Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1.Обзор литературы 6
1.1 Сорговые культуры на Урале 6
1.2 Кормовое, хозяйственное и агротехническое значение сорговых культур 7
1.3 Морфо-биологические особенности сорговых культур 11
1.4 Анализ имеющихся сортов на пригодность их выращивания 16
1.5 Густота стояния растений и ширина междурядий, как элементы определяющие продуктивность посева 18
1.6 Сроки посева и уровень минерального питания в формировании урожая, управлении его качеством 21
1.7 Обоснование темы, цель и задачи исследований 25
ГЛАВА 2. Условия и методика проведения исследований 27
Глава 3. Особенности развития и формирования урожая сортами и гибридами сорговых культур в условиях среднего Урала 42
3.1 Особенности развития сортов сорговых культур при различных погодных условиях 42
3.2 Особенности формирования урожая различными сортами сорговых культур 51
3.3 Химический состав и сбор питательных веществ различными сортами сорговых культур 56
ГЛАВА 4. Особенности формирования урожая суданской травы при разных нормах высева и способах посева
4.1 Полевая всхожесть 63
4.2 Кустистость и весенне-летняя выживаемость 65
4.3 Рост растений и накопление сырой массы 68
4.4 Показатели фотосинтетической активности посевов 71
4.5 Урожай зелёной и сухой массы 75
4.6 Химический состав и сбор питательных веществ суданской травой в зависимости от способа и нормы посева 76
4.7 Биоэнергетическая оценка возделывания суданской травы при разных способах и нормах посева 82
ГЛАВА 5. Особенности роста и развития сорговых культур в зависимости от срока сева и уровня минерального питания .88
5.1 Полевая всхожесть и выживаемость растений 88
5.2 Продолжительность межфазных периодов сорговых культур...91
5.3 Урожай однолетних трав и его структура 92
5.4 Экономическая оценка возделывания однолетних трав 98
Выводы 103
Предложения производству. 105
Список использованной литературы 106
Приложения
- Анализ имеющихся сортов на пригодность их выращивания
- Особенности формирования урожая различными сортами сорговых культур
- Показатели фотосинтетической активности посевов
- Урожай однолетних трав и его структура
Анализ имеющихся сортов на пригодность их выращивания
Фаза уборки определяет качество полученного корма и сбор сухого вещества. С.Н.Надежкин и Р.М.Ильичев (1984),А.В.Кислов (1989) считают лучшим сроком уборки суданской травы на зеленую массу фазу: выход в трубку - выметывание метелки, так как именно в этот период больше всего протеина и меньше клетчатки накапливается в зеленой массе. Применительно к производству они рекомендуют завершать укос не позднее фазы выбрасывания метелки. Этого мнения придерживается Я.И.Исаков (1982). Он рекомендует убирать сорговые культуры на зеленый корм во время наилучшего сочетания высокой урожайности и кормовых качеств. У большинства сортов оно наступает до начала выбрасывания метелки (В. А. Романов, Г.И Воловяшко,1985).В этот период сорговые содержат не только много углеводов, жиров, минеральных веществ, но и витаминов (в 1 кг зеленой массы -23-34 мг каротина).
На силос сорговые лучше убирать в фазу молочно-восковой спелости зерна, так как по мере созревания сорговых культур в заготовленном из них корме повышается содержание сухого вещества. С возрастом растений (от молочной до восковой спелости зерна) несколько уменьшается содержание безазотистых экстрактивных веществ. Содержание жира изменяется мало.
Сорго и суданская трава, скрещиваясь между собой, дают гибридные популяции, позволяющие получать высокоурожайные и высококачественые образцы (гибриды) для возделывания на зеленый корм и силос. При возделывании на силос гибриды накапливают в стеблях до 10-13 % Сахаров и опережают в росте и развитии скороспелые сорта сахарного сорго. По сбору сухого вещества сорго-суданковые гибриды превосходят сорта сахарного сорго на 10-15%, но уступают ему по содержанию Сахаров на 3-5% (В.Д.Василевский, 1994). Селекция на скороспелость, высокую урожайность сортов суданской травы и сорго-суданковых гибридов позволяет возделывать их в северной зоне, включая Уральский и Западно-Сибирский экономические районы на кормовые цели, решая вопрос обеспечения семенами путем завоза их из Курганской, Челябинской областей, Башкортостана и Поволжья.
Род сорго Sorghum Moench (Pers) относится к семейству Роасеае класса однодольных и насчитывает 40 видов однолетних и многолетних видов (И.Г.Ритус,1952).
Группу сахарного сорго представляют вид сорго сахарное (S.saccharatum L.), травянистого-суданская трава (S.sudanense Start).
Растения имеют мощную корневую систему, проникающую на глубину 2.0- 2.5 м и распространяющуюся в сторону до 1.5 м. Стебель прямостоячий ,гладкий. Высота растений сильно зависит от изучаемого генотипа и конкретных почвенно-климатических условий. Так, в условиях Северного Зауралья при благоприятных погодных условиях растения были наиболее высокорослыми ( до 305 см), в условиях засухи высота их снижалась (до 105 см) (Н.А.Бомеи др.,1991)
Важная биологическая особенность сорго - высокая экологическая пластичность, позволяющая культуре адаптироваться в широком диапазоне внешних условий.
В зоне Урала наиболее известны и возделываются - сорго кормовое, суданская трава и сорго-суданковые гибриды (М.А.Намятов, П.А.Шестаков и др. 1992).
Отношение к теплу. Среди многочисленных факторов внешней среды температура рассматривается в качестве одного из важнейших, поскольку существует тесная связь между потенциальной продуктивностью растений и физиологическими ограничениями их приспособительных возможностей к температурному стрессу (А.А.Жученко, 1988). Последнее обьясняется тем, что метаболические реакции (биохимические и физиологические) в биологических системах протекают обычно в сравнительно узком диапозоне температур (обычно от 0 до 50 - 60С). При этом нижний предел биологической активности соответствует температуре замерзания воды (образование в межклеточных пространствах кристаллов льда), а верхний - температуре денатурации белка и разрушению компонентов клетки (А.Леопольд, 1968). Температура существенно влияет на поступление минеральных веществ из почвы в растение (О.М.Трубецкова и др.,1935; В.В.Буткевич,1937; А.И.Коровин, 1972). При этом, не оказывая значительного действия на первый этап поглощения элементов минерального питания - адсорбцию, температура влияет на передвижение их по растению (И.В.Якушкин,1953; С.С.Андреенко,1966). В условиях пониженных температур у чувствительных к охлаждению растений наблюдается разрыв митохондрий (J.Lyons, J.Raison, 1970).
При температурах охлаждения (от 12 до 0С) степень повреждения зависит от уровня температур, экспозиции и генотипа. Так, воздействие на всходы температуры 4С вызывает необратимые повреждения при длительности не менее 6 суток. При снижении температуры до 6С большинство повреждений исчезает после возврата нормальной температуры. Наиболее опасным для семян является охлаждение до 6С и ниже после предварительного набухания в прогретой почве. Удлиняется период прорастания семян, снижается их всхожесть. Отрицательное влияние оказывают и субоптимальные температуры, лежащие выше порога повреждений, но ниже оптимума. Так, при 15-17С может сдерживаться удлинение клеток, что замедляет рост растений и накопление сухого вещесва.
Особенности формирования урожая различными сортами сорговых культур
Суданская трава Лунинская. Сорт выведен на Пензенской государственной областной сельскохозяйстенной опытной станции. Районирован в 1976 г. в Пензенской области. Автор Киселева А. И. Высота растений 170-250 см, слабой кустистости. Стебли прямостоячие, округлые, толщиной 4,5-6,0 мм, средней грубости, число междоузлий 4-6, облиственность составляет 42%. Листья негрубые , слегка шероховатые по краю. Длина их 37-60 см, ширина 2,5-4,5 см. Метелка раскидисто-развесистая, длиной 27-35 см, колоски овально-эллиптические, коричневато-красные. Семена округлой формы, коричневые. Продолжительность вегетационного периода от посева до созревания семян 97-112см.Сорт устойчив к полеганию и засухе. Бактериальной пятнистостью листья поражаются незначительно (Шатилов И. С.,Мовсисянц А.П.,1981).
Суданская трава Чишминская ранняя. Сорт выведен в НПО"Башкирское", включен в реестр по Средневолжскому и Уральскому регионам. Раннеспелый. Стебель цилиндрический, тонкий, высотой 150 см. Кус тистость средняя. Листья ланцетовидные, сочные, длиной до 40-60 см, шириной -2,0-3,5 см. Метелка раскидистая, рыхлая, длиной 20-35 см, перед созреванием красновато-коричневая. Колоски ромбовидные. Семена пленчатые, овально-круглые, окраска от светло-желтой до светло- коричневой (Ролев В.С.,Тоцкий Д.В.идр., 1997).
Суданская трава Изумрудная Сорт выведен в Башкирском НИИ земледелия и селекции полевых культур. Высота растений 120-180 см, облиственность хорошая, обладает высокими темпами роста и высокой энергией отрастания. Дает 2-3 укоса. Содержание сырого протеина в АСВ зеленой массы-9%, клетчатки- 28,6%. Раннеспелый. Вегетационный период 75-90 дней, созревает на 3 дня раньше стандарта Кинельской 100. Устойчив к засухе. Красной бактериальной пятнистостью поражается выше среднего, как стандарт (Талис В.К., 1988). Суданская трава Тугай. Выведен в Башкирском НИИ земледелия и селекции полевых культур. Районирован с 1986 г. Высота растений 180 см, облиственность хорошая, обладает высокими темпами роста и высокой энергией отрастания. Содержание сырого протеина в АСВ зеленой массы 8%, клетчатки 33,3%. Раннеспелый. Вегетационный период 80-93 дня на уровне стандарта. Поражается красной бактериальной пятнистостью как стандарт.
Суданская трава Северянка. Сорт выведен в НПО Башкирское". Среднеспелый. Куст прямостоячий. Высота растения 195-215 см. Кустистость средняя. Листья широколинейные, облиственность до 68%, метелка длиной до 35 см, рыхлая. Колоски ромбовидные, зерновка овально- округлая, пленчатая, окраска оболочки от светло-желтой до светло-коричневой. Масса семян 12-14 г. Содержание белка в сухом веществе зеленой массы 7-9%, что на уровне стандарта. Вегетационный период ( от посева до созревания семян 71-98 дней) До средней степени может поражаться красно-бурой пятнистостью (Бикбулатов З.Г., Леонтьев И.П. и др., 1997).
Суданская трава Саратовская 1183 . Сорт выведен коллективом авторов НИИСХ Юго-Востока, НПО" Элита Поволжья". Куст прямостоячий, высотой 143 см. Стебель округлый, сочный. Кустистость средняя. Листья линейные, крупные, сочные. Облиственность 39%. Соцветия пирамидально-овальные, длиной 35 см. Семена овально-эллиптические, темно-коричневые или черные. Содержание белка в сухом веществе зеленой массы-9,5 %.Среднеранний. Вегетационный период 96 дней. Слабо поражается красной бактериальной пятнистостью и пыльной головней.
Суданская трава Станичная 7. Сорт выведен во Всероссийском НИИ селекции и семеноводства сортовых культур. Куст сжатый, прямостоячий. Стебель цилиндрический, высотой до 250 см. Лист ланцетовидный, сочный, кустистость средняя. Семена светло-коричневые, пленчатые. Содержание протеина в сухом веществе зеленой массы - 7,6%, на 1,3% меньше стандарта. Среднеспелый. Вегетационный период 105-107 дней. Устойчив к засухе, не полегает. Ниже среднего поражается красной бактериальной пятнистостью (Каталог.., 1987). Овес Универсал 1. Сорт выведен Красноуфимской селекционной станцией, сорт укосно-зернового назначения. Районирован по области с 1993 года. Мутика. Высокорослый, высота до 72 см, но он на 10-25 см короче сорта Урал. Устойчивость к полеганию -4,0 балла Облиственность растений 47,2 % Масса 1000 зерен 37,7-38,3 грамма. Вегетационный период при уборке на зеленую массу - 41 день, при уборке на зерно- 80 дней. Урожай зерна до 47 ц/га, зеленой массы до 250-300 ц/га.
Вика Новосибирская. Сорт выведен в Сибирском НИИ растениеводства и селекции и на Тулунской государственной селекционной станции. Районирован по области с 1989 г. Иммакулята. Созревает за 64-88 дней. Содержание белка в массе в среднем-17,4-20,6%, клетчатки-24,8-27,8ц/га. Болезнями и вредителями поражается слабее, чем Красноуфимский 49.
Показатели фотосинтетической активности посевов
Известно, что на увеличение или уменьшение площади питания растения реагируют изменением коэффициента кустистости. Следует отметить, что период кущения длится у злаковых культур от появления главного побега до фазы выхода в трубку. Особенность суданской травы такова, что этот процесс длится и не ослабевает в течение всего вегетационного периода. На интенсивность кущения оказывают влияние ряд факторов, основные из них: густота стояния растений и способ посева. По данным И.С. Шатилова суданская трава может дать 3-12 и более стеблей в зависимости от условий выращивания. Отличительной чертой поздних посевов является их пониженная кустистость.
В нашем опыте с суданской травой Изумрудная наиболее высокая кустистость отмечена в 1997 году. При норме высева 1,2,3 и 4 млн. всхожих зёрен на гектар в рядовом способе посева она составила, соответственно-3,55;1,68;1,18 и 1,33. При черезрядном-сответственно - 2,21;2,09;1,30 и 1,08. При широкорядном - 2,55; 1,48; 1,09 и 1,0 (табл.19).
В среднем за годы исследований коэффициент кустистости суданской травы при рядовом посеве с нормой высева 1 млн. всхожих зёрен на 1га составила 2,97, а в черезрядном -2,33 и широкорядном- 2,05 . Следует отметить, что коэффициент кустистости определяется не только площадью питания растений, но и метеорологическими условиями периода вегетации. Однако при снижении нормы высева роль кущения в формировании стеблестоя заметно возрастает и число стеблей на единице площади в фазу выметывания значительно превышает густоту стояния растений, полученную в фазу полных всходов. Благодаря появлению дополнительных побегов в процессе кущения, растения сами борются с изреживанием посевов. По полученным данным весенне-летняя выживаемость растений при рядовом способе посева с увеличением нормы высева с 1 до 4 млн. всхожих зёрен на гектар имела тенденцию к уменьшению в среднем за три года с 93,6 до 90,7%, а при широкорядном с 92,4 до 87,9%. В черезрядном посеве такой чёткой тенденции не прослеживается (табл.20).
Густота и сохранность растений суданской травы сорта Изумрудная при разных способах посева и нормах высева, 1997-1999гг. Показатель Рядовой Черезрядный Широкорядный Нормы высева, млн. шт 1,0 2,0 3,0 4,0 1,0 2,0 3,0 4,0 1,0 2,0 3,0 4,0 Число растений на 1м2: -фаза полных всходов 67 129 183 228 67 124 168 224 59 111 153 188 - фаза молочно-восковой спелости 63 120 167 206 60 115 167 201 54 99 135 165 Сохранность, % 93,6 93,0 91,9 90,7 89,6 92,0 90,8 89,7 92,4 89,7 88,3 87,9 Такое снижение весенне-летней выживаемости можно объяснить загущением посевов (в густом стеблестое растения острее чувствуют недостаток влаги, элементов питания и света). Самоизреживание посевов после фазы полных всходов связано с недостаточной площадью питания для корневой системы растений суданской травы при излишне загущённом их посеве. Меньшее количество влаги и света в загущённых посевах ведёт к частичной гибели и угнетению растений, ограничивает процесс их кущения и тем самым оказывает влияние на величину фотосинтезирующего аппарата.
В целом, как показали исследования, с увеличением нормы посева растет и густота стояния растений в рядке с одновременным снижением коэффициента кустистости и сохранности растений.
Измерение высоты суданской травы показало, что она зависит как от условий вегетационного периода, но и от густоты стояния растений в посеве.
В среднем за годы исследований - в фазу трубкования не отмечено разницы по высоте при разных способах посева. Однако в фазу выметывания метелки отмечена тенденция по снижению высоты растений с увеличением ширины междурядий и с увеличением нормы посева (рис.3). Так, если при рядовом способе посева высота растений составляла 148,9 см, при черезрядном - 148,7 см, то при широкорядном- 139,3 см. Данная тенденция сохранялась и в более поздние фазы вегетации. Растения продолжают расти практически в течение всей вегетации. Максимальная высота суданской травы отмечена в фазе молочно-восковой спелости в 1998 г., когда высота растений при рядовом способе посева достигала-254,2 см.
Способы посева и норма высева оказывали влияние также на накопление массы одним растением (табл.21). Так, максимальная масса у одного растения отмечена в разреженных посевах по всем способам посева. Так, при рядовом способе посева в фазу молочно-восковой спелости вес одного растения колебался от 42,7 г при норме высева 1, 0 млн. всхожих зерен на 1 га до 15,9 г. при норме высева 4,0 млн. всхожих зерен на 1 га. При ширине междурядий 30 см - масса одного растения соответственно снижалась от 41,3 г. до 13,4 г., а при 60 см - с 41,6 до 14,2 г. (прил.19). Наибольшая облиственность (28,4-34,8%) характерна для растений суданской травы в период до выбрасывания метелки, в более поздние периоды вегетации облиственность
Урожай однолетних трав и его структура
В наших исследованиях в некоторой степени подтвердились выводы Б.Н.Малиновского, С.Б.Столяренко (1992) об отсутствии достоверных различий по сумме содержания Сахаров в фазу молочной, молочно-восковой спелости зерна, что позволяет расширить срок уборки сорговых культур на кормовые цели. Важную роль для нормального пищеварения у жвачных животных играет сахаро-протеиновое отношение в кормовом рационе. Для крупного рогатого скота оно должно быть 0,8-1,2 , то есть на каждую часть переваримого протеина необходимо иметь 0,8..1,2 сахара. Недостаток поступления сахара и крахмала с кормами, как правило сопровождается нарушением белково жирового обмена и ведёт к ацидозу вследствие увеличения в крови кетоновых тел (А.М.Венедиктов,1988).
Наибольший сбор сахара получен при рядовом способе посева, здесь его сбор составил от 581 до 660 кг с 1 гектара. Содержание его в зависимости от нормы высева изменялось. Наибольший сбор сахара получен при норме высева в 3 млн. всхожих зерен на 1 гектар, Здесь его сбор составил 668 кг (табл27)
Проведенные исследования показали, что зелёная масса суданской травы обеспечивает необходимое для жвачных животных сахаро-протеиновое отношение. Самое высокое сахаро-протеиновое отношение (2,09) получено в варианте с широкорядным способом посева (60 см ) и минимальной нормой высева (1 млн), что объясняется наибольшим содержанием стеблей в структуре зеленой массы при широкорядном способе посева.
Проведённые исследования показали, что за счёт способа посева и изменения густоты стояния растений, которая определяется нормой высева семян на единицу площади можно в определённой степени управлять качеством кормов и добиваться максимальной продуктивности суданской травы.
Интенсификация производства всей сельскохозяйственной продукции и , в частности, суданской травы сопровождается ростом энергоёмкости .Затраты совокупной энергии на 1 га нами определялись на основании технологических карт по возделыванию суданской травы(табл.27,рис .5). При этом __ \У" - іііШі&ш М&я!фЬШшЛтшЩ?
Наши расчёты показали, что с увеличением нормы высева суданской травы прослеживается тенденция к росту затрат совокупной энергии на гектар пашни, связанная с повышением расходов на закупку семян и уборку дополнительной продукции. При рядовом способе посева минимальные затраты совокупной энергии, составившие 21800 МДж на 1га отмечены при норме посева 1 млн. всхожих зёрен на 1 га. По мере увеличения плотности посева на каждые 1 млн. всхожих зёрен возрастают в среднем на 3%. Анализ структуры распределения израсходованной совокупной энергии при возделывании суданской травы на зелёную массу по отдельным статьям показывает, что наибольший удельный вес (70-75%) приходится на оборотные средства. Из них около 38.4% совокупной энергии приходится на топливо и 45,6 % на удобрения. Структура энергетических затрат по основным группам работ при возделывании суданской травы на зелёную массу показывает, что расходы энергии на уборку составляют 55,4%, а на выращивание 44,6%.Наиболыпий выход обменной энергии получен в варианте с рядовым способом посева и нормой высева 3 млн. всхожих зёрен на 1 га.- 81.0ГДж/га. Другие варианты как с малой, так с большей нормой высева обеспечили сбор обменной энергии на 9-11% меньше по сравнению с лучшим вариантом. При широкорядном и черезрядном способах посева выход обменной энергии снизился по сравнению с рядовым на 12 и 30%).
Затраты совокупной энергии отразились на энергоёмкости центнера сухого вещества. Она оказалась наименьшей в варианте с нормой высева -3 млн. всхожих зёрен на 1 га, и составила 252,8 МДж/га, что меньше в сравнении с другими вариантами опыта при рядовом способе посева на 4-11%. Аналогичные затраты совокупной энергии на выращивание центнера кормовых единиц. При черезрядном и широкорядном способах посева энергоёмкость увеличивается на 22-30%.
Энергетический коэффициент или коэффициент полезного действия затраченной энергии наиболее высок в варианте с рядовым способом посева и нормой высева - 3 млн. всхожих зёрен на 1 га, где он составил -3,6. В других вариантах этот показатель был ниже.
Таким образом, как показывает биоэнергетическая оценка: суданскую траву на Среднем Урале следует высевать рядовым способом с междурядиями на 15 см и нормой3,0 млн. всхожих зерен на 1 га.
