Содержание к диссертации
Введение
1. Совершенствование норм высева и глубины посева семян гороха (обзор литературы) 6
2. Условия и методика проведения опытов 26
2.1. Характеристика почвенного покрова 26
2.1. Особенности климата, погодные условия 27
2.3. Методика проведения исследований 34
3. Формирование продуктивности сортов гороха при различных площадях питания и нормах высева 44
3.1. Реакция сорта Аксайский усатый 5 на площади питания растений 44
3.2. Формирование продуктивности сортов гороха в зависимости от норм высева 54
3.2.1. Рост и развитие сортов гороха 55
3.2.2. Полевая всхожесть семян, выживаемость растений к уборке 62
3.2.3. Морфоструктура растений 67
3.2.4. Освещенность, засоренность, полегаемость посевов 73
3.2.5. Фотосинтетическая деятельность растений 79
3.2.6. Развитие клубеньков 88
3.2.7. Структура, величина и качество урожая 92
3.2.8. Во допотреб ление посевов при разных нормах высева 104
4. Обоснование оптимальной глубины посева семян гороха 106
4.1. Влияние глубины заделки семян на формирование продуктивности растений в модельном опыте 106
4.2. Формирование продуктивности сортов гороха в зависимости от глубины посева сеялкой 114
5. Эффективность сортосмесей гороха 130
6. Энерго-экономическая оценка результатов исследований 142
Основные выводы 153
Предложения производству 155
Список литературы 156
Приложения 173
- Совершенствование норм высева и глубины посева семян гороха (обзор литературы)
- Рост и развитие сортов гороха
- Структура, величина и качество урожая
- Энерго-экономическая оценка результатов исследований
Введение к работе
Актуальность темы. В Ростовской области горох является одним из главных источников кормового белка в ямвотноводстве, накопления биологического азота в почве, продуктом питания для населения, но сгабилизации ею производства на уровне потребносгей не наблюдается.
Горох в обласги занимает значительно меньшую площадь, чем рекомендовано зональными системами земледелия. Сдерживающим фактором расширения посевов этой культуры является в основном нестабильная урожайность. Повышение урожайности и вапоных сборов иевозможно без внедрения в производство высокотехнологичных сортов гороха,
Максимальная реализация биологаческих возможностей современных сортов требует совершенствования таких элементов технологии выращивания как норма и глубина посева в почвенно-климатических условиях приазовской зоны Ростовской области, где урожай гороха в основном лимитируется влагообеспеченносгью.
Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлось изучение особенностей формирования продуктивности сортов гороха с различным морфотипом листа в зависимости от площади питания, нормы и гаубмны посева,
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи'
Аксайский'усатый 5 в зависимости от шющаХ питания;
-
установить влияние нормы высева на формирование продукшвности посевов сорта Аксайскийусатый 5 в сравнении с обычным сортом'Сармат:
-
установить оптпмальную глубину посева семян гороха Аксайский усатый 5:
-
изучить влияние глубины посева с«мян зерновой сеялкой на рост, развитие, урожайность сортов гороха;
5) ВЫЯВИТЬ ne."CC0C.6pairiviv/i ь ныр<мц»шсшш1
полеганию сорта Аксайский усатый э с более урожайным Сарматом;
-
опредслить качественные показатели урожая семян сортов гороха;
-
провести энерго-экономическую оценку нормы, гпубины посева, сортосмесей.
Исследования проводились по темгошгу научных раоот ДонГАУ согласно государственного регистрационного номера01.960.00974.
Научная новизна. На обыкновенном черноземе приазовской зоны Ростовской областа изучены особенности формирования продуктивности зфильного сорта гороха в сравненис с обычным в зависимости от площади питания, нормы и глубины посева Изучена возможность вьфащивания смеси сортов гороха с разным морфотипом листа для повышения устойчивости к полеганию. Научно обоснована и предложена производству оптимальная
норма и глубина посева гороха, обеспечивающие формирование его наиболее высокой продуктивности, снижения затрат энергии на единицу площади и урожая.
Полученные дашнле позволяют конкретизировать рекомендации пс технологии выращивания гороха в приазовской зоне.
Практическая ценность работа. Для сортов гороха, различающихся морфотшюм листа, на обыкновенном мицелярно-карбонатном черноземе приазовской зоны Ростовской области предложены оптимальная нормг высева и глубина посева семян. В сравнении с чистым посевом полегающсгс сорта в смесях Аксайского усатого 5 (75 и 50%) и Сармата (25 и 50%) вдвое аовышаепса устойчивость к полеганию, на 12-14% снижаются энергозатраты.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-практической конференции в г. Симферополе (1998 г.); на III Международном симпозиуме в г. Шщино (1999 г.); на научных конференциях ДонГАУ (1998. 1999 гг.).
Реализация результатов исследований. Производственная проверка и внедрение научных разработок в 1999 г. в Мясниковском (колхоз им. Лукашина) и Октябрьском (учхоз «Донское» ДонГАУ) районах Ростовской области показала оптимальность для безлисгочкового сорта гороха нормы высева 1,4 и глубины посева 4 см; для обычного -1,2 млн. шт. всхожих семян на га с глубиной посева 6 см.
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 155 с. машинописного текста, состоит из введеній, ,6 глав, выводов и предложений производству, содержит 56 таблиц,W прішожений и два акта внедрения результатов. Список литературы включает 195 наименований, в т.ч. И иностранных.
Совершенствование норм высева и глубины посева семян гороха (обзор литературы)
При переходе сельскохозяйственного производства в XXI в. к адаптивному (симбиотическому) развитию в основу биологизации и экологизации интенсификационных процессов должен быть положен принцип, когда стратегия развития природы и человеческой цивилизации должна не расходиться, а, взаимодействуя, обогащать друг друга (А.А. Жученко, 1990; 1994; В.А. Алабушев и др., 1998).
Благодаря симбиотической азотфиксирующей способности, обогащению почвы органическим веществом, разностороннему использованию на хозяйственные цели зернобобовые культуры выступают в качестве фактора, стабилизирующего положение в земледелии, растениеводстве и кормопроизводстве. Включение в севооборот зернобобовых культур позволяет насыщать его зерновыми и увеличивать сбор зерна на 7-8 ц/га, что эквивалентно внесению 40-50 кг/га азота. По накоплению минерального азота в почве зерновые бобовые культуры не уступают пару, а в отдельных случаях превосходят его (П.П. Вавилов, Г.С. Посыпанов, 1983; В.П. Ермоленко и др., 1996; А.П. Исаев, A.M. Платонов, 1996; А.В. Лабынцев, 1996; А.Д. Задорин, А.И. Терехов, 1997; А.П. Исаев, 1997; Н. Braner, 1985; N. Makowski и др., 1990).
Значение зернобобовых культур, особенно гороха, возрастает в условиях экономического и экологического кризисов. В связи с удорожанием материально-технического средств, энергоресурсов, органических и минеральных удобрений процесс интенсификации сельскохозяйственного производства пошел на убыль. Экономические катаклизмы вызывают бессистемное использование земли, несоблюдение севооборотов, внесение в небезопасных дозах удобрений и пестицидов (P. Schwanke, 1990; В.М. Пенчуков, Г.А. Дебелый, 1996). Если в 1990 г. в нашей стране стоимость 1 ц действующего вещества азота окупалась 126 кг зерна, то в 1997 г. для этого уже было нужно 5413 кг; в развитых странах от 200 до 650 кг зерна, в частности в США - 330, Германии - 456, Англии - 298 кг (Т. Dore, 1990; М. Y. Tayel, 1990; А.Д. Задорин, 1997).
Обеспеченность животноводства кормами и кормовым белком в России ниже аналогичных показателей развитых зарубежных стран в 1 3-1,5 раза и имеет тенденцию дальнейшего сокращения. При средней потребности животноводства в кормовом протеине 23 млн. т фактически скармливается около 20 (дефицит 2,5-3,0 млн. т). Расчеты Всероссийских научно-исследовательских институтов зернобобовых культур и комбикормовой промышленности показывают, что для сбалансирования комбикормов по протеину необходимо засевать не менее 8-10 млн. га зернобобовыми культурами. Горох в структуре этих посевов должен занимать не менее 70%, в Северо-Кавказском регионе - более 90% (А.С. Васютин, 1996; А.Д. Задорин, 1992,1997; А.Д. Задорин, М.Д. Варлахов, 1997; В.А. Тащилин, Д.В. Якушев, 1997).
В России в 1991-1995 гг. отмечен значительный спад производства зернобобовых культур (в среднем за год валовые сборы сократились с 4,4 до 2,5 млн. т). Валовой сбор основной зернобобовой культуры гороха с 1986-1990 гг. по 1991-1994 гг. снизился в 1,5 раза при средней урожайности 12,5 ц/га. В 1995 г. посевы зернобобовых занимали 1,8 млн. га, т.е. половину площадей, засеянных ими в 1990 г., в структуре посевных площадей доля их 3,3%, в 1985 г. - 6,1% (Статистический сборник, 1995).
Заметно сократились площади посева гороха в Ростовской области. Если в среднем за десятилетие (1981-1990 гг.) площадь стабилизировалась на уровне 112 тыс. га, ежегодный валовой сбор составил 140 тыс. т при урожайности 12,4 ц/га, то за 1991-1995 гг. гороха в среднем высевали всего около 80 тыс. га. Однако только на кормовые цели области необходимо около 400 тыс. т семян гороха (Н.М. Вербицкий, В.П. Митропольский, 1992; В.П. Ермоленко и др., 1996).
Среди причин, сдерживающих увеличение производства гороха, следует выделить недостаточную технологичность традиционных сортов из-за слабого полегающего стебля, недружного созревания, осыпания семян из растрескивающихся бобов и как следствие - затруднения и большие потери при уборке (Р.Х. Макашева, 1973, 1979; В.Г. Робский, А.М. Исайкин, 1990; W. Klein, 1990; Т. Schmutz, 1990; Н.М. Вербицкий, В.П. Митропольский, 1992; А.Д. Задорин, 1992; В.Н. Зайцев, 1994; В.П. Ермоленко и др., 1996).
Практическая селекция гороха достигла преодоления такого негативного биологического свойства, как осыпаемость семян. Неосыпающаяся форма «tenax» (выносливая, стойкая) была выделена в Прибалтике в 1952 г. и явилась основой для выведения всех современных недосыпающихся сортов. У семян этих сортов семяножка прочно срастается с семенным рубчиком. При раскрывании созревших бобов семена прочно удерживаются на верхнем шве створок, не осыпаясь (Г.С. Голубева, 1987).
В результате целенаправленной селекции созданы сорта, которые существенно изменили сортовое районирование. На смену старым экстенсивным сортам пришли новые, в корне отличающиеся от прежних по ряду признаков. Наряду с неоспыпаемостью эти сорта имеют прочный стебель, дружное созревание, усатый тип листа, что придает посеву гороха значительную устойчивость к полеганию и ставит эту культуру в ряд сравнительно технологичных (В.В. Хангильдин, 1982; Г.С. Голубева, 1987; Г.А. Дебелый, О.И. Бежанидзе, 1988; Farmers leaflet, 1990; D. Stelling, 1990; B.H. Зайцев, 1994).
Основное преимущество усатых форм гороха заключается в том, что посевы его состоят из густой, скрепленной усиками массы стеблей, бобы приподняты. В таком стеблестое создаются условия для хорошей аэрации нижнего яруса растений, что позволяет избежать их загнивания, обеспечивает неполегаемость посевов и более быстрое высыхание бобов. Это облегчает механизированную уборку урожая и способствует сокращению потерь (А.В. Амелин, 1986; G. Gent, 1988; Н.М. Вербицкий, В.П. Митропольский, 1994; В.Н. Зайцев, 1994).
Благодаря созданию ряда интенсивных безлисточковых сортов в странах Западной Европы во много раз возросли площади под зерновым горохом, он стал играть большую экономическую роль как источник растительного белка и альтернатива импортируемой сое. Средние урожаи гороха достигли в 1990 г. рекордного уровня во Франции - 52,8, в Нидерландах - 50,8, в Дании - 48,1, в Великобритании 50 ц/га (Л.С. Козлова, 1993,1995; Н.М. Чекалин, 1995).
Учитывая достоинства усатых форм гороха, в середине 70-х гг. они были включены в селекционные программы многих научных учреждений России. Так, в 1991-1993 гг. в Госреестр селекционных достижений были занесены первые сорта нового морфотипа как Усач неосыпающийся, Самарец, Норд, Спрут, Аксайский усатый 3, Усатый 90. Однако по продуктивности они не конкурировали с обычными сортами (В.В. Хангильдин, 1982; Н.М. Вербицкий, 1994; Н.М. Вербицкий и др., 1997).
С 1996 г. в Госреестр внесен сорт Аксайский усатый 5, имеющий преимущества над промышленными сортами по технологичности, урожайности, гомеостатичности (стабильности урожаев), качеству продукции (Н.М. Вербицкий и др., 1997). Этот сорт рекомендован для возделывания в Северо-Кавказском регионе (Ростовская область, Ставропольский и Краснодарский края).
Архитектоника новых сортов гороха типа Аксайский усатый 5 заметно отличается от таковой у традиционных сортов. Редуцирована вегетативная масса за счет отсутствия листочков у сложного листа, сильно развиты усики, стебли укорочены, семена не осыпаются. Растения более детерминантны и сравнительно мелкосемянны. Технология выращивания таких сортов нуждается в корректировке. Автор сорта Аксайский усатый 5 Н.М. Вербицкий (1994, 1997) подчеркивает, что благодаря обилию и мощному развитию усов растения прочно сцепляются между собой и поддерживают друг друга в вертикальном положении. Начало полегания такого травостоя отодвигается на поздние фазы развития, а степень его уменьшается. Травостой лучше проветривается, в нем меньше предпосылок для развития болезней, вредителей, а также процессов подпревания, гниения листостебельной массы. В целом фитосанитарное состояние такого поля более благополучное. Уже в фазе 4-5 листьев освещенность внутри травостоя выше в 1,4-1,5 раза в сравнении с обычным сортом. В последующие фазы это различие увеличивалось и достигает максимума (3,7-4,0 раза) в фазе цветения, когда растение особенно чувствительно к освещенности.
Вышеизложенное позволяет предполагать иную, чем у традиционных, реакцию усатых сортов на площади питания и нормы высева.
Семена сорта Аксайский усатый 5 имеют массу 1000 шт. на 40-50 г ниже, чем у сорта с обычным листом Сармат. Реакция нового сорта на глубину посева семян представляет теоретический и практический интерес.
Под площадью питания понимают определенную часть поля с соответствующей ей толщей почвы и объемом воздуха, которые в посеве приходятся на одно растение. Площадь питания - величина, обратная густоте стояния растений: чем меньше площадь питания, тем больше густота. Выбор площади питания растений - один из наиболее важных, коренных вопросов технологии любой сельскохозяйственной культуры. Оптимальная площадь питания должна обеспечивать получение с гектара максимального урожая основной продукции при высоком ее качестве и наименьших затратах труда и средств (И.И. Синягин, 1975).
Рост и развитие сортов гороха
Из многих факторов внешней среды, оказывающих влияние на урожай, влагообеспеченность и температура являются наиболее существенными. По водопотреблению вегетационный период гороха делится на две части: всходы-цветение и формирование бобов-созревание. В первую очередь количество потребляемой влаги нарастает, во вторую - снижается. Большинство авторов считает, что водный дефицит в первую половину вегетации не компенсируется по влиянию на урожай осадками второй половины. Такой реакцией на дефицит влаги в начале вегетации отличаются сорта гороха с быстрыми темпами накопления органического вещества до цветения (А.П. Исаев, 1971; Г.В. Бадана, 1974; Р.Х. Макашева, 1979; Н.М. Вербицкий, 1983,1994; ГГ. Котляров, Е.Т. Шарапов, 1987).
О влиянии норм высева на продолжительность вегетационного периода и отдельных межфазных подпериодов у гороха имеются противоположные мнения.
Г.В. Боднар (1965) сообщает, что с повышением нормы высева длина вегетационного периода гороха несколько сокращается. В опытах В.Ф. Федотова (1966) загущенные посевы сорта Рамонский 77 прекращали цветение на 2-7, а созревание на 1-3 дня раньше, чем более редкие. Особенно значительное ускорение созревания (на две недели) при высоких нормах высева (1,4-1,6 млн. семян на 1га), что на Кубани позволяет завершить уборку гороха до жатвы озимого ячменя (А.А. Гортлевский, 1991). Об отсутствии заметных различий в наступлении фаз роста и развития, продолжительности вегетационного периода в зависимости от густоты стояния и способов посева сообщали А.А. Корнилов (1965), ЯМ. Болтовская (1971), Н.С. Балаур и А.В. Тетю (1988).
Годы наших опытов по изучению норм высева существенно различались по метеоусловиям основных месяцев вегетации гороха (апрель-июнь).
Урожайность гороха в значительной степени зависит от запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы к моменту посева. В Ростовской области для ранних яровых культур принято низким запасом считать менее 130 мм продуктивной влаги в метровом слое, а высоким - более 160 мм (Система ведения агропромышленного производства Ростовской области, 1996). В 1997 г. к посеву в метровом слое содержалось 126 мм, в 1998 г. - 139 мм, в 1999 г. - 122 мм. Это обусловлено различной суммой осадков в предшествующие годы (364 мм в 1996 г., 788,6 мм в 1997 г. и 455,8 мм в 1998 г. при многолетней норме 468,5 мм).
В 1997 г, посев был проведен 4 апреля, полные всходы появились одновременно 24 апреля независимо от норм высева у обоих изучаемых сортов, период посев-всходы составил почти три недели (20 дней). При раннем посеве и достаточной влагообеспеченности (осадков за период выпало 35,5 мм) причиной поздних всходов была температура ниже среднемноголетней (в апреле 1997 г. 7,9С при норме 9,7С). Сумма температур за период посев-всходы составила 145,3С. Особенности прохождения фенофаз сортов гороха в зависимости от сложившихся метеоусловий периода вегетации 1997 г. представлены в приложении 12. Для характеристики условий увлажнения в основные периоды вегетации нами использован гидротермический коэффициент Г.Т. Селянинова (ГТК). При расчетах использованы ежедневные данные по элементам погоды Персиановской метеостанции. Увеличение нормы высева семян вдвое (с 0,8 до 1,6 млн./га всхожих семян) в 1997 г. ускорило развитие растений, цветение отмечено у сортов Аксайский усатый 5 на два, Сармата - на один день раньше в загущенном посеве. Растения сорта Сармат полностью зацвели на 2-3 дня раньше Аксайского усатого 5. Для обоях сортов ГТК был на уровне среднего для зоны в этот период, однако для Сармата гидротермические условия И-ХП этапов органогенеза сложились несколько благоприятнее, особенно в загущенных посевах (0,83-0,85) у Сармата и 0,76-0,80 у Аксайского усатого 5.
В период цветение-созревание (ЇХ-ХІІ этапы органогенеза) образуются семена в бобах, происходит накопление пластических веществ, что и определяет число и массу семян. Этот период у Аксайского усатого 5 был в 1997 г. короче, чем у Сармата на 2-3 дня и составил соответственно по сортам 25-26 и 27-28 дней. У Аксайского усатого 5 в разреженных посевах созревание после цветения наступило на один день раньше. У Сармата период цветение-созревание по нормам высева не различался.
В 1997 г. между цветением и созреванием было дождливо и ГТК у Аксайского усатого составил в этот период около 2, а у Сармата 1,86-1,92, т.е. гидротермические условия были благоприятны для процесса семяобразования.
Период всходы-созревание в разреженных посевах изучаемых сортов 71 день, а при нормах высева 1,2-1,6 млн./га 70 дней. По классификации Н.М. Вербицкого (1966-1968, по Р.Х. Макашевой, 1979) эти сорта относятся к группе среднеспелых с вегетационным периодом 68-80 дней.
Гидротермические условия периода вегетации 1997 г. сложились для гороха в целом благоприятно, о чем свидетельствует ГТК 1,31.
В 1998 г. горох в опыте был посеян 5 апреля, полные всходы одинаково у сортов и по нормам высева отмечены 16 апреля. Период посев-всходы был равен 11 дням, накопилась большая, чем в предыдущем году, сумма температур (163ДС), осадков не выпадало. Для набухания семян, быстрого появления всходов влаги в посевном слое оказалось вполне достаточно. Запас продуктивной влаги в метровом слое (139 мм) явился решающим для формирования урожая, потому что гидротермические условия периода вегетации гороха, особенно второй половины его в 1998 г., оказались стрессовыми.
От всходов до цветения у Аксайского усатого 5 прошло 47 дней при нормах высева от 1,0 до 1,6 млн. га всхожих семян и лишь в самом разреженном посеве (0,8 млн./га) полное цветение отмечено на один день позже. Осадков за это время выпало 45,2 мм, причем половина почти в конце периода, ГТК невысокий - 0,61-0,62.
Сармат зацвел полностью на 3-4 дня раньше Аксайского усатого 5. Разреженные посевы зацвели на 1-2 дня позже загущенных. Отсюда и разница в ГТК: 0,58 при норме высева 0,8 млн. шт. всхожих семян и 0,37 в более густых посевах.
Созревание после цветения у сорта Аксайский усатый 5 наступило раньше (19-20 дней), чем у Сармата (21-22 дня). Различий в продолжительности периода по нормам высева у сортов практически не отмечено. В период цветение-созревание на посевах сорта Аксайский усатый 5 осадков не было, ГТК равнялся нулю. В тот же межфазный период по нормам у Сармата выпало 5,2 мм при высеве 0,8 млн./га всхожих семян, а в более густых посевах 20,3-21,0 млн. ГТК составил в первом варианте 0,10 и в остальных 0,39-0,41.
В целом за вегетационный период гороха ГТК оказался равным примерно половине свойственного зоне 0,37-0,39, что характеризует метеоусловия как неблагоприятные, урожай был обеспечен в значительной мере предпосевными запасами продуктивной влаги в метровом слое почвы.
В первой декаде июня 1998 г. среднесуточная температура воздуха была 22,7С, во второй 26,9С (многолетние нормы соответственно 19,4С и 21С). В четырнадцать дней из двадцати максимальная температура поднималась выше 30С, а во второй декаде шесть дней она была выше 35С при низкой относительной влажности. Такие условия вызвали запал растений. 13 июня у растений было еще по 9-Ю зеленых листьев, бобы и семена были зеленые. 20 июня стебли и листья стали желтыми, бобы зелеными. Жара и засуха физически прекратили налив семян, резко снизили их массу, а следовательно и урожайность. Вегетационный период по сортам и нормам сократился на 4-5 дней, сумма температур из-за раннего отмирания растений меньше на 50-70С.
Вегетационный период гороха в 1999 г. по гидротермическим условиям был подобен предыдущему, отличаясь несколько в первой своей части. Весна 1999 г. была ранней. В первой декаде марта средняя температура воздуха составила 6,2С и выборочно начали полевые работы. Но уже к 9-Ю марта наблюдался возврат холодов до -0,3С, который во второй декаде сопровождался выпадением осадков, даже снега. Работы в поле возобновились только после 23, посев гороха произвели 27 марта. При недостаточном количестве влаги в почве в слое 0-10 см (15 мм), но невысоких среднесуточных температурах воздуха (7,3С в третьей декаде марта, 8,4С в первой декаде апреля) полные всходы сортов появились только через 18 дней без различий по нормам высева.
По сравнению с 1998 г. период всходы-цветение был продолжительнее на 2-3 дня у Аксайского усатого 5 и на 5-6 дней у Сармата. Этот период в 1999 г. характеризовался умеренным теплом. Среднесуточная температура третьей декады апреля 14,4, первой, второй и третьей декад мая соответственно 11,4; 11,6; 17,6С при многолетних показателях соответственно 12,7; 14,7; 17,2; 18,6С.
Сумма осадков составила за период 62,8 мм. В течение мая было десять дней с осадками. И хотя эффективные, более 5 мм, дожди отмечены всего половине случаев, из-за невысоких температур испарение было невелико. ГТК за период составил у Аксайского усатого 5 по вариантам от 0,9 до 0,92, у Сармата от 0,92 до 0,95, что почти соответствует достаточной влагообеспеченности.
Структура, величина и качество урожая
При изучении норм высева гороха многими исследователями была выявлена одинаковая для всех сортов тенденция закономерностей продукционного процесса: чем выше норма высева, тем ниже показатели элементов индивидуальной продуктивности растений (Н.П. Дорошенко, 1967; Я.И. Болтовская, 1971; Р.Х. Макашева, 1973; В.Г. Калашников; Л.В. Кукреш, Н.Г. Лукашевич, 1991).
Элементы структуры семенной продуктивности у гороха могут располагаться по степени возрастания варьирования признака в следующем порядке: число семян в бобе, масса 1000 семян, число бобов на растении (Н.С. Цыганок, 1995).
Исследования И.Г. Строны (1966) по изменчивости массы семян у ряда культур, в том числе у гороха, показали, что крупность семян и их масса являются одними из самых стабильных показателей, только исключительно неблагоприятные условия могут привести к резкому снижению массы 1000 семян. В.А. Федотов (1966) увеличение крупности семян с загущением до определенного предела посевов объясняет тем, что количество семян на растении снижается быстрее, чем число и площадь листьев.
Современная технология основана на активном управлении процессом формирования урожая на всех этапах путем моделирования структуры посева (В.А. Алабушев и др., 1998).
Структура урожая в зависимости от нормы высева семян гороха представлена в таблице 21 и приложении 24.
Решающим элементом структуры урожая при изменении нормы высева является предуборочная густота стояния растений.
Число бобов на растениях изучаемых сортов гороха во все годы исследований с увеличением нормы высева значительно уменьшалось. В среднем за годы исследований при двукратном загущении посева двух сортов число бобов уменьшилось примерно в 1,5 раза.
Более постоянным показателем оказалось число семян в бобе. В крайних по густоте посева вариантах различия составили в среднем всего 11%.
В структуре продуктивности растения существенную роль играет масса 1000 семян. Этот показатель по биологическим особенностям выше у сорта Сармат, что и определило его преимущество по урожайности. Несколько большее число бобов и семян в бобе у растения Аксайского усатого 5 в первые два года исследований не компенсирует уменьшение урожайности за счет массы его 1000 семян.
Данные нашего опыта об изменении массы 1000 семян у сортов гороха при разных нормах высева свидетельствуют об уменьшении этого показателя с загущением посева в 1997 г., и о стабильности или даже о некотором увеличении с загущением в другие годы.
В наших опытах ветвление растений гороха у изучаемых сортов практически не наблюдалось. Листообеспеченность семени у сортов по нормам высева представлена в таблице 22. Этот показатель не имеет резких различий при изменении нормы высева каждого из сортов, что затрудняет установление закономерности.
Сочетание элементов структуры урожая у Аксайского усатого 5 сложилось оптимально при норме высева 1,4 млн./га всхожих семян (табл. 21). В среднем за три года достигнута в этом варианте максимальная урожайность семян (216 г/м ). При дальнейшем загущении урожайность не повышалась. Иначе реагирует на повышение нормы высева более высокорослый и облиственный сорт Сармат. Высокого уровня урожайности (240 г/м ) этот сорт достигает при высеве 1,2 млн. шт./га всхожих семян. При норме 1,4 урожайность практически остается на прежнем уровне. Максимальная урожайность сортов по нормам высева соответствует самому высокому фотосинтетическому потенциалу.
В годы исследований сложилось разное соотношение основной и побочной продукции в урожае по сортам и нормам (приложение 24). У сорта Аксайский усатый 5 доля листостебельной массы в урожае выше за счет более толстого укороченного стебля и более тяжелых, чем листочки, усиков.
В 1997 г. отношение урожайностей листостебельной массы и семян было около единицы у Аксайского усатого 5, а у Сармата - еще меньше. В 1998 г. урожайность вегетативной части надземной массы возросла у обоих сортов более чем в 1,5 раза.
С загущением посева доля стеблей и листьев в 1997 и 1999 гг. несколько увеличивалась. В 1998 г. наблюдалось обратное. Это можно объяснить резким воздействием жары и засухи на отстающие в развитии более мощные растения разреженных посевов.
Учет урожая показал преимущество по урожайности для безлисточкового сорта Аксайский усатый 5 нормы высева 1,4, а для Сармата -1,2 млн./га всхожих семян (табл. 23).
В среднем за три года оба изучаемых сорта повышали урожайность при загущении посева с 0,8 до 1, 0 млн. шт. всхожих семян на 1 га на величину в пределах HCPos- У Аксайского усатого 5 это повышение составило 0,17, у Сармата - 0,11 тга при HCPos 0,19. У Аксайского усатого 5 так же значительно повысилась урожайность при повышении нормы высева с 1 до 1,2 0 млн. шт. всхожих семян на 1 га (на 0,16 т/га). В то же время у сорта Сармат прибавка урожайности при норме высева 1,2 по срайнению с 1,0 и 0,8 млн. шт. всхожих семян на га составила соответственно 0,21 и 0,32 т/га У Аксайского усатого 5 достоверная прибавка урожая достигнута при норме высева в 1,4 млн. шт. всхожих семян на га (на 0,2; 0,36; 0,53 т/га выше, чем при нормах 1,2; 1,0; 0,8). При увеличении нормы высева до 1,6 у Аксайского усатого 5 и до 1,4 и 1,6 млн. шт. всхожих семян на га у Сармата прибавки урожая были одинаковые, что свидетельствует о нецелесообразности применения этих высоких норм.
Выявленная в среднем за три года закономерность изменения урожайности при повышении нормы высева отмечена в первые два года опыта. В 1999 г. максимум урожайности был достигнут у Аксайского усатого 5 при норме высева 1,2, а у Сармата - при 1,0 млн. шт. всхожих семян на га. Это можно объяснить резким ухудшением гидротермических условий в первой декаде июня, когда высокие температуры воздуха и сильный сухой ветер вызвали большее опадение цветков в загущенных посевах.
Одним из важных показателей качества урожая является содержание сырого протеина в семенах. Этот показатель изменяется в зависимости от сорта, метеорологических условий и густоты посева. Так, Н.Е. Новикова (1996) приводит содержание сырого протеина у стародавних сортов 22,2-27,1%, а у сортов селекции 80- х годов — 21,1-23,4%. Фактором, сдерживающим повышение содержания белка в семенах новых современных сортов гороха зернового направления, по ее мнению, является уровень накопления азота в растениях. В период плодообразования семена в максимальной степени используют ранее накопленные растением ассимиляты. При этом вегетативные части растений резко обедняются питательными веществами и быстро стареют, резерв перераспределения и транслакации азота в семена быстро ограничивается, что и приводит к снижению содержания азота в семенах. В зависимости от погодных условий выращивания уровень белковости семян у бобовых растений может изменяться на 5-10% (Н.Н. Третьяков и др., 1998).
Энерго-экономическая оценка результатов исследований
В настоящее время сложно определить экономическую эффективность того или иного технологического процесса из-за нестабильности денежно-финансовой системы. Объективная оценка может быть получена расчетами энергетической эффективности, которая складывается из отношения энергии, аккумулированной в урожае, к энергетическим затратам на производство этого урожая.
Сельскохозяйственное производство - одно из наиболее энергоемких секторов экономики и само является производителем энергии. Большое влияние на количество расходуемой энергии при производстве продуктов питания оказывают используемые машины, удобрения, средства защиты растений, а также видовой состав культур и их соотношение в структуре посевных площадей.
Таким образом, для объективного анализа сельскохозяйственного производства целесообразно оценивать все технологические процессы в единых энергетических критериях, основой которых является калорийность продукции (1 кал. или 4,2 Дж).
Для анализа посева сортов гороха на основе энергетических критериев используется:
1. Показатель затрат совокупной энергии (ГДЖ/га).
2. Энергия в основной продукции (ГДж/га).
3. Энергия в побочной продукции (ГДж/га).
4. Чистый энергетический доход.
5. Коэффициент энергетической эффективности.
6. Биоэнергетический коэффициент посева (КПД).
7. Энергетическая себестоимость (энергоемкость) 1 т основной продукции.
Совокупная энергия - это суммарный показатель всех энергозатрат на единицу площади посева сельскохозяйственных культур. Величину затрат совокупной энергии определяли на основании технологической карты выращивания гороха (приложение 39), используя типовые нормы выработки и расхода топлива на механизированные полевые работы (1990), методические рекомендации (1986,1989,1993,1999).
Чистый энергетический доход - разница между энергией в основной продукции и затратами совокупной антропогенной энергии на 1 га.
Коэффициент энергетической эффективности определяется делением энергии основной продукции на затраты совокупной энергии на 1га.
Биоэнергетический коэффициент посева (или КПД) представляет сумму энергии основной и побочной продукции сухого вещества, отнесенной к затратам совокупной энергии на ее получение.
Энергетическая себестоимость 1 т основной продукции (ГДж/т) показывает отношение затрат совокупной энергии к сбору продукции с га.
Исследованиями С.Н. Зудилина, Н.Н. Ельчаниновой и др. (1999) установлено, что основная доля энергозатрат (40-45%) приходится на семена, поэтому биоэнергетическую оценку посева мы связали с нормами высева сортов гороха.
Данные таблицы 52 показывают, что в среднем за 1997-1999 гг. меньше всего затрачивается совокупной энергии (10,84 ГДж/га) при выращивании сорта Аксайский усатый 5 с изучаемой нормой высева 0,8 млн./га семян. Двукратное увеличение нормы высева с 0,8 до 1,6 млн. всхожих семян на 1 га привело к увеличению энергозатрат в 1,32 раза у Аксайского усатого 5 и в 1,28 раза - у Сармата. Установлено, что основным источником совокупной антропогенной энергии при выращивании гороха является посев. Доля энергии, затрачиваемой на этот элемент технологии, может достигнуть 50%. Факторами, оказывающими влияние на затраты энергии при посеве, являются: 1) необходимость посева определенного количества всхожих семян на 1 га; 2) снижение нормы выработки посевного агрегата при увеличении нормы посева (в кг/га), что приводит к увеличению технологических энергозатрат. По нашим расчетам доля семян в общих энергозатратах возросла при удвоении нормы высева у Аксайского усатого 5 с 24,5 до 36% и Сармата - с 22,3 до 35,8%.
Вторым по величине источником затрат энергии является уборка урожая. Сортовые особенности при этом обусловили способы уборки (однофазная для Аксайского усатого 5, двухфазная для Сармата) и уровень урожайности, определяемой сортовыми особенностями и нормами высева. По сорту Сармат энергозатраты на уборку были в 1,58 раза выше, чем Аксайского усатого 5 при норме 0,8 ив 1,37 при высеве 1,6 млн. всхожих семян на га. Уменьшение доли затрат на уборку урожая при загущении посева связано со значительной энергоемкостью семян (17,69 МДж/кг).
Поэтому общие затраты совокупной энергии по сорту Аксайский усатый 5 оказались ниже, чем у Сармата.
Энергия основной и побочной продукции урожая гороха, являясь расчетной величиной, целиком зависела от изменения урожайности по вариантам опыта (табл. 53). Максимальной она была при норме высева 1,4 у сорта Аксайский усатый 5 и Сармата - при норме 1,2 млн./га. По этим же нормам высева максимальный чистый энергетический доход (23,04 ГДж/га) у Аксайского усатото 5 и 24,64 — у Сармата. Увеличение этого показателя с повышением до определенного предела норм высева объясняется повышением выхода валовой энергии вследствие возрастания урожайности.
Коэффициент энергетической эффективности является аналогом экономического показателя рентабельности. Исследования показали, что особенности изучаемых сортов влияют на коэффициент энергетической эффективности. У более гфодуктивного Сармата этот коэффициент больше, чем у Аксайского усатого 5, почти на единицу. Заметно влияние и норм высева. У усатого сорта максимум (2,65) достигнут при высеве 1,4, у Сармата (3,39) - 1,2 млн. всхожих семян на га. Загущение посева выше упомянутых норм привело к снижению энергетического коэффициента, что соответствует закономерностям изменения урожайности семян
Биоэнергетический коэффициент посева обусловлен суммой содержания энергии в основной и побочной продукции и затратами совокупной энергии на ее выращивание. При большей сумме энергии в урожае у сорта Сармат этот коэффициент ниже, чем у Аксайского усатого 5 (в среднем на 0,7, или на 12%). Это обусловлено большими затратами совокупной энергии за счет расхода на посев сравнительно крупных семян и необходимости двухфазной уборки полегшего посева. По нормам высева максимума биоэнергетический коэффициент у Аксайского усатого 5 достиг при увеличении числа всхожих семян до 1,2 млн. на 1 га. В варианте 1,4 млн./га с самой высокой урожайностью этот показатель был несколько ниже (на 0,06 ГДж/га).