не отмечено. В семенах, выращенных в южной зоне, содержание белка в среднем составило 39,4%, в северной - 39,1%.

Содержание жира и состав жирных кислот определяются как условиями внешней среды, так и генетическими свойствами. При экологическом испытании сои сортов Лидия и Лазурная отмечены различия по содержанию жира в семенах сои (табл. 8).

Содержание жира и жирных кислот в семенах сои в зависимости от _экологических условий выращивания, %_

Зоны выращивания

южная северная

Показатели Зоны репродуци рования семян

южная центральная центральная север-

северная южная верная

скороспелый сорт Лидия

Жир 19,28 18,88 19,76 19,93 19,54 20,78

в т.ч. кислоты:

линолевая 51,57 51,56 52,84 50,39 50,48 50,11

линоленовая 8,94 11,29 11,09 11,44 9,08 8,81

среднеспелый сорт Лазурная

Жир в т.ч. кислоты 19,76 19,81 18,75 21,85 19,43 19,58

линолевая линоленовая 52,84 11,80 53,23 9,18 53,25 8,83 50,59 9,19 0,12 8,95 49,85 11,89

В условиях северной зоны изучаемые сорта сформировали наибольшее количество масла в семенах, по сравнению с южной - у сорта Лидия на 0,8%, Лазурная - на 0,9 %. Сортовых различий по содержанию жира и его количественному составу не наблюдалось.

В главе четвертой приведены данные о росте и развитие растений сои при использовании биопрепаратов.

В среднем за три года исследований максимальное значение энергии прорастания (82 %) отмечено у семян, обработанных комплексом Мо + Нитрагин + Фундазол. Наименьшее значение энергии прорастания (76 %) отмечено в варианте с обработкой семян Экстрасолом. Аналогичный результат получен и при определении лабораторной всхожести семян.

Результаты фотоэкспертизы семян сои, свидетельствуют о наличии бактериальной и грибной инфекции. Распространение бактериоза по вариантам опыта составило 2,3-4,4 %. Максимальный процент заражённых семян отмечен в варианте с применением Лариксина - 4,4 %, что на 2,1 % превышает распространение болезни в контрольном варианте. Поражение семян сои фузариозом по вариантам опыта колебалось от 0,4-2,1 %. Минимальный процент семян, зараженных грибной инфекцией, отмечен в вариантах с обработкой семян Мо + Экстрасол, Лариксином и Мо + Нитрагин + Фундазол 0,4; 0,8 и 1,0 % соответственно.

Полевая всхожесть существенно влияет на формирование таких элементов урожая, как густота всходов и растений, сохранившихся к уборке. Практически все изучаемые препараты способствовали повышению полевой всхожс-

сти в сравнении с контролем. Наибольшую сохранность растений к уборке обеспечило, при обработке семян и вегетирующих растений, применение Ла-риксина (96,8 %), а использование Экстрасола, при аналогичном способе обработки -96,0 %.

В результате проведенных исследований на листьях сои выявлены такие представители подгруппы воздушно-капельно-семенные инфекций, как перо-носпороз и септориоз (рис. 1).

30 т -т- 1,5

а Септориоз да Пероноспороз

Рис. 1. Зависимость степени развития болезней от ГТК

Из рисунка видно, что гидротермические условия среды определяли основные аспекты жизнедеятельности возбудителей болезней и степень нанесенного ими вреда. Установлено, что при снижении ГТК до 1 наибольший подавляющий эффект на развитие септориоза отмечен в вариантах с обработкой семян комплексом Мо+Нитрагин+Фундазол, семян и вегетирующих растений-Экстрасолом на 8-9 % соответственно. Незначительное увеличение показателя ГТК ведет к закономерному увеличению развития болезни в контрольном варианте до 24,5 %. Биологическая эффективность в вышеперечисленных вариантах была 32,8 и 36,6 % соответственно. Менее выраженный эффект, по сравнению с Экстрасолом, оказал препарат Лариксин - степень развития болезни была на уровне 21 %. При 84 % распространенности биологическая эффективность в варианте составила 16 %.

Развитие пероноспороза в вариантах опыта было сравнительно невысоким и составило 11-14 %, при степени развития болезни в контрольном вариан-те-15 %. Биологическая эффективность в вариантах с обработкой семян и вегетирующих растений Экстрасолом составила 19,6 %, семян Лариксином -21,0%.

Урожай как результат фотосинтетической деятельности растений в посевах в основном определяется величиной, продуктивностью и временем работы

ассимиляционного аппарата листьев. Площадь фотосинтезирующей поверхности, ее активность является главной составляющей продукционного процесса.

Биопрепараты Экстрасол и Лариксин, при обработке семян и вегетирую-щих растений, способствовали более быстрому формированию площади листовой поверхности сои в первые фазы роста и развития. Максимальной величины она достигала в варианте с применением Лариксина и Экстрасола на семена и по вегетации. Превышение данного показателя, по сравнению с контролем составило 41,0 %-49,1 % соответственно (табл. 9).

Таблица 9

Влияние биопрепаратов на динамику формирования площади _листьев сои, тыс. м2/га (среднее за 2006-2008 гг.)_

Вариант Фаза роста и развития

3-й тройчатый лист цветение образование бобов налив

Контроль 6,7 23,4 23,7 22,9

Мо + Нитрагин + Фундазол на семена (6 л смеси, 3 кг) 6,9 21,9 28,9 25,0

Мо + Экстрасол на семена (25 г, 1л) 7,3 21,4 24,1 22,4

Экстрасол на семена (1л/т) 6,5 22,1 23,2 24,3

Экстрасол на семена + по вегетации (1л/т, 2л/га) 8,2 34,9 34,7 29,4

Лариксин на семена (100 мл/т) 6Д 22,7 25,0 24,1

Лариксин на семена + по вегетации (100 мл/т, 100 мл/га) 7,4 33,0 30,4 28,8

Для создания более высоких урожаев важно достичь не только больших размеров листовой поверхности, но и увеличить продолжительность ее функционирования с наибольшей продуктивностью. Фотосинтетический потенциал (ФСП) объединяет эти показатели и характеризует фотосинтетическую мощность посева.

В среднем за годы исследований характер воздействия биопрепаратов на величину фотосинтетического аппарата и продолжительность его работы по вариантам опыта совпадал. Отмечено, что максимальным за вегетацию, он был в вариантах, где обработку семян и вегетирующих растений производили Ла-риксином и Экстрасолом, при этом превышение значения контрольного варианта составило 27,5 %, и 38,7 % соответственно (табл. 10).

Самым низким - 1,3 млн.м2х дней/га за вегетацию-ФСП был в варианте с предпосевной комплексной обработкой семян Мо+Экстрасол. В результате исследований установлено, что на развитие фотосинтетического аппарата сои повлияли как температурный режим и количество осадков, так и дополнительная обработка вегетирующих растений биопрепаратами Лариксин и Экстрасол.

Таблица 10

Фотосинтетический потенциал посевов сои в зависимости от обработки _биопрепаратами, тыс.м2 хднУга (среднее за 2006-2008 гг.)_

Вариант Период роста и развития За вегетацию

всходы- 3-й тройчатый лист 3-й тройчатый лист-цветение цветение -образование бобов образование бобов -налив семян Налив семян -полный налив

Контроль 77,3 208,4 453,4 382,4 204,6 1326,1

Мо + Нитрагин + Фундазол на семена (6 л смеси, 3 кг) 78,2 196,8 481,7 441,4 234,3 1432,3

Мо + Экстрасол на семена (25 г, 1 л) 82,8 193,8 427,3 371,3 203,0 1278,1

Экстрасол на семена (1л/т) 74,2 195,1 453,7 394,1 205,6 1322,8

Экстрасол на семена + по вегетации (1л/И-2л/га) 94,1 291,3 654,1 521,1 278,7 1839,3

Лариксин на семена (100 мл/т) 70,8 197,7 455,4 401,8 215,0 1340,6

Лариксин на семена + по вегетации (100 мл/т, 100 мл'га) 84,8 276,1 594,8 482,6 253,1 1691,4

Для оценки степени оттока органического вещества в репродуктивные органы использовали показатель чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ). Наибольшей величины данный показатель достигал в начале роста и развития. В период третий тройчатый лист - цветение растения сои увеличивали свою массу на 6,0-8,5 г/м2 сутки. Достаточно высоким (7,8 г/м2 сутки) этот показатель был в контроле, но на урожайности это не отразилось. Вероятно, приток сухого вещества, растений контрольного варианта в большей степени пришелся на незерновую часть урожая. Максимальная величина ЧПФ наблюдалась в вариантах с обработкой семян и растений Экстрасолом и Лариксином - 8,4-8,5 г/м2 сутки. Следовательно, применение данных биопрепаратов способствовало усилению оттока питательных веществ в генеративные органы растений сои.

Изучаемые биопрепараты оказали влияние не только на скорость формирования, но и на массу абсолютно сухого вещества (АСВ). Максимальной величины в изучаемых вариантах этот показатель достигал к фазе полного налива семян. Наиболее высокая урожайность надземной сухой биомассы была продуцирована в вариантах с обработкой семян и вегетирующих растений Ларикси-

ном (6,2 т/га) и Экстрасолом (6,4 т/га) (рис. 2). Наименьшим данный показатель был в варианте с обработкой семян Лариксином.

6000 ■ | =...... llalli lililí lili

Всходы - 3-й в-й тройчатый Цветение - Образование тройчатый лист лист - цветение образование бобов - налив

бобов

■ Контроль ■ Мо+Нитрагин+Фундазол

■ Мо+Экстрасол ■ Экстрасол на семена

■ Экстрасол на семена+по вегет. ■ Лариксин на семена в Лариксин на семена +по вегет.

Рис. 2. Динамика накопления абсолютно сухого вещества, кг/га (среднее за 2006-2008 гг.)

Таблица 11

Основные показатели фотосинтетической деятельности посевов сои _(среднее за 2006-2008 гг.)_ _

Максимальные показатели ФСП за

Вариант высота площадь АСВ, вегета-

расте- листьев, кг/га цию,

нии, см тыс. м 2/га млн.м 2 X дн./га

Контроль 64 23,7 4971,1 1,3

Мо + Нитрагин + Фундазол на семе- 61 28,9 5371,6 1,4

на (6 л смеси, 3 кг)

Мо + Экстрасол на семена (25 г, 1 л) 62 24,1 5068,5 1,3

Экстрасол на семена (1л/т) 70 24,3 4974,4 1,3

Экстрасол на семена + по вегетации 72 34,9 6380,6 1 8

(1л/т+2л/га) 1,8

Лариксин на семена (100 мл/т) 68 25,0 4801,2 1,3

Лариксин на семена + по вегетации 67 33,0 6203,2 1,7

(100 мл/т, 100 мл/га)

В результате исследований установлена тесная корреляционная зависимость между максимальным накоплением сухого вещества и ФСП за вегетацию (г=0,97, Аху= 0,94), и максимальной площадью листьев (г=0,97, <1^= 0,94).

Анализируя в целом действие биопрепаратов Экстрасол и Лариксин при обработке семян и вегетирующих растений, можно отметить, что их применение оказало положительное влияние на основные показатели фотосинтетической деятельности посевов сои, и в конечном итоге повлияло на ее продуктивность (табл. 12).

Таблица 12

Урожайность сои сорта Гармония (среднее за 2006-2008 гг.)_

Вариант Урожайность, т/га Отклонение от контроля

т/га %

Контроль 1,9

Мо + Нитрагин + Фундазол на семена (6 л смеси, 3 кг) 2,1 +0,2 10,5

Мо + Экстрасол на семена (25 г, 1 л) 1,8 -од -5,2

Экстрасол на семена (1л/т) 2,1 +0,2 10,5

Экстрасол на семена + по вегетации (1л/т, 2 л/га) 2,2 +0,3 15,8

Лариксин на семена (100 мл/т) 1,9 0 0

Лариксин на семена + по вегетации (100 мл/т,100 мл/га) 2,2 +0,3 15,8

НСР 05 0,1

Выявлено, что применение Экстрасола и Лариксина, оказывая защитное, стимулирующее влияние на рост и развитие растений сои, на показатели фотосинтетической деятельности посевов привело к повышению урожайности семян. Прибавка урожайности в вариантах с применением данных биопрепаратов составила 0,3 т/га, что на 15,8 % больше по сравнению с показателями контрольного варианта. Прибавки отмечены в вариантах с применением для предпосевной обработки семян комплекса Мо + Нитрагин + Фундазол и Экстрасола -0,2 т/га.

Установлена тесная корреляционная зависимость между семенной продуктивностью сои и максимальной площадью листьев (г=0,88, =0,77), величиной фотосинтетического потенциала за вегетацию (г=0,86, с!^ = 0,74), а так же максимальной массой АСВ (г=0,86, Аху = 0,74).

В главе пятой «Экономическая эффективность возделывания сои при применении биологических препаратов» проведена экономическая оценка эффективности изучаемых биопрепаратов и способов их применения, которая показала, что несмотря на полученную прибавку (0,3 т/га) дополнительные затраты на обработку вегетирующих растений Экстрасолом способствовали увеличению себестоимости продукции на 166 руб/т по сравнению с контролем. Рен-

табельность при этом составила 159,2 %, что ниже контроля на 11,6 % (табл. 13).

Таблица 13

Экономическая эффективность применения биопрепаратов в посевах сои

Вариант Урожай жай-ность, т/га Затраты на 1 га, руб. Себестоимость, руб/т Условно чистый доход с 1га, руб. Рентабельность, %

Контроль 1,9 7017 3693 11983 170,8

Мо + Нитрагин + Фунда-зол на семена (6 л смеси, Зкг) 2,1 7453 3549 13547 181,8

Мо + Экстрасол на семена (25 г, 1 л) 1,8 7077 3932 10923 154,3

Экстрасол на семена (1л/т) 2,1 7074 3369 13926 196,9

Экстрасол на семена + по вегетации (1л/т,2л/га) 2,2 8489 3859 13511 159,2

Лариксин на семена (100 мл/т) 1,9 7040 3705 11960 169,9

Лариксин семена + по вегетации (100 мл/т, 100 мл/га) 2,2 7674 3488 14326 186,7

Применение Экстрасола для предпосевной обработки семян обеспечило прибавку урожайности-0,2 т/га, снижение себестоимости продукции-324 руб/т, увеличение условно чистого дохода (УЧД) - 1943 руб/га в сравнении с контролем. Установлено, что наиболее экономически эффективным оказалось применение препарата Лариксин для обработки семян и вегетирующих растений. Прибавка урожайности в сравнении с контрольным вариантом составила 0,3 т/га, что привело к увеличению УЧД на 2343 руб/га. Себестоимость полученной продукции, в сравнении с контролем, за 1 тонну снизилась с 3693 до 3488 рублей, повышение рентабельности составило 16 %.

Выводы

1. Семена скороспелых сортов сои, полученные в условиях северной зоны области, по посевным качествам превосходили семена, произведенные в условиях центральной и южной зон на 15,2-19,6 г по массе 1000 семян и на 0,9-5,9 % энергии прорастания.

2. У среднеспелых сортов наиболее крупные семена были сформированы в условиях северной зоны репродуцирования, масса 1000 семян была на 2,710,2 г больше семян, полученных в условиях южной и центральной зон соответственно. Энергия прорастания семян, произведенных в условиях южной и

северной зон области, существенно не различалась, но была выше в среднем по сортам на 6,5 %, чем у семян полученных в условиях центральной агроклиматической зоны.

3. Урожайность скороспелых сортов сои, репродуцированных в северной агроклиматической зоне области, варьировала от 1,92 до 2,04 т/га, что на 3,1% выше по сравнению с семенами, выращенными в условиях южной и на 8,8 % центральной зон. Наиболее полная реализация потенциальных возможностей среднеспелых сортов достигнута в южной агроклиматической зоне области, где урожайность в среднем по сортам составила 2,06-2,51 т/га, что на 6,6 % выше урожайности сои из северной зоны области.

4. В результате экологических испытаний восьми сортов сои установлено, что высокой пластичностью и стабильностью формирования урожая зерна обладали скороспелый сорт Лидия (при Ы=1,21; 82ё=1,19) и среднеспелый сорт Лазурная (при Ы=0,98; 5^=1,04). Урожайность данных сортов соответственно составила, в южной зоне 1,98 и 2,51 т/га, в северной 2,09 и 2,29 т/га, что на 0,13 и 0,20 т/га выше стандартных сортов в среднем по зонам возделывания.

5. Содержание белка в семенах сои сорта Лидия, полученных в северной зоне составило 38,2 %, южной - 39,7 %, отмечена относительно высокая изменчивость содержания гистидина и тирозина. В блоке аминокислот слабо варьирует содержание пролина, аргинина и серина. В составе масла существенно варьируют линолевая и линоленовая жирные кислоты. Наименьшее содержание линоленовой кислоты (8,26 %) отмечено в семенах сорта сои Лазурная, при возделывании в южной зоне, наибольшее (10,84 %) в северной зоне Амурской области.

6. Изучаемые биопрепараты снижали степень развития септориоза и пе-роноспороза во все годы исследований. Максимальная биологическая эффективность (36,6 %) в борьбе с септориозом отмечена в варианте с применением Экстрасола для обработки семян и вегетирующих растений, с пероноспорозом (21,0 %) - при применении Лариксина на семена.

7. Установлено положительное влияние биопрепаратов на развитие фотосинтетического аппарата растений сои. В вариантах с обработкой семян и вегетирующих растений Лариксином и Экстрасолом максимальная площадь листьев превысила контроль на 41,0-49,1%, ФСП за вегетацию составил 27,5- 38,7%, АСВ 24-28% соответственно.

8. Обработка биопрепаратами повысила продуктивность семян сои на 0,2 т/га, в вариантах с предпосевной обработкой семян Экстрасолом, при дополнительной обработке вегетирующих растений Экстрасолом и Лариксином на 0,3 т/га. Урожайность сои сильно коррелировала с максимальной площадью листьев (г=0,88, сЦ -0,77), величиной фотосинтетического потенциала за вегетацию (г=0,86, (1ху = 0,74) и накоплением массы сухого вещества (г=0,86, сЦ = 0,74).

9. Расчет экономической эффективности показал, что применение изучаемых биологических препаратов экономически выгодно. Увеличение уровня рентабельности при обработке семян Экстрасолом составило 26,1 %, при обработке семян и вегетирующих растений Лариксином - 15,9 %. При этом возрастает условно чистый доход и снижается себестоимость продукции.

Предложения производству

1. Посев сои в центральной и северной агроклиматических зонах Амурской области рекомендуется осуществлять семенами, полученными в этих зонах.

2. Для снижения стрессовых факторов природно-климатических условий Амурской области при возделывании сои рекомендуется применение биопрепаратов Экстрасол на семена (1л/т), Лариксин для обработки семян и по вегетации (100 мл/т, 100 мл/га), что обеспечивает увеличение урожайности на 10,515,8 %, при рентабельности 196,9% и 186,7% соответственно.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Ран, О.П. Состояние и проблемы повышения посевных качеств семян сои в южной зоне Амурской области / О.П. Ран // Вестник ДальГАУ, -2007,-№2.-С.35-41.

2. Ран, О.П. Обзор состояния посевных и сортовых качеств семян сои в Южной зоне Амурской области / О.П. Ран // «Молодежь XXI века: Шаг в будущее» - материалы IX - ой региональной межвузовской научно-практической конференции, посвященной 150-летию Амурской области. - Благовещенск. Изд-во Поли - М, 2008. - С. 182-184.

3. Ран, О.П. Влияние биопрепарата экстрасол на фотосинтетические показатели и продуктивность посевов сои/ О.П. Ран, П.В. Тихончук, О.А. Селихова // Климат, экология, сельское хозяйство Евразии: Сб. ст. - Иркутск: НЦ PBX ВСНЦ СО РАМН, 2009. - С. 665-668.

4. Ран, О.П. Влияние биопрепаратов на посевные и урожайные качества семян сои/ О.П. Ран // Биологические и агротехнические исследования - сельскохозяйственному производству Дальнего Востока. Сб. науч.тр. Всерос. НИИ сои, 2009.- С.37-43.

5. Ран, О.П. Влияние условий зон выращивания на урожайные свойства семян сои / О.П. Ран, П.В. Тихончук, Ю.В. Оборская П Вестник Алтайского государственного университета, 2009. - № 11. - С. 10-15.

6. Ран, О.П. Применение биологических препаратов в посевах сои / О.П. Ран, П.В. Тихончук, О.А.Селихова // Достижения науки и техники, 2009. - № 8. - С. 26-28.

Ран Ольга Петровна ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СОРТОВ СОИ АМУРСКОЙ СЕЛЕКЦИИ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Лицензия ЛР 020427 от 25.04.1997 г. Подписано к печати 28.02.2012 г. Формат 60x90/16. Уч.-изд.л. - 1,0. Усл.-пл. - 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 35.

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии издательства ДальГАУ 675005, г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Ран, Ольга Петровна, Благовещенск

61 12-6/355

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО «ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

ГНУ «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СОИ»

РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ

На правах рукописи

РАН ОЛЬГА ПЕТРОВНА

ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СОРТОВ СОИ АМУРСКОЙ СЕЛЕКЦИИ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор П.В. Тихончук

Благовещенск 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

1. АГРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОИ 9

1.1. Биологические особенности сои 9

1.2. Влияние агроэкологических условий возделывания на урожайные 26 свойства и качество семян сои

1.3. Использование биопрепаратов при возделывании сельскохозяйст- 35 венных культур

2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДО- 54 ВАНИЙ

2.1. Метеорологическая характеристика условий Амурской области 54

2.2. Погодные условия в годы проведения исследований 56

2.3. Характеристика почв опытных участков 59

2.4. Материал и методика проведения исследований 61

3. ВЛИЯНИЕ ЗОН ВОЗДЕЛЫВАНИЯ НА УРОЖАЙНЫЕ СВОЙСТВА 67 И ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА СЕМЯН РАЗЛИЧНЫХ ПО СКОРОСПЕЛОСТИ СОРТОВ СОИ

3.1. Скороспелые сорта 68

3.2. Среднеспелые сорта 74

3.3. Влияние агроэкологических условий выращивания на биохимиче- 82 ский состав семян сои

3.3.1. Белок и его аминокислотный состав 82

3.3.2. Жир и жирнокислотный состав 84

4. РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ СОИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ 87 БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ 8?

4.1. Посевные качества семян 87

92

4.2. Выживаемость и сохранность растений сои

4.3. Эффективность использования биопрепаратов для борьбы с болез- 95 нями сои

о

л

4.4. Фотосинтетическая деятельность и продуктивность посевов сои 100 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СОИ 110 ПРИ ПРИМЕНЕНИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ

выводы 113

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ ! 15

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 116

ПРИЛОЖЕНИЯ 1/1А

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

УЧД - условно чистая продуктивность ЧПФ - чистая продуктивность фотосинтеза ФСП - фотосинтетический потенциал АСВ - абсолютно сухое вещество ФАР - фотосинтетическая активная радиация КПД - коэффициент полезного действия ГТК - гидротермический коэффициент ПАВ - поверхностно активные вещества

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Сельскохозяйственное производство Дальнего Востока развивается в сложных природно-климатических условиях, более 80% территории региона отнесено к районам Севера. Соя является культурой определяющей экономическое состояние хозяйств, площадь её посевов в регионе составляет 70 % от общего объема в России. Амурская область самый северный район возделывания сои. Климат области резко континентальный по температурному режиму и муссонный по характеру формирования, которое происходит под влиянием Азиатского континента и Тихого океана. Положительными сторонами климатических условий области являются высокое напряжение тепла, обилие осадков и света в течение теплых месяцев; отрицательными - относительно короткий период вегетации, неравномерность выпадения осадков, недостаток активных температур в отдельные годы, ранее наступление осенних заморозков, значительные перепады дневных и ночных температур в период вегетации.

В Амурской области традиционно сложилось районирование её на пять агроклиматических зон. Земледелием занимаются в четырех, а производством сои - в трех. Большая часть посевов сконцентрирована в южных районах области. Это объясняется наиболее благоприятными агроклиматическими и почвенными условиями, развитой транспортной сетью, размещением основных перерабатывающих предприятий, селекционных центров и другими социально-экономическими факторами. Однако в последние годы произошло изменение форм хозяйствования и организации труда, существенная модернизация технологий и средств механизации. Анализ гидротермических условий в пределах конкретных аграрно-административных образований свидетельствует об изменении климатических условий в сторону потепления. Селекционерами области созданы ценные сорта сои, отличающиеся высокой потенциальной урожайностью, обладающие комплексной устойчивостью к отрицательным биотическим и абиотическим факторам внешней среды. В настоящее время насыщение сево-

оборотов соей в южной агроклиматической зоне составляет 60%, что обуславливает расширение посевов в ближайшей перспективе в центральной и северной зонах области. В связи с этим важным является изучение возможности получения семян с высокими посевными и урожайными качествами в этих зонах. С целью повышения устойчивости растений сои к неблагоприятным факторам среды и максимального использования потенциальных возможностей культуры актуальным является изучение эффективности применения биологических препаратов на рост, развитие и урожайность сои в условиях Амурской области.

Цель исследований - определить влияние экологических условий зон со-есеяния Амурской области и биологических препаратов на урожайность новых сортов сои.

Задачи исследований:

1. Изучить влияние экологических условий зон выращивания на продуктивность и биохимический состав семян новых сортов сои амурской селекции.

2. Определить биологическую эффективность биопрепаратов против септориоза и пероноспороза сои.

3. Изучить влияние биопрепаратов на динамику формирования площади листьев, фотосинтетический потенциал, накопление сухого вещества и чистую продуктивность фотосинтеза в течение периода вегетации растений сои.

4. Установить влияние биопрепаратов на урожайность зерна сои.

6. Определить экономическую целесообразность применения биопрепаратов в посевах сои.

Научная новизна. Впервые установлена возможность получения семян с высокими посевными качествами в условиях центральной и северной агроклиматических зон Амурской области. Выявлена эффективность применения биопрепаратов Экстрасол и Лариксин в борьбе с листовыми болезнями сои. Отмечено положительное влияние изучаемых биопрепаратов на фотосинтетический аппарат и продуктивность растений сои.

Практическая значимость. В результате проведенных исследований выявлена возможность производства семян с высокими посевными качествами и

урожайными свойствами в условиях центральной и северной зон Амурской области. Установленный положительный эффект применения биопрепаратов на рост, развитие и продуктивность сои позволяет рекомендовать Экстрасол и Ла-риксин для повышения урожайности культуры в производственных условиях Амурской области.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 100-летию аграрной науки в Дальневосточном регионе «Биологические и агротехнические исследования - сельскохозяйственному производству Дальнего Востока», во ВНИИ сои (г. Благовещенск, 2008 г.); международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию образования ИрГСХА (г. Иркутск, 2009 г.); региональных конференциях «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (г. Благовещенск, 2006-2011гг.).

Публикация результатов исследований. По теме диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ, в том числе две в рецензируемых журналах из списка ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 176 страницах компьютерного набора текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Работа включает 22 таблицы, 9 рисунков, 29 приложений, акт внедрения в производство. Список использованных источников включает 290 наименований, в том числе 18 иностранных авторов.

Диссертационная работа выполнена на основе экспериментальных исследований в соответствии с планом НИР ГНУ ВНИИ сои Россельхозакадемии по заданию 04.07.03.01 «Усовершенствовать систему размещения посевов новых сортов сои с учетом биологического потенциала и агроклиматических условий зон выращивания в целях улучшения их промышленного семеноводства» и хозяйственного договора ФГБОУ ВПО ДальГАУ № 12-06 «Влияние биопрепаратов на формирование продуктивности сои».

Благодарности: Автор выражает благодарность научному руководителю д-ру с.-х. наук, профессору П.В. Тихончуку, директору института агрономии и

экологии канд. с.-х. наук O.A. Селиховой, заведующей лабораторией канд. с.-х. наук Ю.В. Оборской за оказание методической помощи в проведении научных исследований и подготовке диссертационной работы. Выражает искреннюю благодарность и признательность сотрудникам лаборатории семеноведения ГНУ ВНИИ сои Россельхозакадемии, НИЛ «Соя» ФГБОУ ВПО ДальГАУ за оказанную всестороннюю помощь и поддержку в выполнении диссертации.

1. АГРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОИ (обзор литературы) 1.1. Биологические особенности сои

Растительный мир весьма разнообразен. Каждый вид растений имеет свои биологические особенности, приобретенные в процессе длительного исторического развития. Они проявляются, с одной стороны, во внешних и внутренних признаках растения: структуре, морфологии, анатомическом строении и химическом составе; с другой стороны, в потребностях организма к условиям внешней среды: свету, теплу, влаге и элементам питания [231].

По многообразию морфологических признаков и амплитуде их изменчивости соя среди других растений занимает одно из первых мест. Объясняется это большой пластичностью организма растения сои и его значительной приспособляемостью к условиям существования, что позволило ей занять довольно обширный ареал [23]. Приспособительные свойства растений проявляются не только в конце жизненного цикла - в урожайности, они прослеживаются и через особенности биологии культуры [231 ].

Требования сои к теплу

По мнению многих исследователей, температура является главным экологическим фактором для сои. С ней связаны все химические превращения, происходящие в растениях. Оптимальная температура воздуха создает благоприятные условия для повышения биологической активности, жизнеспособности и продуктивности растений, а пониженная уменьшает температуру растительных тканей, тормозит скорость химических процессов, при этом биологическая активность, жизнеспособность и продуктивность растений снижаются, даже если сопутствующие факторы находятся в оптимуме [138,144,231].

Селекционерами создано такое разнообразие сортов, которое позволяет законченно вегетировать сое при сумме эффективных температур выше

10°С от

1700°С (скороспелые сорта) до 3800°С (позднеспелые сорта) [18,17, 21, 89, 134].

гт~ тэлд noil m—------------„„„ oonnO/-t

ни ДйПДЫМ JJ.1VJL. иснчуьивй Li01J ^JMMCl аЛШЬПЫЛ 1 CMJUCptt i у p IVICjtiCC AZ.\J\J v^,

наблюдаемая в отдельные годы, даже по южным районам Амурской области,

обеспечивала вызревание сои лишь 7...8 раз в 10 лет, а при сумме активных температур 1800° С только 50 % растений формировали урожай. Для завершения полного цикла развития различным по скороспелости сортам сои требуются следующие биологически активных температуры: ультраскороспелым -1700 ...1900, скороспелым - 2000 ...2200, среднеспелым 2600 ... 2750 и поздним 3000...3200 градусов [75,106,121].

Соя очень чувствительна к напряженности тепла: чем выше последняя, тем скорее заканчивается вегетационный период культуры. Влияние высокой температуры проявляется в усилении роста стебля и увеличении длинны междоузлий [21, 88, 169, 228]. Обратное влияние оказывает низкая температура, которая в структуре экологической устойчивости высших растений является наиболее лимитирующим компонентом. Биологический минимум температуры для сои находится на уровне 10°С [75, 84, 260].

Роль термического фактора для сои дифференциальна по фазам развития растений и ее требования к теплу возрастают от прорастания до цветения и формирования бобов, снижаясь в фазы налива семян и созревания. В.Б. Енкен [75], обобщив свои экспериментальные данные и имеющиеся в литературе сведения других исследователей, выделил 6 этапов роста и развития растений по требованию к теплу и степени его достаточности (табл.1).

Таблица 1

Отношение сои к температуре окружающей среды по фазам вегетации, в градусах Цельсия_

Фаза роста и раз- Биологический Достаточная тем- Оптимальная

вития растении минимум пература температура

Прорастание 6-7 12-14 20-22

Всходы 8-10 15-18 20-22

Ветвление 16-17 18-19 21-23

Цветение 17-18 19-20 22-25

Налив семян 13-14 18-19 21-23

Созревание 8-9 14-16 19-20

Набухание семян в почве происходит при высокой температуре за 10...12 часов, а при температуре близкой к нулю - за 2.. .3 дня. Изреженность всхо-

дов сои при ранних сроках посева объясняется не только влиянием низких температур, как это предполагалось ранее, но и переувлажнением почвы, вызывающим нарушение воздухообмена и гибель семян вследствии недостаточной аэрации. Вместе с тем создаются условия для деятельности сапрофитов, разрушающих семена.

Низкие температуры оказывают отрицательное влияние и на образование клубеньков, которое в природных условиях может наблюдаться при температуре несколько выше 0°С. Однако азотфиксация при таких условиях практически не происходит. Процесс азотфиксации становится заметным при температуре лишь около 10°С, наиболее интенсивно он происходит при + 22°С. Клубеньковые бактерии хорошо развиваются при температуре отдельные формы могут развиваться при 29...31°С, однако при дальнейшем повышении температуры наблюдается угнетение жизнедеятельности бактерий и полная их гибель [103,144,172,189,268].

Большинство исследователей пришли к выводу, что в среднем по всем изученным сортам сои минимальная температура прорастания семян равна 6°С, максимальная -38... 40°С [37, 88, 134, 139, 194, 201] . При оптимальных температурах всходы появляются через 4...5 дней, а при температуре 12...14°С (на глубине посева) - через 6...7 дней. При более поздних посевах период вегетации растений сокращается и они становятся менее требовательными к теплу [23,45,75,144,156].

Соя плохо переносит летние похолодания. По данным ВНИИ сои, температура 6...7°С вызывает скручивание листочков, кратковременное снижение её до минус

0,5°С приводит к повреждению цветков, а при -1° С они погибают

[106].

Оптимальное развитие сои от всходов до цветения протекает при температуре 12...25°С; в период цветения и бобообразования - 21...23°С, созревания -

18...20°С [36,106,231]. Формирование репродуктивных органов может протекать и при температуре 16...17°С. При меньшем количестве тепла этот процесс приостанавливается. Если среднесуточная температура воздуха

после того, как появились бутоны, снизилось до 15...16°С, то они не раскроются и не будут расти. При 17.. .18°С цветение замедляется, цветки полностью не раскрываются, но оплодотворение происходит и бобы образуются [21]. Для формирования репродуктивных органов, по мнению В.А. Золотницкого [88], среднесуточная температура июля на северной границе соесеяния должна быть не ниже 20°С.

Повышение среднесуточной температуры в начале вегетации до 24...25°С приводит к некоторому снижению ростовых процессов, а температура 35..37°С отрицательно влияет на рост, развитие и образование клубеньков. Повышенные температуры в поздние периоды роста и плодоношения растений, ускоряя созревание семян, усиливают синтез жиров, снижают накопление углеводов в них, а низкие температуры повышают содержание в семенах углеводов и ограничивают синтез белков [88, 92, 106]. Налив бобов может проходить при 17... 19°С, созревание - при 13...16°С. Понижение осенних температур до 3...5°С ведет к остановке развития растений, а дальнейшее похолодание до -3°С ведет к гибели зеленых листьев и семян, не успевших пройти стадию налива [266].

Соесеющие районы Дальнего Востока условно делятся на две зоны, южную - до 50 °с. ш. (Приморский и Хабаровский края) и северную - севернее 50 °с.ш. (Амурская область).

Особенностями климатических условий соесеющих районов Амурской области являются короткий безморозный период (90... 120 дней), низкая сумма активных температур (1660... 1980 °С), резкие перепады дневных и ночных температур, глубокое промерзание почвенно-грунтовых вод зимой (1,5...3 м), с медленным их стаиванием в весенне-летний период. Наивысшая среднемесячная температура воздуха составляет 23,8 °С, в мае она равна 13,3 °С, июне -20,6 °С, июле - 22,4 °С, августе -19,8 °С, сентябре- 11,2 °С. Во время посева и прорастания сои температура почвы на глубине заделки семян составляет 9-14 °С, минимальная (втечение суток)-3...7 °С[4,22].

Такой гидротермический режим Приамурья определяет внедрение в общепринятые технологии возделывания сои использование новых биопрепаратов, способствующих снижению воздействия неблагоприятных факторов внешней среды на соевый агроценоз.

Требования сои к свету

К свету соя предъявляет специфические требования с учетом своего мус-сонного происхождения как культура короткого дня и фенотипических особенностей сортов, связанных с местом их создания. Сорта южного селектирования при продвижении на север уд�