Содержание к диссертации
Введение
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
1.1. Биологические особенности кукурузы 8
1.2. Предполивная влажность почвы при выращивании кукурузы 12
1.3. Способы полива кукурузы 20
1.4. Взаимодействие орошения и удобрений в технологии возделывания кукурузы 23
2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ 29
2.1. Основные задачи и объект исследований 29
2.2. Почвенный покров территории района 31
2.3. Характеристика климата района и погодные условия 39
2.4. Методика исследований 42
2.5. Агротехника возделывания кукурузы в опытах. 49
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3. ПОЛИВНОЙ РЕЖИМ КУКУРУЗЫ В РАЗЛИЧІІНХ ВАРИАНТАХ ОПЫТА 50
3.1. Сроки и нормы поливов 50
3.2. Фактическая предполивная влажность почвы
в годы исследований 64
4. БИОЛОГИЯ И БИОМЕТРИЧЕСКИЕ УЧЕТЫ В ОПЫТАХ 66
4.1. Фенология на посевах кукурузы 66
4.2. Динамика линейного роста растений 68
4.3. Площадь листовой поверхности кукурузы 72
4.4. Фотосинтетический потенциал и его связь с урожаем 78
4.5. Накопление биомассы и кривые роста 83
4.6. Продуктивность фотосинтеза по периодам вегетации 95
4.7. Корневая система растений 98
5. ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ КУКУРУЗЫ В СВЯЗИ С РЕЖИМОМ ОРОШЕНИЯ И УДОБРЕНИЯМИ 108
5.1. Суммарный и среднесуточный расход влаги полем кукурузы по фазам вегетации 108
5.2. Суммарное испарение за вегетационный период и коэффициент водопотребления кукурузы. ИЗ
5.3. Баланс влаги в почве 120
6. УРОЖАЙНОСТЬ КУКУРУЗЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ И УДОБРЕНИЙ 123
6.1. Влияние изучаемых факторов на урожайность кукурузы 123
6.2. Качество зерна кукурузы 128
6.3. Сравнительная эффективность действия и взаимодействия орошения и удобрений. Окупаемость дополнительных удобрений урожаем. 131
7. ДИАГНОСТИКА ПОЛИВА ПО КОНЦЕНТРАЦИИ КЛЕТОЧНОГО СОКА 134
8. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И РАЙОНИРОВАНИЕ ОПТШШЬНОГО РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ КУКУРУЗЫ ПО ТЕРРИТОРИИ КАРАБАХСКОЙ НИЗМЕННОСТИ АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ ССР 141
9. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ ПОД КУКУРУЗУ 153
10. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ОПЫТ 158
ВЫВОДЫ 159
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ 162
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 164
ПРИЛОЖЕНИЯ
- Биологические особенности кукурузы
- Основные задачи и объект исследований
- Сроки и нормы поливов
- Фенология на посевах кукурузы
- Суммарный и среднесуточный расход влаги полем кукурузы по фазам вегетации
Биологические особенности кукурузы
В мировом зерновом хозяйстве последнее десятилетие значи -тельное увеличение производства зерна кукурузы базировалось на повышении урожайности и расширении.площади посева. Кукуруза отличается биологической особенностью образовывать.за вегетацион -ный период.высокий урожай зерна и зеленой массы.
Кукуруза - однолетнее, однодольное, раздельнополое, пере -крестноопыляющееся растение семейства злаковых.. Она отличается мощным ростом, крупными стеблями, листьями и зернами. Корневая система мощная, мочковатая, многоярусная. Корни равномерно раз -ветвляготся во все стороны в радиусе до I метра и более, глубоко проникают в почву, достигая в глубину до 3 метров. Кукуруза имеет четыре типа корней : зародьшевые, первичные, постоянные и воздушные. На протяжении первых 2-3 недель после всходов зароды -шевые корни являются источником снабжения растений водой и пита -тельными веществами.
Большое значение для кукурузы имеют воздушные ( опорные) корни, которые предохраняют растения от полегания, а также снабжают их влагой и питательными веществами.
Формирование корневой системы кукурузы тесно связано с режимом влажности почвы.
Стебель цилиндрический, прямостоячий, высокий, гладкий. В зависимости от сорта и условий выращивания высота растений дости -гает 2,5...3 м. Высота растений зависит от количества и длины междоузлий. У поздне-спелых высокорослых гибридов и сортов имеются 30...35 междоузлий, у низкорослых скороспелых - 8...10. В зависимости от сорта или гибрида и условий возделывания на одном растении образуется их от 8 до 45. Благодаря большой листовой поверхности кукуруза может эффективно использовать солнечный свет и усваивать углерод из воздуха, накапливать органические вещества.
В каждом растении кукурузы имеется два типа соцветий: мужское ( метелка) и женское (початок). Цветение початков обычно наступает на 3-5 дней позже, чем метелок.
Зерно кукурузы крупное, голое. Его масса в среднем состав -ляет,80% от массы початка. Масса 1000 зерен у мелкосеменных гибридов и, сортов 100...150 , у крупносеменных - 400...500 г. При благоприятных условиях усиливаются ростовые процессы, замедляется старение верхушечной меристемы початков, что способствует форми -рованию крупных початков и зерен с большой массой.
Многообразие почвенно-климатических условий районов респуб -лики требует глубокого знания особенностей биологии роста и развития растений кукурузы для успешного её возделывания и разностороннего использования.
Благодаря высокой урожайности гибрид Краснодарский,- 5 ТВ районирован в Азербайджанской ССР с 1956 года и в настоящее время возделывается в основном в Карабахской низменности, в Ширванской, Самур-Дивичинской и других орошаемых зонах на зерно и зеленую массу. Указанный гибрид выведен Краснодарским НИИ сельского хозяйства при скрещивании.двух простых межлинейных гибридов: материнского-Краснодарского -3 и отцовского-Казбек, он относится к разновидности Флаворубра.
Зерно крупное, зубовидное, желтое. Масса 1000 зерен состав -ляет 120-300 г. Содержание крахмала в зерне 78$. Початки слабоконусовидной формы или цилиндрической, средняя масса 220-280 длина 20-24 см, диаметр 50-55 мм, рядов зерен - 18-20 , количество зерен в одном ряду 40...50 , выход зерна при обмолоте 80-85% , t
стержень красный. Растения высокорослые - 230-280 см, нижние.початки образуются на высоте 80-100 см от поверхности земли. Рас -тения, устойчивы к полеганию, в сравнении, с местными сортами лучше переносят, засуху. Гибрид позднеспелый - вегетационный период 125-130 дней, в орошаемых зонах республики по урожайности зерна превосходит.местные возделываемые сорта, относительно устойчив к болезням /Халилова, 1973/.
Кукуруза более требовательна к теплу, чем большинство дру -гих сельскохозяйственных культур. Для прорастания семян требуется относительно высокая температура ( не ниже +Ю-12С). По данным многих авторов кукуруза нормально растет и развивается в следующих температурных условиях: формирование вегетативных органов-16-32; выметывание метелки - 26-28 ; цветение - 28-32 ; формирование зерна - 22-24С. Более высокие температуры (+30...+35С) плохо отражаются на росте и развитии растений.
Сумма. биологически активных температур, необходимых для оп -тимального развития скороспелых гибридов и сортов, равна 1800... 2000, среднеспелых и позднеспелых - 2300...2600.
Основные задачи и объект исследований
Разработка научных основ и теоретическое обобщение производственного опыта возделывания сельскохозяйственных культур на поливных землях входят в задачу орошаемого земледелия как науки. При этом устанавливается особенность приемов агротехники и разрабатываются системы земледелия на орошаемых землях каждого крупного региона /Лысогоров, Ушкаренко, 1981/.
Одна из важнейших задач орошаемого земледелия - более рациональное, высокоэффективное использование орошаемых земель и по -ливной воды, разработка и внедрение в практику научно обоснованных рекомендаций для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и улучшения качества получаемой продукции.
В связи с этим в последнее время многие научно-исследова -тельские институты и опытные станции разработали и продолжают разрабатывать рациональные режимы орошения и системы удобрений сельскохозяйственных культур применительно к разньм почвенно-кли-матическим, конкретным метеорологическим условиям, биологическим особенностям растений , их сортов и гибридов.
Отсутствие экспериментальных данных для теоретического обоснования оптимизации режимов орошения и доз удобрений кукурузы в условиях Карабахской низменности определило цель диссертационной работы. В основные задачи исследований входило:
- определить оптимальный предполивной порог влажности почвы, нормы и сроки полива кукурузы, обеспечивающие получение вы -соких урожаев ;
- выявить закономерности водопотребления при различных ре -жимах орошения и условиях литания на посевах кукурузы ;
- установить наиболее эффективный способ полива кукурузы в условиях Карабахской низменности ;
- определить эффективность применения минеральных удобрений, их воздействие на формирование и продуктивность надземной и подземной частей растений ;
- выявить действие и взаимодействие режима орошения и доз удобрений на урожайность кукурузы ;
- определить биологические коэффициенты водопотребления кукурузы по декадам вегетационного периода в целях использования для установления поливного режима С сроков и норм полива) в рассматриваемом регионе ;
- установить экономическую эффективность сочетания рацио -нальных режимов орошения и доз удобрений кукурузы при внедрении их в производство.
Сроки и нормы поливов
Для установления оптимального поливного режима сельскохозяйственных культур необходимо определить предполивную влажность,то есть нижнюю границу допустимой влажности почвы для нормальной жизнедеятельности растений , а также глубину увлажняемого слоя.
Установив указанные параметры содержания влаги в почве для роста растений, можно правильно выбрать время полива. В качестве основного критерия для установления сроков полива принимается нижний предел оптимальной влажности почвы, методика определения которого разработана и описана А.Н.Костяковым /1951/.
А.А.Роде /1965/ отмечает, что нижний предел оптимальной влажности совпадает с влажностью разрыва капиллярной связи (ВРК), которая для лессовидного суглинка и сероземов равна 70% ППВ.
Многими исследователями установлено, что нижняя граница оптимальной влажности почвы колеблется от 65 до 75 % НВ. Ряд авторов /Горюнов, Петрунин, 1961; Маслоковец, Шевченко, 1961; Золо -тарев, 1964; Кадиров, Зргатев, Дамулладжанов, 1973 ; Остапов , Гринь, 1975 ; Колосова, Мокровин, Стрельников, 1976 и др./ ука -зывают на более широкий диапазон нижнего порога оптимальной влажности почвы для кукурузы - 60-85$ НВ.
Большое значение для установления поливной нормы имеет глубина увлажняемого в процессе полива слоя почвы. Необходимо знать характер распространения основной массы корневой системы расте -ний, так как этим определяется глубина активного ( расчетного) слоя почвы. Костяков А.Н. /1951/ указывает, что эта величина для раз -ных культур колеблется от 0,4 до 1,0 м. Исследованиями, прове -денными рядом авторов / Горянский, Белоус, Гладков и др., 1967; Льгов, 1967 ; Джулай ,1970 ; Козин, Чуприн, Штокалов и др.,1970; Лысогоров, 1971/ установлено, что глубина увлажняемого слоя почвы при вегетационных поливах кукурузы колеблется в пределах 70-100 см.
Глубина увлажняемого слоя почвы зависит от способа и техники полива. При орошении дождеванием глубина увлажняемого слоя почвы уменьшается примерно в 1,5 -2,0 раза. К основным причинам уменьшения глубины увлажняемого слоя при орошении дождеванием относится поверхностный сток воды, интенсивность которого резко возрастает с увеличением поливных норм в связи с уплотнением почвы и уменьшением ее водопроницаемости /Гарюгин, 1979/.
По мнению Ю.І. Миронова /1969/, проводившего опыт на Ставропольской опытно-мелиоративной станции, глубина увлажняемой почвы составляет при поливе дождеванием 50-60 , а при поливе по бороздам - 80-100 см.
Поливы , проводимые по определенному плану для получения высокого урожая данной культуры, составляют ее поливной режим, или режим орошения, который выражается схемой поливов. Это перечень всех поливов с указанием времени их проведения, поливных норм, способов полива, оросительной нормы /Лысогоров, Ушкаренко,1981/.
Так как потребность в воде растений в течение вегетационного периода изменяется в зависимости от фазы роста и развития , в проведенных.исследованиях сроки и поливные нормы рассчитывались на увлажнение корнеобитаемого слоя: при поливе дождеванием -40 см до появления 15 листа и 60 см в последующие фазы, а при поливе по бороздам соответственно 60 и 80 см.
Фенология на посевах кукурузы
Многие авторы,. наблюдая за. прохождением фаз.роста и развития растений кукурузы при различных режимах орошения, отмечают, что. существенных различий при этом не бывает. Другие исследова -тели утверждают, что увлажнение почвы оказывает, влияние на про -должительность.вегетационного периода, так как при различных условиях влагообеспеченности почвы изменяется интенсивность прохождения межфазовых. периодов, у растений.
А.Б.Саламов /1962/ указывает, что в условиях Северного Кав -каза.при.оптимальном режиме орошения наступление фаз у поливной кукурузы проходит одновременно.с неорошаемыми посевами.
А.Л.Запорожченко /1978/, проводивший в 1964...1966 гг. опыты на юге УССР, в зоне Ингулецкого.орошаемого.массива, отмечает, что, изменяя поливной режим ,можно в небольших пределах удлинить или сократить вегетационный период растений.
В наших опытах в прохождении фаз роста и развития растений кукурузы по отдельным вариантам в годы исследований существенных различий не наблюдалось ( приложение 5) . В 1981 и 1982 гг. посев кукурузы произвели в 3-й декаде апреля , а в 1983 г. - в первой декаде мая. От посева до единичных всходов проходило 9-II дней.
Из данных фенологических наблюдений видно, что фенологические фазы выбрасывание метелок - молочная спелость в вариантах с высокой влажностью почвы ( поливы при 80% и 90% НВ) наступали на 2...3 дня раньше, чем в вариантах с более низкой влагообеспечен-ностью ( 60 и 70% НВ). К концу вегетации ( полная спелость) в вариантах с предполивными порогами влажности почвы 60 и 70% НВ растения в результате недостатка влаги, высокой температуры и низкой влажности воздуха быстро подсыхали, происходил отток асси-милянтов к зерну. Таким образом, полная спелость у растений ку -курузы, которые поливались при 60 и 70% НВ, наступала на 2...3 дня раньше, чем у растений с предполивным порогом влажности почвы 80 и 90% НВ. Продолжительность вегетационного периода, в среднем за годы исследований, в условиях полива дождеванием при 60% НВ была 129, при 70% НВ - 130 и при 80% НВ - 132 дня , а при поливе по бороздам соответственно - 128, 129 и 131 день. По двух -летним данным, продолжительность вегетационного периода растений, когда полив осуществлялся дождеванием при 90% НВ, составляла 133, а при поливе по бороздам - 132 дня.
Суммарный и среднесуточный расход влаги полем кукурузы по фазам вегетации
Кукуруза имеет продолжительный вегетационный период и поэтому ведущая роль в формировании высоких урожаев ее принадлежит ве -гетационным поливам. При определении сроков полива следует учитывать закономерность расходования воды на ее посевах по периодам вегетации / Лысогоров, Ушкаренко, 1981/.
Суммарный расход влаги полем кукурузы за каждую фазу веге -тации определялся в опытах методом водного баланса, а затем рас -считывался среднесуточный расход. По полученным нами данным, во-допотребление кукурузы в период вегетации изменяется по фазам роста и развития растений в широких пределах (табл. 5.I.I).
Среднесуточный расход воды полем кукурузы в период от посева до появления всходов был незначителен. В годы исследований он изменялся в пределах 11,5...19,9 м га (приложение 7). В это время вода расходуется в основном за счет испарения с поверхности почвы. В дальнейшем расход воды увеличивался и в зависимости от режима орошения в период от всходов до образования 15 листьев составлял по трехлетним данным 30...31 м3/га. В это время ( до 10 листа) потребность в воде растений еще небольшая, используются в основном естественные запасы почвенной влаги. В период от образования 15 листьев до выбрасывания метелок, в связи с интенсивным среднесуточным приростом растений в высоту и накоплением сухого вещества, расход воды возрастал. В условиях дождевания и поливов при влажности почвы 80% НВ он составлял 25,6% от суммарного водо-потребления, при 70 - 26,3 , при 60 - 26,8% , а при поливе по бороздам соответственно - 26,3 ; 27,1 и 27,8%.
Среднесуточный расход воды достигал наибольшей величины в период от фазы выбрасывания метелок до молочной спелости зерна. В зависимости от режима орошения он изменялся от 54,5 до 63,6 м /га и был выше в 1,8...2,1 раза, чем в период всходы- 15 листьев, и в 1,0...1,1 раза, чем в период 15 листьев -выбрасывание метелок. Указанный промежуток времени - от фазы выбрасывания метелок до молочной спелости зерна характеризуется максимальной листовой по -верхностью, наибольшим приростом зеленой массы кукурузы и повыше -нием водопотребления растений. Этот межфазный период следует рассматривать как критический в отношении влаги.
По данным за 1982-1983 гг., среднесуточный расход воды в вариантах полива дождеванием и по бороздам при 90% НВ в межфазный период выбрасывание метелок - молочная спелость был равен соответственно 59,1 и 62,2 м3/га, что близко к показателям варианта с поливами при 80% НВ.
В дальнейшем интенсивность среднесуточного расходования воды резко снижалась. Объясняется это ослаблением прироста массы и уменьшением биологической потребности растений в воде.
Важно учитывать среднесуточный расход воды полем кукурузы не только в соответствии с биологическим состоянием растений, но и под воздействием метеорологических условий - высокой температуры, сухости воздуха, суховеев и других.
