Агротехнологические приемы возделывания горчицы сарептской в рисовых чеках Калмыкии (стр. 1 )

На правах рукописи

АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ

ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ГОРЧИЦЫ САРЕПТСКОЙ

В РИСОВЫХ ЧЕКАХ КАЛМЫКИИ

06.01.01 – Общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов – 2011

Работа выполнена в Волгоградском филиале ГНУ

Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации

им. Россельхозакадемии

Научный руководитель: чл. корр. РАСХН, доктор

сельскохозяйственных наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

(Саратовский ГАУ)

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

(Российский университет дружбы народов)

Ведущая организация – Российский НИИ проблем мелиорации,

г. Новочеркасск

Защита состоится «24» июня 2011 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 2при Федеральном государственном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. » по адресу:

г. Саратов, Театральная пл., д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО
«Саратовский ГАУ»

Автореферат разослан «___» мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, доктор сельскохозяйственных наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Горчица – ценная масличная культура, дающая удовлетворительные урожаи в условиях засушливого климата. Вследствие этого она возделывается в основном в засушливых районах Волгоградской, Саратовской, Ростовской, Новосибирской, Омской областях, а также в Республике Калмыкия. Средняя урожайность семян в этих регионах от 0,2 до 0,55 т/га. Общая площадь посева горчицы в стране до 1990 года составляла около 270 тыс. га. К 1996 г. посевные площади резко сократились, а урожай значительно снизился вследствие засухи, особенно в гг. В настоящее время в Республике Калмыкия горчица возделывается на площади около 5 тыс. га при средней урожайности 0,81 т/га.

Рациональное чередование риса с многолетними и однолетними сопутствующими культурами позволяет более эффективно использовать ирригационные земли и оросительную воду и ускоряет окультуривание периодически затопляемых почв рисовых полей. Рисовое поле до посева сопутствующих культур в течении 2-3 лет затапливается слоем воды, которая резко меняет направление микробиологических и химических процессов, связанных с разложением органического вещества. В почве затопляемых старопахотных полей вследствие слабого притока кислорода, гумификация органического вещества происходит замедленными темпами и менее полно. Включение в рисовые севообороты агромелиоративного поля сопутствующих культур обеспечивает восстановление биохимических процессов. Однако при этом важно учитывать необходимость внедрения в рисовые севообороты культур и технологий их возделывания, которые способны обеспечить рентабельное производство и формировать высокие урожаи без полива, максимально продуктивно использовать остаточные после уборки риса запасы почвенной влаги и обладать при этом фитомелиоративными свойствами. К таким культурам относится горчица. Включение горчицы сарептской как сопутствующей культуры в звено рисового севооборота благоприятно скажется на продуктивности основной культуры риса, позволит повысить культуру земледелия и увеличить урожайность других культур.

В перспективе для решения проблемы биологизации земледелия эта ценная культура должна занимать в структуре посевов масличных культур Калмыкии не менее 7-9%. В связи с этим вопросы совершенствования технологии возделывания горчицы сарептской в рисовых чеках весьма актуальны, имеют не только теоретическое, но и большое практическое значение.

Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с научно-технической программой РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» ( г.).

Целью исследования является совершенствование технологии возделывания горчицы сарептской за счет обоснования технологических элементов управления продукционным процессом при выращивании в рисовых севооборотах, обеспечивающих рациональное использование остаточной после риса влаги и формирование семян до 2,0 т/га.

Для выполнения программы исследований было предусмотрено решение следующих задач:

·  установить оптимальные сроки посева семян горчицы;

·  изучить нормы посева семян горчицы и обосновать дозы внесения минеральных удобрений при возделывании горчицы в рисовых чеках;

·  установить закономерности водопотребления и формирования водного режима почвы посевами горчицы в разные по условиям увлажнения годы;

·  дать комплексную оценку основных урожаеобразующих факторов, обеспечивающих получение планируемых урожаев семян горчицы 1,0-2,0 т/га;

·  провести экономическую оценку возделывания горчицы в рисовых чеках по показателям инвестиционной привлекательности потенциальных проектов.

Объект исследований – посевы горчицы сарептской в рисовых чеках.

Предмет исследований – элементы технологии возделывания и водопотребления горчицы сарептской в рисовых чеках.

Научная новизна. Впервые для почвенно-климатических условий полупустынной зоны Республики Калмыкия усовершенствованы основные элементы технологии возделывания горчицы сарептской в рисовых чеках с использованием остаточной после уборки риса влаги, установлены оптимальные сроки посева семян горчицы. С учетом удельной ресурсной потребности возделывания горчицы определен рациональный уровень продуктивности горчицы сорта «Ракета». Установлены закономерности продукционного процесса горчицы сарептской (рост, развитие и формирование урожайности семян) в зависимости от сроков посева, нормы высева семян и уровня минерального питания, закономерности изменения влажности активного слоя почвы при возделывании горчицы в рисовых чеках и определены рациональные уровни затрат водных ресурсов и минеральных удобрений на формирование планируемого урожая семян горчицы на уровне 2,0 т/га.

Личный вклад автора состоит в обобщении результатов теоретических исследований, концептуальных подходов и экспериментальном обосновании технологических элементов возделывания горчицы сарептской в рисовых чеках как сопутствующей культуры севооборота. Автор непосредственно участвовал в организации и проведении исследований, внедрении ее результатов в трех хозяйствах Октябрьского района Республики Калмыкия. Доля личного участия автора в получении результатов исследований составляет не менее 80%.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретический вклад работы в развитие сельскохозяйственной науки заключается в определении закономерностей роста и развития горчицы в зависимости от сроков посева, нормы высева семян при разных уровнях минерального питания, установлении закономерностей суммарного испарения воды посевами горчицы сарептской и формировании водного режима почвы, построении математических взаимосвязей критериев эффективности и основных элементов технологических приемов возделывания горчицы в рисовых чеках, экономически обоснованы технологические приемы возделывания горчицы в рисовых чеках по показателям инвестиционной привлекательности потенциальных проектов.

Разработаны рекомендации по технологии возделывания горчицы сарептской на семена с учетом биологических особенностей культуры и агроклиматических ресурсов региона, которые могут быть использованы как проектными организациями, так и сельскохозяйственными предприятиями разных форм собственности.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований по возделыванию горчицы сарептской на семена в рисовых чеках в ГУП «Восток» Октябрьского района Республики Калмыкия на площади 80 га подтвердила возможность получения семян горчицы 1,50-1,61 т/га, в ГУП «50 лет Октября» на площади 50 га урожайность семян горчицы составила 1,54-1,72 т/га, в на площади 100 га урожайность семян горчицы 1,48-1,63 т/га.

Основные положения, выносимые на защиту:

·  закономерности роста, развития и формирования семян горчицы в зависимости от срока посева, нормы высева семян и доз внесения минеральных удобрений;

·  закономерности формирования водного режима активного слоя почвы и водопотребления горчицы при возделывании в рисовых чеках;

·  комплексная оценка основных урожаеобразующих факторов, обеспечивающих получение до 2,0 т/га семян горчицы в рисовых чеках.

Достоверность результатов исследований подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных, полученных с применением стандартных методик, применением общепринятых методов и результатами производственной проверки.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались ежегодно на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО Волгоградская ГСХА, международных научно-практических конференциях «Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий» (Мещерский филиал ГНУ ВНИИГиМ, г.), «Проблемы мелиорации земель и воспроизводства почвенного плодородия» (Волгоград, 2008 г.), «Повышение эффективности мелиорации и сельскохозяйственного использования мелиорированных земель» (Минск: институт мелиорации, 2009 г.), «Новые направления в решение проблем АПК на основе современных ресурсосберегающих, инновационных технологий» (Волгоград: ВГСХА, 2010 г.), «Мелиорация и водное хозяйство XXI века. Наука и образование» (Горки: БелГСХА, 2010 г.), «Инновационные технологии в мелиорации и сельскохозяйственном использовании мелиорированных земель» (Минск: институт мелиорации, 2010 г.), «Современные проблемы, перспективы и инновационные тенденции развития аграрной науки, посвященной 85-летию со дня рождения чл.-корр. РАСХН, д. в.н. » (Махачкала: ДГСХА, 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объемы работ. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 250 страницах компьютерного текста, в том числе основного текста 130 страниц, 38 таблиц, 55 рисунков, 44 приложения. Список литературы включает 145 наименования, в т. ч. 7 иностранных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика диссертационной работы, показана актуальность темы, определен предмет и цель исследований, отмечена теоретическая и практическая значимость работы, результаты производственной проверки, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Возделывание горчицы в Нижнем Поволжье» (состояние вопроса) на основе использования литературных источников проанализированы проблемы и намечены перспективные пути повышения эффективности возделывания горчицы в условиях засушливого климата юга России. Для условий Сарпинской низменности Республики Калмыкии вопрос о подборе, размещении и агромелиоративной эффективности возделывания сопутствующих культур в рисовом севообороте является малоизученным.

Анализ результатов исследований, проведенных с сопутствующими культурами рисового севооборота , , С. Б., Адьяевым, , и другими показал, что по совокупности технико-экономических и организационно-хозяйственных показателей одним из основных предшественников риса должна быть горчица. Поэтому приоритетным направлением увеличения производства семян горчицы в Республике Калмыкия может стать расширение площадей ее возделывания в сопутствующей рису культуре. Результаты исследований , , , , , , и других показали на необходимость расширения программы работ для комплексной оценки влияния сроков посева, нормы высева семян и уровня минерального питания на показатели роста, развития и формирования урожая семян горчицы. Необходимо оценить влияние остаточных после уборки риса запасов влаги на водопотребление горчицы в рисовых чеках в тесной взаимосвязи с изучаемыми элементами агротехники. Все это позволит обосновать агротехнологические приемы возделывания горчицы сарептской в современных условиях и предложить хозяйствам разных форм собственности рекомендации по возделыванию горчицы как сопутствующей культуры рисовых севооборотов.

Во второй главе «Программа и методика исследований» изложены схема, условия и методика полевых опытов, которые реализованы в гг. на базе опытно-производственного хозяйства «Харада» Октябрьского района Республики Калмыкия.

В соответствии с программой исследований полевой эксперимент предусматривает изучение сроков посева (фактор А), норм высева (фактор В) и условий минерального питания (фактор С) на динамику роста, развития и формирования урожая семян горчицы сарептской сорта «Ракета».

Изучение разных сроков посева семян горчицы сарептской (фактор А) включало 2 варианта и проводилось по следующей схеме: вариант А1 – посев по мерзлоталой почве; вариант А2 – ранневесенний посев.

Схема опыта по изучению норм высева семян горчицы сарептской (фактор В) включает варианты: вариант В1 – норма высева семян 1,7 млн. шт. сем./га; вариант В2 – норма высева семян 2,4 млн. шт. сем./га; вариант В3 – норма высева семян 3,1 млн. шт. сем./га. Схемой опыта по уровню минерального питания (фактор С) были предусмотрены три варианта: вариант С1 – внесение N30Р20 для формирования планируемой урожайности 1,0 т/га; вариант С2 – внесение N70Р50 для формирования планируемой урожайности 1,5 т/га; вариант С3 – внесение N110Р80 для формирования планируемой урожайности 2,0 т/га.

Для исключения влияния почвенных разностей опыты закладывались в четырехкратной повторности. Общая площадь опытного участка 4 га. По площади земельного участка опыт заложен методом организованных повторений. В пределах организованного повторения делянки располагались рендомизированно. Площадь учетных делянок по вариантам опыта 432 м2, площадь повторности 1 га.

По результатам гранулометрического анализа образцов почвы опытного участка видно, что почва в слое 0-0,3 м среднесуглинистая, плотность сложения почвы в пахотном горизонте находится на уровне 1,26-1,31 т/м3, наименьшая влагоемкость почвы в слое 0,8 м – 24,7% от массы сухой почвы.

По количеству атмосферных осадков, выпавших за вегетационный период горчицы, 2007 год характеризуется как засушливый (46,1 мм), 2008 год - средневлажный (108,95 мм), 2009 год - среднезасушливый (76,45 мм).

Организацию полевых исследований, наблюдения, биологические измерения и лабораторные анализы проводили в соответствии с методикой полевого опыта (, 1985 г.), методикой планирования эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов (, 1980 г.), методикой Госсортсети (1971 г.), методикой ВНИИ кормов им. (1972 г.) опыты сопровождались фенологическими и метеорологическими наблюдениями, биометрическими учетами, определением основных показателей фотосинтетической деятельности и урожайности. Гранулометрический состав почвы определяли по методике (1970 г.), плотность сложения – методом режущего кольца, наименьшую влагоемкость – методом заливаемых площадок, содержание питательных веществ в почве – стандартными методами (ГОСТ 26205, ГОСТ ). Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом (ГОСТ ). Для оценки подпитывания активного слоя почвы влагой из грунтовых вод, с учетом корневой системы горчицы по расчетному методу (1999 г.).

В третьей главе «Рост, развитие и продуктивность горчицы в рисовых чеках» приведены результаты исследований по изучению роста, развития и формирования урожая семян горчицы при возделывании ее в чеках после уборки риса с использованием остаточных запасов влаги, зависимости урожая семян горчицы от сроков посева, уровня минерального питания и нормы высева семян.

Исследованиями доказано влияние уровня минерального питания и густоты посева горчицы при возделывании в рисовых чеках на продолжительность межфазных периодов роста и развития. Влияние удобрений на динамику развития растений наблюдается уже в период «всходы – розетка». В зависимости от сроков проведения посева, продолжительность периода изменялась от 17 до 19 суток, а периодов «розетка – бутонизация» - от 8 до 11 суток, «бутонизация – цветение» - от 13 до 14 суток, «цветение – зеленый стручок» - от 21 до 23 суток, «зеленый стручок – созревание» - от 20 до 23 суток (табл. 1).

При посеве по мерзлоталой почве с увеличением нормы высева семян при внесении N30Р20, продолжительность вегетационного периода изменялась от 104 до 105 суток, с увеличением уровня минерального питания до N70Р50 она увеличивалась до 108 суток. При внесении максимальной в опыте дозы удобрений N110Р80 продолжительность вегетационного периода составляла 105-108 суток. При ранневесеннем посеве при внесении N30Р20 с увеличением нормы высева, продолжительность вегетационного периода составляла 90-91 суток, при внесении N70Р50 – 92-95 суток, N110Р80 – 89-95 суток.

Формирование оптимальной плотности агроценоза определяет продуктивность горчицы. Сохранность и количество растений на момент уборки горчицы находились в тесной зависимости от принятой нормы высева и уровня минерального питания. Сохранность растений по вариантам опыта изменялась от 64,6 до 83,2 %. Максимальная сохранность растений горчицы отмечена на участках с внесением минеральных удобрений дозой N110Р80 при норме высева 2,4 млн. шт. сем./га.

При посеве по мерзлоталой почве густота стояния растений к моменту уборки в среднем изменялась при внесении минеральных удобрений дозой N30Р20 от 70,0 до 75,6 шт./м2, на варианте N70Р50 от 73,4 до 79,4 шт./м2, на варианте N110Р80 от 72,2 до 83,2 шт./м2.

При ранневесеннем посеве эти показатели сложились следующим образом: при внесении минеральных удобрений дозой N30Р20 от 64,6 до 70,2 шт./м2, на варианте N70Р50 от 67,3 до 73,5 шт./м2, на варианте N110Р80 от 66,1 до 74,2 шт./м2.

Наблюдения за засоренностью посевов показали, что общая численность сорных растений (просянка, клубнекамыш и др.) после возделывания горчицы уменьшается на 27-31 шт/м2 по сравнению с исходными данными (после риса). За счет внесения минеральных удобрений всходы сорных растений угнетаются опережающим ростом и развитием горчицы и к моменту уборки посевы практически свободны от примеси сорных растений.

В формировании урожая горчицы решающая роль принадлежит фотосинтезу. В динамике изменения основных показателей фотосинтетической деятельности прослеживается следующее: в начальные периоды развития площадь листьев была незначительной, на вариантах опыта А1 она составила 1,2…1,5 тыс. м2/га, продуктив-

Таблица 1. – Показатели продуктивности горчицы Сарептской в рисовых чеках, гг.

Сроки посева (А)	Норма высева (В), млн. шт. семян	Уровень минерального питания (С), кг д. в./га	Продолжительность вегетационного периода, дней	Среднесуточные приросты сухого вещества, кг/га	Органическая масса посевов, т/га	Максимальная площадь листьев горчицы, тыс. м2/га	Фотосинтетический потенциал, тыс. м2 дней/га	Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 в сут.	Урожайность по годам исследований	Среднее по годам
2007	2008	2009	2010
Посев по мерзлоталой почве	1,7	N30P20	105	47	4,00	21,1	1139	3,52	1,03	0,98	0,99	1,05	1,01
N70P50	104	64	5,46	25,4	1327	4,12	1,42	1,38	1,35	1,43	1,40
N110P80	107	67	6,01	25,8	1443	4,17	1,56	1,56	1,37	1,60	1,52
2,4	N30P20	104	51	4,29	20,7	1197	3,59	1,12	1,10	1,07	1,15	1,11
N70P50	104	72	6,14	27,5	1434	4,28	1,59	1,57	1,47	1,62	1,56
N110P80	108	77	6,89	28,2	1550	4,45	1,75	1,81	1,63	1,79	1,75
3,1	N30P20	104	49	4,15	20,3	1155	3,59	1,07	1,02	1,01	1,08	1,05
N70P50	108	68	5,94	23,4	1370	4,33	1,50	1,58	1,38	1,63	1,52
N110P80	105	77	6,56	25,4	1444	4,54	1,71	1,73	1,50	1,76	1,68
Ранневесенний посев	1,7	N30P20	91	44	3,69	18,4	1003	3,68	0,91	0,92	0,95	0,80	0,90
N70P50	95	55	4,77	18,8	1189	4,02	1,25	1,27	1,08	1,21	1,20
	N110P80	95	60	5,22	19,5	1199	4,36	1,33	1,35	1,27	1,24	1,30
2,4	N30P20	90	49	4,06	17,9	1039	3,91	1,01	1,03	1,02	0,97	1,00
N70P50	93	67	5,65	20,1	1276	4,43	1,47	1,48	1,24	1,41	1,40
N110P80	92	68	5,68	20,5	1259	4,54	1,45	1,45	1,33	1,38	1,40
3,1	N30P20	90	48	3,99	18,1	1067	3,74	1,0	0,98	1,0	0,93	0,98
N70P50	92	65	5,46	20,4	1222	4,47	1,41	1,44	1,21	1,34	1,35
N110P80	89	65	5,28	20,5	1163	4,55	1,32	1,34	1,25	1,26	1,29
НСР0,5 по фактору А																																0,12	0,11	0,09	0,12
НСР0,5 по фактору С																																0,15	0,14	0,11	0,15
НСР0,5 по фактору В																																0,15	0,14	0,11	0,15
НСР0,5 для частных																																0,36	0,33	0,27	0,37

11

ность фотосинтеза (ЧПФ) – 1,58…1,78 г/м2 в сутки, на вариантах опыта А2 площадь листьев составила 0,8…1,2 тыс. м2/га, продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) – 4,29…5,37 г/м2 в сутки. В фазу «бутонизация-цветение» эти показатели достигали максимальных значений: площадь листьев на варианте А1 – 16,9…28,2 тыс. м2/га, на варианте А2 – 14,5…24,9 тыс. м2/га; ЧПФ на варианте А1 – 5,08…7,0 г/м2 в сутки, на варианте А2 – 3,89…5,97 г/м2 в сутки (рис.1).