Продуктивность различных по скороспелости гибридов кукурузы в зависимости от основных приемов технологии возделывания на черноземах Саратовского правобережья (стр. 1 )

На правах рукописи

ПРОДУКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ПО СКОРОСПЕЛОСТИ

ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОСНОВНЫХ ПРИЕМОВ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ НА ЧЕРНОЗЕМАХ САРАТОВСКОГО ПРАВОБЕРЕЖЬЯ

Специальность 06.01.09 – растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов - 2007

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. » в гг.

Научный руководитель	- доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ
Официальные оппоненты:	- доктор сельскохозяйственных наук, профессор - кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
Ведущая организация	- ГНУ «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока Россельхозакадемии»

Защита состоится 9 ноября 2007 г. в 1400 на заседании диссертационного совета К 006.079.01 при ГНУ «Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН»

Адрес: г. Оренбург, пр. Гагарина, 27/1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургского НИИСХ

Автореферат разослан 8 октября 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В качестве одной из основных задач, выдвинутых перед работниками агропромышленного комплекса, выступает увеличение объема производства зерна, придание ему необходимой стабильности и динамизма. В увеличении валовых сборов зерна, в стабилизации его производства по годам, особое значение придается расширению посевных площадей и повышению урожайности кукурузы.

По своим кормовым достоинствам, универсальности использования кукуруза превосходит многие другие зерновые культуры. Зерно кукурузы является незаменимым компонентом комбикормов. Наряду с этим, зерно кукурузы широко используется на продовольственные цели и как сырье для промышленности, потребность в нем увеличивается.

Использование раннеспелых гибридов, имеющих период вегетации 95 – 115 дней, позволяет производить уборку в конце августа – начале сентября, получать 6-7 т с 1 га сухого зерна с влажностью 18-20% и избавить хозяйства от необходимости послеуборочной доработки (сушки) зерна.

Климатические условия Саратовского Правобережья отличаются недостатком влаги, поздними весенними и ранними осенними заморозками. В связи с этим большие перспективы открывает выращивание раннеспелых и ультраскороспелых гибридов. Эти вопросы в едином комплексе не изучены в условиях Саратовского Правобережья. Поэтому разработка агро - технических приемов, обеспечивающих получение максимальных урожаев кукурузы на зерно и зеленую массу в условиях Саратовского Правобережья, несомненно, является актуальной.

Цель исследований – провести подбор и дать сравнительную оценку продуктивности различных по скороспелости гибридов кукурузы в зависимости от густоты стояния растений, а также разработать зональные приемы ее возделывания, обеспечивающие получение до 4,50 т с 1 га зерна и 22-27 т с 1 га высококачественной зеленой массы в смешанных посевах на черноземных почвах Саратовского Правобережья.

В соответствии с этим решались следующие задачи:

1. Изучить биологические особенности роста и развития, установить параметры фотосинтетической деятельности растений различных по скороспелости гибридов кукурузы;

2. Провести подбор и дать сравнительную оценку продуктивности различных по скороспелости гибридов кукурузы и предложить производству скороспелые гибриды с периодом вегетации от 95 до 115 дней, обеспечивающие в условиях Саратовского Правобережья получение сухого зерна;

3. Изучить влияние густоты стояния растений на продуктивность гибридов кукурузы различных групп спелости на зерно и зеленый корм;

4. Определить оптимальное сочетание компонентов в смешанных посевах кукурузы с кормовыми культурами и способы их посева;

5. Изучить влияние различных приемов основной обработки почвы и доз минеральных удобрений на продуктивность кукурузы;

6. Дать экономическую и биоэнергетическую оценку изучаемым гибридам и приемам возделывания кукурузы на зерно.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- подбор и сравнительная оценка продуктивности новых и районированных гибридов кукурузы на зерно, позволяющих рекомендовать производству раннеспелые и ультраскороспелые гибриды с периодом вегетации от 95 до 115 дней, гарантирующие ежегодное получение сухого зерна в условиях Саратовского Правобережья;

- нормы высева различных гибридов кукурузы при возделывании на зерно и зеленую массу;

- способы основной обработки почвы и дозы минеральных удобрений под кукурузу на зерно и зеленую массу;

- состав и оптимальное сочетание компонентов в смешанных посевах кукурузы с кормовыми культурами.

Научная новизна. Впервые в условиях Саратовского Правобережья осуществлен комплексный подход к оценке биологических особенностей кукурузы, изучено влияние густоты стояния растений, способов основной обработки почвы и оптимальных доз удобрений на урожайность культуры.

Определены закономерности в формировании фотосинтетического потенциала, накоплении урожая зеленой массы и сухого вещества различных по скороспелости гибридов кукурузы, характер их взаимосвязи с густотой стояния растений, особенности водного режима почвы и засоренности посевов в зависимости от изучаемых приемов технологии возделывания.

Выявлены наиболее продуктивные и адаптированные к местным условиям скороспелые гибриды, доказана целесообразность широкого их использования для производства зерна кукурузы, определено качество получаемой продукции.

Практическая значимость работы. Дана комплексная оценка новым и перспективным гибридам кукурузы различных групп спелости. Производству рекомендованы оптимальная густота стояния растений и целесообразные способы основной обработки почвы, обеспечивающие не только увеличение урожайности, но и повышение питательной ценности зерна и зеленой массы кукурузы в чистых и смешанных посевах.

Разработанные основные элементы технологии возделывания раннеспелых гибридов кукурузы обеспечивают получение в центральной микрозоне Саратовской области урожайности до 4,50 т с 1 га зерна и 22 – 27 т с 1 га зеленой массы.

Реализация результатов исследования. Результаты исследований внедрены в АО «Кологривовское» Татищевского района и АО «Михайловское» Марксовского района Саратовской области на площади 200 га. Экономический эффект, подтвержденный актами внедрения, составил 1,2 тыс. руб. при выращивании на зеленую массу и 2,4 тыс. руб. на 1 га при выращивании культуры на зерно.

Апробация работы. Основные вопросы диссертации докладывались на научно – практических конференциях и семинарах по кормопроизводству (Саратов 2004 – 2006гг.), на научных конференциях профессорского - преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов СГАУ им. .

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 работы, в том числе одна - в рецензируемом журнале.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, предложений производству и приложений. Диссертация изложена на 159 страницах машинописного текста, включает 8 рисунков и 14 приложений. Библиографический список включает 154 наименования, в том числе 6 на иностранном языке.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились b гг. методом постановки полевых опытов в АО «Кологривовское» Татищевского района Саратовской области. Климат Саратовского Правобережья - умеренно континентальный. Среднегодовая температура воздуха составляет +5,7°С. Сумма эффективных температур (выше +100С) °С, что вполне достаточно для созревания культур с длинным вегетационным периодом.,

Годовая сумма осадков - 410 мм. Из них на летний период приходится около половины. Коэффициент использования осадков низок вследствии боль­шого испарения и ливневого выпадения.

В целом необходимо отметить, что при наличии благоприятных светового и теплового режимов, условия увлажнения зоны недостаточны для получения гарантированных урожаев кормовых культур на богарных землях.

Преобладающим типом почв региона исследований являются черноземы обыкновенные, среднемощные, глинистые и тяжелосуглинистые. Содержание гумуса в пахотном горизонте - 4,11-5,12%. Обеспеченность почв гидролизуемым азотом 88-110 мг/кг почвы - низкая, подвижным фосфором 30-48 мг/кг – невысокая; обменным калием 115-200 мг/кг - высокая.

Водно-физические свойства 0-70 сантиметрового слоя почвы (активный слой для корневых систем большинства полевых культур) характеризуются следующими данными: плотность - 1,32 г/см3 , наименьшая влагоёмкость - 28,1 %, влажность устойчивого завядания - 14,8 % к массе сухой почвы.

Погодные условия в годы проведения полевых опытов имели свои существенные особенности: 2005 и 2006 годы характеризуются как средне засушливые, 2004 год - как влажный, благоприятный.

Схемы опытов приведены в экспериментальной части. Все опыты закла­дывались в 4-х кратной повторности с систематическим расположением вариантов. Общая площадь делянки - 100-200 м2, учетная - 72-108 м2. В производственных испытаниях площади делянок составляли 1 - 5 га.

Закладка полевых опытов, проведение наблюдений, биометрических из­мерений и лабораторных анализов осуществлялись по общепринятым методи­ческим руководствам: Методика государственного сортоиспытания сельскохо­зяйственных культур (1961, 1971), Методика полевых опытов с кормовыми культурами (ВНИИ кормов им. , 1985).

Согласно соответствующим методикам проводились следующие важнейшие наблюдения, учеты и анализы: за фенологией развития кукурузы и других кормовых культур, динамикой густоты и высоты растений, облиственностью растений, фотосинтетическим потенциалом, накоплением надземной массы; анализы химического состава растений и почв; наблюдения за динамикой влажности почв и суммарным водопотреблением; расчеты экономической и биоэнергетической эффективности возделывания кормовых культур.

Учет урожая проводили методом сплошной уборки всей площади де­лянки, статистическую обработку данных урожайности - мето­дами дисперсионного и корреляционного анализов (, 1989).

Биоэнергетическую и экономическую оценки выращивания кормовых культур проводили согласно Методическим рекомендациям ВАСХНИИЛ (1983, 1989) и методики ВНИИ кормов им. (1989, 1995).

Технология выращивания кукурузы в чистых и смешанных посевах была общепринятой для зоны. В опытах предшественником кукурузы на зеленую массу и зерно была озимая пшеница.

Основная обработка почвы проводилась в конце августа - начале сен-тября согласно схеме опыта: лущение - лущильником - ЛДГ – 5, отваль­ная вспашка - плугом ПЛН , безотвальные рыхления – плугом со стойками СибИМЭ и плоскорезом глубокорыхлителем КПГ – 250, мелкая обработка – бороной БДТ-3.

Весенняя подготовка почвы складывалась из покровного боронования зя­би боронами БЗСС - 1,0 и двух предпосевных культиваций. Посев проводился при про­гревании почвы на глубине заделки семян до 10-12°С. Способ посева опреде­лялся схемой опыта. После посева проводилось прикатывание поля.

В течение вегетации осуществлялось боронование и 2 - 3 культи-вации: первая - на глубину 8-10 см, вторая и последующие - на 6 - 8 см. Рыхление междурядий способствовало уничтожению сорняков, сохранению влаги в поч­ве, улучшению аэрации, лучшему укоренению растений.

Уборка урожая зеленой массы и зерна проводилась косилкой-измельчителем КИР - 1,5 и комбайном «Херсонец - 7».

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ВЛИЯНИЕ ГУСТОТЫ СТОЯНИЯ РАСТЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ

Влияние густоты стояния растений на рост и развитие гибридов кукурузы. Во все годы исследований густота стояния растений кукурузы при уборке была близка к заданной. Для семян кукурузы характерна высокая лабораторная всхожесть (93-95%). Полевая всхожесть семян кукурузы также была высокая и составила 92-95%. Заданная густота стояния растений достигалась ручной прорывкой на опытах по изучению густоты стояния растений.

Полевая всхожесть семян кукурузы с увеличением нормы высева незначительно уменьшается. Так, в среднем за годы исследования у всех изучаемых гибридов полевая всхожесть при норме высева 40 тыс. всхожих семян на 1 га изменялась от 91,25 до 93,75 %, а при 70 тыс./га от 87,1 до 89,3 %

Что касается сохранности растений к уборке, то несколько лучше сохранялись растения на посевах скороспелых гибридов.

К уборке от взошедших растений сохраняется в зависимости от нормы высева от 91,1 до 85,1%. Раннеспелые гибриды Коллективный 160 МВ, Белозерный 1 МВ при всех нормах высева изреживались значительно меньше, чем среднеспелый гибрид Краснодарский 389 МВ.

Несколько большее изреживание среднеспелых гибридов по сравнению с раннеспелыми и среднеранними объясняется, на наш взгляд, тем, что среднеспелые гибриды в силу более длительного вегетационного периода подвергаются чаще воздействию сельскохозяйственной техники. Эти посевы, как правило, на один - два раза больше подвергались междурядным обработкам.

Рост и развитие различных гибридов кукурузы зависели от погодных условий и, прежде всего, от температуры воздуха. Погодные условия в отдельные годы исследований заметно повлияли на продолжительность, как межфазных периодов, так и периода вегетации в целом.

В группе раннеспелых гибридов наибольший вегетационный период был у гибрида Коллективный 160 МВ – 112-116 дней, что на 3-5 дней больше, чем у Белозерного 1 МВ. У среднераннего гибрида РОСС 209 МВ вегетационный период в среднем за годы исследований составил – 125 дней. Среднеспелый гибрид Краснодарский 389 МВ созревал на 16-20 дней позже, чем раннеспелые и на 8-10 дней, чем среднеранний гибрид РОСС 209 МВ.

Результаты наших полевых опытов показали, что увеличение густоты стояния растений от 40 до 70 тыс./га в течение всего периода вегетации вызывало более интенсивный рост растений в высоту у всех изучаемых гибридов. Разница по высоте растений при этом составила: в фазу 5-6 листьев 10,1-17,5, в фазу 10-11 листьев – 18,1-20,5 , в фазу восковой спелости – 20-28 см. Наиболее высокорослым был среднеспелый гибрид Краснодарский 389 МВ (232 см). Таким образом, чем позднеспелее гибрид, тем у него выше реакция на изменение нормы высева.

Следует отметить тот факт, что в первые фазы развития во все годы исследований некоторое преимущество в росте сохранялось за раннеспелыми гибридами. И только с фазы выметывания метелки начинало заметно проявляться преимущество среднеранних и среднеспелых гибридов.

Все изучаемые нами гибриды имели наименьшую высоту на посевах с нормой высева 50 тыс. всхожих семян на га и наибольшую - при 70 тыс./га.

Максимальный в опыте среднесуточный прирост отмечен в этот период у гибрида Коллективный 160 МВ – 4,6 см. В период от выметывания до восковой спелости прирост в высоту всех гибридов заметно замедлялся и составлял 0,2-0,8 см в сутки. Этот небольшой затухающий прирост наблюдался лишь до фазы цветения, после которой рост кукурузы практически прекращался.

Наибольшей высоты к моменту созревания за все годы исследований достигал среднеспелый гибрид Краснодарский 389 МВ, наименьшей высоты – раннеспелый гибрид Белозерный 1 МВ. В целом среднеранние гибриды превосходили раннеспелые по высоте растений на 9-12 см.

Формирование ассимиляционного аппарата и продуктивность его работы. Определенный интерес при разработке элементов технологии возделывания кукурузы в чистых посевах представляет механизм формирования урожаев с точки зрения фотосинтетической продуктивности.

В наших опытах абсолютная величина и ход формирования листовой поверхности в посевах кукурузы заметно изменялись в зависимости от изучаемого гибрида.

Изучение особенностей формирования ассимиляционной поверхности у различных гибридов, высеваемых на опытных делянках, показало, что до фазы 5-го листа разница была несущественной, только начиная с фазы 7-го и особенно 11 – 13-го листьев, раннеспелые гибриды типа Коллективный 160 МВ уступали по размерам площади листьев гибридам кукурузы среднеранним и среднеспелым РОСС 209 МВ и Краснодарский 389 МВ.

С повышением густоты стояния растений от 40 до 70 тыс. на гектаре листовая поверхность увеличивалась в 1,2 – 1,5 раза (рис. 1).

Рис.1. Динамика площади листьев у гибридов кукурузы

в зависимости от норм высева в фазе выметывания метелки, тыс. м2 / га

(среднее за 2гг.)

Следует отметить, что наибольшее увеличение листовой поверхности (от 28,5 до 36 тыс. м 2 /га) в наших опытах происходило с увеличением густоты стояния растений от 40 до 70 тыс. шт./га.

Интенсивность нарастания листовой поверхности непосредственно влияла на развитие фотосинтетического потенциала, который зависит от возделываемых форм кукурузы. Отмечено, что у среднеспелых гибридов кукурузы фотосинтетический потенциал был выше, чем у раннеспелых. Так, фотосинтетический потенциал у раннеспелого гибрида Коллективный 160 МВ при густоте стояния растений 60 тыс. га составил в различные годы 2125443 – 2761552 м2 х га х дней, а у среднераннего гибрида РОСС 209 МВ соответственно 2434672 – 23 м2 х га х дней.

Динамика формирования зеленой и сухой биомассы в посевах раз-личных гибридов кукурузы. Интенсивность нарастания листовой поверхности и фотосинтетического потенциала не везде согласуются с интенсивностью их работы. С увеличением ассимиляционной поверхности продуктивность отдельной каждой единицы ее площади, как правило, снижается. Но общая чистая продуктивность фотосинтеза посева все же растет и поэтому с этих позиций повышение площади листьев всегда играет положительную роль в формировании урожаев сельскохозяйственных культур.

В опытах установлены определенные закономерности накопления биомассы у изучаемых форм кукурузы. В начале вегетационного периода темпы накопления биомассы у кукурузы невысокие. Так, в фазе 7 – 8 листьев урожайность зеленой и сухой массы соответственно составила у раннеспелых гибридов 1,88-1,91 и 0,17-0,19 т с 1 га, а у среднеспелых гибридов 1,91 и 0,19 т с 1 га и РОСС 209 МВ – 1,90 и 0,19 т с 1 га (табл. 1).

В период от цветения початка до молочной спелости зерна по всем изучаемым формам кукурузы отмечается небольшой прирост зеленой массы. В фазу молочной спелости зерна урожайность зеленой массы гибридов составила 18,4 – 21,9 т с 1 га.

В начале вегетации кукурузы урожай зеленой массы по мере загущения посевов повышается, в последующие фазы разница в урожае между вариантами с различной густотой стояния растений уменьшается за счет снижения массивности самих растений, а также за счет усыхания листьев в более загущенных посевах. Но все же при уменьшении индивидуальной массы одного растения по мере загущения посевов отмечается общий рост биомассы в пересчете на гектар.

Увеличение нормы высева семян с 40 до 70 тыс. шт /га привело к повышению урожайности зеленой массы кукурузы в фазе цветения по гибридам Коллективный 160 МВ с 19,6 до 23,1 т с 1 га, Краснодарский 369 МВ – с 20,5 до 24,1 т с 1 га, Белозерный 1 МВ – с 18,2 до 21,1 т с 1 га и РОСС 209 МВ – с 19,9 до 20,2 т с 1 га. Прибавка сырой зеленой массы от увеличения нормы высева семян составила 16-19%.

1. Нарастание зеленой массы у различных гибридов кукурузы в зависимости от нормы высева семян, т с 1 га (среднее за гг.).

Гибрид	Густота стояния растений, тыс. на 1 га
40	50	60	70
1	2	3	4	5
8-9 листьев
Белозерный l MB	2,04	2,16	2,31	2,25
РОСС 209 MB	1,88	2,02	2,18	2,28
Краснодарский 389 MB	2,32	2,44	2,47	2,70
Коллективный 160 MB	2,18	2,32	2,46	2,70
14-15 листьев
Белозерный 1 MB	4,77	4,96	5,11	5,47
РОСС 209 MB	4,41	4,63	4,84	5,20
Краснодарский 389 MB	5,47	5,65	5,86	6,32
Коллективный 160 MB	5,14	5,36	5,49	5,84
Выметывание метелки
Белозерный 1 MB	10,21	10,88	11,37	11,78
РОСС 209 MB	8,40	10,36	10,75	11,22
Краснодарский 389 MB	11,67	12,10	12,87	13,36
Коллективный 160 MB	10,99	11,62	12,15	12,60
Цветение початка
Белозерный 1 MB	18,17	18,84	19,40	20,37
РОСС 209 MB	16,96	17,72	18,63	19,39
Краснодарский 389 MB	20,58	21,46	21,98	23,14
Коллективный 160 MB	19,60	20,77	21,06	21,96
Молочная спелость
Белозерный 1 MB	18,52	18,67	20,06	20,35
РОСС 209 MB	17,15	17,40	17,82	20,65
Краснодарский 389 MB	20,03	20,51	20,72	22,02
Коллективный 160 МВ	20,16	20,73	20,96	20,62

Анализ полученных материалов показывает, что по всем изучаемым гибридам кукурузы наиболее интенсивное нарастание сухого вещества, так­же как и зеленой массы, происходило во все фазы роста и развития растений с увеличением нормы высева от 40 до 60 тыс. шт. семян на 1 га. Дальнейшее увеличение нормы высева от 60 до 70 тыс. шт. семян на 1га приводило к неко­торому снижению интенсивности прироста биологической массы, особенно, с фазы выметывания метелки-цветения.