Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
Влияние агротехнических приемов на урожайность и качества зерна проса в степной зоне Кабардино-Балкарии
06.01.01 - общее земледелие, растениеводство
кандидата сельскохозяйственных наук
Сокуров Мурат Нургалиевич
Владикавказ - 2013
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова»
Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Князев Борис Музакирович
Официальные оппоненты: Оказова Зарина Петровна - доктор сельскохозяйственных наук, ФГБОУ ВПО «Северо-Осетинский государственный университет им. К.Л. Хетагурова, доцент
Базаева Лиана Михайловна - кандидат сельскохозяйственных наук, ФГБОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет», доцент
Ведущая организация: ГНУ «Ставропольский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»
Защита диссертации состоится « 27 » декабря 2013 г. в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.023.01 ФГБОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет», 362040, РСО-Алания, г.Владикавказ, ул. Кирова, 37, тел./факс: (8672)54-91-80; e-mail: dm22002301@yandex.ru.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет»
Автореферат разослан « 26 » ноября 2013 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Лазаров Таймураз Константинович
экологический урожайность просо возделывание
Общая характеристика работы
Актуальность работы. Рост потребности населения в сельскохозяйственном производстве обуславливает большую обеспеченность продуктами питания, что в свою очередь предопределяет необходимость совершенствования технологии производства и улучшения технологических свойств зерна.
Просо относится к числу важных крупяных культур. По вкусовым качествам и пищевым достоинствам оно занимает одно из первых мест среди других круп.
Небольшая норма высева, более поздние сроки посева и короткий период вегетации делают просо незаменимой страховой и пожнивной культурой. Особенностью этой культуры еще является высокая засухоустойчивость, что весьма важно для засушливых районов, где другие зерновые культуры сильно снижают урожай.
Для степной зоны Кабардино-Балкарии, которая характеризуется недостаточным увлажнением, возделывание проса более приемлемо, чем других зерновых культур.
В этой связи совершенствование и разработка технологии возделывания проса, выявление лимитирующих факторов в степной зоне Кабардино-Балкарии весьма актуальны. Решение этих вопросов даст возможность существенно увеличить производство зерна с высокими технологическими свойствами и с минимальными затратами.
Цели и задачи исследований. Цель исследований - выявить агробиологические особенности формирования урожая и качества зерна проса в зоне недостаточного увлажнения; разработать систему мер, способствующих повышению урожайности и устойчивости производства проса на лугово-черноземных почвах Кабардино-Балкарии.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
изучить характер влияния комплекса экологических факторов на рост, развитие, урожайность зерна и его качество;
изучить динамику формирования фотосинтетического аппарата в зависимости от приемов технологии возделывания;
изучить эффективность протравливания семян проса перед посевом;
определить лучших предшественниов, сроки и способы посева, обеспечивающие высокие урожаи зерна проса;
определить зависимость продуктивности проса от нормы высева и глубины заделки семян в зоне недостаточного увлажнения;
изучить зависимость продуктивности растений проса от уровня минерального питания и микроэлементов;
выявить корреляционные связи между величиной урожая и приемами технологии возделывания изучаемых сортов;
определить экономическую эффективность возделывания проса в степной зоне Кабардино-Балкарии.
Научная новизна. Впервые в зоне недостаточного увлажнения Кабардино-Балкарии проведены комплексные исследования, которые позволили получить новые научные данные об особенностях роста и развития растения проса при выращивании в разные по климатическим условиям годы. Показано определяющее значение использования минеральных удобрений, микроэлементов и предпосевной обработки семян.
Установлено, что фотосинтетическая деятельность и формирование элементов продуктивности зависят от приемов технологии возделывания и гидротермических условий года. Сортовые особенности проса четко проявились в зависимости от нормы высева и предшественника.
Определена оптимальная глубина посева семян, которая способствует появлению дружных всходов с высокой энергией прорастания. Выявлены лимитирующие факторы, определяющие величину урожая зерна и его качество.
Оценены по урожайности и технологическим свойствам зерна различные сорта проса в условиях опыта и выявлено, что сорта Эльбрус 10 и Чегет характеризуются лучшими показателями. Определена корреляционная связь между изучаемыми факторами и продуктивностью растений.
Практическая значимость. Практическая значимость работы состоит в том, что даны научное обоснование и рекомендации по повышению урожайности и технологических свойств зерна проса в зоне недостаточного увлажнения Кабардино-Балкарии.
Разработанные и усовершенствованные приемы технологии возделывания проса существенно увеличили урожайность и улучшили качество зерна. Сократили затраты на производство единицы продукции и повысили экономическую эффективность посевов проса на 16-20%.
Проведена технологическая оценка сортов проса, которая позволила рекомендовать в качестве лучших Чегет и Эльбрус 10.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Взаимодействие особенностей гидротермических условий степной зоны Кабардино-Балкарии и биологических особенностей растений проса, обеспечивающие получение высоких урожаев зерна.
2. Комплексная технологическая оценка качества зерна различных сортов проса путем использования различных приемов технологии возделывания.
3. Лимитирующие факторы в формировании высоких урожаев зерна проса с хорошими технологическими свойствами в степной зоне.
4. Оценка экономической эффективности возделывания проса в условиях зоны недостаточного увлажнения Кабардино-Балкарии.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации были представлены, доложены и обсуждены на заседаниях ученого совета факультета, научно-практических конференциях КБГСХА им. В.М. Кокова в 2012г., Кубанского государственного аграрного университета в 2012-2013гг., Мичуринского Государственного аграрного университета в 2011г и других научных учреждений. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ общим объемом 25 печатных страниц.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из 3 глав и изложена на 140 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу, иллюстрирована 18 рисунками. Список литературы включает 125 наименований, в том числе 11 на иностранных языках.
Объекты, условия и методика исследований. В качестве объекта исследований взяты сорта проса, рекомендованные по 6 региону: Эльбрус 10, Чегет, Саратовское 12 и Саратовское желтое.
Исследования проводились в условиях ЗАО РНП «Алтуд» Прохладненского района Кабардино-Балкарии в 2010-2012 гг.
Расчет экономической эффективности проводился с помощью методических рекомендаций по программированию урожаев полевых культур, а также по методике ресурсно-экологической оценки эффективности земледелия (В.М. Володин, 1999).
Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом. Образцы почвы брались через каждые 20 см до глубины 60 см в следующие фазы: всходы; 6-8 листьев; выметывание метелки и полная спелость зерна.
Почва опытного участка - лугово-черноземная, содержание P2O5 - 17,5 мг/кг почвы, К2O5 - 15 мг/кг почвы, молибдена - низкое (0,19мг/кг почвы), с нейтральной средой почвенного раствора. Основная и предпосевная обработка почвы проводились в соответствии с зональными рекомендациями. Климатические условия за годы исследования складывались по-разному, что позволило более полно оценить их влияние на продуктивность растений с учетом приемов технологии возделывания проса. За годы исследований наиболее благоприятным был 2012, менее благоприятным - 2011 год. Гидротермический коэффициент в период вегетации растений составил по годам исследований (в среднем): 2010 - 0,7-0,8; 2011 - 0,5-0,6; 2012 год - 1,0- 1,1.
Площадь делянки в опытах составила 50 м2 по каждому варианту, повторность четырехкратная, размещение делянок - рендомизированное.
Схема опытов:
Опыт 1. Фотосинтетическая деятельность и продуктивность проса в зависимости от предшественников, сроков и способов посева семян.
Предшественники: озимая пшеница, горох, кукуруза на зерно. Три срока посева:
1. 1-ая декада мая;
2. 2-ая декада мая;
3. 3-ая декада мая.
Два способа посева: рядовой - 15 см и широкорядный 45 ? см.
Опыт 2. Агроклиматическое обоснование различных норм высева и глубины заделки семян.
Нормы высева, млн. шт./га: 2,6; 2,8; 3,2; 3,6.
Глубина заделки семян, см: 3-4; 4-6; 6-8.
Способ посева рядовой, предшественник озимая пшеница.
Опыт 3. Роль минеральных удобрений и микроэлементов в повышении продуктивности проса.
Варианты: Контроль, N30P30K30 - Фон; Фон +N30P30K30; Фон+N45P45K45; Фон +N60P60K60 (аммиачная селитра, амофос, нитроамофос).
Микроэлементы: на гектарную норму высева семян 50 г сернокислого марганца (0,1%-ный раствор); 20 г сернокислого цинка (0,05%-ный раствор); 50 г молибденовокислого аммония.
В опыте с минеральными удобрениями основную часть (75-80%, в зависимости от варианта) фосфорных и калийных удобрений вносили в почву перед зяблевой вспашкой. Азотные и остальную часть фосфора и калия вносили в почву в предпосевной обработке и в период посева. Семена проса перед посевом намачивали растворами микроэлементов.
Предшественником проса на всех опытах (кроме первого опыта) была озимая пшеница. Посев проводили рядовым способом (15 см). На всех опытах семена обрабатывали перед посевом протравителем Витавакс ВСК.
Фенологические наблюдения и учет урожайности проведены в соответствии с методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Площадь листьев определяли расчетным методом, основанном на измерении размеров листьев по формуле:
S = a b 0,68
где: а - длина листа, см; b - ширина листа, см.
Фотосинтетическую деятельность растений исследовали по А.А. Ничипоровичу. Учет урожая оценивали по каждому варианту поделяночно с последующим пересчетом на гектар. Уборку проводили раздельным способом при созревании зерна в метелке на 80-85% . В убранном урожае проводили структурный анализ. Определяли число и массу зерен одного растения, массу 1000 зерен.
Технологические свойства зерна оценивали по методам государственных стандартов и методикам. Химический и качественный состав продукции определяли согласно существующим методикам:
- сырой протеин (общий азот по Кьельдалю 6,25), ГОСТ 51417-99;
- крахмал (объемный метод определения крахмала по Починку Х.Н.);
Математическую обработку экспериментальных данных осуществляли по Б.А. Доспехову (1985).
Агроклиматическое обоснование различных норм высева проса и глубины заделки семян
На величину урожая зерна и его качество существенное влияние оказывают различные нормы высева и глубина заделки семян. Особенно это проявилось в зоне недостаточного увлажнения, где дефицит влаги отрицательно отражался на показателях элементов продуктивности, урожае и технологических свойствах зерна.
В условиях степной зоны республики в период вегетации растений повышалась потребность во влагообеспеченности почвы.
Несмотря на засухоустойчивость проса, обеспечение растений влагой в период усиленного роста вегетативной части, способствовало формированию большего числа продуктивных метёлок с хорошей озерненностью. Формировалось зерно с высокими технологическими свойствами.
Наблюдалась прямая корреляционная связь между влагообеспеченностью и площадью листовой поверхности (r=+0,89).
Установление оптимальной нормы высева и глубины заделки семян, которые влияют на водный, пищевой и воздушный режимы, имеет большое значение в процессе роста и развития растений.
На формирование фотосинтетического аппарата и элементов продуктивности существенно повлияли нормы высева и глубина заделки семян (табл. 1).
На рис. 1 показано, что различные нормы высева при одинаковой глубине посева (3-4 см) формировали неодинаковую листовую поверхность. Посев семян из расчета 2,8 млн.шт./га формировал площадь листьев 29,8 тыс. м2/га, а 3,6 млн.шт. - 27,1 тыс.м2/га. Сравнение ЧПФ и сухой массы также показывает, что при норме высева 2,8 млн./га они выражены лучшими показателями. Аналогичные данные имеем и по другим глубинам заделки семян (табл. 1).