Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 8
1.1 Влияние почвенно-климатических условий на урожайность подсолнечника 8
1.1.1 Влияние погодных условий на показатели урожайности подсолнечника 12
1.1.2 Влияние почвенных условий на показатели урожайности подсолнечника 16
1.2.1 Значение азотного питания для подсолнечника 17
1.2.2 Значение фосфорного питания для подсолнечника 19
1.2.3 Значение калийного питания для подсолнечника 20
1.2.4 Применение удобрений под подсолнечник 22
1.2.5 Методы оценки потребности подсолнечника в сбалансированном питании при интенсивных технологиях выращивания 26
1.3 Влияние сортовых особенностей подсолнечника на урожайность
1.3.1 Сорта и гибриды, возделываемые в ЦЧР 27
1.4 Отзывчивость сортов и гибридов на удобрения и средства химизации в интенсивных агротехнологиях 29
1.5 Значение показателей биологического плодородия на урожайность и качество семян подсолнечника 31
1.5.1 Микробиологические препараты в интенсивных технологиях пропашных культур 39
1.6 Методы оценки качества продуктов переработки подсолнечника
1.6.1 Качественные характеристики подсолнечного масла 41
1.6.2 Пектиновые вещества подсолнечника 43
1.6.3 Сырьевая база для получения подсолнечного пектина 45
1.7 Способы дражирования семян 47
2 Материалы и методы исследования
2.1 Агроэкологическая характеристика почвенно-климатических условий ЦЧР и места проведения исследований 52
2.2 Схема проведения опыта, используемые анализы 57
2.2.1 Методика определения агрохимических характеристик почвы 59
2.2.2 Методика расчета доз удобрений балансовым методом 59
2.3 Методика определения микробиологической активности почвы 60
2.3.1 Методика определения ферментативной активности почвы 61
2.4 Методика определения качественных характеристик масла 61
2.5 Методика получения образцов пектина из подсолнечника 62
2.5.1 Определение аналитических характеристик подсолнечного пектина 62
2.5.2 Определение комплексообразующей способности пектина 63
2.6. Методика дражирования семян 64
2.7.Статистическая обработка полученных данных 65
3 Агроэкологические приемы при возделывании подсолнечника
3.1 Влияние погодно - климатических условий на урожайность подсолнечника 66
3.2 Влияние агроэкологических условий на урожайность сортов и технологические свойства подсолнечника 71
3.3 Влияние минеральных удобрений на урожайность и масличность подсолнечника 74
3.4.Влияние показателей биологического плодородия на урожайность подсолнечника 85
3.5.Влияние доз удобрений на физико-химические показатели подсолнечного масла и пектина 98
4 Применение пектина при дражировании 115
5 Экономическая и биоэнергетическая эффективность технологии возделывания подсолнечника с внесением удобрения 124
Выводы
Предложения производству
Список использованной литературы
Приложения
- Влияние погодных условий на показатели урожайности подсолнечника
- Методы оценки потребности подсолнечника в сбалансированном питании при интенсивных технологиях выращивания
- Методика определения агрохимических характеристик почвы
- Влияние агроэкологических условий на урожайность сортов и технологические свойства подсолнечника
Введение к работе
Актуальность исследований.
Среди всех масличных культур, возделываемых в нашей стране, подсолнечник занимает лидирующее положение. Прослеживается тенденция к увеличению площадей под культурой, сегодня площадь посевов достигает более 7 млн. га по России. В Воронежской области за период с 2007-2009 год посевная площадь подсолнечника увеличилась на 107,4 тыс. га и составила 395,5 тыс. га в 2007 году и 502,9 тыс. га в 2009 году. Валовые сборы маслосемян увеличились на 183,5 тыс. т и составили в 2007 году - 594,1 тыс. т и в 2009 году 777,6 тыс. т. В 2011 году условия для выращивания подсолнечника сложились наиболее благоприятно, валовой сбор маслосемян составил 1 млн. т. Тенденции к снижению посевных площадей не намечается урожай до 2020 года прогнозируется на уровне 770 тыс. т. [130].
Благодаря работам выдающихся ученых академика Жданова Л.А., Щербина В.И.,
Прохорова К.И., Морозова В.К., Плачека Е.М и прежде всего академика Василия
Степановича Пустовойта, в России были созданы высокопродуктивные,
высокотехнологичные сорта подсолнечника.
Учитывая требования подсолнечника к почве и особенности потребления питательных веществ, применение удобрений под подсолнечник планируется таким образом, чтобы на протяжении всего процесса вегетации подсолнечник не испытывал дефицита элементов питания.
Не менее ценным качеством подсолнечника является то, что он является практически неиссякаемым источником дешевого сырья для получения пектина из соцветий- корзинок.
В настоящее время актуальной продолжает оставаться проблема повышения урожайности подсолнечника в регионах с недостаточным увлажнением при сохранении плодородия почв.
Цели и задачи исследования.
Целью работы является изучение влияния доз удобрений и сортовых особенностей на показатели продуктивности и технологические свойства подсолнечника в условиях юга Воронежской области.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
-
Изучить влияние агроэкологических условий на показатели урожайности подсолнечника в условиях южной части Воронежской области.
-
Сравнить урожайность подсолнечника при различных дозах удобрений на черноземе обыкновенном.
-
Изучить влияние сортовых особенностей на показатели урожайности подсолнечника в условиях юга Воронежской области.
-
Определить структуру микробного ценоза в почве при выращивании подсолнечника. Выявить направленность биологических процессов, обуславливаемых ими, установить величины ферментативной активности почв.
-
Выявить влияние различных доз удобрений и сортовых особенностей на физико-химические показатели подсолнечного масла
-
Установить выход пектина и его качество при различных дозах удобрений и сортовых особенностях подсолнечника.
-
Изучить возможность использования подсолнечного пектина в составе смеси для дражирования семян.
-
Определить энергетическую и экономическую эффективность применения удобрений под подсолнечник в условиях южной части Воронежской области.
Научная новизна работы. Впервые в условиях юга Воронежской области на черноземе обыкновенном изучено действие различных доз минеральных удобрений, на урожайность подсолнечника. При этом учитывались биологические показатели плодородия почв и сортовые особенности культуры.
На основании проведенных исследований на защиту выносятся следующие положения:
1 Дозы удобрений влияют на урожайность семянок, сбор масла и пектина из корзинок
подсолнечника.
2 Агроэкологические условия при выращивании подсолнечника влияют на
направленность микробиологических процессов в почве.
3 Удобрения, вносимые под подсолнечник, в условиях юга Воронежской области
влияют на показатели экономической и энергетической эффективности.
Практическая значимость работы заключается в том, что автором обосновывается
применение удобрений, рассчитанных балансовым методом с учетом контроля
биологических свойств чернозема обыкновенного. Эти данные могут быть использованы в
дальнейшей разработке теоретических основ сохранения и повышения плодородия
черноземных почв. Использование в практике применения средств химизации результатов
работы позволяет повысить урожайность подсолнечника до 30% в условиях юга
Воронежской области.
Личный вклад автора состоит в разработке программы и выборе методов, адекватных поставленным задачам, в организации, постановке полевых опытов и лабораторных исследований, анализе и обобщении экспериментальных данных, подготовке научных публикаций, оформлении диссертации.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований прошли
производственную проверку в экспериментальном хозяйстве ЗАО «Манино» и ООО «Нива» Калачеевского района Воронежской области в 2007-2009 гг.
Достоверность результатов работы. Достоверность результатов работы
подтверждается использованием современных физико-химических методов анализа, математических методов обработки данных, методов компьютерного моделирования, лабораторными и полевыми испытаниями.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были
представлены и обсуждены на международной научно- практической конференции: «Через
инновации в науке и образовании к экономическому росту АПК» (Донской государственный
аграрный университет, пос. Персиановский, 5-8 февраля 2008 год); на научно-практической
конференции, посвященной 15-летию технологического факультета (Воронежский аграрный
университет им. К.Д. Глинки, Воронеж 26-28 мая 2008 г.); на II Всероссийской научно-
практической конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой
промышленности и общественного питания», посвященной 65-летию Южно-Уральского
Государственного Университета (Южно-Уральский Государственный Университет г.
Челябинск 24 октября 2008 г.); на научно-практической конференции «Теория и практика инновационных технологий в АПК» (Воронежский государственный аграрный университет им. Петра I, Воронеж 27 марта 2012 год), на II Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы» (Саратовский государственный аграрный Университет им. Н.И. Вавилова, г. Саратов 15-18 февраля 2008 г.); на научных и учебно-методических конференциях профессорско-преподавательского состава научных сотрудников и аспирантов Воронежского государственного аграрного университета им. К.Д. Глинки (Воронеж 2007-2011 гг.)
Работа выполнена в соответствии с координационном планом научного совета РАН, является составной частью НИР кафедры ботаники, защиты растений, биохимии и микробиологии и кафедры агрохимии и почвоведения ФГБОУ ВПО «Воронежский ГАУ имени императора Петра I».
Публикации: по теме исследования опубликовано 8 работ, в том числе 3 в изданиях реферируемых ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству. Общий объем диссертации включает в себя 167 страниц, 23 рисунка, 21 таблицу. В списке использованной литературы приведена библиографическая ссылка на 179 отечественных и иностранных источников. Приложения представлены на 17 страницах.
Влияние погодных условий на показатели урожайности подсолнечника
Подсолнечник – растение континентального климата. Родина его диких предков – сухие степи Северной Америки, а родина культурных форм – континентальные степи Европейской части бывшего СССР. В процессе длительной эволюции он приспособился к воздушной и почвенной засухе, приобрел типичные свойства растений степного климата. Сейчас подсолнечник обладает большой пластичностью произрастания в степной и лесостепной зонах [38]. Подсолнечник – отличается требовательностью к теплу, свету, плодородию почвы и значительной засухоустойчивостью. По своей природе подсолнечник относится к растениям умеренного климата. Потребность его в тепле варьирует в зависимости от скороспелости сортов и гибридов.
Одним растением подсолнечника за вегетационный период расходуется в среднем более 200кг влаги. На образование 1 грамма сухого вещества подсолнечника требуется от 350-700граммов воды. Расход воды подсолнечником в течение вегетации на 1га составляет 3200-5000 т. Транспирационный коэффициент у подсолнечника - 450-570, а иногда доходит и до 700 [83]. Даже при значительных водных дефицитах устьица на листьях остаются открытыми, не препятствуя интенсивной транспирации [167]. За период вегетации растения подсолнечника расходуют влагу неравномерно. Расход определяется периодами и фазами роста и развития растений [5]. Известно, что максимально растением подсолнечника потребляется вода в фазу от образования корзинки до цветения 40-50%, минимум потребления наблюдается от всходов до образования корзинки 20-30%, чуть больше от цветения до созревания – 30- 40% [25,57,92].
Ранние агротехнические сроки сева (при температуре почвы 2-5C) приводят к тому, что семена подсолнечника прорастают очень медленно, и всходы появляются лишь на 20-28 день [16]. Слаборазвитые проростки повреждаются почвообитающими вредителями и грибными болезнями, а всходы появляются одновременно со всходами сорных растений [3]. Установлено, что при повышении температуры интенсивность ростовых процессов усиливается, сроки появления всходов сокращаются. При поздних сроках сева (температура почвы 16-18C) поверхность почвы часто пересыхает, что может вызвать гибель зародыша семян [32]. При оптимальном сроке сева (температура почвы 8-14C) и сумме эффективных температур 110-115C массовые всходы подсолнечника появляются на 10-12 день, но при условии, что семена посеяны во влажную почву и в меньшей степени повреждаются вредными организмами [157].
Подсолнечник – холодостойкая культура. Наклюнувшиеся семена, переносят заморозки до минус 10C. Всходы же более чувствительны и переносят заморозки лишь до 5 - 6C , но такая температура не желательна для растений, так как повреждается центральная почка, что в свою очередь ведет к ветвлению [57]. Такой подсолнечник вместо одной хорошо развитой шляпки дает много или две мелких шляпки с недоразвитыми семенами, в таких случаях он пригоден только на силос [83,97,144]. После появления всходов подсолнечник предъявляет повышенные требования к теплу [57]. В первые 25-30 дней после всходов в фазу листообразования подсолнечник требователен к свету, так как идет рост стебля в высоту 0,3-0,8 см в сутки, и формируется количество листьев. При затенении растения вытягиваются, листья мельчают, их количество на стебле уменьшается. Все это приводит к снижению урожая семян [110]. До полного цветения подсолнечника в фазу активного роста происходит усиленный рост стебля в высоту с ежедневным приростом 3,7 -5,2 см, а также быстро растет и корневая система [110]. Решающее влияние на интенсивность роста в этот момент оказывают осадки, а также приток питательных веществ. После бутонизации подсолнечник поглощает воду из слоя 100-150см и ниже, поэтому решающее значение для формирования полноценного урожая имеет достаточная влагообеспеченность подсолнечника в фазы цветения и налива семян (критический период) [121,149]. Недостаток влаги в критические периоды сказывается на величине урожая и на его качестве. Уменьшается масличность семян подсолнечника, но повышается количество белковых соединений [83,92]. В фазу цветения наиболее благоприятной является солнечная погода с умеренной температурой воздуха 25-27C [32], повышение температуры до 30C и сухость воздуха приводят к увеличению пустозерности семян, а иногда даже к угнетению растений. В фазу цветения растения очень чувствительны к заморозкам [14,25].
От начала вегетации до полного созревания потребность подсолнечника в тепле составляет от 1800 до 2400C [83]. По скороспелости подсолнечник можно разделить на 4 группы: 1) поздние, требующие от посева до созревания сумму температур равную 2450C; 2) среднепоздние – 2300C; 3) средние - 2100C; и 4) ранние - 1850C [133]. В фазу роста семян к количеству влаги подсолнечник предъявляет особые требования, т.к. в этот период формируется количество выполненных семян в корзинке, определяются их крупность и размеры [32]. Неблагоприятные условия в период от цветения до полной спелости являются причиной высокой пустозерности и низкой масличности. Засуха в этот период является основной причиной «захвата» и плохого налива семян [143]. Осадки, в период формирования семян, выпавшие даже в небольшом количестве, оказывают благоприятное влияние на рост и развитие подсолнечника, а также на накопления масла [121]. Велика роль запасов почвенной влаги, при отсутствии равномерного распределения осадков, поэтому необходимо в весь период вегетации, применять целый комплекс агротехнических приемов, направленных на накопление и распределение, а также экономное расходование влаги в почве. На образование 1 кг сухой массы растение подсолнечника расходует 469 – 765 кг воды, благодаря хорошо развитой корневой системе подсолнечник противостоит губительному действию воздушной засухи, а вот к почвенной он очень чувствителен – в жаркие дни после длительного безводного периода листья заметно увядают, а на нижних наблюдается некроз [32].
Методы оценки потребности подсолнечника в сбалансированном питании при интенсивных технологиях выращивания
Программирование урожаев сельскохозяйственных культур часто зависит от количества вносимых удобрений, в таких дозах, чтобы получить максимально возможный урожай, высокого качества, повысить эффективное плодородие почвы. Не допустить непроизводительных затрат удобрений, и не вызвать отрицательного влияния на экологическую обстановку. Рассчитать необходимое количество удобрений под подсолнечник, для получения программированных урожаев, довольно сложно. Так как эффективность действия удобрений зависит от различных факторов: плодородия почв, количества осадков, агротехники, сорта, севооборота, от количества органических и минеральных удобрений, вносимых под предшественник, и др[114,143]. В настоящее время выделены 3 способа расчета доз удобрений под планируемый урожай: нормативный, статистический, балансовый.
Нормативный метод расчета доз удобрений основан на использовании нормативов затрат удобрений на производство 1 т урожая основной продукции с учетом побочной. Дозы удобрений корректируются с учетом содержания элементов питания в почве: азотных и фосфорных – по содержанию фосфора, калийных - по калию.
Статистический метод определения норм удобрений под планируемый урожай основывается на многолетних экспериментальных данных. По результатам проведения полевых опытов устанавливают средние нормы удобрений под полевые культуры, в соответствии с типом почв.
Балансовый метод базируется на расчете доз удобрений с учетом выноса элементов питания запланированным урожаем, эффективного плодородия почвы, коэффициентов использования питательных элементов из почвы и удобрений. Балансовый метод – это некая модель круговорота веществ в природе. Оценивается количество поступивших веществ в почву из вне и количество веществ израсходованных на формирование урожая и на непродуктивные потери из почвы.
Вынос питательных веществ из почвы зависит от культуры, типа почв, предшественника, погодных условий, доз удобрений и величины урожая. Вынос фосфора и калия на единицу продукции является менее изменчивым, чем азота. Коэффициенты использования NPK из почвы и удобрений возрастают в увлажненные и уменьшаются в засушливые годы, они различны для разных культур. Запасы питательных веществ в почве определяются исходя из содержания NPK в почве, плотности почвы и глубины расположения основной массы корней [146].
При внесении удобрений под предшественник, некоторая часть урожая формируется за счет удобрений, неиспользованных в первый год эту часть удобрений необходимо исключить из общей потребности растений в питательных веществах. На второй и третий годы растения из удобрений используют лишь небольшое количество питательных элементов, которое оказывает несущественное влияние на урожай. Балансовый метод имеет недостатки, так как предусматривает использование в расчетах коэффициентов – постоянных величин. Невозможно предугадать вынос элементов питания из почвы и удобрений, а также коэффициенты усвоения питательных веществ из почвы и удобрений, они могут существенно меняться в зависимости от погодных условий, типа почв, агротехники, севооборота, урожайности, доз вносимых удобрений, что приводит к ошибке в расчетах [58]. На практике для расчета доз удобрений наиболее эффективным является балансовый метод, как учитывающий все факторы формирования урожая. 1.3 Влияние сортовых особенностей подсолнечника на урожайность. 1.3.1 Сорта и гибриды, возделываемые в ЦЧР Подсолнечник, имея своё американское происхождение, как масличная культура в образе сортовой популяции родилась в России, которая подарила всему миру самое качественное из всех растительных масел, доступных широкому потребителю [32,51]. Подсолнечник, как масличную культуру, стали использовать лишь в 1835 году, благодаря крепостному крестьянину Бокареву Д.С. из села Алексеевка Воронежской губернии (ныне Белгородская область). Он впервые получил подсолнечное масло из семянок при помощи пресса. Спустя 30 лет здесь был построен первый завод по получению масла [40]. Благодаря работам выдающихся ученых невозможно недооценить достижения русской «народной» селекции подсолнечника, связанной с такими именами: академик Пустовойт В.С., академик Жданов Л.А., Щербин В.И., Прохоров К.И., Морозов В.К., Плачек Е.М. Благодаря им в нашей стране были созданы высокопродуктивные, высокотехнологичные сорта подсолнечника. Селекционный метод академика Пустовойта В.С. представляет собой разновидность реконкурентной селекции, которая позволяет результативно накапливать гены многих количественных и качественных признаков, постоянно улучшать комбинационную способность селекционируемого материала и реализовать эффект гетерозиса на селекционном уровне. Создание в последние годы высокопродуктивных межвидовых гибридов, обладающих групповым иммунитетом, открыло новые пути в селекции подсолнечника. Пустовойт В.С. на этой основе вывел сорта с различной продолжительностью вегетационного периода, а также высокоурожайные сорта с групповой устойчивостью к 4 – 6 патогенам [119]. В настоящее время работы ведутся во многих научно исследовательских учреждениях: в ВНИИМК им. Пустовойта В.С., в Вейделевском НПСХИ и СП ЦЧР, в Тамбовском НИИСХ, на Воронежской опытной станции ВНИИК. Созданы современные сорта и высокомасличные гибриды подсолнечника, совмещающие такие ценные и хозяйственные признаки, как скороспелость, высокая продуктивность и масличность. Постоянно ведется работа по районированию скоро -, ранне- и среднеспелых сортов и гибридов. Все они отличаются высокой урожайностью, сбором масла и устойчивостью к различным заболеваниям.
Преимущества гибридов перед сортами очевидны: высота растений варьирует незначительно, по диаметру корзинки практически одинаковые. Отмечается дружное цветение и созревание гибридов. У гибридов высокая приспособленность к механизированной уборке, в них легче контролируются признаки устойчивости к болезням [31]. Отмечается так же, что семена гибридов лучше сохраняются [119]. Иногда гибриды более урожайные, чем сорта, при одинаковых условиях выращивания урожайность больше до 20%. Гибриды менее устойчивы к неблагоприятным погодным условиям, болезням и вредителям. По масличности и сбору масла с гектара, уступают сортам подсолнечника [151].
Методика определения агрохимических характеристик почвы
Балансовый метод – это некая модель круговорота веществ в природе. Оценивается количество поступивших веществ в почву из вне и количество веществ израсходованных на формирование урожая и на непродуктивные потери из почвы. Для определения доз удобрений пользуются формулой: Д = (Уп В- П Кп):Ку (1), где Д – доза питательных веществ (NPK) на запланированный урожай, кг/га д.в.; В – вынос питательных веществ (NPK) на 1 ц основной продукции с учетом побочной , кг; П – запасы питательных веществ в почве, кг/га; Кп и Ку - коэффициенты использования питательных веществ из почвы и удобрений. При совместном внесении органических и минеральных удобрений используют формулу: Д = (Уп В- П Кп – Дн Сн Кн):Ку (2), где Д, В, Кп и Ку имеют те же значения, что и предыдущей формуле, Дн – доза органических удобрений, т/га; Сн – содержание питательного вещества в органических удобрениях; Кн – коэффициент использования питательного вещества из навоза. При использовании этой формулы необходимо знать точный химический состав применяемых органических удобрений. Дозу азотных удобрений лучше рассчитывать по формуле: Д = Уп ВN – (ПN + 0,2 ПN) Кп/ Ку (3), где Д, Уп, Кп, Ку имеют те же значения, что и в предыдущей формуле; ВN – вынос азота на 1 ц основной продукции с учетом побочной, кг; ПN – запасы минерального азота в почве, кг/га. Вынос питательных веществ из почвы зависит от культуры, типа почв, предшественника, погодных условий, доз удобрений и величины урожая. Вынос фосфора и калия на единицу продукции является менее изменчивым, чем азота. Коэффициенты использования NPK из почвы и удобрений возрастают в увлажненные и уменьшаются в засушливые годы, они различны для разных культур.
Образцы почв отбирались почвенным буром, их укладывали в стерильные пергаментные пакеты и хранили в холодильнике при температуре 4C. С пробной площади отбирали от 3 до 5 образцов и анализировали их отдельно для получения статистически достоверных результатов. Анализировали образцы непосредственно после сбора. Почву тщательно очищали от органо-минеральных примесей, в стерильной резиновой перчатке переносили в фарфоровую ступку. Для анализа брали 1 грамм почвы и помещали его в колбу, содержащую 100 мл стерильной водопроводной воды. Готовили разведение почвенной суспензии, для чего 1 мл почвенной суспензии из колбы последовательно переносили в ряд пробирок с 10 мл стерильной водопроводной воды. Высевали суспензию на различные питательные среды, затем чашки помещали в термостат с оптимальным температурным режимом для культивирования. После инкубации вели подсчет колоний микроорганизмов. Пересчет проводили на 1 г абсолютно сухой почвы. Почвенные образцы для определения ферментативной активности ферментов высушивали при комнатной температуре до воздушно-сухого состояния. Затем образцы тщательно очищали от органо-минеральных примесей, растирали в фарфоровой ступке и просеивали через сито с диаметром частиц 0,25 мм. Активность уреазы определялась колориметрическим методом по И.Н. Ромейко и С.М.Малинской [115]. Активность каталазы определялась по Джонсону и Темпле перманганатометрическим методом [115]. Активность фосфатазы определялась по количественному учету отщепленного при ферментативной реакции неорганического фосфора колориметрически [115]. Активность инвертазы определялась по методу Бертрана [115]. Для определения микробиологического состава почвы использовали различные питательные среды, на которые высевался раствор почвенной суспензии [115]. 2.4 Методика определения качественных характеристик масла. Определение качественных характеристик образцов растительных масел проводилось по следующим методам: - метод определения содержания жира в семенах подсолнечника ГОСТ 10857-64; -метод определения кислотного числа масла ГОСТ 5476-80; -метод определения йодного числа по ГОСТ 5475-69; -метод определения числа омыления ГОСТ 5478-90. Навеска растительного образца – высушенные до 9 – 12% корзинки подсолнечника и измельченные до 2 – 5 мм, обрабатывалась 0,5% раствором щавелевой кислоты при температуре 75C, гидромодуле процесса 1:15 в течении 2,5 часов [42]. Затем экстракт отфильтровывали через капроновый фильтр и осаждали чистым 96% этанолом. Коагулят спиртоосажденного пектина отфильтровывали и промывали 75% этанолом до исчезновения реакции с перманганатом калия, затем промывают 96% этанолом. Полученный образец пектина сушили до влажности 10 – 12% [102], в сушильном шкафу. Для анализа навеску пектина измельчали на диспергаторе и хранили в стеклянной плотно укупоренной таре. Аналитические характеристики образцов пектина определялись методом кондуктометрического титрования их растворов [132]. Для анализа использовали раствор, содержащий 0,1 г пектина. Его титровали 0,1 н раствором гидроксида натрия. При этом на кривой титрования наблюдались две точки эквивалентности, - соответственно содержание свободных (V1) и нейтрализованных (V2) карбоксильных групп. После титрования раствор подщелачивался до рН 12 раствором 0,1 н гидроксида натрия, для гидролиза сложноэфирных групп, а далее аликвотная часть (50мл) щелочного раствора обрабатывалась катионитом КУ-2 в Н+-форме. Раствор снова оттитровывали раствором гидроксида натрия. Точка эквивалентности соответствовала содержанию суммы свободных, нейтрализованных и этерифицированных групп, определяемая по объему V3. Содержание ацетильных групп определяли, отобрав аликвоту гидролизованного раствора пектина.
Определение комплексообразующей способности пектиновых растворов проводилось по методике, изложенной в работе [64] обработкой раствором ацетата свинца определенного количества пектинового раствора. Выпадающие пектаты свинца после мокрого сжигания анализировали на количество поглощенного свинца трилонометрически. Для дражирования использовались семена сахарной свеклы сорта Рамонская односемянная 47. Дражирование проводилось при помощи дражиратора семян Назарова. В качестве клеящего используются раствор крахмала, раствор пектина. В клеящий раствор добавляется смесь микроэлементов: сульфат марганца, сульфат меди, борная кислота, молибденово-кислый аммоний, сульфат цинка. Органо-минеральная смесь, составляется из 6 частей просеянного низинного торфа, 3 частей перегноя и 1 части сухого измельченного коровяка. На 100 грамм смеси необходимо добавить 1,5 грамма порошка суперфосфата диаметр гранул 0,15 - 0,25 мм. Если рН торфа меньше 7, то его необходимо нейтрализовать известью. Семена сахарной свеклы переносились в чашу дражиратора, опрыскиваются выбранным клеящим веществом и опудриваются органоминеральной смесью, с добавлением необходимых веществ (стимуляторы роста, бактериальные удобрения и др.). Дражирование проводили до тех пор, пока семена не достигли нужного размера.
Влияние агроэкологических условий на урожайность сортов и технологические свойства подсолнечника
Удобрение – одно из средств повышения урожайности подсолнечника. Эффективность их применения напрямую зависит от обеспеченности почв доступными формами элементов питания, сроков и способов внесения. Механизм действия минеральных удобрений на урожай подсолнечника заключается не только в количестве и качестве доступных растениям форм, но и активизации мобилизационных процессов в почве в результате усиливающейся микробиологической деятельности [48]. Наиболее важным агротехническим приемом повышения урожая и его качества, является научно-обоснованная система применения удобрений, способствующая сохранению почвенного плодородия. При интенсивной системе земледелия применение минеральных удобрений под подсолнечник позволяет получать высокую отдачу от них, даже с учетом высокого уровня плодородия [33,50]. Известно, что в условиях степи ЦЧР наиболее эффективным и целесообразным является однократное внесение осенью под вспашку минеральных удобрений [66,107,117]. Азот равномерно усваивается растениями подсолнечника на протяжении всего периода вегетации. Начиная с фазы 3-4 пар настоящих листьев и в фазу цветения, используется 70-80% азота. Особенно негативно сказывается нехватка азота при формировании корзинки. Избыток азота уменьшает содержание масла, приводит к чрезмерному накоплению вегетативной массы.
Фосфор поглощается растением от всходов до цветения, накапливается до цветения в стебле и листьях, позднее перемещается в корзины и в конечном итоге у семянки. 60-70% от всей потребности в фосфоре растения поглощают в период формирования корзины - завершение цветения. Недостаток фосфора отрицательно влияет на формирование и налив семянок и ограничивает производительность подсолнуха. Достаточное количество фосфора повышает засухоустойчивость растений и маслянистость семян. Калий повышает засухоустойчивость растений, помогает удержать влагу и уменьшает ее испарение. Он играет большую роль в регулировании баланса влаги в растении. Больше всего калия усваивается в период от образования корзинки до созревания.
Учитывая, что значительная часть фосфора, внесенного в почву с удобрениями, закрепляется ним и становится недоступной для растений, а часть элементов питания (фосфор, калий, азот) растения поглощают непосредственно из почвы, норму удобрений и их соотношение для каждого поля уточняют на основе рекомендаций, разработанных научными учреждениями. На эффективность минеральных удобрений большое влияние оказывают сроки и способы внесения. Общепринятым приемом использования минеральных удобрений является внесение их осенью под основную обработку почвы. Их применяют разово осенью фосфорные (при необходимости калийные) – осенью под зябь, а азотные – весной под культивацию в целях предотвращения вымывания азота за пределы корнеобитаемого слоя осадками осенне-зимнего периода [121].
Обоснование и применение оптимальной системы удобрения продолжает оставаться одной из актуальных проблем земледелия. Эта система предполагает эффективное влияние на повышение продуктивности, выращиваемых растений и положительное воздействие на показатели плодородия почв. При оценки эффективности влияния различных элементов питания необходимо учитывать баланс температуры и влажности, создаваемой в почве в прикорневой зоне. Научно-обоснованные системы удобрений в сочетании с оптимальными агротехнологиями должны обеспечивать рост урожайности при улучшении качества получаемой продукции. Важную роль при выборе системы удобрения играет уровень потребления элементов питания в доступных для растений формах в определенных агроэкологических условиях. Современные подходы в расчете сбалансированных норм удобрений могут обосновывать свыше 50 различных элементов, необходимых для формирования растений. В настоящее время в агротехнологиях широко применяются различные методы определения норм удобрений, часто они зависят от сложившихся организационно – хозяйственных условий производства. Многолетние статистические данные по получаемым урожаям сельскохозяйственных культур позволили разработать для сельхозтоваропроизводителей «рекомендованные» дозы удобрений, обоснованные почвенными и климатическими условиями производства. Интенсивные методы, выращивания культур привели к появлению расчетных методов элементов питания, позволивших наиболее корректно учитывать расход и поступление элементов питания пи обосновании норм удобрения. Подсолнечник, являясь культурой интенсивного земледелия, отзывчив на внесение минеральных удобрений. На черноземах типичных обыкновенных, и выщелоченных оптимальной дозой удобрений под подсолнечник является N90 P60 K60.
Баланс 1,58 46,3 4,6 37,5 83,3 Для выращивания подсолнечника наиболее благоприятно сложился 2007 год, была получена наибольшая урожайность по вариантам опыта. В этом году хорошая отзывчивость подсолнечника наблюдалась на варианте с применение удобрений, рассчитанных балансовым методом. Также, семена подсолнечника, выращенные на этом варианте, имели самую высокую масличность 52,3%, что позволило получить максимальный сбор масла 6,3 ц/га. Наряду с этим неплохой урожай 1,71 т/га был получен на варианте с повышенным содержанием фосфора. Благоприятно фосфорные удобрения сказались на накоплении масла, масличность составила 51,8%. Сбор масла составил 5,6 ц/га. Что касается варианта с двойной дозой азота, то его можно считать нецелесообразным. Азотные удобрения эффективно действуют на накопление биомассы растений, подсолнечник же выращивается ради масла. Масличность, сбор масла и лузжистость семян оказалась чуть выше, чем на контрольном варианте.
В 2008 году урожайность в среднем за год была ниже, чем в предыдущем году. Вариант с применением рекомендованной дозы удобрений для чернозема обыкновенного не дал высоких урожаев, он был на уровне контрольного варианта и составил 1,3 ц/га. Масличность и сбор масла были выше, чем на контрольном варианте, что говорит о благоприятном влиянии удобрений на качество семян подсолнечника. На варианте с повышенной дозой фосфора был получен урожай 1,43 т/га, что больше по сравнению с контролем на 0,13 т/га. Масличность была выше по сравнению с контролем на 4,9%, что позволило получить 3,7 ц/га масла. Что же касается варианта с применением двойной дозы азотных удобрений, то в этом году, азотные удобрения не проявили активности, и по сбору масла и по урожайности вариант можно сравнить с предыдущим. Как и в 2007году наиболее оптимальной дозой удобрения под подсолнечник является доза, рассчитанная балансовым методом. Урожайность составила 1,55 т/га, сбор масла 4,2 ц/га.
В 2009 году была получена наименьшая урожайность подсолнечника. Применение повышенных доз фосфорных удобрений было неоправданным, урожайность и сбор масла составили 1,23 т/га и 3,1 ц/га соответственно. По сравнению с вариантом с рекомендованной дозой удобрений для чернозема обыкновенного урожайность была выше 0,08 т/га и сбор масла чуть ниже на 0,4 ц/га. Вариант с применением двойной дозы азотных удобрений не показал себя как оптимальный. Урожайность была выше, чем на контрольном варианте на 0,1 т/га, масличность незначительно выше контрольного варианта и составила 39,3%. Лучшим был вариант с применением удобрений рассчитанных балансовым методом. Получена в этом году максимальная урожайность 1,28 т/га, масличность 42,4%, соответственно и сбор масла 3,4 ц/га
