Роль сорта в формировании продуктивности посевов кукурузы
Обновлено: 18.09.2024
Содержание к диссертации
Глава 1. Обзор литературы (современное состояние изученности вопроса) 9
1.1 Адаптивность гибридов кукурузы 9
1.2 Гибрид – как элемент технологии возделывания 13
1.3 Реакция кукурузы на абиотические условия 18
1.3.1 Влияние климатических условий 18
1.3.2 Влияние эдафических условий 27
1.4 Срок уборки кукурузы на силос 29
Глава 2 Место, методика и условия проведения исследований 33
2.1 Объект исследований 33
2.2 Схема и методика проведения исследований 33
2.3 Почвенно-климатические условия региона 37
2.3.1 Метеорологические условия в годы проведения исследований 37
2.3.2 Почвенные условия 40
2.4. Технология возделывания кукурузы в опытах 41
Глава 3. Формирование продуктивности гибридов кукурузы в условиях центрального агроклиматического района Удмуртской Республики 43
3.1 Влияние абиотических условий на рост и развитие кукурузы 43
3.2 Сбор сухого вещества и структура урожайности 50
3.3 Экологическая пластичность 58
3.4 Фотосинтетическая деятельность посевов 60
3.4 Кормовая питательность сухого вещества 63
3.5 Аминокислотный состав сухого вещества 67
Глава 4 Формирование продуктивности гибридов кукурузы в условиях южного агроклиматического района Удмуртской Республики 70
4.1 Реакция гибридов кукурузы на абиотические условия вегетационного периода 70
4.2 Сбор сухого вещества и структура урожайности 74
4.3 Фотосинтетическая деятельность посевов 79
4.4 Кормовая питательность сухого вещества 81
4.5 Влагопотребление и вынос элементов питания с сухим веществом 84
Глава 5 Срок уборки кукурузы на кормовые цели 87
5.1 Кормовая продуктивность и питательность сухого вещества 87
5.2 Кормовая питательность силоса 90
Глава 6. Энергетическая, экономическая оценки, производственные испытания 92
6.1 Энергетическая оценка 92
6.2 Экономическая оценка 93
6.3 Результаты производственных испытаний 95
Предложения производству 100
Список литературы 101
Введение к работе
В последние годы в агропромышленном комплексе Удмуртской Республики отмечены положительные тенденции в производстве продукции животноводства, т.е. увеличение поголовья крупного скота и их продуктивности. Дальнейшее повышение эффективности животноводства возможно при надежной кормовой базе. Кукуруза является одним из основных источников высококачественного корма в зимне-стойловый период. При возделывании на силос в Среднем Предуралье важно получение зелёной массы кукурузы с зерном в мо-лочно-восковой и восковой спелости, это можно достичь при использовании на посев современных раннеспелых гибридов кукурузы и совершенствования технологии уборки.
В связи с вышеизложенным, подбор перспективных гибридов кукурузы с высоким адаптивным потенциалом и разработка оптимальных сроков уборки, обеспечивающих получение высоких урожаев и качества продукции, является актуальной и имеет большое практическое значение.
Степень разработанности. Вопросы по изучению технологии возделывания кукурузы в России, сравнительная оценка продуктивности гибридов в зависимости от условий минерального питания, предпосевной обработки семян, норм высева, возделывания в смешанных посевах в разных регионах страны нашли своё отражение в трудах В.Г. Васина, С.Ю. Ершова, З.И. Усановой, С.А. Сёминой, Н.Н. Зезина, И.Ю. Кузнецова, В.А. Андрусенко, В.С. Сотченко.
Исследования технологии возделывания кукурузы в Среднем Предуралье начаты в 60-70-х годах прошлого столетия В.М. Холзаковым В.Ф. Трусаковым, А.Д. Коневым, продолжены Н.А. Халезовым. Они обосновали способ и срок посева, норму высева сортов и гибридов, эффективность минеральных удобрений и гербицидов.
Цель исследований – выявить особенности формирования продуктивности гибридов кукурузы и определить оптимальные сроки уборки для получения высокой урожайности и высококачественного силоса.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
Выявить реакцию гибридов кукурузы различного происхождения на абиотические условия Среднего Предуралья.
Научно обосновать урожайность сухого вещества гибридов кукурузы ее структурой, показателями фотосинтетической деятельности.
Установить оптимальные сроки уборки гибридов кукурузы на силос.
Определить биохимический состав сухого вещества, вынос элементов питания гибридами кукурузы и кормовую питательность силоса.
Рассчитать экономическую и энергетическую эффективность возделывания гибридов кукурузы на кормовые цели.
тивность составляет 90,4-100,6 ГДж/га с себестоимостью сухого вещества 425-556 руб./т, силос имеет концентрацию обменной энергии 10,2-10,4 МДж/кг сухого вещества.
Методология и методы исследований. Методология проводимых исследований основана на анализе научной литературы, постановке цели, формулировке задач и программы исследований, закладке полевых и лабораторных опытов, проведении учетов и наблюдений, статистической обработке экспериментальных данных и анализе полученных результатов.
Основные положения, выносимые на защиту:
В агроклиматических условиях Среднего Предуралья высокую кормовую продуктивность формируют раннеспелые гибриды кукурузы Бемо 182 СВ, Каскад 166 АСВ, Корифей (сбор сухого вещества 13,0-20,1 т/га) и среднеран-ний гибрид Сильвинио (16,8 т/га).
2016). Результаты экспериментальных данных ежегодно заслушивались на заседаниях кафедры растениеводства ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА (2013-2016 гг.).
По материалам диссертации издано 6 печатных работ, 3 из которых опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации.
Личное участие автора. В получении научных результатов автор принял личное участие во всем комплексе исследований в течение 4 лет (2013-2016 гг.). Планирование научного эксперимента, подготовка опытных участков и закладка опытов, сбор и анализ исходных данных, обобщение и научное обоснование полученных результатов осуществлено автором лично.
Объем работы. Диссертационная работа изложена на 120 страницах, состоит из 6 глав, включает 9 рисунков, 45 таблиц, 96 приложений. Список литературы состоит из 195 источников, в том числе 10 на иностранном языке.
Гибрид – как элемент технологии возделывания
Эффективность и надежность современной технологии возделывания сельскохозяйственной культуры заключается в более полном использовании природных ресурсов, а также потенциальных возможностей современных высокопродуктивных сортов и гибридов [Адиньяев Э. Д., 2010].
Значение сорта для повышения урожайности сельскохозяйственных культур доказано наукой и практикой. По мнению ряда ученых, среди основных факторов, влияющих на величину урожая, первое место принадлежит сорту, второе – удобрениям, третье – мероприятиям по уходу за посевами и их защите от болезней, вредителей и сорных растений. Мировая практика и данные научно исследовательских учреждений свидетельствуют, что в общем повышении урожайности сельскохозяйственных культур на долю сорта приходится от 25 % до 50 %. Ряд экспериментов показывает, что только внедрение новых сортов может обеспечить повышение урожайности приблизительно на 1 %. Требования к сортам современного сельскохозяйственного производства довольно высоки: сорт должен обладать не только высокой урожайностью, он должен отличаться стабильностью, пластичностью, обладать высоким качеством продукции, быть толерантным к биотическим и абиотическим факторам среды произрастания, приспособленным для механизированного возделывания [Бабайцева Т.А., 2007]. Трудно переоценить значение посева сортовыми семенами. Лучшие вновь районированные сорта зерновых культур дают прибавку урожайности 0,2-0,4 и более т/га по сравнению со старыми сортами [Макарова В.М., 1995].
Важная роль в реализации почвенно-климатического потенциала территорий принадлежит сортам и гибридам нового поколения, устойчивым к неблагоприятным факторам среды, включая почвенные условия (кислотность, уплотнение и др.). В современных условиях своевременная смена сорта позволяет увеличить сбор сухого вещества в зависимости от вида от 7 до 15 %, а также значительно повысить качество продукции [Шпаков А.С., 2007, 2008, 2012].
В.Ф. Трусаков [1958] отмечает, что во все годы выращивания кукурузы в республике посевной материал завозился без учета их адаптивности к местным почвенно-климатическим условиям. В большинстве случаев они были несортовыми, часто низких посевных качеств. И все же приходилось ими пользоваться, потому что не было данных, характеризующих особенности роста и развития разных сортов в наших условиях.
В настоящее время большой ассортимент высокоурожайных гибридов кукурузы, которые постоянно обновляются, позволяет хозяйствам проводить регулярную сортосмену. Так как урожайность, и особенно кормовая ценность гибридов кукурузы в разных почвенно-климатических условиях неодинакова, то при их выборе необходимо учитывать собственный опыт выращивания отдельных гибридов, результаты испытаний их на сортоучастках и рекомендации научно-исследовательских организаций по выращиванию гибридов и сортов кукурузы [Сутыгин П.Ф., 2008].
По И.В. Наговицыну [1991], лимитирующими факторами для выращивания кукурузы с початками в нашей зоне являются короткий вегетационный период и недостаток тепла. В связи с этим, под кукурузу необходимо отводить южные и юго-западные склоны, имеющие почвы легкого механического состава и защищенные от северных ветров.
По словам А.Э. Панфилова [2012], главный фактор, лимитирующий формирование урожая зерна кукурузы – короткая продолжительность периода активной вегетации. Остальные климатические ресурсы (концентрация температур в период вегетации, сумма и распределение осадков, продолжительность безморозного периода) ограничивают возделывание кукурузы на зерно не в большей, а некоторые – даже в меньшей степени, чем традиционных зерновых культур.
Таким образом, необходимым признаком адаптированного гибрида должен быть достаточный уровень скороспелости.
Влияние абиотических условий на рост и развитие кукурузы
Ю.И. Чирков [1969] отмечает во время вегетации кукурузы четыре основных периода: посев - всходы, листообразование, вымётывание и созревание.
Темпы роста и развития кукурузы тесно связаны с условиями внешней среды, из которых наиболее важная роль принадлежит температурному режиму и влагообеспеченности. Влияние таких важных элементов технологии как густоты стояния растений, минеральных удобрений и других агротехнических мер на продолжительность межфазных периодов в сравнении с температурными и влаго-обеспечением невелико.
Наступление восковой спелости было довольно дружным и колебалось от 120 до 126 сут. У гибрида РОСС 199 МВ эта фаза наступила позже, чем у других гибридов через 128 сут. Относительно коротким вегетационным периодом (120-121 сут.) характеризовались гибриды Алмаз и Аматус селекции компании КWS (таблица 3).
В период уборки в фазе восковой спелости температура почвы снизилась до +17,5 С, гидротермический коэффициент увеличился до 2,0.
В связи с этим в условиях 2014 г. рост и развитие гибридов кукурузы существенно отличались относительно предыдущего года. Если всходы появились через 10 сут., то фаза 7-8 листьев наступила на 12-13 сут. позже (таблица 5).
Вымётывание и цветение початков наступили через 60-65 сут. и 72-77 сут. соответственно. Созревание зерна проходило в среднем по опыту на 10 сут. раньше относительно созревания зерна в 2013 г.
В условиях 2016 г. все межфазные периоды развития гибридов кукурузы проходили за более короткий промежуток времени, и их вегетационный период составил 117-121 сут. Среди изучаемых гибридов Алмаз имел относительно короткий вегетационный период 116 сут., у гибрида РОСС 199 МВ этот период был на 5 сут. длиннее (таблица 9).
Сбор сухого вещества и структура урожайности
Исследования, проведенные в СХПК им. Мичурина Вавожского района, показали, что возделывание гибридов кукурузы на высоком агрофоне снижает влияние абиотических условий на продуктивность. Об этом свидетельствуют данные таблицы 30. В период исследований разница средней урожайности в неблагоприятный 2016 г. (Ij = -6,4) и в благоприятный 2013 г. (Ij = 5,3) была 106 %, в то время как при возделывании на низком агрофоне это разница достигала 246 % (см. таблицу 14).
В трёх случаях из четырех гибрид Каскад 166 АСВ имел преимущество по сбору сухого вещества относительно продуктивности стандартного гибрида Каскад 195 СВ. Прибавка 5,3 т/га в 2013 г. существенна при НСР05 = 3,6 т/га (приложение Б1-Б2), в 2015 г. – 2,4 т/га при НСР05 = 1,2 т/га (приложение Б3), в 2016 г. – 2,2 т/на при НСР05 = 1,6 т/га (приложение Б4).
В среднем за четыре года исследований наибольшую урожайность сухого вещества 20,1 т/га сформировал гибрид Каскад 166 АСВ. Продуктивность гибридов Катерина СВ, Краснодарский 194 СВ, Машук 175 СВ и РОСС 140 СВ была ниже на1,2-3,2 т/га, чем в контрольном варианте, или на 6-17 %.
Оптимизация густоты стояния кукурузы в каждой конкретной местности является необходимым условием создания наиболее продуктивных посевов. В полевых исследованиях в условиях производства посев проводили из расчёта 7-8 семян на 1 метр посева в рядке. В среднем за четыре года исследований густота растений к уборке по вариантам опыта не имела различий и составила 106-118 тыс. шт./га (рисунок 5, приложения Б5-Б8).
В 2013 г. гибриды кукурузы РОСС 140 СВ и РОСС 199 СВ характеризовались существенно высоким стеблестоем. Высота растений 200-202 см больше, чем в контрольном варианте на 15-17 см при НСР05 = 10 см (рисунок 6, приложение Б9). Гибрид Машук 175 СВ отличался существенно низким стеблестоем на 12-29 см (на 6-14 %) относительно других изучаемых гибридов.
В 2014 г. изучаемые гибриды, кроме РОСС 140 СВ, сформировали существенно низкий стеблестой по сравнению со стеблестоем стандартного гибрида Каскад 195 СВ при НСР05 = 8 см (приложение Б10). В условиях 2015 г. и 2016 г. гибриды кукурузы сформировали относительно ровный стеблестой (приложения Б11-Б12). В среднем за четыре года среди изучаемых вариантов высота растений гибрида Машук 175 СВ была самой низкой 195,3 см.
Один из самых важных показателей формирования урожайности кукурузы является масса одного растения. Среди изучаемых гибридов по массе одного растения следует выделить 2 гибрида Каскад 166 АСВ и Краснодарский 194 МВ. В 2013 г гибрид Каскад 166 АСВ отличался существенно высокой массой растений на 92 г при НСР05 = 63 г (таблица 31, приложение Б13). Гибрид Краснодарский 194 МВ по данному показателю существенно уступал стандарту в 2013 г. на 107 г (НСР05 = 63 г), в 2014 г. – на 153 г (НСР05 = 36 г, приложение Б14), в 2015 г. – 136 г (НСР05 = 101 г, приложения Б15-Б16).
В среднем за четыре года исследований наибольшую массу растения 634,5 г сформировал гибрид Каскад 166 АСВ, что на 44-147 г, или на 7-30 % по сравнению массой растения других изучаемых гибридов.
Энергонасыщенный корм из кукурузы возможно получить при наличии початков с зерном в молочно-восковой – восковой спелости. Исследованиями установлено, что изучаемые гибриды сформировали початки но их количество по вариантам опыта не изменялось (таблица 32, приложения Б17-Б20).
В среднем за 2013-2016 гг. исследований количество початков на растении было 1,0-1,2 шт. Гибрид Каскад 166 АСВ отличался высоким содержанием початков с зерном в молочно-восковой спелости зерна (90 %). Созревания зерна в большей степени зависела от метеорологических условий вегетационного периода. В среднем по опыту наибольшее количество початков с зерном в молочно-восковой спелости зерна 93 % было в 2014 г., в 2016 г. их доля была на 20 % меньше (73 %).
Результаты производственных испытаний
Производственные испытания проводили в СХПК им. Мичурина Вавожско-го района в 2015 г. на площади 280 га. На испытании были 3 гибрида в полевом и кормовом севооборотах: Каскад 166 АСВ, Машук 175 СВ и РОСС 140 СВ. Урожайность зеленой массы в среднем по гибридам составила 44,0 т/га(таблица 44).
Силос, заложенный в СХПК им. Мичурина Вавожского района, по концентрации сырого протеина соответствует нормативам ГОСТ 55986-2014. Концентрация сырой клетчатки не должно превышать 280-330 г/кг. По данному показателю силос изгибридов РОСС 140 СВ и Машук 175 СВ в СХПК им. Мичурина относится к 1-му классу. Для того чтобы отнести к 1-му классу, в силосе содержание молочной кислоты должно быть не менее 70 %. В данных образцах содержание составляет 50-63 %. Силос, приготовленный вразные сроки уборки кукурузы, отличался концентрацией сырой золы, в фазе восковой спелости зерна она увеличивалась на 40-45 мг/кг.
Таким образом, при уборке кукурузы в фазе восковой спелости характеризовался относительно высоким содержанием минеральных примесей и по концентрации сырой золы отночится ко 2 классу качества.
Согласно ГОСТ Р 55986-2014 в силосе, приготовленном из кукурузы концентрация сырого протеина не менее 75 г/кг. Концентрация сырой клетчатки в силосе не должно превышать 280-330 г/кг. По данным показателям силос относится к 1-му классу качества. Массовая доля молочной кислоты для 1-го класса не менее 70 %. По этому показателю к 1-му классу относится силос изгибрида Каскад 195 СВ, заложенный с 23 по 25 сентября в фазе молочно-восковой спелости зерна. Силос, заложенный в более поздние сроки, имеет низкое 51-55 % содержание молочной кислоты, не зависимо от гибрида.
Таким образом, силос из гибрида Каскад 195 СВ, убранный с 23 по 25 сентября вфаземолочно-восковой спелости зерна имеет относительно высокую пите-тельноть.
Механизм адаптации и питательная ценность зерна и листостебельной массы различных подвидов кукурузы. Определение оптимально густоты стояния растений для пищевых подвидов в конкретных экологических условиях. Оценка эффективности применения гербицидов.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.01.2018 |
| Размер файла | 261,3 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
Факторы управления продуктивностью посевов различных подвидов кукурузы в интенсивных технологиях
Общая характеристика работы
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.
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.
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.
Содержание работы
гербицид зерно кукуруза посев
Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. Приводится анализ современного кукурузоводства, показаны перспективы управления продукционным процессом различных подвидов кукурузы зернофуражного и пищевого направления в интенсивных технологиях.
Опыт №1. Изучение архитектоники растений кукурузы различных подвидов. Цель исследований заключается в изучении формообразовательного процесса растений, механизма адаптации и химического состава зерна и листостебельной массы различных подвидов кукурузы коллекции ВИР им. Н.И. Вавилова. Исследования проведены в 2004-2008 гг. на территории РДЭБЦ (Республиканский детский эколого-биологический центр, г. Нальчик). Опыт однофакторный. Опыты проведены по типу малого сортоиспытания, площадь учетной делянки 5 м 2 , повторность трехкратная, общая площадь посева 1200 м 2 .
Дозы препаратов: Трофи 90 - 2,0 л/га, Титус - 40 г./га + Тренд 90- 2 л/га, Аминопеллик - 1,2 л/га. Расход рабочего раствора 200 л/га.
Стандарт - сорт Бэлла 451. Повторность трехкратная, площадь учетной делянки 50 м 2 , общая площадь посева 1350 м 2 . Густота стояния растений у гибрида Бэлла 451 МВ 50 тыс. раст/га, сорта Ника 353 МВ 55 тыс. раст/га, сорта Карнавал 464 - 50 тыс. раст/га. Перед посевом обработали семена рабочим раствором в концентрации 1 мл на 5 л воды и дважды опрыскивали посевы в той же концентрации (расход рабочего раствора 2,5 л/50 м 2 ) в фазы 3-го листа и 7-го листа.
Опыт №6. Изучение механизма действия сополимеров на продукционный процесс и качество зерна пищевых подвидов кукурузы. Цель исследований, проведенных в 2007-2008 гг. на территории РДЭБЦ заключается в выявлении нормы реакции различных подвидов на предпосевную обработку семян сополимером МАГ:ГМК как способа повышения урожайности и белковости зерна.
Опыт двухфакторный: фактор А - сорта различных подвидов: Карнавал 464 - лопающийся, Бэлла 451 - полузубовидный, Ника 353 МВ - сахарный; фактор В-сополимеры метакрилата и акрилата гуанидина и модельные соединения - гуанидина полиметакрилат в концентрации 0,1%, 0,01%, 0,05%, 0,005%. Повторность трехкратная, площадь учетной делянки 50 м 2 , общая площадь посева 2250 м 2 . Густота стояния растений у сорта Ника 353 МВ 45 тыс. раст/га, сортов Бэлла 451 и Карнавал 464 по 50 тыс. раст/га. Семена перед посевом замачивали на 24 ч.
Были использованы общепринятые методики [3,4]
Все наблюдения, учеты и анализы выполнены по следующим методикам:
1. Полевую всхожесть определяли по методике государственного сортоиспытания с/х культур (Москва, 1985).
2. Подсчет густоты стояния растений кукурузы проведен на всех делянках в два срока. Первый подсчет был осуществлен в фазе 3-5 листьев. Второй - непосредственно перед уборкой (Доспехов Б.А., 1985).
3. Фенологические наблюдения, учеты и анализы проводились по методике государственного сортоиспытания с/х культур (Москва, 1985).
4. Площадь листовой поверхности растения определяли по методу Бабицкого и Бадичко (1988). Формула:
S = А х Б х 0,75, где
А - длина листа, см; Б - ширина листа, см; 0,75 - коэффициент
5. Чистую продуктивность фотосинтеза определяли по формуле Кидда, Веста и Бриггса, фотосинтетический потенциал листьев - по формуле Ничипоровича А.А. (1977).
6. Устойчивость к повреждению вредителями и поражению болезнями определяли по методике Государственного сортоиспытания (Москва, 1985).
7.В фазе восковой спелости проводили измерения и учеты на 20 растениях: 1) высоты растений; 2) уровня прикрепления початков; 3) длины и числа междоузлий; 4) длины метелки.
8. Уборку урожая проводили поделяночно, урожай зерна определяли при 14% влажности.
10. После уборки проводили анализ элементов структуры урожая (длина початка, количество рядов зерен на початке, количество зерен в рядке, выход зерна и масса 1000 зерен).
12. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили по методу дисперсионного анализа однофакторного и двухфакторного опытов на персональном компьютере IBM - INTEL PENTIUM кафедры информатики и вычислительной техники КБГСХА.
13. Расчет экономической эффективности возделывания различных подвидов кукурузы производился по статистическим данным (МСХ и П КБР).
В зоне проведения наших исследований, относящейся к предгорной зоне КБР, по многолетним данным климат умеренный. Сумма активных температур составляет 3000 - 3200 о С. Количество осадков выпадающих за год в среднем, составляет 500 мм. Увлажнение умеренное, гидротермический коэффициент - 0,9 - 1,2. Лето жаркое, с большим количеством теплых дней. Зима наступает в начале декабря. Погода преимущественно пасмурная, с невысоким снежным покровом. За исследуемый период с 1998 по 2008 годы метеорологические условия зоны проведения исследований характеризовались различными температурным и водным режимами. Были отмечены декады с крайним дефицитом влаги, когда осадков не выпадало вообще. Также наблюдались положительные величины температуры воздуха, рекордные за последние 30-35 лет.
ГЛАВА III. ИЗУЧЕНИЕ АРХИТЕКТОНИКИ, АДАПТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ГУСТОТЫ СТОЯНИЯ РАСТЕНИЙ РАЗЛИЧНЫХ ПОДВИДОВ
Архитектоника подвидов кукурузы. В данном опыте было изучено 73 образца кукурузы, относящихся к различным подвидам и группам спелости по ФАО. Наибольшей продолжительностью вегетационного периода характеризуются подвид пленчатый - 128 дней. Это максимальный показатель в условиях опыта. Как известно, зерновки пленчатого подвида заключены в кожистые плодовые оболочки (пленки), которые в первую очередь выполняют защитную функцию. Благодаря этой особенности некоторые ростовые процессы у растений пленчатого подвида характеризуются большей продолжительностью, по сравнению с другими подвидами. Уборочная влажность также у этого подвида наибольшая.
Затем выделяется стелющийся подвид с длиной вегетационного периода 126 дня в среднем за годы исследований. Главная особенность у него заключается в консистенции эндосперма, который преимущественно является мучнистым. У зубовидного подвида данный показатель составляет 115 дней, что на 4 дня больше, чем у лопающегося подвида и на одном уровне с кремнистым подвидом. Пестролистый подвид формирует свою вегетативную, генеративную и репродуктивную сферы в среднем за 122 дня.
В настоящее время большое внимание уделяется вопросам разработки идеотипов высокопродуктивных посевов полевых культур. Стабильное развитие получает селекция, направленная на создание определенной структуры посевов, т.е. селекция на высоту растений, толщину стебля, расположение и форму листьев и др. Изучение архитектоники подвидов кукурузы способствовало определению адаптивного потенциала каждого из них к экологическим условиям предгорной зоны республики.
Также отдельных слов заслуживает и пленчатый подвид. Первым и непревзойденным достоинством его является формирование двух цветков в женском соцветии, которые продуктивны. Таким образом, создается значительный запас зерен на початке. Следующим важнейшим показателя является наличие тонкого стержня, о котором мы упомянули ранее. Несмотря на это, образцы пленчатого подвида не характеризуются более высокой ломкостью початка по сравнению с другими подвидами. Отмеченные показатели в совокупности способствуют увеличению выхода зерна в 1,5 - 2,0 раза по сравнению со всеми другими подвидами.
Образцы пленчатого подвида также были подвергнуты скрещиваниям с другими подвидами. Результаты наших исследований выявили, что признак пленчатости не является стабильным и при скрещивании частично теряется у потомства. К достоинствам пленчатого подвида относится и наличие хорошо развитой вегетативной массы, а также повышенной облиственностью не только початка, но и каждой зерновки отдельно. Данное явление, несомненно, повышает ценность пленчатого подвида при возделывании кукурузы на силос.
Создание и оценка ультрараннеспелого селекционного материала. Селекционный материал, используемый для получения новых гибридов кукурузы, как и у любой сельскохозяйственной культуры должен отвечать определенным требованиям. Чем выше адаптивный потенциал и потенциал продуктивности исходных форм, тем больше шансов у селекционеров получить высокогетерозисный гибрид. Сортообразцы нашей селекции, представляют особый интерес, так как они созданы с участием дикого родоначальника кукурузы - теосинте. По фенотипическим признакам, несмотря на многолетний селекционный процесс с образцами культурной формы кукурузы, данные образцы во многом сохранили свои исходные фенотипические показатели. Как известно, теосинте имеет много полезных признаков - устойчивость к стрессовым условиям произрастания, многопочатковость, тонкий стержень початка. Однако, главным недостатком у них является низкая урожайность. Поэтому они являются хорошим компонентом в селекционном процессе, однако необходимо длительное насыщающее скрещивание и жесткий негативный отбор.
Сортообразцы Науржан 1 и Белая ранняя, созданные на основе местных сортов и популяций, не формируют пасынков и по изучаемым показателям находятся на уровне стандарта. Таким образом, наши исследования подчеркивают ценность сортообразцов с привлечением теосинте, как доноров ценных хозяйственно-биологических признаков и свойств растений. Следующим звеном в определении потенциала продуктивности и разнокачественности между гибридами и их родительскими формами являются фенологические наблюдения (табл. 1).
Таблица 1. Длительность межфазных периодов сортообразцов, дн (2002-2008 гг.)
Кукуруза — лидер среди злаковых по объему посевных площадей в мире. Она широко применяется в производстве муки, консервов, крахмала, патоки и других продуктов питания. В промышленной сфере культура выступает в качестве сырья для изготовления спирта, уксусной кислоты, ацетона, красителей. Злак также востребован в животноводстве как питательный и экономичный корм для скота.
История рода
Человек стал сознательно выращивать злак около 7–12 тысяч лет назад на территории современной Мексики. Примерно в XV веке до н. э. началось распространение культуры по Мезоамерике. Адаптация к новым условиям и необходимость в увеличении урожайности, погодоустойчивости спровоцировали появления новых сортов кукурузы. Современные историки уверены, что относительно высокоразвитое земледелие того времени стало залогом успешных цивилизаций майя, ольмеков, ацтеков и других народов. Старый Свет узнал о кукурузе лишь в XV веке н. э. С тех пор культура распространилась и активно выращивается во всем мире.
Виды, сорта и характеристики кукурузы
Злаковый род включает несколько видов кукурузы:
- Воздушная, или лопающаяся. Отличается мелкими зернами, богата белком (16 %), жиром (20 %) и протеином. Вид применяется для производства крупы, хлопьев, попкорна. Тонкая прочная оболочка трескается после того, как внутри накапливается влага, и зерно выворачивается пышной мякотью наружу.
- Зубовидная с крупными зернами. Широко распространена в России, используется для производства муки, круп, спирта, крахмала, силоса. Злак содержит до 75 % крахмала, до 10 % белка и до 5 % растительного жира.
- Кремнистая. Слабо распространена из-за невысокой урожайности — до 60–70 ц/га, при этом устойчива к вредителям, болезням и погодным условиям. Зерна с содержанием крахмала до 85 %, белков до 15 % и жиров до 4–5 % используют как сырье в производстве круп, крахмала, корма для животных.
- Восковая. Отличается однокомпонентной структурой крахмала, который содержит только амилопектин, но не амилозу. Зерно без моносахаридов медленнее усваивается, снижает уровень сахара в крови. Оно применяется в изготовлении продуктов для здорового питания и диабетического стола.
- Крахмалистая. Широко распространена в странах Южной и Северной Америки. Зерно используется для производства спирта и крахмала, практически не имеет внешней оболочки, из-за чего возникают трудности в хранении.
- Сахарная. Деликатесный вид, образованный при скрещивании кремнистых и зубовидных сортов. Отличается высокими вкусовыми качествами, содержанием сахара до 35 %. Используется в консервировании, заморозке и свежем виде.
Оптимальные культуры-предшественники
При возделывании кукурузы в качестве монокультуры одни и те же площади используют не более 3–4 лет подряд. Без снижения урожайности это возможно только при условии достаточного природного увлажнения почвы, налаженной системы орошения, ежегодного внесения полного минерального и органического удобрения.
В иных случаях выращивание кукурузы требует продуманной системы севооборота. Оптимальные предшественники — зернобобовые культуры. При возделывании на зерно возможно чередование с озимыми колосовыми, особенно после многолетних бобовых трав или занятых паров.
Неудачные предшественники среди пропашных культур — подсолнечник и сахарная свекла. Они сильно иссушают почву и выносят большой объем питательных веществ, необходимых для кукурузного растения. Последствиями такого севооборота становятся отставание в развитии, деформация початка, укорачивание междоузлий, побледнение окраски листьев.
Требования к состоянию почвы
Подготовка поля направлена в первую очередь на борьбу с многолетними сорняками. Для этого выполняют двух-трехкратное дискование на разную глубину либо лущение плугом, качественную вспашку. Предварительные процедуры удаляют до 70 % корнеотпрысковых и до 40 % однолетних сорняков. Возможна обработка посевных площадей гербицидами с последующим проходом предпосевными агрегатами для крошения, выравнивания и прикатывания почвы.
Оптимальные показатели поля:
- ровная поверхность и одинаковая глубина обработки на всей площади;
- хорошее семенное ложе;
- не более 80 % комков фракции 10–50 мм по массе на обработанном пласте;
- отсутствие комков свыше 100 мм.
Подготовка посевного материала
Семена проходят специальную подготовку на кукурузообрабатывающих заводах или в агрофирмах. Они сортируются, калибруются и протравливаются для обеспечения всхожести не ниже 98 %. Чтобы повысить энергию прорастания кукурузы, зерно в течение 5–6 дней обогревают на солнце или в теплом помещении. Современные инсектицидные, фунгицидные и гибридные протравители снижают риск заболеваний растения и повышают устойчивость к вредителям. В отдельных случаях используются препараты с включением минералов, которых не хватает в стандартной почве региона. Крупные поставщики продают готовые семена кукурузы, которые не требуют дополнительной обработки перед посевом.
Особенности посева
Оптимальным для высева семян является период, когда температура почвы на глубине 10 см составляет 10–12 °C. Глубина заделки в 4–6 см считается нормальной при достаточной увлажненности грунта. Если поверхностный слой пересох, ее увеличивают до 12–13 см, однако это негативно сказывается на времени прорастания и конечной урожайности.
Объем посевной кукурузы составляет 10–25 кг/га, определяется в зависимости от размера семян и климатических условий региона. Густота высева в засушливых районах не должна превышать 20–25 тысяч растений на гектар. В степи этот показатель увеличивается до 30–40 тысяч, в регионах с бесперебойным обеспечением водой — до 40–60 тысяч. На юге при условии адекватной системы орошения плотность посева составляет 50–55 тысяч.
Фазы развития кукурузы
В процессе роста кукуруза проходит несколько фаз:
Уход за посевами
Пока ростки кукурузы меньше 15 см в высоту, их необходимо обрабатывать от сорняков. Для этого проводят послевсходовое боронование, которое уничтожает до 80 % сорных всходов. Кукурузные растения с 2–3 листьями повреждаются в 10 % случаев, а для достигших состояния 4–5 листьев эта процедура практически полностью безопасна.
По мере дальнейшего выращивания обработку проводят только в междурядьях с использованием культиваторов. Глубина воздействия — 10–12 см. При последней операции в регионах с переизбытком влаги также применяют окучник.
Удобрение почвы
Каждая тонна зерна выносит из почвы в среднем свыше 24 кг азота, 9 кг фосфора и 25 кг калия. Для восполнения питательных веществ используются органические и минеральные удобрения. Их разбрасывают перед зяблевой вспашкой плугами.
В случае с дерново-подзолистыми почвами азотные удобрения распределяют по полю под заделку весной, а фосфорно-калийные под зябь осенью. На развитие растений положительно влияет предпосевное внесение гранулированного суперфосфата. Во время развития всходов на полях с достаточным орошением возможны комплексные подкормки, а после появления 6–7 листьев — только азотные. При необходимости повысить уровень белка в зерне перед сбором урожая растения подвергают внекорневому опрыскиванию мочевиной.
Орошение
Система полива зависит от природно-климатических условий выращивания кукурузы и финансовых возможностей. К современным методам относятся дождевание и капельное орошение. Первый способ предполагает установку на поле специальных машин с разбрызгивателем. Важно настраивать время орошения с учетом положения солнца, чтобы избежать обгорания растений.
Капельный полив требует больших вложений и более сложен в установке, однако имеет свои преимущества. Орошение не зависит от положения солнца и наличия ветра. Вода распределяется по полю равномерно, в том числе на границах. Сокращаются расходы электроэнергии и снижаются требования к давлению в системе. Капельная технология обеспечивает более эффективное использование влаги и удобрений, а также повышает урожайность кукурузы на 25 % в сравнении с дождевальными машинами.
Уборка урожая
Когда 65–70 % початков достигают фазы восковой спелости, начинается уборка урожая. Сегодня используются два основных способа. Уборка початков осуществляется при влажности зерновки около 40 % с помощью комбайнов. Обмолот на зерно возможен при влажности 32 % с использованием ручьевых жаток — специальной приставки к зерноуборочным комбайнам.
Хранение и транспортировка зерна
При хранении критически важно учитывать влажность кукурузы и условия окружающей среды, температуру воздуха в хранилище, степень аэрации. Сегодня применяют два основных режима:
- хранение сухого зерна, влажность которого предварительно снижается до критической в специальных сушильных машинах;
- хранение охлажденной продукции при температуре, которая останавливает жизненно важные процессы в живом зерне.
Доставка кукурузы от поставщика покупателям осуществляется с помощью автомобильного или железнодорожного транспорта с соблюдением необходимого уровня влажности и температуры.
Читайте также: