Содержание к диссертации
Введение
Розділ 1. Значення, біологічні особливості і технологія вирощування ріпаку ярого (огляд літератури) 12
1.1. Значення ріпаку ярого 12
1.2. Біологічні особливості ріпаку ярого 19
1.3. Формування технології та основні агротехнічні заходи вирощування ріпаку ярого 22
Розділ 2. Умови і методика проведення досліджень ... 32
2.1. Умови і місце проведення досліджень 32
2.2. Погодні умови за час проведення досліджень .34
2.3. Методика проведення досліджень 39
Розділ 3. Ріст і розвиток ріпаку ярого залежно від строків, способів сівби та норм висіву насіння 44
3.1. Фенологічні спостереження та біометричні показники рослин ріпаку ярого 44
3.2. Формування посівів ріпаку ярого залежно від агротехнічних заходів вирощування .61
3.3. Висота рослин ріпаку ярого залежно від впливу технологічних заходів 65
3.4. Динаміка наростання вегетативної маси рослин ріпаку ярого залежно від строків, способів сівби та норм висіву насіння .72
3.5. Динаміка накопичення сухої речовини рослин ріпаку ярого в процесі вирощування 75
3.6. Фотосинтетична діяльність посівів ріпаку ярого залежно від строків, способів сівби та норм висіву насіння .78
Розділ 4. Формування врожаю ріпаку ярого залежно від елементів технології вирощування .88
4.1. Структура врожаю ріпаку ярого залежно від строків, способів сівби та норм висіву насіння .88
4.2. Урожайність ріпаку ярого залежно від строків, способів сівби та норм висіву насіння .. 92
4.3. Якісні показники насіння ріпаку ярого залежно від елементів технології вирощування 103
Розділ 5. Економічна ефективність та енергетична оцінка вирощування ріпаку ярого 109
5.1. Економічна ефективність елементів технології при вирощуванні ріпаку ярого 109
5.2. Енергетична оцінка вирощування ріпаку ярого 117
Висновки 120
Рекомендації виробництву .123
Список використаних джерел
- Біологічні особливості ріпаку ярого
- Погодні умови за час проведення досліджень
- Висота рослин ріпаку ярого залежно від впливу технологічних заходів
- Урожайність ріпаку ярого залежно від строків, способів сівби та норм висіву насіння
Біологічні особливості ріпаку ярого
Олію ріпаку ярого використовують у технічних цілях (у миловарній, текстильній, лакофарбовій, металургійній та інших галузях промисловості). Через високий вміст у ній ерукової (до 35-40%) і лінолевої (близько 10-13%) кислот харчові якості олії дуже низькі. Олія безерукових сортів має високі смакові властивості, широко використовується в харчуванні та різних галузях харчової промисловості [210, 211]. Споживання ріпакової олії корисне для здоров я людини. Її гліцериди понижують вміст холестерину в крові, запобігають серцево-судинним захворюванням, зменшують загрозу тромбоутворення; ліноленова кислота покращує кисневий обмін нервових клітин [1, 6, 141, 142]. Олеїнова кислота сприяє зниженню рівня холестерину в крові, попереджує атеросклеротичні зміни судинної системи людини, знижує рівень гіпертонічної хвороби, регулює рівень кров яного тиску і добре впливає на діабетиків. Розглядаючи олію ріпаку з точки зору фізіології харчування людини в порівнянні з іншими рослинними оліями, її перевага визначається тим, що олія ріпаку містить всі фізіологічно важливі кислоти в оптимальному співвідношенні [212, 213, 217].
Макуха ріпаку багата на білок (до 38-40%), добре збалансованого за амінокислотним складом. Кількість лізину в ній досягає 6,1%. Проте, кормова цінність макухи низька, внаслідок високого (до 6%) вмісту шкідливих глюкозинолатів, які зумовлюють її гіркий смак і негативно впливають на роботу щитоподібної залози тварин (особливо свиней і птиці). Тому згодовувати її можна невеликими дозами після спеціальної обробки. Макуха безерукових і низькоглюкозинолатних сортів негативного впливу на організм тварин не справляє [2, 3, 145].
Зелена маса ріпаку ярого широко використовується для кормових цілей. У ній міститься 4,9-5,1% білка, тобто удвічі більше, ніж у зеленій масі кукурудзи та соняшнику. Ріпак ярий – добрий медонос.
В Україні найбільше сіють ріпак ярий у Сумській, Київській, Хмельницькій, Чернігівській та Житомирській областях. Урожайність його насіння нижча, ніж ріпаку озимого, і становить у середньому 1,2-1,8 т/га, зеленої маси – 25-40 т/га.
Залежно від природно-кліматичних умов у різних країнах вирощують ярі або озимі форми ріпаку. Так, у Франції, Німеччині, Великобританії, Польщі і ряді інших країн з м яким кліматом в основному висівають більш високоврожайні, порівняно з ярим, озимі форми ріпаку [7, 4, 8, 196, 199].
У Канаді, Швеції, Данії, Фінляндії перевагу віддають ріпаку ярому через загрозу вимерзання озимих форм. На території колишнього СРСР ріпак можна було вирощувати від берегів Балтійського моря до Тихого океану [23, 25].
При цьому ареал розповсюдження ріпаку озимого, який характеризується низькою зимостійкістю, невеликий. Його можна вирощувати в Білорусі, західних областях України, на північному Кавказі.
Поштовхом для зростання посівних площ під ріпаком у світі стало виведення в 60-х роках перших сортів з низьким вмістом шкідливих для організму ерукової кислоти і глюкозинолатів.
Найкращих результатів зі створення сортів ріпаку озимого досягли в Німеччині, Франції, Польщі та Великобританії [29, 30]. По ріпаку ярому кращі результати одержали в Канаді та Швеції [28, 25].
Сорти ріпаку ярого, районовані в Україні, мають низький вміст ерукової кислоти і глюкозинолатів, що виражається символом 00. Вони придатні для використання в зернових й кормових цілях. Найпоширеніші сорти: Аріон, Ірис, Клітинний 1, Оредеш 2, Стар, Отаман, Лужок, Шпат, Микитинецький та ін. [44, 45, 46, 47, 115, 137].
У країнах Західної Європи з ріпакової олії виготовляють замінник дизельного палива. При цьому не потрібно переробляти двигун [60].
Велику цінність має ріпаковий шрот, в якому міститься 30-42 відсотків білка, збалансованого по амінокислотному складу; він перевершує макуху сої і соняшнику за вмістом незамінних амінокислот, містять багато жиру, вітамінів, мінеральних солей і є цінним кормом для худоби та птиці [65]. Вяйзенен Г.Н. [24] розробив технологію, яка дозволяє з насіння ріпаку одержувати жиропротеїновий концентрат, пасту, замінник молока для телят та інших тварин.
Ріпакова макуха та шрот містять велику кількість протеїну, жиру та можуть використовуватися в годівлі худоби і птиці [9, 153].
Ріпак – цінна кормова культура. Один кілограм зеленої маси містить 0,16 кормових одиниць і 30 г протеїну, багато вітамінів і мінеральних речовин. Завдяки соковитості, добрій перетравності і невеликому вмісту клітковини зелена маса ріпаку охоче поїдається всіма видами сільськогосподарських тварин [13, 179, 187].
Велика агротехнічна роль ріпаку ярого в сільському господарстві. Ріпак ярий є добрим попередником для зернових культур. Завдяки ранньому строкові збирання – за три-чотири неділі до настання строку сівби озимих колосових – створюються сприятливі умови для якісного обробітку ґрунту під їх посів. Добре розвинена вегетативна маса ріпаку ярого пригнічує бур яни у другій половині вегетації, а добре розвинена коренева система покращує структуру ґрунту [167, 189].
З кореневими і пожнивними залишками в ґрунт з розрахунку на 1 га вноситься близько 15 кг азоту, 15 – фосфору, 70 – кальцію і 12 кг – сірки, що еквівалентно 15 т гною [146]. Крім цього, ріпак покращує фітосанітарний стан ґрунту, зменшує ураження зернових кореневими гнилями, що має велике значення для господарств з великою концентрацією зернових культур [22, 160].
Погодні умови за час проведення досліджень
Наукові дослідження виконувались протягом 2007-2009 рр., на кафедрі рослинництва і кормовиробництва Подільського державного аграрно-технічного університету.
Досліди проводилися на дослідному полі університету, яке належить до південної частини Лісостепу західного. Дослідна ділянка розміщувалась на полях з однаковим грунтовим покривом, де висівався ріпак ярий, відповідно до чергування культур. Територія має помірно-континентальний клімат з теплим літом, м якою зимою і достатньою кількістю опадів.
В усі пори року територія перебуває під впливом циклонів, які формуються над Атлантичним океаном. В літній період вони зумовлюють значну хмарність, опади, зниження температури повітря, а зимою – потепління, відлиги, снігопади.
На клімат має вплив також рельєф. Різноманітні його форми обумовлюють відмінності в температурах, кількості опадів, напрямі та силі вітру. Протягом року над територією переважають північно-західні і північно-східні вітри.
Найтепліший місяць – липень, найхолодніший – січень. Літом найвищі середні температури повітря – 19,8-25,3С. Середні січневі температури повітря (-5,4С). У літній період повітря може нагріватись до +39С (абсолютний максимум), а взимку охолоджуватись до -34С (абсолютний мінімум).
Зима – коротка і м яка, з частими відлигами. Вона триває від 100 до 115 днів. Кількість днів із сніговим покривом досягає 75-95. Відлиги і різкі коливання температури повітря часто наносять шкоду озимим культурам. Весна розпочинається з другої декади березня, коли температура повітря стійко переходить вище 0С і триває до останньої декади травня. Збільшується кількість опадів, і ясних днів. Але повторні похолодання в квітні і травні, зумовлені вторгненням на територію північних вітрів, нерідко наносять шкоду сільськогосподарським культурам [5].
Літо триває з кінця травня до першої декади вересня. Температури повітря піднімаються вище 15С, можливе підвищення до +39С. Переважають південно-східні вітри. У першій половині літа нерідко бувають короткочасні зливи, велика кількість опадів. Іноді випадає град, який супроводжується сильними вітрами, що завдає неабиякої шкоди сільськогосподарським культурам.
Осінь триває з кінця вересня до кінця листопада. Вона настає тоді, коли відбувається стійкий перехід середньої добової температури повітря до 15С і нижче. Перша її половина відзначається погожими сонячними днями. Перші приморозки бувають вже в середині вересня. У листопаді ґрунт промерзає на глибину 5-6 см [26].
Сучасний ґрунтовий покрив зони сформувався під впливом ґрунтотворних порід, рельєфу, клімату, рослинного покриву та господарської діяльності людини. Найбільшу площу займають лісостепові опідзолені ґрунти, які об єднують такі підтипи: ясно-сірі і сірі лісові, темно-сірі і чорноземи опідзолені.
Досліди закладалися на чорноземі типовому важкосуглинковому на лесовидному суглинкові, який характеризувався такими показниками: в шарі ґрунту (0-30 см): вміст гумусу (за Тюріним) – 4,38-4,26 %; азоту, що легко гідролізується (за Корнфільдом) – 137-118 мг/кг; рухомого фосфору (за Чіріковим) – 86-85 мг/кг; обмінного калію (за Чіріковим) – 168-165 мг/кг; рН (сольове) – 6,9-6,7; гідролітична кислотність – 0,73-0,83 мг-екв./100 г ґрунту.
Профіль чорноземів глибоких мало гумусних слабо диференційований на генетичні горизонти. До глибини 40-60 см залягає темно-сірий з буруватим відтінком гумусоакумулятивний з порівняно водостійкою зернистою структурою, порушеною в орному шарі. Перехідний горизонт (70-80 см) – темний, коричнево-бурий, білуватий від карбонатів, горіхуватий і горіхувато-комковатої структури, щільний, глинистий. Лінія закипання – на глибині 60-70 см.
Гранулометричний склад ґрунту – важкосуглинковий, вміст фізичної глини становить 70-72% у фракції від 0,25 до 0,001 мм.
Зволожуються ґрунти за рахунок атмосферних опадів, так як на плато ґрунтові води залягають відносно глибоко – 6-10 м. За хімічним складом ґрунтові води прісні, придатні для вживання і різноманітного господарського використання [26].
Ґрунтовий покрив району сприятливий для вирощування сільськогосподарських культур Лісостепової зони. Ґрунтово-кліматичні умови місця проведення досліджень не перешкоджали отриманю об єктивних результатів.
Погодні умови за час проведення досліджень Роки досліджень, які проводились, відрізнялись погодними умовами періодів вегетації, мали певні суттєві особливості, які впливали на розвиток та ріст ріпаку ярого. Погодні умови в роки проведення досліджень по основних кліматичних показниках в порівнянні з середніми багаторічними даними були не однаковими (додаток А. таблиці А1; А2; А3).
За 2006-2007 роки випало 606,7 мм, що на 87,7 мм менше середньої багаторічної. Проте цей розподіл був нерівномірний. У березні 2007 р. випало 20,0 мм, квітні – 51,6 мм. Одержання дружніх сходів, а також добре зволоження посівного шару ґрунту було забезпечено опадами. У червні кількість опадів була 41,8 мм, а в липні – лише 8,0 мм, що значно менше середньо багаторічної їх кількості (рис. 2.1).
Нестача води в ці місяці і висока температура повітря критичного рівня – 25,4-24,8С – співпали з періодом цвітіння і формування репродуктивних органів, що, в свою чергу, негативно вплинуло на рівень урожаю ріпаку ярого.
Висота рослин ріпаку ярого залежно від впливу технологічних заходів
Квітки по вісі суцвіття розміщуються нерівномірно, часто вони скупчуються по 5-6 на одному погонному сантиметрі. Такі скупчення квіток, як правило, з часом опадають, а їх квітконіжки залишаються на пагоні до самого збирання. Тому є постійна можливість визначення загальної кількості квіток, які утворилися на суцвітті, і навіть тоді, коли вони вже опали. Отже, загальну кількість, утворених за вегетацію бутонів (квіток), можна представити генеративним потенціалом суцвіття, реалізація якого визначається відношенням (у відсотках) числа стручків до кількості квітконіжок (або квіткових вузлів - невеличкі нарости в основі квітконіжок) в продуктивній частині суцвіття (табл. 3.5).
Середній розмір стеблового суцвіття рослин за першого строку сівби становив 38,4 см, продуктивної його частини – 27,7 см, чим перевищував середні розміри рослин ріпаку ярого другого строку сівби які були на рівні 25,6-33,0 см суцвіття рослин, 18,0-20,0 см продуктивної його частини.
За суцільної сівби (15 см) формувалося суцвіття дещо менших розмірів як при широкорядній сівбі (45 см). Широкорядний спосіб сівби (45 см) сприяв зростанню довжини суцвіття його продуктивної частини, чисельності бутонів і стручків.
Ефективним агрозаходом, який позитивно впливає на розвиток суцвіття, є норма висіву. При нормі 1,5 млн. шт./га схожих насінин зростає загальна довжина суцвіть та його продуктивна частина, чисельність бутонів і стручків порівняно з нормами 2,0-2,5 млн. шт./га схожих насінин.
В системі факторіальних порівнянь кращим варіантом досліду визначався: перший строк сівби при широкорядній сівбі (45 см) з нормою висіву 1,5 млн. шт./га схожих насінин. Встановлено тісну кореляційну залежність між розміром суцвіть і кількістю стручків на рослинах ріпаку ярого, коефіцієнт кореляційної залежності був достатньо високим і становив, r = 0,80 (рис. 3.9).
Як показують дані рисунку 3.9, коефіцієнт кореляційної залежності між розміром суцвіть і кількістю стручків на рослині був на рівні r = 0,80, що було залежним від агротехнічних заходів вирощування і позитивно вплинуло на урожайність ріпаку ярого. Плід ріпаку – поздовжньо округлий стручок. Стручок має дві стулки і повздовжню плівку, яка з одного боку закінчується дзьобовидним відростком – носиком, з іншого – плодоніжкою. Вона (плівка) є своєрідною арматурною основою стручка, забезпечує єдність плоду, як органу рослини. Морфологічні елементи стручка мінливі залежно від умов вирощування (табл. 3.6).
Маса 1000 насінин змінювалася залежно від елементів технології вирощування, за першого строку вона коливалася в межах 3,51-3,88 г і була більшою порівняно з другим строком сівби яка була на рівні 3,28-3,60 г.
Спосіб сівби позначився на довжині стулки, кількості та масі насіння в стручку. Кращі результати досягались за широкорядної сівби (45 см). Довжина стулок, проти суцільного способу сівби (15 см), була більшою, чисельність насінин в стручку, маса 1000 насінин і діаметр насінини також були більшими порівняно з суцільним способом сівби (15 см). Також дієвим фактором були норми висіву. При нормі 1,5 млн. шт./га схожих насінин довжина стулок була більшою порівняно з нормами 2,0-2,5 млн. шт./га схожих насінин, довжина носика, чисельність насінин в стручку, маса 1000 насінин також були вищими на варіантах з нормою висіву 1,5 млн. шт./га схожих насінин.
В системі три факторного досліду кращим визначився варіант в перший строк сівби (10-15 квітня) при широкорядній сівбі (45 см) і нормі висіву 1,5 млн. шт./га схожих насінин.
Від строків сівби, способів сівби, норм висіву, умов проростання та живлення рослин, конкуренції виживання, пошкодження рослин протягом вегетації хворобами, шкідниками, інших чинників залежить в значній мірі кількість рослин на одиниці площі.
Окрім кількості рослин на 1 метрі квадратному також необхідно оцінити біометричні показники рослини: товщину кореневої шийки, кількість листя на рослині та фізіологічний стан.
За оптимальних умов та в роки зі сприятливими погодними умовами навіть 15 рослин/м2 можуть дати гарний врожай, якщо рослина має товщину кореневої шийки мінімум 10-12 мм. Дуже важливе значення має рівномірне розміщення рослин по площі, і навпаки, чим дрібніші рослини та чим більше вони пошкоджені, тим більша густота має бути. Втрата листкового апарату не є проблемою для добре розвинених рослин. Тканин, що залишилися непошкодженими, достатньо для відновлення вегетації.
Урожайність ріпаку ярого залежно від строків, способів сівби та норм висіву насіння
Старіння та опадання листя нижніх ярусів у фазі дозрівання призвело до зменшення площі листкової поверхні. Так в середньому по нормах висіву насіння, вона склала 15,70, 14,90 та 12,60 тис. м2/га., що в 5,1, 5,3 та 6,1 рази менше, ніж у фазі цвітіння.
Отже, найкращі умови для фотосинтезу рослин ріпаку ярого створюються при широкорядному способі сівби з шириною міжрядь 45 см та нормі висіву 1,5 млн. шт./га схожих насінин.
Залежність двох процесів – збільшення асиміляційної поверхні листя, і як наслідок, зростання продуктивності рослин, на думку О.І Зінченка, та ін [66] має певну межу, при якій надмірна листкова поверхня внаслідок нерівномірного розміщення рослин взаємно затіняється, і не бере участі в фотосинтезі, значна частина поживних речовин і вологи витрачається на створення листкової маси, а отже знижує врожай, тобто збільшується непродуктивна частина урожаю і зменшується продуктивна. Незначна площа асиміляційної поверхні ріпаку ярого не лише знижує продуктивність фотосинтезу, а й через проникнення надмірної частки світлового потоку на поверхню ґрунту призводить до небажаного підвищення його температури та повітря в посіві, а як результат – зростає фізичне випаровування вологи з ґрунту та її транспірація рослинами.
Отже, для отримання високого врожаю насіння потрібна не максимальна площа листя, а достатньо, щоб вона була помірно великою, тобто оптимальною для функціонування фотосинтетичного апарату, від якого залежить продуктивність фотосинтезу, а, відповідно, і врожай. У наших дослідженнях коефіцієнт кореляційної залежності врожайності від показників площі листкової поверхні (тис.м2/га) був значним і достовірним.
Найвищі показники ЧПФ, як і площі листкової поверхні, забезпечували широкорядні посіви з шириною міжрядь 45 см, де за норми висіву 1,5 млн. шт./га схожих насінин ЧПФ становила 3,84 г/м2 за добу, що на 0,3% більше, ніж за норми висіву 2,0, та на 3,2% більше при 2,5 млн./га схожих насінин. Зменшення ширини міжрядь до 15 см призводило до зниження ЧПФ незалежно від норм висіву.
Аналогічна закономірність спостерігалась і при рядковому способі сівби, підвищення норми висіву до 2,0 та 2,5 млн. шт./га призводило до зменшення ЧПФ на 0,07 та 0,26 г/м2 за добу порівняно з нормою висіву 1,5 млн./га схожих насінин, де ЧПФ становила 3,79 г/м2 за добу. Строки сівби безпосередньо впливали на формування асиміляційної поверхні рослин. Найбільшу площу листкової поверхні, в середньому за роки досліджень, було одержано за першого строку сівби.
Ничипорович А. А. [106] стверджує, що запізнення з сівбою, особливо культур, сходи яких у ранні фази характеризуються повільним ростом, призводить до значного недовикористання ФАР. У результаті, в місяці з максимальним її приходом, посіви мають незначну площу листя і недостатньо поглинають енергію ФАР. До того часу, коли площа листкової поверхні досягає оптимальних розмірів, інтенсивність ФАР значно знижується, і погіршується робота асиміляційного апарату.
Так у фазі розетки в середньому за першого строку сівби площа листкової поверхні становила 24,43 тис. м2/га, а при інтенсивному рості (бутонізація – цвітіння) цей показник був, відповідно, на 27,51 і 53,59 тис.м2/га більшим. На період дозрівання робота асиміляційного апарату зменшувалась до 14,80 тис.м2/га, що пояснюється старінням листків та їх опаданням. Аналогічна закономірність наростання та зменшення площі листкової поверхні спостерігалась на посівах другого строку сівби, де найбільшою вона була в фази бутонізація-цвітіння (24,50 і 55,68 тис.м2/га для другого строку, що на 27,40 і 22,34 тис.м2/га відповідно менше, ніж при посівах першого строку в ці фази розвитку).
Отже, для формування потужного асиміляційного апарату необхідно проводити сівбу ріпаку ярого одночасно з сівбою ранніх ярих зернових культур, що дає змогу утворити велику площу листкової поверхні (в середньому 82,20 тис м2/га) в фазі цвітіння.
За роки досліджень встановлено, що ріст і розвиток ріпаку ярого залежав від елементів технології вирощування, а саме від строку, способу сівби та норми висіву насіння.
За першого строку сівби вегетаційний період ріпаку ярого складав 102 доби, що на 7 діб менше ніж у такому ж варіанті за другого строку сівби. Залежно від способів сівби тривалість вегетаційного періоду зростала при зменшенні ширини міжрядь з 45 до 15 см. Збільшення норми висіву відповідало збільшенню тривалості вегетації.
За комплексною оцінкою дії факторів кращим виявився варіант: першого строку сівби при широкорядній сівбі (45 см) з нормою висіву 1,5 млн. шт./га схожих насінин. Він перевищував всі інші варіанти за довжиною стебла ріпаку ярого та чисельністю вузлів на рослині.
За нашими спостереженнями, в перший строк сівби при широкорядній сівбі (45 см) рослини утворювали 2,7-4,5 гілок першого порядку, за суцільного способу (15 см) – 2,0-3,6 гілок. За другого строку сівби кількість гілок була дещо меншою. При нормі висіву 1,5 млн. шт./га схожих насінин гіллястість рослин була більшою. Більш розвинуті суцвіття рослини ріпаку ярого формували у варіанті досліду: в перший строк сівби при широкорядній сівбі (45 см) з нормою висіву 1,5 млн. шт./га схожих насінин..
Маса 1000 насінин змінювалася залежно від елементів технології вирощування, за першого строку вона коливалася в межах 3,51-3,88 г і була більшою порівняно з другим строком сівби яка була на рівні 3,28-3,60 г. Спосіб сівби позначився на довжині стулки, кількості та масі насіння в стручку. Кращі результати досягались за широкорядної сівби (45 см). Також дієвим фактором були норми висіву. При нормі 1,5 млн. шт./га схожих насінин довжина стулок була більшою порівняно з нормами 2,0-2,5 млн. шт./га схожих насінин.