Введение к работе
Актуальность темы исследований. Общебиологические законы жизни растений чрезвычайно важны для сознательного овладения приемами технологий возделывания культурных растений. Управление продуктивностью растений в интенсивных технологиях, где используется прецизионная техника, обеспечивающая коррекцию биопродуктивности в условиях неоднородности состояния растительного покрова, можно отнести к точному растениеводству, входящему в состав точного земледелия.
Надёжное обеспечение населения продовольствием является одним из главных условий стабильного развития экономики страны и её регионов. Решение проблем увеличения производства сельскохозяйственной продукции и продовольствия, составляющих основу наполнения сферы потребления, всегда было актуальным. Сейчас в нашей стране особое внимание уделяется ускоренному развитию животноводства, строятся и реконструируются животноводческие комплексы, завозятся новые породы высокопродуктивного отечественного и импортного скота. Все это очень хорошо и важно как для развития отдельно взятого хозяйства, так и для создания продовольственной безопасности в каждом регионе, и в стране в целом. Одной из важнейших сельскохозяйственных культур зернофуражного направления региона является кукуруза. По данным Всемирной продовольственной сельскохозяйственной организации (ФАО), основной зернофуражной культурой в мире, выращиваемой для производства высококачественных кормов, является кукуруза.
В соответствии с этим, актуальной является разработка и внедрение приемов возделывания различных подвидов кукурузы, обеспечивающих максимальный эффект при минимальных затратах труда и средств. В этой связи перспективным направлением представляется изучение возможностей регулирования жизненно важных процессов в растениях (прохождения отдельных этапов роста и развития, мобилизации потенциальных возможностей растительного организма, повышения иммунитета к болезням) с применением последних достижений науки. Различные теоретические и прикладные аспекты повышения эффективности производства кукурузы рассматривались в работах таких ученых, как Л.И. Абалкин, И.Т. Трубилин, Г.С. Галеев, В.Х. Зубенко, B.C. Сотченко, Т.Р. Толарая, П.А. Щербина, М.И. Хаджинов, Г.Е. Шмараев и других.
Цель исследований заключается в научном обосновании основных направлений реализации потенциала продуктивности и разработке практических рекомендаций повышения эффективности производства кукурузы зернофуражного и пищевого направления.
В соответствии с указанной целью решались следующие задачи:
-изучить морфобиологические признаки и свойства растений, механизм адаптации и питательную ценность зерна и листостебельной массы различных подвидов кукурузы коллекции ВИР им. Н.И. Вавилова;
-получить ультра- и раннеспелые сортообразцы зернофуражного направления с использованием исходного материала с различной генетической основой;
-определить оптимальную густоту стояния растений для пищевых подвидов в конкретных экологических условиях;
-выявить эффективность раздельного и совместного применения почвенных и послевсходовых гербицидов;
-использовать антистрессовые препараты Альбит и Эпин-экстра для оценки иммунологических параметров, а также устойчивости растений к действию различных абиотических факторов в онтогенезе у пищевых подвидов;
-разработать ноу-хау в области применения синтезированных биоцидных сополимеров в качестве регуляторов роста растений с целью увеличения адаптивного потенциала пищевых подвидов и расширения сортимента препаратов используемых на посевах кукурузы;
-определить норму реакции различных подвидов на предпосевную обработку семян сополимерами МАГ:ГМК, как способа повышения урожайности и белковости зерна;
-дать оценку технологическим параметрам сорта лопающегося подвида Карнавал 464 для приготовления попкорна;
-обосновать пути увеличения производства различных подвидов кукурузы и снижения ее себестоимости на основе использования ресурсосберегающих технологий.
Научная концепция – разработка механизма управления продукционным процессом различных подвидов кукурузы в интенсивных технологиях.
Научная новизна. Впервые в условиях предгорной зоны КБР на основе обширного материала с применением метода морфобиологического анализа были проведены исследования по определению параметров архитектоники различных подвидов. Изучено 73 образца коллекции ВИР им. Н.И. Вавилова, а также сорта и гибриды местных и российских ученых.
Определены факторы управления продукционным процессом различных подвидов в конкретных экологических и производственных условиях. Выявлен механизм реализации потенциала продуктивности пищевых подвидов и оценены наиболее эффективные приемы повышения урожайности и питательной ценности зерна и листостебельной массы сортов и гибридов зернофуражного направления.
Предложен ноу-хау в области применения синтезированных биоцидных сополимеров МАГ:ГМК в качестве регуляторов роста на посевах кукурузы с целью увеличения адаптивного и продуктивного потенциала, а также питательной ценности зерна пищевых подвидов. Впервые в условиях южного Подмосковья обоснованы перспективы получения высоких урожаев сорта сахарного подвида кукурузы Ранняя Лакомка.
Практическая значимость. Выявлены до сих пор неизвестные положительные эффекты применения биоцидных синтезированных сополимеров на все стороны продукционного процесса: всхожесть, фотосинтез, ростовые процессы, функционирование хозяйственно-ценных органов, устойчивость к действию неблагоприятных факторов. Столь ценные свойства изученных соединений свидетельствуют о возможности их широкого практического применения. Для каждого подвида пищевого направления определены наиболее эффективные концентрации сополимеров.
На основе вскрытых закономерностей разработана и технология применения регуляторов роста и развития растений Альбит и Эпин-экстра (перед посевом и двукратное опрыскивание в фазе 3-го и 7-го листьев), для повышения урожайности сортов и гибридов кукурузы зернофуражного и пищевого направления. Определена оптимальная густота стояния растений для гибрида и сортов пищевого направления, а также обоснована эффективность раздельного и совместного применения почвенного и послевсходовых гербицидов для гибридов зернофуражного направления.
Дана оценка параметрам архитектоники растений 73 образцов коллекции ВИР им. Н.И.Вавилова, относящихся к 9 подвидам. Создано 5 раннеспелых сортообразцов (ФАО 150) с различной генетической основой, в т.ч. 1 ультрараннеспелый (ФАО 100), имеющих ценность в качестве исходного материала в селекционных программах. Рекомендации могут быть использованы сельскохозяйственными товаропроизводителями и органами управления АПК Северокавказского региона. Исследования проведены в соответствии с тематическим планом Министерства сельского хозяйства и продовольствия Кабардино-Балкарской республики. Результаты исследований внедрены в РДЭБЦ (г. Нальчик), ООО «Сады Нальчика» (КБР).
Основные положения, выносимые на защиту:
-анализ адаптивности образцов различного географического происхождения к природно-климатическим условиям предгорной зоны КБР;
-установление резервов увеличения валовых сборов зерна кукурузы;
-выявление возможности управления продукционным процессом регулированием густоты стояния растений;
-установление оптимального набора гербицидов различного спектра действия при возделывании гибридов кукурузы зернофуражного направления;
-обоснование действия регуляторов роста растений Альбит, Эпин-экстра и сополимеров МАГ:ГМК на адаптивность к стрессовым абиотическим условиям, комплекс анатомо-морфологических показателей, продуктивность и качественные показатели зерна и листостебельной массы;
-определение технологических параметров и питательной ценности попкорна из лопающегося подвида кукурузы;
-экономическое обоснование эффективности возделывания различных подвидов в интенсивных технологиях.
Апробация результатов исследований. Основные положения и результаты исследования доложены на Международной научной конференции «Актуальные проблемы современной науки» (г. Самара, 2004-2006 гг.); Всероссийской НПК, посвященной 15-летию Ингушской СХОС (2007г.); Всероссийской научной конференции «Наука и устойчивое развитие» (г. Нальчик, 2007, 2008г.); Всероссийской научной конференции,, посвященной Дню российской науки (г. Нальчик, 2007-2008 гг.); научно-практической конференции, посвященной 120-летию со дня рождения Н.И.Вавилова (г. Нальчик, 2008г.); ежегодный отчетных заседаниях кафедры «Агрономия» (ФГОУ ВПО «КБГСХА», 2000-2010 гг.). По материалам исследований были составлены исследовательские проекты, ставшие победителями на республиканских и Всероссийских конкурсах и олимпиадах – Всероссийский конкурс «Юный исследователь окружающей среды» (г. Москва, 2007г., 2 место); Всероссийский конкурс «Человек на Земле» (г. Москва, 2008г., диплом 6-й степени); заочный тур Всероссийского конкурса «Юность, наука, культура» (г. Москва, 2007г, 3 место); республиканский конкурс «Мой край – Кабардино-Балкария» (г. Нальчик, 2008г., 1 и 2 места); Всероссийская олимпиада по экологии (г. Москва, 2008г., 1 место); республиканский этап Всероссийского научного объединения учащихся НОУ «СИГМА» (г. Нальчик, 2008г., 1 место); республиканский этап Всероссийского конкурса «Чтения имени В.И.Вернадского» (г. Нальчик, 2008г., 2 место).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 43 работы, в том числе 10 статей в изданиях, рекомендованных по списку ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, выводов и рекомендаций производству, списка использованной литературы, включающего 265 источников отечественных и зарубежных авторов, изложена на 330 страницах компьютерного текста, содержит 49 таблиц и 37 рисунков основного текста, 32 таблицы в приложениях.
