Разработка приемов повышения урожайности детерминантных сортов узколистного люпина Меднов Александр Владимирович

Содержание к диссертации

Введение

Гл ава I. Обзор литературы 7

1.1. История культуры и современное состояние 7

1.2. Распространение люпина узколистного 12

1.3. Хозяйственное значение 13

1.4. Морфотипы и сорта люпина узколистного 15

1.5. Особенности роста и развития 17

1.5.1, Фазы и периоды развития люпина 18

1.6. Отношение к экологическим факторам 19

1.6.1. Отношение к теплу 19

1.6.2. Отношение к влаге 20

1.6.3. Отношение к свету 21

1.6.4. Отношение к почве и элементам питания 22

1.6.5. Особенности накопления азота, фосфора и калия 23

1.7. Технология возделывания люпина 25

1.7.1, Нормы высева и густота стояния растений 25

1.8. Фотосинтетическая деятельность посевов 28

1.9. Особенности формирования элементов структуры урожая 31

Глава 2. Экспериментальная часть 33

2.1. Место, условия, материал и методика проведения исследований 33

2.2. Метеорологические условия в годы исследований 34

Глава 3. Результаты исследований 41

3.1. Агрономическое значение люпинЕгдетерминантных сортов 41

3.2. Продолжительность фенофаз у детерминантных сортов узколистного люпина 42

3.3. Сравнительное испытание различных сортов люпина и гороха ..44

3.4. Морфобиотипы люпина узколистного 48

Глава 4. Влияние различных нормглкншна,на урожайность зерна различных сортов люпина

4.1. Полевая всхожесть и выживаемость растений 52

4.2. Высота растений вегетации 56

4.3. Структура семенной продуктивности 62

4.4. Урожайность зерна у сортов люпина при разных нормах высева 64

Глава 5. Урожайность зеленой массы у сортов люпина при разных нормах высева 73

5.1. Результаты учета урожайности зеленой массы 73

5.2. Структура урожайности зеленой массы люпина 78

Глава 6. Влияние биопрепаратов на урожайность детерминантных сортов люпина 80

6.1 Полевая всхожесть и выживаемость растений 80

6.2. Высота растений под влияние биопрепаратов 82

6.3. Влияние биопрепаратов на урожайность зерна люпина 86

6.4 Влияние биопрепаратов на формирование зеленой и сухой массы у детерминантных сортов люпина 88

6.5 Соотношение компонентов биологического урожая разнотипных сортов люпина 90

Глава 7. Экономическая эффективность возделывания люпина узколистного при разной густоте стояния растений 92

Выводы 94

Предложения производству 95

Список используемой литературы 96

• История культуры и современное состояние
• Сравнительное испытание различных сортов люпина и гороха
• Урожайность зерна у сортов люпина при разных нормах высева
• Результаты учета урожайности зеленой массы

Введение к работе

В Нечерноземной зоне, как и в других регионах Российской Федерации, важное значение имеет увеличение производства растительного белка для нужд населения и животноводства. В настоящее время основными источниками растительного белка являются зерновые культуры, однолетние и многолетние бобовые травы. Однако для первых получения высоких урожаев зерна и белка связано с внесением больших доз минерального азота, а вторые в основном производят травянистые корма. Более универсальными являются зерновые бобовые культуры, которые, используя свободный азот из воздуха, формируют богатые белками вегетативную массу и зерно.

Среди зерновых бобовых культур выделяются своими достоинствами крупносеменные виды однолетнего люпина: белый, желтый и узколистный (синий). Они не только накапливают большое количество азота в надземной массе, но и благодаря симбиотической деятельности клубеньковых бактерий оставляют его в почве в результате разложения поукосных, пожнивных и корневых остатков.

Культура люпинов приобретает особенно большое значение в условиях недостатка и удорожания источников минерального сырья и азота, к тому же использование, которых в больших масштабах ведет к ухудшению экологической среды.

Среди окультуренных видов наиболее скороспелым является узколистный люпин. Примером его успешного использования является опыт Австралии, где он занимает посевную площадь свыше 1млн. га и является основным источником производства растительного белка и лучшим предшественником основной продовольственной культуры — яровой пшеницы, оставляя после себя в почве в среднем 80 кг/га азота.

В менее благоприятных для возделывания люпина почвенно-климатических условиях Российский Федерации и особенно в Центральных и прилегающих к ним с севера областях Нечерноземной зоны узколистный люпин до настоящего времени занимает небольшие посевные площади. До

5 настоящего времени основным ограничивающим фактором был незаконченный тип роста растений. Даже при раннем цветении растения люпина при наличии влаги и пониженных температурах во второй период вегетации дополнительно ветвились, израстали, формирование бобов и созревание семян затягивалась.

Коренной перелом произошел в 70-80-х годах прошлого столетия с выведением впервые в НИИСХ ЦРНЗ и ТСХА индуцированных детерминантных мутантов, у которых в пазушных почках формируются не вегетативные побеги, а цветки и бобы, что прекращает рост растений. На базе детерминантных мутантов созданы первые ультроскороспелые сорта узколистного люпина, включенные в Госреестр селекционных достижений Ладный, Дикаф 14 селекции НИИСХ ЦРНЗ и ТСХА, Надежда - селекции НИИ люпина, и переданные на государственное испытание сорта Ладный 7 и Денлад. Морфобиологические особенности новых сортов и их хозяйственное значение до настоящего времени недостаточно изучены, что вызывает необходимость проведения настоящих исследований.

Актуальность темы исследований.

Первые районированные детерминантные сорта узколистного люпина, как и последующие переданные на государственное сортоиспытание выделены сравнительно недавно, они не прошли длительного периода адаптации к экологическим условиям, поэтому актуальными являются исследования морфобиологических особенностей различных по происхождению детерминантных сортообразцов, изучение особенностей их роста и развития, их параметров оптимизирующих продуктивность и урожайность.

Цель исследований

Основная цель исследований - на основе сравнительного изучения различных по происхождению детерминантных сортообразцов определить особенности их роста, развития и формирования урожайности, выявить факторы, определяющие их продуктивность и урожайность.

Задачи исследований:

1. Провести сравнительное изучение внесенных в Госреестр и
переданных на госиспытание перспективных детерминантных сортообразцов,
изучить особенности их роста, развития и формирования урожайности.

2. Определить изменчивость и наследуемость хозяйственных и морфобиологических признаков, выявить наиболее продуктивные биотипы для формирования высокоурожайных и высококачественных оригинальных семян.

3. Изучить влияние различных технологических приемов (нормы высева, предпосевная обработка семян — молибденом, ризоторфином) на морфо- биологические особенности и урожайность сортообразцов люпина.

Научная новизна.

Впервые изучены различные морфотипы сортообразцов с блокированием ветвления (детерминантные) на центральном побеге и боковых ветвях в сравнении с обычными ветвистыми сортами. Показаны их морфобиологические и агрономические особенности роста, развития и формирования репродуктивных органов. Учитывая выявленные закономерности, предложены подходы к разработке приемов повышения их продуктивности и урожайности.

Практическая значимость работы

Проведено сравнительное изучение морфобиологических и агрономических признаков у детерминантных районированных (Ладный, Дикаф 14) и перспективных (Ладный 7, Денлад) сортов в сравнении с обычными недетерминантными (ветвистыми) - Кристалл, Немчиновский 846. Разработаны приемы поддержания их потенциальной продуктивности и урожайности в процессе репродуцирования и сохранения количественных и качественных показателей.

На основе проведенных исследований рекомендуются оптимальные нормы высева детерминантных и обычных ветвистых сортов узколистного люпина, установлена эффективность применения ризоторфина и молибдена не только под обычные, но и детерминантные сорта узколистного кормового люпина.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. История культуры и современное состояние

Издавна люпин возделывался в странах Древнего мира - Египте, Греции, Римской империи. Использовали его для удобрения полей, а после обезгорчивания (вымачивания в воде) на пищевые цели.

Центром происхождения возделываемых европейских крупносеменных видов люпина — белого, желтого, узколистного (синего) являются страны Средиземноморья (П. М. Жуковский, 1928; Н.И. Шарапов, 1949; и др.). Из Рима люпин распространялся по странам, входящих в империю - Францию, Германию и др. В странах, расположенных южнее, получил распространение белый люпин, а в северных прибалтийских странах — желтый и узколистный (синий). Большинство ранее распространенных форм узколистного люпина имели синие цветки, поэтому в начале окультуривания узколистный люпин называли синим.

Особенно широко в XVIII — IXX веках возделывали на удобрение желтый люпин на бедных песчаных и супесчаных почвах, а на бедных суглинистых -узколистный. Из Германии люпин распространился в Польшу, а затем в Россию.

В России первые опыты с люпином в качестве сидерата проводил профессор Бурдин на опытном поле в Новой Александрии (теперь Пулавы, Польша), затем профессор Богданов в 1885 г на почвах бывшего Родомильского уезда (НА Майсурян, А.И. Атабекова, 1974).

После гражданской войны исследования по использованию люпина на зеленое удобрение в больших объемах проводили на песчаных почвах на Житомирской, Черниговской, Минской, Новозыбковской и других опытных станциях (Е.К. Алексеев, 1940). Под руководством академиков Д.Н. Прянишникова, Е. К. Алексеева перед отечественной войной были развернуты исследования по использованию люпина на сидерацию и на суглинистых почвах в ОПХ «Красный Маяк» Зонального института зернового хозяйства (Е. К. Алексеев, 1948).

Качественно новый этап в использовании этой культуры был начат в 30-х годах XX столетия, благодаря нахождению простых методов в начале качественного и затем количественного определения алкалоидов.

Используя эти методы селекционером Зенгбушем (Sengbusch, 1942) в Германии из 1,5 млн. проанализированных растений было выделено 3 малоалкалоидных растения узколистного и 2 желтого люпина (Н.И. Шарапов, 1949).

Линия 411 узколистного люпина под названием Мюнхенберский сладкий синий люпин послужила родительской формой для выведения многих малоалкалоидных кормовых сортов в Дании, Польше, Швеции и других странах, В Швеции от скрещивания этой линии с местным алкалоидным скороспелым сортом был создан кормовой сорт Борре, который получил широкое распространение, а в США и Австралии стал родоначальником многих выдающихся сортов местной селекции.

В СССР по инициативе Д.Н. Прянишникова в ВИРе были разработаны, отличные от засекреченных немецких, простые методы качественного, а затем и количественного определения алкалоидов (Н. Н. Иванов, М. Н. Смирнова, 1932).

Поиски малоалкалоидных мутантов развернулись на Минской (Я. Н. Свирский, 1940; B.C. Федотов, 1940) и Новозыбковской (Н.И. Шарапов, 1949; Боженова, 1959) опытных станциях. Перед отечественной войной такие мутанты у желтого и узколистного люпина были найдены, однако из - за позднеспелости и неустойчивости к болезням они не получили распространения.

В послевоенные годы из семенного материала накопленного контрольно — семенными лабораториями были выведены малоалкалоидные сорта Белорусский 155 и Немчиновский кормовой 1 (В. С. Федотов, 1959). Они были районированы, но из - за позднеспелости и повышенного содержания алкалоидов в последующем были забракованы.

Впервые раноцветущий сорт узколистного люпина с антоциановой пигментацией был выведен на кафедре растениеводства ТСХА отбором из спонтанных гибридов. Под названием Северный 3 он был районирован, но из — за сильного растрескивания бобов не получил широкого распространения (П.А Майсурян, А.И. Атабекова, 1974).

К концу 70-х годов XX столетия основные посевные площади в Российской Федерации занимали сорта желтого люпина: Вайко из Германии, Носовский белосемянный из Чернигова, Быстрорастущий 4 селекции Новозыбковской станции, а к началу 80-х сорт Академический 1 селекции БСХА.

В то же время получил широкое распространение кормовой сорт узколистного люпина Немчиновский 846. Этот сорт отличается сиреневыми цветами, чисто белыми семенами, экологической пластичностью, выносливостью к стрессовым факторам (Г. А. Дебелый, Л. В. Калинина, 1973). Он и до настоящего времени на многих сортоучастках является стандартным сортом.

Сорта желтого люпина, в отличие от узколистного на кислых бедных песчаных и супесчаных почвах обеспечивали получение высоких урожаев зеленной массы - до 300 - 500 ц/га. Это привело в Полесье Украины, Белоруссии, Нечерноземной зоне России к расширению посевных площадей до 800 тыс. га, в т. ч, 200 - 300 тыс. га на семена.

Вместе с тем во многих хозяйствах, нарушая рекомендуемые научными учреждениями севообороты, стали размещать люпин по люпину, при этом в течение ряда лет. В результате накопления корневых гнилей и неустойчивости к ним сортов посевы люпина вначале желтого, а потом белого и узколистного стали поражаться болезнями и резко снижать урожаи (Н.В. Турбин, Г. Т. Лавриненко, 1974). Лишь к концу 80-х годов, используя источники устойчивости к фузариозу из ГДР и Польши, были выведены и районированы сорта желтого люпина выносливые к корневым гнилям - Мотив, БСХА - 382 и др. (Г.И. Таранухо, 1980, 1989).

В Белорусском НИИ земледелия и кормов (Н. С. Купцов, 1987; Л. В. Кукреш, 1989) с привлечением выносливых к корневым гнилям сортов из Польши и других источников были выведены устойчивые к корневым гнилям сорта Данко, Купава и другие.

В 90-х годах XX столетия культура люпина, вначале белого, затем желтого подверглась новым испытаниям. Из Южной Америки в Европу были завезены агрессивные расы антракноза, борьбе с которыми в настоящее время уделяется много внимания (К, Ваег, 1993; Cowling, 1999; .Якушева, 1997, А. Valente, 2002 и др.).

Несмотря на значительную конкуренцию со стороны других зерновых бобовых культур, в первую очередь сои и гороха, исследования по культуре люпина проводят во многих странах.

В Польше до настоящего времени имеют значение горькие алкалоидные сорта узколистного люпина, их используют на удобрение и в лесном хозяйстве (С. Барбацкий, 1959; W. Bednarek, 1992), изучают сроки сева и нормы высева (Н. Yasinska, A. Kotecki, 1988), применение микроэлементов (A. Kotecki, W. Mailarz, 1991), роль и место в севооборотах (F. Pawlowski, К. Szymankiewicz, 1988).

В ГДР, а теперь в ФРГ особенности культуры и технологии изложены во многих руководствах по земледелию и растениеводству (Шайбе, 1978; Бритель, 1985; Y. Yeisler, 1983, 1988; A. Uhlmann, S. Naumans, 1988; Н. Michalek, М. Brummund, 1989; К. Heiland, 1996). Много внимание уделяется использованию люпина на зеленое удобрение (К. Ваег, Н. Koriathbi, W. Podlesak, 1990), применению муки из люпина в кормлении (P. Schuhmann, 1999). В северо — восточных землях Германии (P. Romer, 1992) проводится селекционная работа с узколистным люпином и люпином изменчивым (L. mutabilis).

О распространении, селекции и технологии возделывания люпина в Южной Америке сообщают многие авторы (К. Ваег, 1998; A. Cossio, Ynfante, 1990; М.А. Habit, 1982 и др.).

Наиболее успешно используют культур узколистного люпина в Австралии, где она занимает площадь свыше 1 млн. га. После того, как под руководством знаменитого ученого Гладстонеса (Y. S. Yladstones, 1977) были выведены первые кормовые сорта, люпин получил широкое распространение в Австралии как основная зернофуражная высокобелковая культура. Вскоре были выведены новые высококачественные сорта: белосемянные, мягкокожурные, с нерастрескивающимися бобами, устойчивые к фузариозу, фомопсису, листовой бурой пятнистости. Сейчас интенсивно ведутся исследования по созданию сортов устойчивых к антракнозу.

При осенне-зимней культуре узколистный люпин имеет распространение в субтропической зоне: в Южной Африке, в южных штатах США (Forbes et all., 1971), в Новой Зеландии (Y. Hlull, 1990).

В Российской Федерации комплексную программу по селекции узколистного люпина осуществляет ВНИИ люпина (г. Брянск) (И. П. Таку нов, 1996, 1997, 2001; Б. С. Лихачев, 1997; М. И. Лукашевич, И. К. Савичева и др., 2001). За последние годы в институте созданы высокоурожайные сорта узколистного люпина: Брянский 123, Брянский Л-9, Белозерный, Свислочь и др. (П. А. Агеева, С. Н. Борисова, 2001) проводятся исследования по биохимии (М. Л. Бернацкая, 1977) фитопатологии, по использованию люпина в кормлении животных, по технологии возделывания (А.С. Кононов, 1986, 2003), известны генетико - селекционные исследования по люпину, которые проводят во ВНИИЗБК (С. Н. Агаркова и др., 1997 ).

Старейшим учреждением по внедрению культуры люпина в с/х производство СССР, а теперь Российской Федерации является НИИСХ ЦРНЗ -ранее Зональный институт северного зернового хозяйства. В довоенные годы обширные исследования по использованию люпина на зеленое удобрение в севооборотах проводились в отделе земледелия (Е. К. Алексеев и др., 1940), а в послевоенные годы были развернуты селекционные работы. Селекционером А. Г. Быковец (1953) был выведен сорт сидерального узколистного люпина Немчиновский синий. В 1972 г районирован новый кормовой сорт

12 узколистного люпина Немчиновский кормовой 1. Из материалов В. С. Федотова создан скороспелый пластичный высокоурожайный сорт Немчиновский 846 (Г. А. Дебелый, Л. В. Калинина, 1974), который получил широкое распространение. Благодаря применению метода индуцированного мутагенеза значительно возросло генетическое разнообразие у люпина узколистного. В результате были получены ранее неизвестные сорта с блокированием ветвления на центральном побеге, скороспелые неизрастающие (Г. А. Дебелый, А. В. Зекунов, 1977; Г. А. Дебелый, В. И. Дербенский, 1996). 1.2. Распространение люпина узколистного

В сельскохозяйственном производстве России используют 4 вида люпина: узколистный, желтый, белый и многолетний (многолистный).

В настоящее время более распространен среди них - узколистный люпин (L. angustufolius). По сравнению с желтым и белым люпином он более скороспелый. Продолжительность его вегетационного периода в Нечерноземной зоне РФ в среднем составляет 80-110 дней. По данным В.Н. Дюбина (1981) устойчивое семеноводство обычных ветвистых сортов узколистного люпина возможно в регионах с суммой активных температур свыше 1900С за вегетационный период (И. П. Такунов, 1997).

Северная граница ареала возделывания обычных ветвистых сортов узколистного люпина на семена 58С, а детерминантных сортов (Ладный, Дикаф 14, Надежда и др.) - 60С северной широты, т. е. в пределах Псковской, Костромской, Пермской и др. областей. Использование узколистного люпина на зеленый корм, силос и сидерат возможно до северных граница земледелия. На юге узколистный люпин выращивают в Орловской, Курской, Воронежской и Липецкой областях.

Общая площадь пашни в возможном регионе возделывания узколистного люпина по данным ВНИИ люпина составляет около 30 млн. га (И. П. Такунов, 1996).

В Европе люпин узколистный распространен преимущественно на легких малоплодородных почвах в Германии и Польше. В южных районах Финляндии и Швеции, люпин выращивают в основном как сидеральную культуру.

В Южной Америке, в Чили и Перу выращивают преимущественно белый люпин на кормовые цели. В США ведется селекция сортов узколистного люпина устойчивых к пониженным температурам, так как его возделывают как сидерат в субтропиках в хлопкосеющей зоне.

Большие успехи достигнуты в селекции люпина узколистного австралийскими учеными. В результате проработки большого исходного и селекционного материала были устранены недостатки у возделываемых здесь сортов - растрескиваемость бобов, поражаемость болезнями и другие (Y. S. Gladstones, 1977; В. French, В. Snart, М. Parry, 1988;). Сорта австралийской селекции широко возделываются не только в Австралии, но и в Новой Зеландии, США, ЮАР, кроме того, их используют в качестве исходного материала во многих селекционных центрах мира, ведущих работу с этой культурой (Б. С. Курлович, 1985, 1989).

1.3. Хозяйственное значение

В зерне злаковых культур белка содержится 8 - 13%, в зерне гороха, вики, кормовых бобов в среднем от 22 до 30%, а в семенах люпина в зависимости от вида и сорта от 30 до 46% (А. В. Мироненко, 1975). А. И. Терехов и А. Д. Савкина (1992) указывают, что в расчете на 1 корм. ед. в зерне люпина содержится 245г переваримого протеина, или в 2,9; 3,5; и 4,5 раза больше, чем в зерне овса (83г), ячменя (70г) и кукурузы (59г). Только соя по содержанию белка превосходит люпин, однако она имеет значительно больше ингибиторов трипсина и других антипитательных веществ (С. К. Арора, 1986). В зерне люпина также содержится 11 - 12% клетчатки, 5 - 6% жира, 4,12 мг кальция 3,18 мг калия и другие минеральные вещества (А. В. Мироненко, 1975).

У зерновых бобовых соотношение между протеином и углеводами в семенах (1:2,5 - 3) значительно уже по сравнению с зерном злаковых (1: 7). Добавлением зернобобовых к богатым углеводами злаковым кормам улучшает

14 соотношение между протеином и углеводами, что имеет большее значение для повышения эффективности кормления животных.

По данным ВНИИ люпина, (А. С. Кононов, 2003) люпин и люпино -злаковые травосмеси в паровых полях, в поукосных и пожнивных посевах могут служить основным зеленым кормом в течение всего летне-осеннего периода для крупного рогатого скота и других животных, а также сырьем для закладки силоса, сенажа и других кормов.

Для кормовых и пищевых целей используются в основном семена люпина с содержанием алкалоидов не более 0,02 - 0,03 %. При большем содержании алкалоидов добавляют другие компоненты кормосмесей.

В отличии от других однолетних бобовых люпин благодаря активной азотфиксирующей деятельности восстанавливает плодородие почвы при запашке корневых и пожнивных остатков (Е. К. Алексеев, 1948, Г. С. Посыпанов, 1993,1997).

Кроме этого, люпин особенно желтый хорошо развивается на кислых бедных песчаных почвах, на которых не дают урожай другие однолетние бобовые (Д. Н. Прянишников, 1945; Ю. Н. Малыгин, 1948; Е.К. Алексеев, 1968; Н.А.Духанин, 1974).

Люпин - хороший предшественник для других культур, так департамент сельского хозяйства Австралии оценивает вклад люпина в повышение урожайности пшеницы в Западной Австралии в 100 млн. долларов, а яровая пшеница основная хлебная культура Австралии (И. П. Такунов, 1996).

Люпин в симбиозе с клубеньковыми бактериями способен фиксировать при нормальном развитии в среднем 160 — 180 кг/га атмосферного азота, а при инокуляции семян штаммами клубеньковых бактерий и благоприятных почвенно-климатических условий - до 400 кг/га, что соответствует в среднем 0,5 т, а в лучших вариантах до одной и даже более тонн аммиачной селитры (Е. К. Алексеев, 1948; Н. А. Майсурян, 1974; В.М. Пенчуков и др., 1993; Д. Н. Прянишников, 1945; К.И. Саввичев, 1964).

В системах землепользования, особенно с ограниченным применением химических средств защиты растений и без внесения минеральных азотных удобрений (альтернативное или экологическое земледелие), включение люпина узколистного в севооборот, где это позволяют районы возделывания, имеет большое значение.

Только за счет введения в севооборот зерновых бобовых культур можно снизить затраты энергии, увеличить накопление энергии в урожае и, тем, самым, повысить коэффициент энергетической эффективности севооборота (А. Д. Задорин, А.П. Исаев, 1994; Н. П. Такунов, 2001). Таким образом, люпин имеет огромный агрономический и экономический потенциал, который до настоящего времени полностью не раскрыт.

Из вышеупомянутого следует, что люпин нужно оценивать не только по урожайности зерна, но и по сбору белка с гектара посевов в зерне и зеленой массе, по стоимости получаемой продукции, по количеству связанного атмосферного азота и оставленного в почве для последующих культур, количеству сэкономленных азотных удобрений (А. Н. Терехов, А. Д. Савкина, 1992; Н. П. Такунов, 2001).

1.4. Морфотипы и сорта люпина узколистного

По данным Б. С. Курловича (1989, 1995), генофонд узколистного люпина классифицируется на 13 довольно четко различающихся между собой разновидностей, 12 подразновидностей, 6 форм, 14 экотипов и 13 сортотипов.

Основным типом ветвления у узколистного люпина является симподиальный (вверху) и моноподиальный (внизу). С созданием скороспелых сортов появились формы и сорта с симподиальным, моноподиальным и смешанным типом ветвления. Особый интерес представляют формы с блокированием ветвления (детерминантным типом роста). Такие формы впервые были получены в НИИСХ ЦРНЗ селекционерами Г. А. Дебелым и А. В. Зекуновым в 1977 г., а затем в ТСХА (Ю. Б. Коновалов, Н. А Клочко, Н. Ф. Аникеева, 1981) и других селекционных учреждениях: БелНИИЗ (Н. С. Купцов, 1987), БСХА (Г. И. Таранухо, 2001)и др.

Детерминантные мутанты подразделяются на: эпигональные, у которых блокирование ветвления происходит на центральном побеге, когда в пазухах верхних листьев образуются не вегетативные побеги, а бобы, и собственно детерминантных, у которых блокирование ветвления происходит не только на центральном, но и на боковых побегах разных порядков (ветвях). У детерминантных (эпигональных) мутантов цветки образуются как в пазухах листьев, так и на самом побеге. Такую архитектонику растений имеют основные сорта с детерминантыым типом ветвления: Ладный, Дикаф 14, Денлад, Надежда. Другого типа детерминантные мутанты имеют блокирование ветвления на побегах разных порядков, например, 1-ого и т. д (3. П. Воронова, Г. А. Дебелый, В. И. Дербенский, 1997).

Соцветие у люпина узколистного небольшое малоцветковое, с очередным расположением цветков. Окраска цветков различная (белая, розовая, синяя, фиолетовая и пр.) Плод - боб, довольно крупный, в зрелом виде желто -коричневого цвета. Семена чаще округло - яйцевидные. Масса 1000 семян до 200 г. (Н.А Майсурян, А.И. Атабекова, 1974). Окраска семян серовато -пятнистая, коричневая, белая. У отдельных белосеменных сортов на кожуре имеется коричневая или темно - коричневая полоска - а выше такой же окраски треугольное пятно (Н. А. Майсурян, А. И. Атабекова, 1974, Б. С. Курлович, 1995).

Среди распространенных сортов узколистного люпина можно отметить следующие:

ІІемчиновский 846- обычный ветвистый тип. Допущен к использованию в производстве с 1972 года по 2,3,4,7 регионам. Относительно скороспелый, вегетационный период 97 дней. Урожайность семян, зеленой массы и сухого вещества на ГСУ в разные годы составляет 16,6 - 25; 238-290 и 35,9 - 38,0 ц/га.

Ладный, Дикаф 14, Надежда — детерминантные (эпигональные) сорта с блокированием ветвления на центральной кисти, морфотипы зернофуражного направления, ультраскороспелые. Продолжительность вегетации 80-86 дней. Генеративные органы образуются только на центральном побеге (на цветоносе

17 и в пазухах верхних листьев), боковое ветвление отсутствует, урожай зерна 25 -32 ц/га.

Кристалл - обычный ветвистый с блокированием ветвления на 3 - 4 побегах. Универсального хозяйственного использования. Внесен в Госреестр селекционных достижений с 1998 г. Масса 1000 семян 160-170 г. Отличается быстрым начальным ростом, среднеспелый, продолжительность вегетационного периода более 100 дней. Содержание алкалоидов в семенах 0,05 - 0,07 %, в сухом веществе зеленой массы до 0,05%.

Белозерный 110 - обычный ветвистый тип, отличается интенсивным начальным ростом, устойчивостью к фузариозу и растрескиванию бобов. Внесен в госреестр с 2003 года. Содержание алкалоидов в зерне 0,04 — 0,05 %, в сухом веществе 0,015 — 0,02 %.

Спежеть ~ ветвистый морфотип, с блокированием ветвления на боковых ветвях 2 — 3 порядков. Отличается высокой продуктивностью и стабильно низким содержанием алкалоидов — 0,02 — 0,04 % в зерне.

1.5. Особенности роста и развития

По типу ветвления высшие растения делят на формы с детерминантным и недерминантным ростом (П. М. Жуковский, 1950). Типичными представителями растений с детерминантным типом роста являются монокарпические виды (подсолнечник, кукуруза) и листовые формы (табак, салат). К недерминантным формам относят сильно ветвящиеся или кустистые виды, вьющиеся растения, у которых в пазухе листа образуется новый побег и у каждого побега картина роста повторяется. Четкой границы между этими типами растений нет. Потенциал роста у недетерминантных видов проявляется в полной форме лишь при свободном размещении растений (А. А. Ничипорович, 1972).

Из-за больших затрат энергии в настоящее время практически отсутствуют резервы увеличения продуктивности растений за счет удлинения продолжительности вегетационного периода. И, напротив, актуальной задачей является создание скороспелых сортов и форм растений, эффективно

18 использующих невысокий фотопотенциал в зонах с коротким вегетационным периодом (А. А. Жученко, 1990).

1.5.1. Фазы и периоды развития люпина

У люпина узколистного отмечают фазы всходов, бутонизации, цветения, образования бобов, выполненных бобов и созревания. Эти фазы отличаются по побегам и ярусам растений вследствие растянутости этого процесса во времени (А. И. Атабекова, 1958, 1962; Г. Г. Гатаулина, 1984, 1987).

В результате многолетних исследований продолжительности вегетации и особенности ветвления коллекционных форм люпина были определены периоды в развитии этого вида, а также у других видов люпина (Г. Г. Гатаулина, 1987; М. С. Тришкин, 1993).

Выделены периоды, характеризующиеся определенными

морфологическими и функциональными изменениями в посевах. Эти периоды тесно связаны с фазами развития растений. Авторы выделяет начальный период посев - всходы и конечный - созревание, когда фотосинтез отсутствует. Время вегетации от всходов до начала созревания, то есть период активной фотосинтетической деятельности, подразделяются на 4 периода, каждый из которых характеризуются определенными особенностями роста, формирования урожая и выходными данными, оказывающими влияние на формирование урожая в последующих периодах.

В 1-й период от всходов до начала цветения с нарастающей интенсивностью происходит рост вегетативных органов, развивается корневая система, увеличивается листовая поверхность. В это время определяется густота стояния растений.

2-й период цветения и образования бобов - наиболее сложный в развитии растений. В это время высокими темпами вырастает листовая поверхность, достигая максимума к концу периода, завершается рост растений в высоту и последовательно, по ярусам идет цветение и образование плодов. Наряду с репродуктивным развитием продолжается интенсивный рост вегетативных органов. Цветы и плоды могут опадать из-за недостатка влаги, питательных

19 веществ, а также конкурентных отношений между вегетативными и генеративными органами (Г.Г. Гатаулина, В.А. Приходько, )983) . В конце этого периода формируется такой показатель, как число плодов в расчете на растение и на единицу площади. Процессы, происходящие во 2 периоде, и его выходные показатели определяют величину будущего урожая, продолжительность последующих периодов, возможность созревания семян.

3 - период рост бобов. В это время обычно не происходит нарастание вегетативных органов. Площадь листьев остается на высоком уровне, интенсивно растут плоды. К концу периода максимальными становятся такими показатели, как масса створок, а также размеры плодов и общий урожай сырой надземной массы (Г.Г. Гатаулина, 1984; М. С. Тришкин, 1993).

В 4-й период - налива семян, листья начинают желтеть и засыхают или

опадают, начиная с нижних. К концу этого периода зеленые листья почти не

остаётся. В это время питательные вещества из других органов оттекают в

семена, и к концу периода сухая масса семян становится максимальной. Во

время созревания отмечается потеря воды всеми органами растений, створки

плодов и семена достигают максимальной величины. Во время созревания

семена постепенно становятся сухими.

1.6. Отношение к экологическим факторам 1.6.1. Отношение к теплу

Люпин узколистный относится к числу сравнительно холодостойких растений, т.к. из всех возделываемых однолетних люпинов он менее требователен к теплу и является скороспелым по сравнению с желтым и белым люпинами. Хозяйственный оптимум температур для прорастания семян составляет +9.„.+12С, минимальный +2...+4С.

В.Н. Дюбин (1981), обобщив данные Госсортсети и станций Госкомгидромета, пришел к выводу, что сумма средних суточных температур, необходимых для появления всходов люпина, от даты посева составляет +150 С, чем выше среднесуточная температура воздуха, тем быстрее появляются всходы. Сумма температур за период всходы - полное цветение для

20 узколистного люпина равна - 800 С, а оптимальные условия, обеспечивающий высокий урожай семян, соответствует- 15 - 17С средней температуры воздуха и 200-250 мм осадков за период всходы - хозяйственная спелость (И. П. Такунов, 2004).

Люпин более чувствителен к весенним заморозкам в фазу семядольных листочков, первые настоящие листочки выдерживает понижение температуры до -2...-3С, а в фазе 4-6 настоящих листочков заморозки до -7...-9С (Н. И. Шарапов, 1949, Г. В. Бадина, 1974),

По многочисленным данным (Г, В. Бадина, 1974; Н.А. Майсурян, А.И. Атабекова, 1974; В, Н. Дюбин, 1981) для узколистного люпина сумма активных температур свыше 10С необходимая для формирования семян составляет от 1600 до 1900С, оптимальная - 1800С. Требуемые минимальные температуры и хозяйственный оптимум по фазам развития культуры колеблются в пределах: в фазу - всходов соответственно - 5 - 6С и 9 - 12С; формирование вегетативных органов - 5 - 6С и 12 - 18С; цветения - 8 - 12С и 16 - 21 С; плодоношения — 15 - 10С и 24 - 16С с длительностью вегетации для люпина узколистного 85 -120 дней.

1.6.2. Отношение к влаге Люпин - влаголюбивая культура, так как первые признаки жизнедеятельности семена проявляют при увеличении содержания воды до 20 -25% от их массы, но для полного набухания, прорастания и начала ростовых процессов люпину узколистному требуется 170% от их массы (С.Л. Соболев, Г. В. Бадина, 1957).

Многие авторы (С.Л. Соболев, Г. В. Бадина, 1957; С, Барбацкий,1959; Н.А. Майсурян, А.И. Атабекова, 1974 и др.) указывают на два критических периода у люпина к недостатку воды: период прорастания семян и период формирования на растениях генеративных органов, особенно с фазы бутонизации и весь период цветения до образования выполненных бобов. В ярко выраженной форме недостаток влаги проявляется в период бутонизации — цветения у малоалкалоидных сортов, когда наблюдается сильные опадение

21 цветков и завязей, что приводит к потере урожая семян, однако избыток влаги так же неблагоприятен для люпина. В годы с избыточным увлажнением растения ветвятся и израстают, период вегетации удлиняется, созревание семян задерживается, усиливается поражение растений грибными болезнями. Обильные осадки после засухи в критический период развития люпина вызывают сильное израстание, вегетационный период удлиняется, семена в бобах верхнего яруса не вызревают (В. С. Федотов, 1954; Н. А. Майсурян, 1962).

1.6.3. Отношение к свету Люпин - светолюбивое растение, что наглядно проявляется в их положительном гелиотропизме — свойстве поворачивать свои листья перпендикулярно падающим солнечным лучам в течение всего светового дня. Недостаток света вызывает усиленный рост стеблей, вытягивание их, слабое развитие корневой системы и как следствие этого резко снижается семенная продуктивность (С. Барбацкий, 1959). Каждому биотипу и сорту соответствует оптимальная плотность посева, обеспечивающая наилучшее использование фотосинтетически активной радиации. Изменяя сроки и способы посева, густоту стояния растений, можно в значительной степени регулировать световой режим в стеблестое (Г. Г. Гатаулина, М. С. Тришкин, 1993; Л.Г. Добрунов, 1959), Большое влияние на развитие растений оказывает интенсивность освещения, т. е. продолжительность или отношение длины дня и ночи. Е. К. Алексеев (1958) отмечает, что выделить фактор фотосинтетической реакции люпина в «чистом виде» трудно, потому что влияние ее переплетается с действием других факторов. Наблюдая над произрастанием желтого, узколистного и белого люпинов Н.А, Майсурян и А.И. Атабекова (1974) считают их растениями длинного дня. В то же время польский ученый С. Барбацкий (1959) к растениям длинного дня относит только узколистный люпин.

22 1.6.4. Отношение к почве и элементам питания.

Люпины способны произрастать на бедных почвах, но высокие урожаи зеленой массы и семян получают и на хорошо окультуренных почвах, т.е. на связных почвах — от супесчаных до средне суглинистых. Не пригодны для возделывания люпина тяжелые сырые малопроницаемые глинистые почвы с плотной подпочвой, а также с близко расположенными грунтовыми водами (Е. К. Алексеев, 1948; И. П. Такунов, 1996). Сравнительно невысокая требовательность люпина к почвенным условиям обусловлена несколькими его особенностями. Прежде всего, это наличие мощной корневой системы стержневого типа, корни люпина проникают в почву на глубину 1,5- 2 м, дают возможность растениям использовать влагу и питательные вещества из глубоких слоев, недоступных для других растений (Н. А. Духанин, 1974; Х.К. Асаров, 1979; В. Д. Панников, В. Г. Минеев, 1987).

Люпины способны фиксировать атмосферный азот при помощи специфических рас клубеньковых бактерий, присущих только ему (Т. Н. Троицкая, Н. Н. Кудрявцева, 1979; П. П. Вавилов, Г. С. Посыпанов, 1983, 1993). Эффективность симбиоза определяется не только плодородием почвы, сколько влажностью, температурой и аэрацией почвы (Е. К. Алексеев, 1948; Ф. Ф. Юхимчук, 1957; Н. Michalek, М. Brummund, 1989). Питание минеральным азотом из почвенного раствора требует меньше энергии, чем фиксация азота из воздуха, поэтому под люпин не следует вносить минеральный азот (Ф. Ф. Юхимчук, 1963).

Молибден стимулирует образование клубеньков, формирование плодов и семян. Кобальт и цинк оказывает положительное влияние на энергию прорастания и всхожесть семян, но отрицательно действуют на повышение содержания белка и снижение алкалоидов у люпинов (В. С. Федотов, 1967; Ю.К. Шакла, М. П. Диксит, 1986).

По данным Г. С. Посыпанова (1993) лучшие условия для симбиоза у однолетних бобовых культур с клубеньковыми бактериями складываются при рН 6,5-7,0, а для люпина удовлетворительные при рН 5,5, а также при

23 оптимизации фосфорно-калийного питания и обработке семян молибденом. Г. Г. С. Посыпанов (1993) и многие авторы (Н. А. Колосов, 1965; Т. С. Бражникова, 1973; Н. Michalek, М. Brummund, 1989) считают, что азотные удобрения в малых и средних дозах снижает активность азотфиксации, и не повышают урожайность бобовых культур. Так, называемые «стартовые» дозы азотных удобрений (10-30 кг/га) не приносят значительного эффекта (Н. А. Майсурян, Н. А. Атабекова, 1974).

Практика возделывания люпина свидетельствует о том, что под люпин более эффективно совместное применение фосфорно-калийных удобрений. Целесообразность этого приема объясняется увеличением урожая и ускорением созревания семян, что очень важно для Нечерноземной зоны (Е. К. Алексеев, 1957; П. П. Вавилов, Г. С. Посыпанов, 1983).

Из работ посвященных роли микроэлементов в жизнедеятельности бобовых культур, известно, что наибольшее значение имеет молибден, т. к. процессы азотфиксации и потребления минерального азота в растениях катализируют два молибденсодержащих фермента: нитрогеназа и нитратредуктаза (И. П. Такунов, 2001). Молибден под люпин вносят в почву (А. И. Заболотный, 1970; М. Я. Школьник, 1974; А. Я. Клинцаре, 1969; А. Kotecki, W. Malarz, 1991 и др.), обрабатывают растворами солей молибдена семена перед посевом (И. П. Александрова, 1973; И. П. Проскура, 1974; К. Н. Саввичев, 1964) и вегетирующие растения в период максимальной интенсивности азотфиксации (Н. Н. Львов, А. И. Заболотный, 1970). Во всех случаях наблюдается устойчивый положительный эффект.

1.6.5. Особенности накопления азота, фосфора и калия.

Средний вынос и максимальное потребление элементов питания 1 ц основной продукции и соответствующим количеством другой органической массы могут различаться в зависимости от конкретных условий выращивания и метеорологических условий года. Содержание питательных веществ в зерне и соломе люпина в расчете на 1 ц зерна, т. е. вынос питательных веществ, по

данным разных авторов представлены в таблице 1, которая взята из книги

«Зернобобовые культуры» (Д. Шпаар и др., 2000).

Таблица 1 Содержание питательных макроэлементов в зерне

и соломе люпина (вынос), кг/ц (86% СМ).

Люпин во время своего роста и развития использует питательные вещества неравномерно, наиболее интенсивно - во вторую половину вегетации (Т. С. Бражникова, 1973; Г. Г. Гатаулина, М. С. Тришкин, 1993; Г. С. Посыпанов, 1993; А. С. Кононов, 2003). В первый месяц вегетации он усваивает 12-14% азота от максимальной нормы, а в следующие полмесяца интенсивность потребления азота увеличивается в 2 раза и к концу цветения использует 50%. Наиболее интенсивно азот поступает в растения в период образования и роста бобов, а максимальное потребление всех элементов питания и их накопление наблюдается в фазе налива семян, когда нижние бобы начинают желтеть, верхние выполнены, но листья еще не опадают.

Фосфор, как и азот, по мере роста растений уменьшается во всех частях, кроме семян, куда он передвигается к концу вегетации из корней, стеблей и листьев. Еще Д.Н. Прянишников обнаружил, что люпин способен усваивать фосфор, из труднодоступных почвенных соединений, что было доказано другими исследователями (П. Г. Найдин, 1963; В. Д. Панников, В. Г. Минеев, 1977, 1987; X. К. Асаров, 1979).

В большинстве опытов форма фосфорного удобрения не влияла на урожай зерна и зеленой массы узколистного люпина (В. Д. Панников, В. Г. Минеев, 1977; И. П. Проскура, 1974), в то же время в некоторых случаях наблюдали более высокую эффективность фосфоритной муки в сравнении с суперфосфатом (Е. К. Алексеев, 1949; Н. И. Шарапов, 1949; П. Г. Найдин, 1963; С. А Семенов, 1970; Л. М. Томпсон, Ф. Р. Троу, 1982; W. Bednarek, 1992; М. М. Riley, et all. 1992). По отношению к калию люпин является наиболее требовательным из всех бобовых растений. Калий интенсивно поглощается люпином как до цветения, так и после него. В тоже время отмечается, что сильнее других видов на калий реагирует узколистный люпин, корневая система которого имеет наиболее низкую ёмкость катионного обмена - 42 мэкв/100 г сухих корней при 52 мэкв — у белого и 44 экв — у жёлтого люпина.

Люпин предпочитает сернокислые и магний содержащие формы

удобрений, так как они положительно влияют на углеводно-белковый обмен и

усиливают интенсивность процессов биосинтеза (С. А. Тулин, И. А. Норкина,

1984).

1.7. Особенности технологии возделывания. 1.7.1. Норма высева и густота стояния растений.

Посевы люпина на зерно размещают после зерновых, лучше озимых культур, или овса, а на более тяжелых почвах — и после пропашных — картофеля, кукурузы (Е. К. Алексеев, 1949; Н. И. Шарапов, 1949; В. С. Федотов, 1954). В севооборотах с клевером и другими бобовыми люпины растут лучше, если их предваряют злаки (Л. В. Кукреш, 1989; Д. Шпаар и др, 2000). Большинство исследователей относят люпин к культурам, непригодным к повторным посевам на одном участке из-за накопления в почве патогенной микрофлоры (С. Барбацкий, 1959; Н.А. Майсурян и А.И. Атабекова 1974; Y. М. Bay lis, Y. Hamblin, 1986). Имеющиеся рекомендации предлагают возвращать люпин на то же поле не ранее, чем через 4-5 лет.

Зерновые бобовые культуры нуждаются в хорошей обработке почвы. Основные приемы её подготовки такие же, как и под другие зернофуражные

26 культуры (Н. А. Майсурян, 1962; Е. К. Алексеев, 1968;Г. А. Дебелый, и др., 1985; С. И, Репьев, А. В. Бахтеева, 1985). Большая роль при посеве играет выравненность поверхности почвы. Предпосевная обработка почвы состоит из ранневесеннего боронования тяжёлыми или средними боронами в 1-2 следа поперек или по диагонали по направлению пахоты. Только при максимально выровненной поверхности поля обеспечивается неглубокая и равномерная глубина заделки семян, и как следствие, более дружное появление всходов, особенно учитывая то обстоятельство, что люпин выносит семядоли на поверхность.

Так как семена люпина для набухания требуют 170% воды (П. И. Шарапов, 1949; Д. Шпаар и др., 2000) от сухой массы семян и при прорастании потребляют большое количество влаги, то необходимо прикатывание посевов, который обеспечивает лучший контакт семян с почвой для их быстрого набухания и прорастания. Оптимальной глубиной посева семян в годы с достаточным увлажнением в период высева семян считается 2-3 см, а в годы с засушливой весной 3 - 4 см (Е. К. Алексеев, 1949; И. П. Такунов, 2001; В. С. Федотов, 1954; Л. В. Кукреш, 1989; Н. Michalek, М. Brummund, 1989).

Оптимально ранний посев - один важных факторов получения высоких и стабильных урожаев семян. О преимуществах ранних сроков сева, при производстве на семена, сообщается в работах Ю.Н. Малыгина (1948), B.C. Федотова (1954), С.Л. Соболева и Г.В. Бадиной (1957), И.П. Проскуры (1974), Кукреша (1989) и многих других авторов, при этом утверждается, что при раннем посеве созревание идет дружно и ускоряется на 4 - 6 дней.

Установлено, что посев в более ранние сроки от оптимального, приводит к снижению урожая семян на 3 - 8%, в более поздние — на 2 — 10% (A. Uhlmann, S. Naumann, 1988), а в отдельных случаях даже на 30% ( Z. Jasinska, A. Kotecki, 1988). В годы с поздней холодной весной люпин на семена сеют одновременно с ранними яровыми; при слишком ранней весне, чтобы не класть семена в холодную, непрогретую почву, где они плесневеют, поражаются грибными болезнями и теряют всхожесть, люпин высевают на 7 - 10 день от начала сева

27 ранних яровых культур (Л. Б. Наймарк, Г. И. Таранухо, 1982; И. П. Проскура, 1974).

Важным элементом формирования высокой семенной продуктивности является оптимизация густоты продуктивного стеблестоя, что достигается соответствующим выбором норм высева. При оптимальном расположении растений на площади улучшается водно - воздушный, пищевой и световой режимы, повышается выживаемость и продуктивность растений. В большинстве опытов с узколистным люпином с обычным типом роста положительные результаты давали повышенные нормы высева при всех способах посева. При низкой посевной норме узколистный люпин сильнее ветвится, на боковых побегах образуются бобы, запаздывающие при созревании, а ранее созревшие бобы теряют семена от осыпания. В центральных районах России установившейся нормой высева для обычных ветвистых сортов люпина считается 1 млн. всхожих семян на 1 га (Н. И. Шарапов, 1949; Н. А. Майсурян, 1962; А. С. Кононов, 1986, 2003), эта же норма рекомендуется в иностранных источниках (Y. S. Gladstones, 1977; В. French, et all., 1988).

При изучении влияния норм высева на семенную продуктивность и структуру урожая узколистного люпина во ВНИИ люпина было установлено, что максимальный урожай получен при норме высева 2,2 млн. всхожих семян, но при этом отмечен самый высокий расход семян и низкая продуктивность отдельного растения. Оптимальной нормой оказался высев 1,1 млн. всхожих семян, позволивший увеличить коэффициент размножения в 1, 8 раза, снизить расход семян вдвое. Дальнейшее снижение нормы высева в рядовом посеве привело к постепенному падению семенной продуктивности и при посеве 0,44 млн. всхожих семян она упала в 2 раза (И. П. Такунов, 1996).

Повышенные нормы высева применяют при возделывании сортов люпина зернового направления с детерминантаым типом роста (А.С, Коновалов и др., 1985; Е. В. Беляев, 1991), однако особенности формирования урожая у таких

28 сортов при разной густоте стояния растений недостаточно (В. И. Дербенский, 1988; Г. А. Дебелый, В.И. Дербенский, 1994).

1.8 Фотосинтетическая деятельность посевов.

А. А. Ничипорович (1972), рассматривая продуктивность как интегральное явление и результат взаимодействия многих физиологических функций растений, показал, что в основе продуктивности лежит фотосинтез, как накопитель энергии и первоисточник органических субстратов. Посев культурных растений рассматривается им, как целостная фотосинтезирующая динамическая оптико-биологическая система, продуктивность которой зависит от качества поглощаемого солнечного света и от коэффициента его использования на фотосинтез.

Основными показателями фотосинтетической деятельности растений являются индекс листовой поверхности, фотосинтетический потенциал, интенсивность и чистая продуктивность фотосинтеза, а также коэффициент использования фотосинтетически активной солнечной радиации урожаем.

Оптимальный индекс листовой поверхности — отношение площади листовых пластинок растений к площади посева, получила как теоретические, так и практическое значение в работах отечественных и зарубежных ученых (А. А. Ничипорович, 1972; Г. В. Гуляев, 1964; М. С. Тришкин, 1990; Г. Г. Гатаулина, М. С. Тришкин, 1993). Как считают вышеуказанные авторы, значения критического индекса листовой поверхности находится для большинства культур в пределах 3-6, достигая у кукурузы 8 - 9. Выше этих пределов, по предположению ученых, скорость роста снижается за счет дыхания затемненных нижних листьев, которые импортируют ассимилянты для поддержания нормального уровня дыхания, также увеличиваются затраты продуктов фотосинтеза или скороспелости растений, прекращается снабжение ими хозяйственно полезных органов. Усиливается расход ассимилянтов преимущественно на формирование биологического урожая в ущерб его хозяйственной части (М. С. Тришкин, 1990; Г. Г. Гатаулина, М. С. Тришкин, 1993). В условиях высокой инсоляции, достаточного увлажнения и высокого

29 почвенного плодородия оптимальный индекс листовой поверхности посевов может достигать значений 7 - 8 и даже 10 (А. А. Ничипорович, 1973). Таким образом, понятие оптимального индекса листовой поверхности не является абсолютным. Для каждого комплекса условий у одного и того же сорта, вида растений может быть свой оптимальный график формирования индекса листовой поверхности. Оптимальный индекс листовой поверхности зависит и от видовых и сортовых особенностей растений. Для культур, хозяйственно ценной частью, которых является урожай семян, оптимальный индекс листовой поверхности находится на уровне 4-5 (А. А. Ничипорович, 1973).

В полевых условиях идеальный в отношении фотосинтеза посев должен быстро достигать критического значения индекса листовой поверхности и затем долго сохранять его на постоянном уровне (А. А. Ничипорович, 1973). Приемы, приводящие к образованию оптимального индекса листовой поверхности посевов, способствуют повышению урожайности.

Важным показателем, связанным с урожаем, является фотосинтетический потенциал посевов, который отражает суммарную листовую поверхность за вегетацию на единицу площади посева. Рядом работ (А. А. Ничипорович, 1973 и др.) отмечается корреляционная связь урожая с фотосинтетическим потенциалом - чем больше фотосинтетический потенциал посева, тем выше урожай биомассы и хозяйственная часть. Так, низкопродуктивные посевы формируют фотосинтетический потенциал, равный 500-600 тыс. м дней/га, средней продуктивностью - 1,0 - 1,5 млн. м²дней7га, и с высокой урожайностью

2,2 - 3,5 млн. м дней/га. Соответственно этим показателем за определенный период вегетации формируются низкие (2,5 - 3,5 т/га сухой массы), средние (3,5

6,0), хорошие (6,0 - 10), высокие (15,0 - 20,0 т/га) урожаи полевых культур. При этом в период наиболее интенсивного роста суточные приросты составляют в среднем 80 - 115 кг, а в лучших случаях достигают 300 и даже 500 кг (А. А. Ничипорович, 1967; Г. Г. Гатаулина, 1984; Г. Г. Гатаулина, В. А. Приходько, 1963).

Чистая продуктивность фотосинтеза является важной слагающей величиной формирования урожая. Далеко не всегда существует простая связь между продуктивностью фотосинтеза и урожаем хозяйственно ценной части растения (Л. Г. Добрунов, 1959;). Она зависит как от интенсивности фотосинтеза, так и от того, насколько прирост сухого вещества превышает потери в процессе дыхания. Исследуя продуктивность листьев в зависимости от условий выращивания, ряд авторов (А. И. Бегинов, 1953; А. А. Ничипорович, 1967) установили, что любое улучшение условий питания и водоснабжения приводит к повышению продуктивности растений и, как правило, к увеличению показателей чистой продуктивности фотосинтеза как главного фактора повышения урожая. Вместе с тем констатируя факты и обратного характера, при которых использование высоких доз удобрений не приводит к существенному изменению или же снижению величины чистой продуктивности фотосинтеза за вегетацию, В этом случае происходит значительное повышение мощности фотосинтетического потенциала и общей продуктивности растений.

При интенсивном общем росте и при большей массе биологического урожая можно получить и очень высокие и очень низкие и, даже ничтожные хозяйственные урожаи. Направленность процессов на формирование хозяйственной части урожая характеризуется коэффициентом хозяйственной эффективности (Кхоч), который показывает отношение хозяйственного урожая к общему биологическому урожаю сухой массы (А. А. Ничипорович, 1973). К _хю значительно варьирует в зависимости от условий возделывания и сортовых особенностей растений (Г. П. Устенко, 1963). У детерминантных сортов люпина К х_Ш, Значительно больше, чем у обычных ветвистых (Е. В. Беляев, 1991).

Таким образом, фотосинтетическая деятельность посевов в процессе вегетации непосредственно связана с формированием урожая и продуктивностью растений. На нее оказывают влияние изменяющиеся факторы внешней среды, в частности, метеорологические условия. Кроме того,

31 фотосинтетическая деятельность посевов и урожайность в значительной мере определяются особенностями культуры и сорта.

1.9. Особенности формирования элементов структуры урожаи.

На величину урожая с единицы площади влияют многие факторы. Объективную картину формирования урожая можно получить на основе анализа элементов его структуры, к которым относятся густота стояния растений, количество бобов и семян на растении, масса семян на растение и масса 1000 семян.

Норма высева, исчисляемая по числу семян и их лабораторной всхожести, не всегда определяет фактическую густоту стояния растений, где полевые условия и агротехнические факторы часто вносят существенные поправки. Исследования показывают, что всхожесть зависит от особенностей культуры и сорта. Такие же различия существуют и в выживаемости взошедших растений (Ю. А. Чухнин, 1978; Н. А. Клочко, Н. Ф. Аникеева, 1984).

Конечный урожай определяется продуктивностью выживших растений -числом бобов на растении, их озернённостью, числом и массой зерна. Признак числа бобов на растении для зернобобовых культур, особенно для недерминантных их форм - весьма изменчивый показатель, зависящий от условий выращивания и метеорологических условий года. При благоприятных условиях цветение и образования бобов у форм с недерминантным типом роста продолжается до конца вегетации, а формы с блокированием ветвления на основном побеге имеют возможность более полной реализации их семенной продуктивности за счет образования максимально возможного количества плодущих почек и бобов на побеге (Н. А. Клочко, Н. Ф. Аникеева, 1984; В. И. Дербенский, 1988). Количество семян в бобе генетически обусловленный признак и является довольно стабильным показателем (Г.А, Дебелый, 1980; Г. Г. Гатаулина, В. А. Приходько, 1983; Л. Ф. Шумилина, 1983). Однако, при неблагоприятных метеорологических условиях у зернобобовых культур наблюдается явление абортивности, когда часть образовавшихся семян не развивается (II.А. Майсурян, А.И. Атабекова, 1974; Гатаулина, 1984). В

32 исследованиях на культуре люпина установлено, что масса 1000 семян является для культуры и сорта при благоприятных условиях выращивания величиной постоянной (Н. А. Клочко, Н. Ф. Аникеева, 1984; Л. Ф. Шумилина, 1983). Лишь в очень засушливые годы или очень влажные годы она имеет тенденцию отклоняться от средних значений. Масса семян с одного растения является функцией количества семян с растения и массы 1000 семян. Таким образом, наиболее регулируемым элементом урожайности является плотность посева.

Единого мнения о том, при какой густоте стояния растений можно получить максимальную урожайность не существует, поскольку для каждого вида и сорта в зависимости от конкретных условий возделывания она может существенно отличаться (Н. А. Майсурян, 1967; М. С. Тришкин, 1990; Г. Г. Гатаулина, М. С. Тришкин, 1993).

2. Экспериментальная часть

2.1. Условия, исходный материал и методика проведения

исследований

Исследования проводили в 2002 - 2004 годах в двухфакторных опытах,

которые закладывали на полях в научном севообороте Селекцентра.

Почва опытного участка — среднесуглинистая дерново — подзолистая средней степени окультурен ности. Содержание основных макроэлементов в пахотном слое колебалось по годам: Р₂0₅ - 170 - 190, К₂0 - 102 - 140 мг/кг. Под культивацию весной вносили сложные удобрения в виде нитроаммофоски из расчета 3 ц/га на 1 га.

Метеорологические условия вегетационных периодов во время проведения исследований различались по годам: 2002 год - был засушливым,

2003. год — с благоприятным температурным режимом и обеспечением влагой,

2004. - с переувлажнением во второй период вегетации.

Схема опытов включает изучение следующих факторов:

1. Определение сравнительной продуктивности и урожайности внесенных в Госсреестр и перспективных детерминантных сортов узколистного люпина в сравнении с обычными ветвистыми сортами люпина.

2. Степени влияние различных норм высева (густоты стояния растений) на урожайность детерминантных сортов узколистного люпина.

3. Припосевного применения молибдена и ризоторфина на сортах узколистного люпина.

В качестве объектов для исследований были взяты следующие пять сортов узколистного люпина (L. angustufolius): Кристалл (обычный ветвистый) и Дикаф 14, Ладный, Ладный 7, Денлад (детерминантные сорта).

В двухфакторных опытах изучали следующие нормы высева 1,2; 1,6; 2,0 млн. всхожих зерен на 1 га. На всех пяти сортах закладывали опыты с допосевной (2004г) и послепосевной (2003г) обработкой делянок: 1) водой, 2) ризоторфином (штамм 363), смешивая его с песком 3) молибденом из расчета 0,5 кг препарата на 1 га.

Полевые опыты закладывали в полевых селекционных севооборотах. Посев отобранных образцов и сортов проводили в поле на делянках площадью 10м в 4 - кратной повторности. По всходам определяли полевую всхожесть, в период вегетации динамику роста и накопления сухого вещества по фенофазам (всходы, бутонизация, цветение и образования сизого боба). Перед уборкой подсчитывали число выживших растений, по пробному снопу определяли элементы структуры продуктивности.

Математическую обработку экспериментальных данных проводили статистическими методами по Доспехову (1972). Экономическую эффективность определяли по методике Базарова и Глинки (1983). 2.2. Метеорологические условия в годы исследований

Результаты метеорологических наблюдений в сравнении со средними многолетними данными приводятся в табл. 2.1 и рис. 1.

В 2002 году посев производили в IV декаде апреля. Обеспеченность влагой и теплом были достаточными для получения дружных всходов.

Первая декада мая была теплой и сухой, во второй и третьей декадах среднесуточная температура воздуха была ниже среднемноголетней. В отдельные ночи 2 и 3 декады мая наблюдали заморозки. В первой и второй декадах мая количество выпавших осадков было значительно ниже нормы. В третьей декаде мая, сохранилась сухая погода осадков выпало всего лишь 10% от среднемноголетней нормы. Прохладная погода и недостаток влаги не благоприятствовали росту и развитию растений.

Первая декада июня характеризовалась неустойчивой и сухой погодой. Вследствие дефицита осадков при интенсивном расходовании почвенной влаги растениями, влагообеспеченность их ухудшалась до недостаточной. Пахотный слой был практически иссушен. Осадки в первой декаде июня составили 11% от нормы. В результате небольших дождей, прошедших во второй декаде июня, и интенсивных ливневых дождей, прошедших в середине третьей декады, несколько пополнился запас влаги в почве. Однако он оставался недостаточ н ы м и.

В течение первых двух декад июля стояла жаркая и сухая погода. Средняя температура составляла 22С, что выше средних многолетних значений на 6 С. За две декады июля выпало 36% осадков от нормы. Сложившиеся погодные условия способствовали быстрому прохождению фенофаз растений. Среднесуточная температура третьей декады июля составляла 22,9 С. Повышенный температурный режим, и недостаток влаги обусловили быстрое созревание люпина,

В целом, вегетационный период 2002 года характеризуется повышенным температурным режимом и большим недобором осадков. Почвенная и воздушная засуха значительно снизили продуктивность люпина.

В 2003 году поля полностью освободились от снега к 10 апреля. Преобладание теплой погоды (среднемесячная температура +4,9 С) и достаточные запасы влага способствовали активизации биологических процессов в почве.

Агрометеорологические условия в первых числах мая были благоприятными для посева люпина. Влагообеспеченность почвы и температурный режим способствовали быстрому прорастанию семян. Влагообеспеченность почвы составляла 90% от нормы и температурный режим был выше средних многолетних значений на 1,5 Си составлял +14,2 С.

Июнь характеризовался пониженной температурой, среднесуточная температура за месяц составляла 12,5С, запасы влаги в почве были хорошие.

На протяжении всего июля удерживалась жаркая погода. В большинстве дней отмечена среднесуточная температура в пределах 21 - 24 С, что на 4 - 6 С выше средних многолетних значений. Сумма выпавших за месяц осадков составила 51% от нормы. Начало уборки раннеспелых сортов были благоприятными.

Погодные условия августа, как и июля, отличались высокой температурой воздуха, но выпало большое количество осадков. Это неблагоприятно сказалось на формировании и созревании семян позднеспелых сортов люпина.

В целом вегетационный период 2003 года характеризовался оптимальным температурным режимом для роста и развития растений, но неравномерным выпадением осадков,

В 2004 году во второй половине апреля среднесуточная температура воздуха была выше среднемноголетней (+4,6 С), что способствовало подсыханию почвы. К концу месяца земля полностью была готова к обработке и посеву.

В мае погодные условия полностью соответствовали среднемноголетним значениям. Во второй декаде мая произошло небольшое похолодание до +5 С, что затормозило прорастания семян. За май выпало 76,8 мм осадков и среднемесячная температура воздуха составило 11,4С.

Первая половина июня по температурному режиму составляла ] 3,5 С, что на 2 - 4 С ниже среднемноголетних значений, только вторая половина месяца соответствовала многолетним данным. Среднесуточная температура воздуха составила 15,1С и месячное количество осадков 61,9 мм.

Июль по температурному режиму соответствовал среднемноголетним значениям. Среднесуточная температура воздуха составила 18,9 С, за месяц выпало 215 мм осадков, что превышает месячную норму осадков.

Средняя температура воздуха в августе составила 18,5С, и выпало 73 мм осадков.

Сложившиеся агрометеорологические условия по температурному режиму оказались благоприятными для выращивания детерминантных сортов люпина, но избыток влаги в период цветения и формирования бобов задержали процесс созревания семян и способствовал росту и ветвлению обычных сортов люпина, которые удалось убрать лишь в начале сентября.

Трехлетние исследования показали, что период вегетации и сроки наступления фенофаз у различных сортов люпина в значительной мере зависят от метеорологических условий.

Погодные условия 2002 года были крайне засушливыми в течение всего периода вегетации. Лишь весной в конце апреля запасы влаги были

37 достаточными для получения дружных всходов. Однако со второй половины мая и до конца вегетационного периода во II половине июля стояла жаркая сухая погода, лишь периодически выпадающие небольшие дожди поддерживала растения люпина в вегетирующем состоянии. В засушливых условиях 2002 года сроки прохождения фенофаз между сортами сблизились и сократились, поэтому для анализа особенностей периода вегетации использовали данные за 2003 — 2004 гг.

По основным показателям метеорологических условий — среднесуточной температуре воздуха и сумме осадков вегетационные периоды 2003 — 2004 годов близки между собой. Они были благоприятными для формирования высокой урожайности вегетативной массы (до 5 т/га сухого вещества) и зерна (до 4 т/га).

Таблица 2.1

МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ЗА ГОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ (2002 - 2004г)

t, с зо

Осадки, мм

_{I' ! II л}

_{. п II п}

_{І J JJ}

І І II III І II III І II ПІ І II III І

Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь

jo Осадки, мм

t, С

6 О

і О

I I II III I II III I II III I II III I

Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь

90 t, С 25

I II III I

Август Сентябрь

I I II III I II III I II III

Апрель Май Июнь Июль

Среднемноголетняя температура воздуха, t С Температура воздуха вегетационного периода, t С Среднемноголетние осадки, мм

Осадки вегетационного периода, мм

Рис. 1. Метеоусловия вегетационных периодов в 2002 - 2004гг

РОССИЙСКАЯ

ГОСУДАРСТПІіІНАЙ
41 БИБЛИОТЕКА

История культуры и современное состояние

Издавна люпин возделывался в странах Древнего мира - Египте, Греции, Римской империи. Использовали его для удобрения полей, а после обезгорчивания (вымачивания в воде) на пищевые цели.

Центром происхождения возделываемых европейских крупносеменных видов люпина — белого, желтого, узколистного (синего) являются страны Средиземноморья (П. М. Жуковский, 1928; Н.И. Шарапов, 1949; и др.). Из Рима люпин распространялся по странам, входящих в империю - Францию, Германию и др. В странах, расположенных южнее, получил распространение белый люпин, а в северных прибалтийских странах — желтый и узколистный (синий). Большинство ранее распространенных форм узколистного люпина имели синие цветки, поэтому в начале окультуривания узколистный люпин называли синим.

Особенно широко в XVIII — IXX веках возделывали на удобрение желтый люпин на бедных песчаных и супесчаных почвах, а на бедных суглинистых -узколистный. Из Германии люпин распространился в Польшу, а затем в Россию.

В России первые опыты с люпином в качестве сидерата проводил профессор Бурдин на опытном поле в Новой Александрии (теперь Пулавы, Польша), затем профессор Богданов в 1885 г на почвах бывшего Родомильского уезда (НА Майсурян, А.И. Атабекова, 1974).

После гражданской войны исследования по использованию люпина на зеленое удобрение в больших объемах проводили на песчаных почвах на Житомирской, Черниговской, Минской, Новозыбковской и других опытных станциях (Е.К. Алексеев, 1940). Под руководством академиков Д.Н. Прянишникова, Е. К. Алексеева перед отечественной войной были развернуты исследования по использованию люпина на сидерацию и на суглинистых почвах в ОПХ «Красный Маяк» Зонального института зернового хозяйства (Е. К. Алексеев, 1948). Качественно новый этап в использовании этой культуры был начат в 30-х годах XX столетия, благодаря нахождению простых методов в начале качественного и затем количественного определения алкалоидов.

Используя эти методы селекционером Зенгбушем (Sengbusch, 1942) в Германии из 1,5 млн. проанализированных растений было выделено 3 малоалкалоидных растения узколистного и 2 желтого люпина (Н.И. Шарапов, 1949).

Линия 411 узколистного люпина под названием Мюнхенберский сладкий синий люпин послужила родительской формой для выведения многих малоалкалоидных кормовых сортов в Дании, Польше, Швеции и других странах, В Швеции от скрещивания этой линии с местным алкалоидным скороспелым сортом был создан кормовой сорт Борре, который получил широкое распространение, а в США и Австралии стал родоначальником многих выдающихся сортов местной селекции.

В СССР по инициативе Д.Н. Прянишникова в ВИРе были разработаны, отличные от засекреченных немецких, простые методы качественного, а затем и количественного определения алкалоидов (Н. Н. Иванов, М. Н. Смирнова, 1932).

Поиски малоалкалоидных мутантов развернулись на Минской (Я. Н. Свирский, 1940; B.C. Федотов, 1940) и Новозыбковской (Н.И. Шарапов, 1949; Боженова, 1959) опытных станциях. Перед отечественной войной такие мутанты у желтого и узколистного люпина были найдены, однако из - за позднеспелости и неустойчивости к болезням они не получили распространения.

В послевоенные годы из семенного материала накопленного контрольно — семенными лабораториями были выведены малоалкалоидные сорта Белорусский 155 и Немчиновский кормовой 1 (В. С. Федотов, 1959). Они были районированы, но из - за позднеспелости и повышенного содержания алкалоидов в последующем были забракованы. Впервые раноцветущий сорт узколистного люпина с антоциановой пигментацией был выведен на кафедре растениеводства ТСХА отбором из спонтанных гибридов. Под названием Северный 3 он был районирован, но из — за сильного растрескивания бобов не получил широкого распространения (П.А Майсурян, А.И. Атабекова, 1974).

К концу 70-х годов XX столетия основные посевные площади в Российской Федерации занимали сорта желтого люпина: Вайко из Германии, Носовский белосемянный из Чернигова, Быстрорастущий 4 селекции Новозыбковской станции, а к началу 80-х сорт Академический 1 селекции БСХА.

В то же время получил широкое распространение кормовой сорт узколистного люпина Немчиновский 846. Этот сорт отличается сиреневыми цветами, чисто белыми семенами, экологической пластичностью, выносливостью к стрессовым факторам (Г. А. Дебелый, Л. В. Калинина, 1973). Он и до настоящего времени на многих сортоучастках является стандартным сортом.

Сорта желтого люпина, в отличие от узколистного на кислых бедных песчаных и супесчаных почвах обеспечивали получение высоких урожаев зеленной массы - до 300 - 500 ц/га. Это привело в Полесье Украины, Белоруссии, Нечерноземной зоне России к расширению посевных площадей до 800 тыс. га, в т. ч, 200 - 300 тыс. га на семена.

Вместе с тем во многих хозяйствах, нарушая рекомендуемые научными учреждениями севообороты, стали размещать люпин по люпину, при этом в течение ряда лет. В результате накопления корневых гнилей и неустойчивости к ним сортов посевы люпина вначале желтого, а потом белого и узколистного стали поражаться болезнями и резко снижать урожаи (Н.В. Турбин, Г. Т. Лавриненко, 1974). Лишь к концу 80-х годов, используя источники устойчивости к фузариозу из ГДР и Польши, были выведены и районированы сорта желтого люпина выносливые к корневым гнилям - Мотив, БСХА - 382 и др. (Г.И. Таранухо, 1980, 1989).

Сравнительное испытание различных сортов люпина и гороха

В послевоенные годы получили распространение малоалкалоидные кормовые сорта желтого люпина, которые в отличие от синего имели более качественную зеленую массу. В 60 — 70 гг. прошлого столетия посевы кормового люпина, в основном желтого, занимали в Нечерноземной зоне площади 300 - 400 тыс. га.

В 80 — х годах в результате массового поражения растений люпина фузариозом посевы люпина резко сократились. Устойчивые к фузариозу сорта были выведены, но с 90 - х годов наряду с фузариозом люпин, особенно желтый, начал поражаться антракнозом.

В этих условиях возросло значение узколистного люпина, который оказался более вынослив к антракнозу. На смену ранее выведенным сортам -Немчиновский 846, Сидерат 38, Брянский 123, в результате использования генофонда из США, Польши и Австралии пришли малоалкалоидные сорта, отличающиеся качественно новыми признаками: нерастрескиваемостью бобов, устойчивостью к фузариозу, листовой и корневой пятнистости, выносливостью к антракнозу.

Из этого материала во ВНИИ люпина выведены внесенные в Госсреестр селекционных достижений ветвистые сорта узколистного люпина Кристалл, Снежеть, Белозерный 110 (Н. С. Купцов, 2001, Агеева, Почутина, 2005).

Несмотря на то, что среди ветвистых форм имеются раноцветущие, в условиях прохладного и влажного второго периода вегетации из — за незаконченного типа роста, свойственного большинству культурных видов люпина, растения люпина образуют несколько ярусов (порядков) ветвей, что затягивает образование бобов и формирование семян. В отдельные годы (3 из 10 в условиях Подмосковья) это вызывает необходимость искусственного прекращения роста и ветвления путем применения химических препаратов (десикации). Неравномерное созревание бобов и семян сильно затрудняет механизированную уборку урожая.

В преодолении этого недостатка большой прогресс был достигнут с выведением в НИИСХ ЦРНЗ ( Г. А. Дебелый, Зекунов, 1977) и ТСХА (А. С. Коновалов, Н. А. Клочко, Н. Ф. Аникеева, 1981) индуцированных мутантов, с генетически обусловленным блокированием бокового ветвления на центральном побеге. Эти мутанты в верхней части стебля в пазухах листьев вместо побегов (ветвей) образуют плодоэлементы — бобы и семена.

Из одного из таких мутантов впервые в Российской федерации был выведен и внесен в Госсреестр селекционных достижений с 1993 г детерминантный сорт Ладный. С привлечением детерминантных мутантов из Белоруссии ( Н. С. Купцов, 2001, Г. И. Таранухо, 2005) и Австралии (Гладстонес, 1990) в НИИСХ ЦРНЗ и ТСХА были выведены, внесенный в Госсреестр Дикаф 14, и перспективные сорта Ладный 7 и Денлад. С 2001 года внесен в Госсреестр детерминантный сорт селекции ВНИИ люпина Надежда (Агеева, 2001). Целый ряд детерминантных сортов испытываются в Белоруссии (Н. С. Купцов, Миронова, 2003, Г. И. Таранухо, 2005). Большим преимуществом детерминантных сортов узколистного люпина с блокированием ветвления на главном побеге является необычная для люпина скороспелость, габитус растений приобретает злаковый (эпигональный) тип. Как видно из таблицы 3.2, за последние два года в погодных условиях близких к среднемноголетним в сравнении с ветвистым сортом Кристалл, детерминантные сорта скороспелее на 17 - 24 дней. По данным авторов сорта Кристалл блокирование ветвления у этого сорта проявляется на ветвях 3—4— го порядка, что при непродолжительном летнем периоде трудно зафиксировать. В наших опытах сорт Кристалл проявлял себя как обычный ветвистый сорт, который в сравнении с детерминантными созревал на 24 - 17 дней позже. Среди детерминантных сортов отличается скороспелостью Ладный. На 5 — 7 дней позднеспелее раноцветущий сорт Ладный 7, но ему, как и Ладному, свойственно растрескивание бобов, что затрудняет использование их в производстве. Кроме этого Ладный 7 образует бобы на симподиальных побегах первого порядка, что удлиняет период формирования и созревания бобов. Особого внимания заслуживает сорт Денлад, который по многим морфо — биологическим показателям близок к сорту Ладный, однако, обладая признаком нерастрескиваемости бобов, он имеет утолщенные створки боба, из-за которых процесс поступления питательных веществ из створок боба в семена идет более длительное время, что затягивает созревание семян на 2 -3 дня. Сорт Дикаф 14 в отличие от Ладного и Денлада имеет более мощный габитус растений (высокий стебель и широкие листочки), что обуславливает несколько более продолжительный период формирования бобов и созревания, на 4 — 5 дней позже сорта Ладный. Сорт Кристалл, имеющий признаки блокирования ветвления на побегах 3—4 порядков, показывает себя в опытах как обычный ветвистый сорт. Ветвление 3-го и даже 2-го порядков задерживает формирование бобов и созревание семян на 17 — 20 дней. Уборка этого сорта проходила в 2003 и 2004 годах в конце августа — начало сентября. В годы с дождливой и прохладной осенью у этого сорта большая вероятность невызревания, что вызывает необходимость применения десикации посевов для получения семян.

Урожайность зерна у сортов люпина при разных нормах высева

В 2002 г были проведены опыты по изучению норм высева на трех сортах детерминантных - Ладный, Дикаф 14, и стандартным ветвистым Кристалл. Изучали 4 нормы высева: 1,0; 1,2; 1,6 и 2,0 млн. вех. зерен на 1 га. На двух сортах детерминантном - Дикаф 14 и ветвистом Кристалл изучали предпосевное внесение биопрепаратов: мизорина, ризоторфина, молибдена и совместное действие мизорина и молибдена.

В 2003 - 2004г продолжали опыты по изучению влияния различных норм высева на урожайность детерминантных сортов в сравнении со стандартным ветвистым сортом Кристалл. В связи с выведением новых детерминантных сортов Ладный 7 и Денлад число изучавшихся детерминантных сортов было расширено. Для создания более контрастных условий изучения различных норм высева интервал между вариантом был увеличен с 0,2 до 0,4 млн. всхожих зерен на 1 га.

Полевая всхожесть и выживаемость растений Полевая всхожесть определяется энергией прорастания, лабораторной всхожестью семян, что у люпина во многом связано с условиями уборки. Обычно небольшие партии семян доводят до высоких посевных кондиций. Так что полевую всхожесть в основном определяют внешние факторы - качество подготовки почвы и качество посева. Обычно в условиях Подмосковья на суглинистых почвах к весеннему потеплению имеется полная влагоем кость почвы и к третьей декаде апреля, как это было в 2003 - 2004гг, почва пригодна для ранневесеннего закрытия влаги - боронования, а при отсутствии осадков через 5 дней и к ранневесенней культивации. Так что весной в 2002 - 2004 годов были благоприятные условия для ранневесенней подготовки почвы — культивации в один или двух направлениях, а затем предпосевной обработкой РВК, которая одновременно выравнивает поверхность почвы, рыхлит и прикатывает верхний слой. Посев производили дисковыми сошниками селекционной сеялкой ССК - 6 — 10.

Как видно из данных табл. 4.2 больших различий по полевой всхожести между вариантами опыта не установлено с загущением у всех сортов она возрастала, что связано с тем, что чем плотнее семена расположены в рядке тем легче сопротивление почвы.

Погодные условия 2003 года были благоприятными для роста и развития растений люпина. При достаточном увлажнении почвы и умеренных температурах после всходов растения формировали значительную вегетативную массу, что приводило к выпадению слабо развитых растений. Так что, к уборке число выживших растений снижалась в зависимости от плотности посева до 70 - 75 % от числа высеянных. На загущенных вариантах число выпавших растений было больше. Особенно это было ярко выражено у высокорослого сорта Кристалл и полудетерминантного Ладный 7. Так у сорта Кристалл выживаемость сократилась к уборку и по вариантам составляет соответственно 67,5, 65 и 63 % растений от числа высеянных семян, у сорта Ладный 7 еще меньше соответственно 62,5, 61,8 и 60 %. Лучшая выживаемость растений у сортов Дикаф 14 и Денлад. Аналогичные условия полевой всхожести семян и выживаемости растений сложились в 2004 г (табл. 4.3.). Избыточное увлажнение в I декаде мая вызвало изреживание всходов больше, чем в 2003 г. Детерминантные сорта были убраны в первой декаде августа. После продолжительных дождей лишь в первой половине сентября были убраны ветвистые израстающие сорта Кристалл и Немчиновский 846. Из — за интенсивного развития вегетативной массы в период вегетации происходило выпадение недоразвитых слабых растений, особенно в загущенных вариантах, так что к уборке урожая семян оставалось лишь 75 - 85% от взошедших растений или 54 - 80 % растений от числа высеянных семян. Как видно из данных табл. 4.3 наибольшее израстание к уборке имел сорт Кристалл. От числа высеянных семян у него к уборке по вариантам оставалось лишь 58 — 61 % растений. У детерминантных сортов с увеличением норм высева, как и полевая всхожесть, выживаемость растений возрастала как от числа семян, так и от числа взошедших растений. Проведенные исследования показывают, что при загущении посевов у детерминантных сортов показатели их полевой всхожести семян и выживаемости растений возрастают. Рассматривая в среднем за 2 года (табл. 4.4) результаты определения полевой всхожести и выживаемости растений в опытах с нормами высева, можно отметить специфическую реакцию сортов. У сорта Кристалл с увеличением нормы высева израстание растений возрастало. Для детерминантных сортов загущение в основном, влияло положительно на выживаемость растений, несколько меньше оно было при густоте стояния 2 млн. вех. зерен на 1 га. У всех сортов с увеличением нормы высева полевая всхожесть семян возрастала, что связано с тем что при более плотном расположении семян в бобе семядоли легче преодолевают сопротивление почвы.

Результаты учета урожайности зеленой массы

В 2004 году при благоприятных условиях, как и в 2003 году, но при более равномерном распределении осадков детерминантные сорта при повышенных нормах высева давали урожай зеленой массы близкий к урожаю обычного ветвистого сорта Кристалл (табл. 5.3).

Как видно из данных таблицы 5.3 при максимальной урожайности контрольного сорта Кристалл — 42 т/га с нормой высева 1,2 млн. всхожих зерен на 1 га, детерминантные сорта дали примерно такой же урожай зеленой массы при норме высева 2,0 млн. всхожих зерен на 1 га. Так, у сорта Дикаф 14, Денлад и Ладный 7 обеспечили получение 42,4 т/га, лишь сорт Ладный дал несколько ниже урожай — 38,4 т/га. Сорта Дикаф 14 и Ладный достоверно превышали контроль только при плотности посева 2,0 млн. всхожих зерен на 1 га, прибавка урожая составила соответственно +5,2 и 6,1 т/га. При норме высева 1,6 млн. всхожих зерен на 1 га при НСР05 - 3,8 т у этих двух сортов разница с контролем был не достоверной. У сортов Денлад и Ладный 7 прибавка урожайности при увеличении норм высева до 1,6 и 2,0 млн. всхожих зерен на 1 га была достоверной соответственно по сортам 5,2 и 11,4; 12,1 и 14,2 т/га при НСР05 -3,8 т/га.

По трехлетним данным (табл. 5.4) обычный ветвистый сорт Кристалл дал средний урожай зеленой массы 35,7 т/га, а за 2 года 44,6 т/га. Наибольший средний урожай зеленой массы у этого сорта получен при норме высева 1,2 млн. всхожих зерен на 1 га. С увеличением норм высева до 1,6 и 2,0 млн. всхожих зерен на 1 га детерминантные сорта повышают урожай, а отдельные из них как, например Дикаф 14 приближаются к обычному ветвистому сорту Кристалл.

Из новых детерминантных сортов, которые испытывались 2 года, более урожайным оказался сорт Ладный 7 - 45,4 т/га, при урожайности Кристалла 42,0 т/га. Это объясняется тем, что в благоприятные годы образует одиночные бобы на побегах (ветвях) первого порядка.

При математической обработке экспериментальных данных по годам, как и по урожайности зерна, наиболее существенным было влияние сорта на урожайность зеленой массы - 22 - 69 %. Влияние норм высева в 2002 и 2003 годах было незначительным - 5 %, в 2004 году - 20 %. Взаимодействие этих двух факторов было существенным в 2002 и 2003 годах - 10,1 — 11 %. Остаточная дисперсия (ошибка) по годам составляла - 4,5 - 9,7 %. НСР0з т/га общее по годам была равна 3,6 - 3,8 т/га, частное 2,1 — 2,4 т/га. Практически все детерминантные сорта при увеличении норм высева с 1,2 до 1,6 - 2,0 млн. всхожих зерен на 1 га достоверно повышали урожай зеленой массы до уровня урожайности обычного ветвистого сорта. Наиболее продуктивный детерминантный сорт Дикаф 14 при норме высева 2,0 млн. всхожих зерен на 1 га дал равный урожай (35 т/га) со стандартным сортом Кристалл, у которого максимальный урожай зеленой массы получен при норме высева 1,2 млн. всхожих зерен на 1 га (35,8 т/га).

В фазу полного образования бобов и начала налива семян проводили структурный анализ зеленой массы растений. Для этого сім скашивали растения. Из - за изреживания посевов в период вегетации по урожаю зеленой массы (табл. 5.5) сорта располагаются следующим образом: Ладный -7-8,2 кг/м2, Дикаф 14-6,8 кг/м2, Денлад - 5,8 кг/м2, Кристалл - 5,5 кг/м2 и Ладный-5,1 кг/м .

По содержанию сухого вещества в частях растений больших различий между сортами не установлено: в листьях и стеблях содержалось 10,7 - 12% сухого вещества, а в бобах 9,7 - 10,8% сухого вещества. По сбору сухого вещества сорта располагались в следующем порядке: Ладный 7 - 0,86 кг, Дикаф 14 — 0,75 кг, Денлад - 0,69 и лишь на четвертом месте Кристалл - 0,67 кг. Среди детерминантных сортов Ладный имел меньше выживших растений 80%, отсюда меньше сбор зеленой массы и сухого вещества.

Вместе с тем рассматривая продуктивность с 1 растения нельзя не отметить преимущества обычного ветвистого сорта Кристалл по продуктивности — 125г с 1 растения, в то время как у детерминантных 53,1 — 62,5г с растения. Несомненно, что детерминантные сорта могут достигать уровня продуктивности позднеспелых ветвистых лишь при лучшей полевой всхожести семян и выживаемости растений, а также с повышенной плотностью посева— большей нормой высева.

В заключении отметим, что с повышением норм высева до 1,6 — 2 млн. всхожих семян на 1 га скороспелые детерминантные сорта, несомненно, должны найти свое место в производстве не только как зернофуражные, но и как зерносенажные культуры. Лучшие из них при повышении нормы высева не уступали позднеспелому ветвистому сорту Кристалл по урожаю зеленой массы, но и превосходили его по сбору сухого вещества и сырого протеина.

Похожие диссертации на Разработка приемов повышения урожайности детерминантных сортов узколистного люпина

Приемы повышения урожайности и белковости семян у сортов сои северного экотипаФабричный Станислав Борисович

Приемы повышения урожайности маточных корнеплодов и семян сахарной свеклы сорта Льговская О-52 в условиях Юго-Западной зоны ЦЧРКондратенко Владимир Николаевич

Урожайность кормовых сортов узколистного и белого люпина в зависимости от сроков посева и норм высева семян в юго-западной части ЦЧРСергеева Валентина Алексеевна

Разработка технологических приемов возделывания люпина узколистного на серых лесных почвах Предкамья Республики ТатарстанКадиров Малик Мазитович

Научное обоснование повышения продуктивности картофеля и разработка агротехнических приемов его возделывания в условиях лесостепи ПоволжьяЧекмарев Петр Александрович

Технологические приемы повышения урожайности и посевных качеств семян зернового сорго в зоне неустойчивого увлажнения Ростовской областиКоломийцев Николай Николаевич

Приемы повышения урожайности и улучшения качества зерна яровой пшеницы в ПредуральеКалинин Сергей Олегович

Эффективность агротехнических приемов повышения урожайности картофеля и овощных культур в подтаежной зоне Томской областиАминов Рашид Измайлович

Агротехнические приемы повышения урожайности семян козлятника восточного в условиях Приморского краяЛютый Алексей Вячеславович

Технологические приемы повышения урожайности и качества зерна яровой пшеницы в юго-западной части Центрального региона России Сорокин Александр Егорович