Совершенствование технологии возделывания капусты белокочанной и моркови столовой в лесостепи и сухой степи Забайкалья (стр. 1 )

На правах рукописи

ЕЗЕПЧУК Лариса Николаевна

Совершенствование технологии возделывания капусты белокочанной и моркови столовой

в лесостепи и сухой степи Забайкалья

06.01.01 – общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Новосибирск - 2012

Работа выполнена на кафедре растениеводства, луговодства и плодоовощеводства ФГБОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. » в гг.

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Ведущая организация: Уральская государственная

сельскохозяйственная академия

Защита состоится «……» 2012 г. в....час. на заседании диссертационного совета ДМ220.048.02 при Новосибирском государственном аграрном университете ( г. Новосибирск, 39, ,

Тел./факс (3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан «..» ………..2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Обеспечение населения Забайкалья овощами за счет местного производства важная задача сельскохозяйственного производства. По данным Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Бурятия 30% объема производства овощей открытого грунта производится республикой, 30% ввозится из КНР и 40% не производится, так как промышленное овощеводство не развито, всего 7,9% объема овощей производится сельскохозяйственными предприятиями (СХП), 6,6% крестьянскими (фермерскими) хозяйствами (К(Ф)Х) и 85,5% личными подсобными хозяйствами (ЛПХ), что влияет на потребление, 58 кг на жителя, что ниже научно-обоснованной нормы 132 кг.

Производство капусты белокочанной и моркови столовой в основном базируется на малопроизводительном ручном труде, отсутствуют специальные (с овощными культурами) севообороты, несбалансированно вносятся удобрения, отмечаются нарушения в технологическом процессе.

По существу, капуста белокочанная и морковь столовая обеспечивает продовольственную безопасность региона. Это достигается за счет современного подхода и разработанных ранее технологиям возделывания культур (Леунов, 1978; Тулупов, 1981; Вышегуров, 2006), систем применения удобрений в конкретных условиях производства (Борисов, 1978; Вендило, 1986), с внедрением экологически безопасных энергоресурсосберегающих инновационных технологий производства (Литвинов, 1983; Галеев, 1986; Лудилов, 2005), сортов и гибридов интенсивного типа (Потапов, 2007; Кузнецов, 2008).

Совершенствование в этом направлении традиционных, разработка и внедрение новых технологий возделывания капусты белокочанной и моркови столовой на основе оценки потенциала агроклиматических и почвенных ресурсов Республики Бурятия, актуальная научная и народнохозяйственная проблема.

Исследования проводились в 1982 – 2008 гг. в лесостепи и сухой степи республики в соответствии с планом научных работ Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. «Эколого-агротехнологические и агробиологические основы повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и разработка концепции адаптивно-дифференцированного аграрного землепользования в Байкальском регионе» (№ государственной регистрации 0120.0712172).

Цель исследований. Разработка агротехнологической системы адаптации к условиям лесостепи и сухой степи капусты белокочанной и моркови столовой обеспечивающей высокую эффективность в разных природных зонах и повышение урожайности и качества продукции.

Задачи исследований:

1. Разработать теоретические и практические положения по совершенствованию технологии возделывания капусты белокочанной разных групп спелости.

2. Изучить особенности роста и развития растений исследуемых культур в условиях короткого периода вегетации.

3. Оценить фотосинтетическую продуктивность капусты белокочанной разных групп спелости и моркови столовой.

4. Выявить оптимальные сроки посева и посадки изучаемых видов для открытого грунта зоны рискованного земледелия.

5. Определить оптимальные дозы и сочетания азотных, фосфорных и калийных удобрений под капусту белокочанную; рассчитать вынос, коэффициенты использования удобрений и баланс элементов питания капусты белокочанной.

6. Оценить влияние системы агротехнических приемов на качество продукции капусты белокочанной и моркови столовой.

7. Провести сортоизучение перспективных для региона сортов и гибридов капусты белокочанной и моркови столовой.

8. Изучить эффективность применения регуляторов роста на капусте белокочанной.

9. Установить энергетическую и экономическую эффективность рекомендуемых производству системы агротехнологических приемов.

Научная новизна. Впервые для условий лесостепи и сухой степи Забайкалья применен комплексный подход к разработке системы агротехнологических приемов для совершенствования энергоресурсосберегающих адаптивных технологий возделывания капусты белокочанной разных групп спелости и моркови столовой. Результаты проведенных исследований дополняют новыми научными данными теорию продукционного процесса основных холодостойких овощных культур открытого грунта, в частности ее региональные особенности в условиях зоны рискованного земледелия. Результаты исследований могут быть эффективно использованы при разработке адаптивных ресурсосберегающих технологий возделывания основных овощных культур для повышения продуктивности капусты белокочанной разных групп спелости и моркови столовой. Дана комплексная оценка использования системы агротехнологических приемов для повышения продуктивности и качества продукции за годы, фотосинтетическая продуктивность капусты белокочанной и моркови столовой в зависимости от элементов технологии возделывания, генотипа и условий.

Проведена сравнительная оценка новых сортов и гибридов раннеспелой и среднеспелой капусты белокочанной и моркови столовой, подобраны наиболее продуктивные из них применительно к условиям лесостепи и сухой степи Забайкалья, установлены оптимальные сроки посадки капусты белокочанной и посева моркови столовой, позволяющие дифференцированно и рационально использовать природные условия. Определены оптимальные, экологически безопасные и экономически обоснованные дозы и сочетания азотных, фосфорных и калийных удобрений под капусту белокочанную, вынос и коэффициенты использования удобрений, баланс элементов питания для аллювиальной луговой почвы, а также наиболее эффективные регуляторы роста. Определено качество исследуемых культур в зависимости от системы применяемых агротехнологических приемов. Для условий зон приведена энергетическая и экономическая оценка системы применения агротехнологических приемов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Усовершенствованная агротехнологическая система повышения урожайности и качества продукции капусты белокочанной и моркови столовой.

2. Выявление потенциала продуктивности разных сортов и гибридов капусты белокочанной и моркови столовой в лесостепи и сухой степи.

3. Оптимальные сроки посадки капусты белокочанной и посева моркови столовой, позволяющие дифференцированно и рационально использовать природные условия.

Практическая значимость. Обоснованные научные разработки и предложения, вытекающие из результатов исследований, обеспечивают возможность хозяйствам разных форм собственности и населению использовать при возделывании капусты белокочанной и моркови столовой сделанные нами выводы и разработанные рекомендации. Внедрение полученных результатов осуществлялось применением разработок в хозяйствах, публикаций статей, рекомендаций, выступлениями на совещаниях, конференциях и семинарах разного уровня.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на Всероссийских научно-практических конференциях (Пермь,2007, Новосибирск,2009,Чита,2009,Екатеринбург,2009,2010гг.); на международных научно-практических конференциях (Улан-Удэ, 2001, 2002, 2003, 2006, 2007, 2011 гг.), на региональных научно-практических конференциях (Улан-Удэ, гг., п. Белоречинский Иркутская область, 2010).

Публикации. Результаты исследования по теме диссертации и ее основные положения изложены в монографии «Адаптивные технологии возделывания овощных культур открытого грунта Забайкалья» (2007), научно-практических рекомендаций Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Бурятия «Производство зерна, кормов, картофеля, овощей в Бурятии» (2003), учебном пособии с грифом УМО

«Плодоовощеводство (овощеводство)» (2006), в журналах «Картофель и овощи», «Аграрный вестник Урала», «Вестник КрасГАУ» и «Вестнике Алтайского ГАУ», материалах международных и Всероссийских научно-практических конференциях. По теме диссертации опубликовано 40 работ, в том числе 15 работ рекомендованных ВАК Минобразования РФ.

Личный вклад соискателя. Работы по проведению опытов ( гг.), статистической обработке полученных материалов, подготовка материалов для опубликования и обобщения выполнены лично соискателем.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству, и изложена на 276 страницах, содержит 50 таблиц, 48 рисунков, 18 приложений. Список литературы включает 461 наименование, из них 75 зарубежных авторов.

Автор выражает благодарность научному консультанту доктору сельскохозяйственных наук, профессору Галееву Ринату Раифовичу, а также коллективу кафедры растениеводства, луговодства и плодоовощеводства ФГБОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. » за ценные замечания и советы при работе с рукописью диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Состояние изученности проблемы

Анализ литературных данных, полученных в результате исследований, проведенных в Забайкалье показывает, что был изучен узкий круг вопросов практического значения. Не изучен продукционный процесс формирования капусты белокочанной и моркови столовой, это вопросы формирования листовой поверхности и фотосинтетическая продуктивность растений. Практически нет научных данных по вопросам адаптивной технологии возделывания моркови столовой. В представленной работе дана усовершенствованная агротехнологическая система повышения урожайности и качества капусты белокочанной и моркови столовой.

2. Условия и методика проведения исследований

Экспериментальная работа проведена в гг. на опытном поле агрономического факультета ФГБОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. », совхоза «Онохойский» Заиграевского района, расположенных в сухой степи и СПК «Колесовский» Кабанского района, расположенного в лесостепи республики.

Опыты закладывали на аллювиальных луговых почвах, характеризующихся маломощным гумусовым горизонтом, до 20 см. По гранулометрическому составу аллювиальные луговые почвы являются среднесуглинистыми. Объемная масса опытных участков составляла 1,08 г/см3 , pH водной вытяжки-6,8. Опытные участки содержали гумуса 4,28 %, общего азота 0,19 %, содержание подвижных форм фосфора высокое - 20-30 мг/кг (по Чирикову), содержание обменного калия высокое 100-200 мг/кг (по Чирикову).

Объектами исследования были районированные гибриды капусты белокочанной: раннеспелые-Точка, Сюрприз F1, Газебо F1, Aртост F1, среднеспелые-Финал, Харрикейн F1, Рамада F1, Краутман F1 и среднеспелые сорта моркови столовой - Нантская 4, Витаминная 6, НИИОХ 336, Шантенэ 2461.

Экспериментальные исследования проводились закладкой полевых опытов в соответствии с методическими рекомендациями по методике опытного дела в овощеводстве открытого грунта: Методические указания Всероссийского НИИ овощеводства, Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (с овощными культурами), а также Методическими указаниями проведения опытов, Методикой определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно - конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений и Методикой определения энергетической эффективности исследований. Полевые опыты закладывались согласно схемам опытов, в 4-кратной повторности с рендомизированным методом размещения вариантов. Общая и учетная площадь делянок составляла: капусты белокочанной-63 м2 и 49 м2, моркови столовой - 56 м2. и 42 м2. Анализ почвенных образцов проводили в республиканской агрохимической лаборатории (п. Иволга, Иволгинского района). Гранулометрический анализ почвы - по , общий азот – по Къельдалю, гумус – по Тюрину, подвижный фосфор и обменный калий (по Чирикову).

Качество продукции определяли на основе ГОСТ «Капуста белокочанная, ранняя свежая», ГОСТ – 1724-85 «Капуста белокочанная, заготовляемая и поставляемая» и «Морковь столовая свежая, реализуемая в розничной торговой сети». Фенологические фазы роста и развития капусты белокочанной и моркови столовой отмечали по «Методике полевого опыта в овощеводстве и бахчеводстве». Динамика роста площади листьев устанавливалась для раннеспелой: через 15 и 30 дней после высадки рассады, среднеспелой: через 30 и 60 дней на десяти растениях каждого варианта. Площадь листьев рассчитывали по формулам на основе методики профессора . Фотосинтетический потенциал капусты белокочанной и моркови столовой устанавливали на основе методик по определению показателей фотосинтетической деятельности растений.

Энергетическую эффективность технологии возделывания исследуемых культур рассчитывали по методическим рекомендациям ВАСХНИЛ. Химический состав определяли в агрохимической лаборатории следующими методами: сухое вещество – высушиванием, сумма сахаров – по Бертрану и нитраты-ион-селективным методом. Экономическую эффективность оценивали по рекомендации: «Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских работ, новой техники, изобретений».

Данные опытов обработаны статистическими методами дисперсионного, корреляционного и регресионного анализа по , 1985 с использованием пакета прикладных компьютерных программ Snedecor и МS Excel-2007.

3. Пути повышения урожайности капусты белокочанной

3.1. Особенности роста и развития растений капусты

белокочанной

Органогенез раннеспелых гибридов интенсивного типа более ускорен по сравнению со стандартом, что свидетельствует о возможностях их генетического потенциала и адаптивной устойчивости к повышенным температурам и к их перепадам. Формирование кочанов у Сюрприз F1 и Артост F1 было на 4-6 дней короче по сравнению со стандартом, что повышает длительность периода вегетации и позволяет получать более раннюю продукцию, достигшую технической зрелости. Стандарт, Точка селекции Западно-Сибирской овощной опытной станции, адаптирован к условиям зоны рискованного земледелия и поэтому разница во времени наступления фаз не столь существенна. Рост и развитие растений гибрида Газебо F1 более замедлен, начало образования кочана наступает на 6 дней позже по сравнению со стандартом, что объясняется генетическими особенностями гибрида. Замедленный рост определяет образование вегетативной массы в период высоких температур и недостаточная адаптивность гибрида к условиям засухи определяет более длительный органогенез растений и снижает продуктивность и качество продукции (рис.1).

Рис.1. Фенологические фазы роста и развития растений

раннеспелой капусты белокочанной

Начало наступления фаз роста и развития капусты белокочанной было различным за годы исследований. В более засушливом 2007 году длительность межфазных периодов была выше на 6-8 дней по сравнению с относительно умеренными температурами в течение периода вегетации 2006 и 2008 годов. В июне-июле, в период формирования вегетативной массы капусты белокочанной количество осадков было в два раза ниже среднемноголетних данных, что влияло на рост и развитие растений.

Растениям среднеспелых гибридов характерен более длительный период органогенеза по сравнению с раннеспелой группой. Из изученных гибридов более ускоренным прохождением межфазных периодов отличались гибриды Рамада F1 , Xаррикейн F1 и Краутман F1.Растения данных гибридов на 5-7 дней раньше вступали в фазу образования розетки листьев и на 4-5 дней в фазу начала образования кочана по сравнению со стандартом. Стандарт Финал селекции Западно-Сибирской овощной опытной станции, адаптирован к условиям зоны рискованного земледелия и длительность межфазных периодов практически одинакова с гибридами интенсивного типа (рис.2).

Рис.2. Фенологические фазы роста и развития растений

среднеспелой капусты белокочанной.

По результатам исследований, проведенных (1984) на длительность органогенеза овощных культур влияет и географический фактор, что подтверждают и результаты наших исследований. Рост и развитие двулетних монокарпических культур, к которым относится капуста белокочанная, в горных условиях региона ускоряется (плантации овощных культур открытого грунта расположены в сухой степи на высоте 489-684 м).

Гибридам интенсивного типа, вегетативная масса которых формируется в оптимальные для каждой группы спелости сроки, характерно своевременно вступать в фазу начала образования кочана и достигать технической зрелости в более короткие сроки, что позволяет в условиях короткого периода вегетации получать продукцию для потребления в свежем виде и качественное растительное сырье для переработки.

3.2 Площадь листьев, фотосинтетический потенциал и

фотосинтетическая продуктивность капусты белокочанной

Значительная часть территории региона находится в предгорьях и горах, где поступление солнечной радиации не уступает южным регионам, Республика Бурятия относится к 5 световой зоне (сумма ФАР кал/см2). Ранние сроки посадки длиннодневных овощных культур позволяют рационально использовать потенциал гелиоресурсов и являются основным элементом технологии возделывания основной овощной культуры открытого грунта в условиях Сибири (Вышегуров, 2006; Потапов, 2007).

Гибриды интенсивного типа обладают повышенным гомеостазом и, следовательно, возможностью формировать большую площадь листьев. При раннем сроке посадки, III декаде мая, средняя площадь листьев достигала у Точка (стандарт) уровня 12,48 тыс. м2/га, Газебо F1-10,40 тыс. м2/га, Артост F1-14,32 тыс. м2/га и Сюрприз F1-14,81 тыс. м2/га. Наибольшие параметры площади листьев установлены у гибридов Артост F1 и Сюрприз F1. На процесс образования вегетативной массы длиннодневной овощной культуры при раннем сроке посадки влияет возрастающая длина дня и умеренные температуры в первый период вегетации. При позднем сроке посадки из-за условий засухи отмечалось резкое уменьшение площади листьев по сравнению с ранним сроком посадки и, чем засушливее был вегетационный период, тем значения показателей были ниже (табл.1).

Таблица 1.-Площадь листьев и продуктивность раннеспелой капусты белокочанной (среднее за гг.)

Гибрид	Площадь листьев	ФП, млн. м2 сут/га	Продуктивность, г/м2 сутки
одного растения, м2	средняя на 1 га, тыс. м2/га	по ФП	по сухому веществу	по средней площади листьев
ранний срок
Точка (st)	0,306	12,48	0,99	20,1	4,25	19,6
Сюрприз F1	0,363	14,81	1,18	24,2	7,12	22,8
Газебо F1	0,255	10,40	0,83	23,8	3,29	23,4
Артост F1	0,351	14,32	1,14	24,4	7,02	22,9
НСРг	0,056	1,26	0,34	0,22	1,86	0,86
НСРг	0,075	1,82	0,16	0,28	1,43	0,72
НСРг	0,042	2,06	0,27	0,32	1,15	0,90

Показатели фотосинтетического потенциала, ФП изменялись в зависимости от сроков посадки растений. При раннем сроке посадки по сравнению с контролем, I декадой июня, ФП повысился у Точка до 0,99 млн. м2 сут/га ; у гибрида Артост F1 до 1,14 млн. м2сут/га и Сюрприз F1 до 1,18 млн. м2сут/га. Чистая продуктивность фотосинтеза зависит от группы спелости и сроков посадки капусты белокочанной, у раннеспелых гибридов данный показатель при раннем сроке посадки выше, от 4,25 до 7,12 г/м2сутки, так как их посадки как фотосинтезирующая система более производительно функционирует в первый период вегетации. Коэффициент корреляции зависимости средней урожайности от ассимиляционной площади листьев (r=0,85) свидетельствует о существенном влиянии параметров листьев на урожайность раннеспелой капусты белокочанной. Данная закономерность отмечена и у среднеспелых гибридов. При раннем сроке посадки максимальная площадь листьев среднеспелых гибридов составляла: у Финал (стандарт) уровня 17,35 тыс. м2/га, Рамада F1-18,89 тыс. м2/га, Харрикейн F1-19,46 тыс. м2/га и Краутман F1-20,03 тыс. м2/га. При всех сроках посадки наибольшие параметры площади листьев установлены у гибридов Харрикейн F1 и Краутман F1 (табл.2).