close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Влияние сортовых особенностей, минеральных удобрений и ризоторфина на урожай и качество семян люпина в условиях Юго-западной части ЦЧР

код для вставкиСкачать
ФИО соискателя: Мещеряков Олег Дмитриевич Шифр научной специальности: 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство Шифр диссертационного совета: Д 220.010.03 Название организации: Воронежский государственный аграрный университет им.К.Д.Глинки Адрес
На правах рукописи
Мещеряков Олег Дмитриевич
ВЛИЯНИЕ СОРТОВЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ, МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И РИЗОТОРФИНА НА УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО СЕМЯН ЛЮПИНА В УСЛОВИЯХ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ЦЧР
Специальность: 06.01.01 - общее земледелие
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата
сельскохозяйственных наук
Воронеж - 2012
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Белгородская ГСХА в 2008-2011 гг.
Научный руководитель:
доктор сельскохозяйственных наук, профессор Наумкин Виктор Николаевич
(ФГБОУ ВПО Белгородская ГСХА) Официальные оппоненты:Федотов Василий Антонович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ (ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ) Азаров Борис Фадеевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор (ФГБОУ ВПО Белгородская ГСХА)
Ведущая организация: ГНУ "Всероссийский научно-исследовательский институт зернобобовых и крупяных культур" Россельхозакадемии Защита диссертации состоится на заседании диссертационного совета Д. 220.010.03 при ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ "30" мая 2012 г. в 10 часов в 268 ауд. по адресу:394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1. Факс (473) 253-86-51, e-mail: biolog2011@rambler.ru С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ, с авторефератом - на сайтах: ВАК Министерства образования и науки РФ - www.vak2.ed.gov.ru и ВГАУ - http://www.vsau.ru/science/diss/ Автореферат разослан и размещен на сайтах "30" апреля 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
доктор с.-х. наук Ващенко Татьяна Григорьевна
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Важной проблемой современного аграрного производства является полное обеспечение развивающегося животноводства высокобелковыми кормами собственного производства при воспроизводстве почвенного плодородия и экономии энергетических ресурсов. В решении этой проблемы большое значение придается высокопродуктивным зерновым бобовым культурам, к числу которых относится кормовой люпин. Ранее проведенными исследованиями (Гатаулина Г.Г., Наумкин В.Н., Наумкина Л.А., Сергеева В.А. и др.) было доказано, что культура белого и узколистного люпина в Орловской, Белгородской и других областях ЦЧР вполне возможна и целесообразна. Появились новые высокопродуктивные сорта кормового люпина, созданные селекционерами ВНИИ люпина, НИИСХ ЦРНЗ и РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, которые позволяют расширить посевные площади этой ценной высокобелковой культуры и получать высокие урожаи семян в юго-западной части ЦЧР. Реализация потенциала новых сортов люпина возможна только при их адаптации конкретным условиям и при совершенствовании агроприемов их возделывания, особенно таких, как инокуляция семян в сочетании с условиями оптимального питания растений. Однако эти агроприемы применительно к новым сортам пока не изучены в ЦЧР, что и определяет актуальность наших исследований. Цель исследований - выявить наиболее адаптивные высокопродуктивные сорта и сортообразцы люпина узколистного и белого, пригодные для возделывания в условиях биологизации земледелия, а также определить влияние факторов внешней среды, инокуляции семян и минерального питания на урожай и качество зерна кормового люпина белого в юго-западной части ЦЧР.
Задачи исследований:
1. Дать сравнительную оценку продуктивности новых сортов и сортообразцов люпина узколистного и белого, наиболее пригодных к почвенно-климатическим условиям ЦЧР. 2. Выявить влияние ризоторфина и минеральных удобрений на формирование симбиотического аппарата и продуктивность растений люпина белого в засушливых условиях юго-западной части ЦЧР.
3. Установить особенности формирования урожая и качества зерна люпина белого при использовании инокуляции семян в комплексе с разными видами и сочетаниями минеральных удобрений.
4. Определить экономическую и биоэнергетическую эффективность основных агроприёмов возделывания люпина белого и узколистного.
Научная новизна исследований. Впервые в условиях юго-западной части ЦЧР изучены новые сорта и сортообразцы люпина узколистного и белого, выведенные во ВНИИ люпина, выявлены их видовые и сортовые реакции на засушливые метеорологические условия вегетационного периода. Установлены закономерности влияния инокуляции семян люпиновым ризоторфином, действие видов минеральных удобрений и их сочетаний на рост, развитие и симбиотическую активность растений люпина белого, на формирование элементов продуктивности и качество урожая, на основе которых определены экономическая и биоэнергетическая эффективность изучаемых агроприемов. Практическая значимость работы. В результате проведенного сортоизучения выявлены наиболее адаптивные высокопродуктивные сорта и сортообразцы люпина узколистного и белого для современного земледелия и в качестве источников ценных признаков для селекции.
Для высокоинтенсивного сорта люпина белого Деснянский в засушливых условиях при использовании инокуляции семян люпиновым ризоторфином показана целесообразность применения азотных (N30) удобрений в сочетании с калийными (К60), а также азотных (N30) с фосфорно-калийными (Р30К60) удобрениями.
Производственная проверка, проведенная в ФКХ "Драпа" Орловской области, подтвердила эффективность внесения под люпин узколистный удобрений N30P30K60 совместно с инокуляцией семян. Урожай зерна увеличился на 0,28 т/га, прибыль - на 2370 руб./га. Общий экономический эффект от внедрения составил 36,5 тыс. рублей. Основные защищаемые положения:
1. В юго-западной части ЦЧР более урожайными (2,06-2,72 т/га семян), адаптивными (коэффициент равен 1,0-1,08) и предпочтительными при возделывании являются сорта и сортообразцы люпина белого Дега, Гамма, Дельта и АИФ 5049, СН 1-07, СН 61-06, СН 220-07, а также сорта и сортообразцы люпина узколистного Кристалл, Радужный, Смена и СН 236-03, СН 301-02.
2. Предпосевная обработка семян люпина белого люпиновым ризоторфином (Rhizobium lupine), особенно в комплексе с внесением разных видов и сочетаний минеральных удобрений, способствует улучшению роста и развития растений, активизации фотосинтетической и азотфиксирующей деятельности растений, повышению урожая зерна до 1,66-2,14 т/га и сбора белка - до 563-747 кг/га.
3. Целесообразность возделывания лучших сортов зернокормового люпина белого и узколистного, особенно при использовании инокуляции семян люпиновым ризоторфином в сочетании с внесением минеральных удобрений, обоснована получением высокой прибыли (от 14,9 до 16,5 тыс.руб./га) при уровне рентабельности 108,6-120,2 % и коэффициенте биоэнергетической эффективности 2,02-2,18.
Апробация работы. Результаты исследований были доложены и обсуждались на Международных научно-практических конференциях в ФГБОУ ВПО Белгородская ГСХА (2010, 2011 гг.); ФГБОУ ВПО Брянская ГСХА (2011 г.), ФГБОУ ВПО Курская ГСХА (2011 г.); на заседании кафедры селекции, семеноводства и растениеводства, ученом совете агрономического факультета Белгородской ГСХА (2010, 2011, 2012 гг.).
Публикации. По теме исследований опубликовано 11 научных работ, из них три - в изданиях из перечня ВАК. Личный вклад. Автор диссертационной работы принимал участие в разработке программы, схемы и проведении полевых опытов и лабораторных исследований, обработке и обобщении экспериментальных данных. Доля его участия в исследованиях не менее 80%.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 139 страницах, состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций производству, 33 таблиц, 8 рисунков, 39 приложений. Список литературы включает 197 источников, в том числе 19 - иностранных авторов. 2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Погодные условия в годы проведения исследований (2008-2011) были засушливыми и очень засушливыми, Это позволило оценить виды, сорта, сортообразцы люпина на засухоустойчивость, а полученные результаты рекомендовать для внедрения производству и в селекционную практику.
Экспериментальная работа выполнена в соответствии с планом НИР ФГБОУ ВПО "Белгородская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Я. Горина", номер государственной регистрации - 01.200.95632.
Почва опытного участка - чернозем типичный, среднемощный, тяжелосуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое - 4,54% (по Тюрину), рНKCl - 6,7, содержание легкогидролизуемого азота (по Корнфилду) - 137,2 мг/кг, подвижного фосфора (по Чирикову) - 138 мг/кг, обменного калия (по Чирикову) - 126,0 мг/кг почвы.
В программу исследований входило проведение двух полевых опытов:
Опыт № 1: "Сортоизучение люпина узколистного и белого". В опыте изучено 9 сортов и сортообразцов (Lupinus angustifolius L.), 10 сортов и сортообразцов (Lupinus albus L.) зернофуражного направления, полученных из ВНИИ люпина. Опыт № 2 "Урожай и качество семян люпина белого в зависимости от применения бактериального и разных видов и сочетаний минеральных удобрений". Схема полевого опыта включала следующие варианты: 1. Контроль - без ризоторфина и минеральных удобрений. 2. Инокуляция семян без внесения удобрений (фон). 3. Фон+К60. 4. Фон+Р30К60. 5. Фон+N30K60. 6. Фон+N30Р30К60. В опыте № 2 исследовали сорт люпина белого Деснянский, включенный в Госреестр по ЦЧР. Минеральные удобрения (аммиачная селитра, суперфосфат двойной и хлористый калий) вносили в виде смеси под основную обработку почвы. Предшественник люпина - яровые зерновые культуры. Агротехника в опытах - общепринятая для ранних зернобобовых культур.
Посев люпина с междурядьями 15 см проводили ручной и зерновой сеялкой СН-16 в оптимальные сроки. Норма высева люпина узколистного - 1,3 млн, белого - 1,1 млн всхожих семян на гектар. Перед посевом семена соответствующих вариантов обрабатывали люпиновым ризоторфином (штамм 367а) из расчета 200 г препарата на гектарную норму семян. Почвенный гербицид Гезагард (3,0 л/га) применяли после посева люпина с расходом рабочей жидкости 200 л/га. Урожай убирали поделяночно комбайном Сампо-2010. Площадь учетных делянок в микрополевом опыте - 1,0 м2, в полевом опыте - 10 м2 , повторность в опытах четырехкратная. Размещение делянок - систематическое. В процессе вегетации отмечали даты наступления фенологических фаз, определяли высоту растений и накопление массы сухого вещества - по методике государственного сортоиспытания (1985); площадь листовой поверхности - путем измерения параметров листовых пластинок по методике Н.С. Купцова, А.И. Синкевич, П.А. Мечковской (1984); фотосинтетический потенциал посева - по методике Кидда, Веста, Бриггса (Ничипорович А.А., 1961); число и массу азотофиксирующих клубеньков - путем выкапывания монолита размером 55×45×15 см с последующим их отмыванием (Посыпанов Г.С., 1991). Структуру урожая анализировали по снопам, отобранным перед уборкой с площадок 1,0 м2 по вариантам опыта; урожай семян учитывали путем обмолота и взвешивания их со всей делянки. Определяли влажность и засоренность семян для пересчета урожайности на 100% чистоту и 14% влажность. Содержание сырого белка рассчитывали путем умножения содержания общего азота на коэффициент 6,25; содержание жира - по Сокслету (ГОСТ 13469.15-85); содержание алкалоидов в семенах - йодометрически по А.В. Ве-селовой, Б. А. Шустерман (1967). Исследования выполнены в лаборатории массовых анализов ВНИИ люпина. Расчет экономической эффективности провели по нормативам и расценкам 2011 года; расчет энергетической эффективности - по методике В. В. Коринец, А. Ф. Козловцева, В. Н. Козенко (1985), математическую обработку - по Б. А. Доспехову (1985).
3. ОСОБЕННОСТИ ПРОДУКТИВНОСТИ КОРМОВЫХ СОРТОВ И СОРТООБРАЗЦОВ ЛЮПИНА УЗКОЛИСТНОГО И БЕЛОГО
Величина и качество урожая семян видов люпина сильно зависели как от особенностей сорта, так и от погодных условий. В засушливом 2008 г. и особенно в сильно засушливых 2009 и 2010 гг. оба вида люпина развивались ускоренно. Продолжительность вегетации сортов и сортообразцов люпина узколистного варьировала в 2008 г. от 65 до 86 суток, в 2009 г. - от 61 до 79 суток и в 2010 г. - от 62 до 79 суток, а вегетационный период люпина белого был более продолжительным, соответственно - 92-97; 86-91 и 85-92 суток. Большая высота растений люпина узколистного в фазе образования бобов была у сортов: Кристалл, Радужный, Смена - 51,6-52,1 см и сортообразцов СН 236-03, СН 301-02 - 51,3-51,8 см; меньшей - у сорта Вектор - 49,1 см и сортообразца СН 78-07 - 47,2 см при НСР05 в 2008 г. - 0,92, в 2009 г. - 3,10 и 2010 г. - 1,16 см. Растения люпина белого имели большую высоту на протяжение всей вегетации. Эти различия между сортами и сортообразцами в фазе образования бобов составили 1,0-3,8 см при НСР05 в 2008 г. - 0,53, в 2009 г. - 0,20 и 2010 г. - 0,25. Наибольшую высоту растений имели сорта Гамма и Дельта - 55,5-56,0 см и сортообразцы СН 61-06, СН 220-07 - 56,1-57,0 см, наименьшую - сорт Дега - 54,5см и сортообразец СН 571-00 - 53,2см.
Сорта Кристалл, Радужный, Смена, Белозерный 121 и сортообразцы СН 301-02, СН 236-03 люпина узколистного в фазе образования бобов обеспечили в среднем накопление воздушно-сухой массы одного растения 44,0-45,9 г при НСР05 в 2008 г. - 2,40, 2009 г. - 4,10 и 2010 г. - 2,70. Более засухоустойчивые сорта Дега, Гамма, Деснянский и сортообразцы АИФ 5049, СН 220-07 люпина белого в этих негативных условиях создавали большую (воздушно-сухую) массу растений - 52,5-53,6 г при НСР05 в 2008 г. - 0,16, 2009 г. - 0,27 и в 2010 г. - 0,21. В этих условиях вегетации засухоустойчивый сортообразец АИФ 5049 имел максимальную воздушно-сухую массу растения - 53,6 г. Он отличался генетически законченным ростом стебля, а бобы формировались только на главном и укороченных побегах 1 и 2-го порядков.
Изучаемые виды, сорта и сортообразцы люпина отличались по числу и массе азотфиксирующих клубеньков. Растения люпина белого формировали число и массу активных клубеньков значительно больше во все фазы вегетации по сравнению с люпином узколистным. Больше активных клубеньков на корнях растений люпина белого формировали сорта Дега, Дельта и сортообразцы АИФ 5049, СН 1-07, СН 220-07, у которых отмечено от 8,8 до 9,2 шт./ раст. Образование клубеньков у них начиналось и заканчивалось несколько позднее, чем у узколистного люпина, у которого лучшими были сорта: Кристалл, Радужный, Смена, Белозерный 121 и сортообразцы: СН 236-03, СН 301-02. Они имели азотфиксирующих клубеньков по 7,8-8,1 шт./раст.
Максимальная масса азотфиксирующих клубеньков была на корнях растений у люпина белого у сортообразцов АИФ 5049, СН 61-06, СН 1-07 и СН 220-07, а на корнях люпина узколистного - у сортов: Кристалл, Радужный и Смена и сортообразцов: СН 301-02, СН 236-03. В очень засушливые 2009 и 2010 гг. наибольшей массой клубеньков характеризовались у люпина белого сорт Гамма и сортообразец АИФ-5049, у люпина узколистного - сорт Вектор и сортообразец СН 236-03. Погодные условия, морфологические и биологические особенности видов и сортов оказывали сильное влияние на урожайность и адаптивность люпина (табл. 1). Таблица 1 - Урожайность семян и адаптивность сортов и
сортообразцов люпина белого и узколистного Сорт, сортообразецУрожайность, т/гаКоэффициент адаптивности2008 г.2009 г.2010 г.средняяЛюпин белыйДега (стандарт)3,682,301,862,611,00Гамма3,502,092,192,591,00Дельта3,812,052,022,621,00Деснянский3,472,181,852,500,95СН 571-002,862,011,952,270,87СН 85-013,272,142,232,550,98АИФ 50492,893,232,152,761,05СН 61-063,901,812,382,721,04СН 1-073,702,362,082,711,04СН 220-073,872,212,082,721,04В среднем по сортам3,502,242,082,611,00Индекс условий года0,89-0,37-0,57НСР050,220,300,23Люпин узколистныйКристалл (стандарт)2,752,051,372,061,04Радужный2,672,411,342,141,08Смена2,652,371,402,121,07Белозерный 1212,172,101,391,890,95Вектор1,992,131,651,920,97Сидерат 382,131,981,341,820,92СН 236-032,362,371,782,171,10СН 78-071,671,541,481,560,79СН 301-022,762,341,292,131,08В среднем по сортам2,352,141,451,981,00Индекс условий года0,370,16-0,53НСР050,210,300,23
Примечание. Коэффициенты адаптивности сортов и сортообразцов и индексы условий года рассчитывали по методике Мироновского НИИ селекции пшеницы (1994 г.)
Сорта и сортообразцы люпина белого в среднем были на 0,63 т/га урожайнее люпина узколистного. Средний урожай семян люпина белого варьировал от 2,27 до 2,76 т/га.
В очень засушливом 2010 г. по урожайности выделились сорт Гамма - 2,19 т/га, а также сортообразцы СН 1-07, СН 220-07, СН 61-06, АИФ 5049 - 2,08-2,38 т/га, что существенно больше, чем у стандартного сорта Дега. Самая высокая урожайность семян отмечена у сортообразца АИФ 5049 - 2,76 т/га, что на 0,15 т/га выше, чем у стандарта.
Сортообразец АИФ 5049 отличается генетически законченным ростом, формированием бобов только на главном стебле и укороченных побегах 1-го и 2-го порядков, повышенной продуктивностью, устойчивостью к засухе, фузариозу и антракнозу.
В засушливых условиях вегетационных периодов 2008, 2009 и, особенно, 2010 г. у люпина узколистного более урожайными и адаптивными, наряду со стандартом, были сорта Смена и Радужный, а также сортообразцы СН 236-03, СН 301-02, которые формировали довольно хороший урожай семян - от 2,12 до 2,17 т/га, что на 0,06-0,11 т/га больше, чем у стандарта - сорта Кристалл. В 2010 г., отличавшемся большим недобором осадков в критический период роста и развития растений люпина, положительные результаты дали сорт Вектор и сортообразец СН 236-06. Сорт Вектор отличается колосовидным морфотипом, ультраскороспелостью и быстрым прохождением фаз развития. Именно поэтому при жестокой засухе 2010 года он смог быстро сформировать урожайность, превзойдя стандарт за счет более эффективного использования зимне-весенних запасов влаги. В целом же за три года изучения сорт Вектор уступал по семенной продуктивности как Кристаллу, так и другим сортам узколистного люпина универсального типа использования. Изученные сорта и сортообразцы люпина (за исключением Сидерата 38, СН 78-07 и СН 571-00) характеризовались высоким (0,95-1,10) коэффициентом адаптивности. Наибольшая адаптивность у люпина узколистного отмечена у сортов Кристалл, Радужный, Смена и сортообразцов СН 236-03, СН 301-02, у люпина белого - у сортообразцов АИФ 5049, СН 61-06, СН 1-07 и СН 220-07, которые превосходили стандартный сорт Дега. Они же характеризовались и высоким продуктивным потенциалом. Содержание белка в семенах изучаемых видов люпина по годам изменялось незначительно вследствие их вариабельности У сортов и сортообразцов люпина белого содержание белка в семенах было существенно большим (34,7-38,0 %), чем у люпина узколистного - 33,3-34,5 % (табл. 2).
Таблица 2 - Содержание и сборы белка и жира в семенах у сортов и сортообразцов люпина белого и узколистного (2008-2010 гг.) Сорт, сортообразецСодержание, %Сбор в урожае семян, кг/габелокжирбелкажираЛюпин белыйДега (стандарт)35,39,9921,3258,4Гамма36,49,3942,8240,9Дельта38,09,1995,6238,4Деснянский35,38,8882,5220,0СН 571-0035,39,0801,3204,3СН 85-0134,39,1874,6232,1АИФ 504937,29,21026,7253,9СН 61-0637,09,21006,4253,9СН 1-0735,78,9967,5241,2СН 220-0734,78,9943,8242,1В среднем35,99,1937,0237,5Люпин узколистныйКристалл (стандарт) 33,4 3,8688,0 78,3Радужный 34,2 3,7731,2 79,2Смена 34,4 3,4729,3 72,1Белозерный 121 34,1 3,5644,5 66,2Вектор 34,5 4,0662,4 76,8Сидерат 38 34,3 3,9624,3 70,9СН 236-03 33,8 3,8733,5 82,5СН 78-07 33,4 3,4521,0 53,0СН 301-02 33,3 3,8709,3 80,9В среднем 33,9 3,7671,5 73,3 Большее содержание в семенах и сбор белка с гектара обеспечили сортообразцы люпина белого АИФ 5049 и СН 61-0,6, а также сорт Дельта.
У узколистного люпина больший сбор белка с урожаем семян обеспечили сорта Радужный - 731,2 кг/га, Смена - 729,3 кг/га и сортообразцы СН 236-03 - 733,5 кг/га и СН 301-02 - 709,3 кг/га. Люпин белый характеризовался большей стабильностью по сбору сырого белка с гектара посева.
Жир в семенах люпина - запасной энергетический материал. Его количество в семенах зависело от вида и погодных условий. Люпин белый содержал жира 8,8-9,9%, что в 2,5-2,6 раза больше по сравнению с люпином узколистным. Наибольшее содержание сырого жира отмечено у сортов Дега - 9,9%, Гамма - 9,3%, сортообразцов АИФ 5049 - 9,2%, СН 61-06 - 9,2%, которые обеспечили больший сбор жира (240,9- 258,4 кг/га).
По общей продуктивности, сбору белка и жира с гектара посева сорта и сортообразцы люпина белого в 1,4-1,6 раза превосходили люпин узколистный. Содержание жира (3,4-4,4%) у сортов и сортообразцов люпина узколистного несколько более высоким было в 2008 г., а меньшим (3,4-3,9%) - в сильно засушливых 2009 и 2010 гг. Среди сортов узколистного люпина в среднем за три года больший сбор жира с гектара посева обеспечил сорт Радужный (79,2 кг/га) и сортообразцы СН 236-03 (82,5 кг/га) и СН 301-02 (80,9 кг/га).
Сборы белка и жира с гектара как белого, так и узколистного люпина прямо зависели от уровня их урожайности, поэтому основное внимание при возделывании зерна кормового люпина следует уделять повышению его урожайности.
Содержание алкалоидов в семенах люпина узколистного и белого было небольшим. Оно слабо зависело от условий года и составило у сортов и сортообразцов люпина узколистного от 0,039 до 0,488% и белого - от 0,058 до 0,417%.
Лучшие показатели экономической эффективности среди изучаемых сортов и сортообразцов люпина белого обеспечили сорта Дега, Гамма, Дельта и сортообразцы АИФ 5049, СН 61-06, СН 1-07, СН 220-07, у которых себестоимость семян составила 5,25-5,27 тыс.руб./т и 5,00-5,19 тыс.руб./т, а прибыль и рентабельность повышались соответственно от 14,95-15,06 до 15,85-16,57 тыс.руб./га и от 108,6-109,4 до 114,9-120,2%. При возделывании люпина узколистного лучшие по продуктивности сорта Радужный, Смена и сортообразцы СН 236-03 и СН 301-02 давали меньший урожай семян, меньшую прибыль и уровень рентабельности и были менее выгодны, чем сорта и сортообразцы люпина белого. Сорта и сортообразцы люпина белого накапливали обменной энергии в урожае значительно больше узколистного. Ее количество составило у большинства сортов и сортообразцов 37,56-40,02 ГДж/га. Сорта и сортообразцы люпина белого имели более высокий биоэнергетический коэффициент - 2,02-2,18. Лучшим накопление обменной энергии в урожае люпина узколистного было у сортов Радужный - 31,03, Смена - 30,74 ГДж/га и сортообразцов СН 236-03 - 31,47 и СН 301-02 - 30,89 ГДж/га. У них же оказался большим (2,01-2,05) и биоэнергетический коэффициент
4. ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ И КАЧЕСТВА СЕМЯН ЛЮПИНА БЕЛОГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДОВ УДОБРЕНИЯ
Инокуляция семян в сочетании с минеральными удобрениями К60 и Р30К60 в засушливых условиях 2010-2011 гг. способствовала сокращению периода вегетации (от всходов до полной спелости) люпина белого на 1-2 суток, а применение N30K60 и N30Р30К60 - удлинению продолжительности вегетационного периода на 2-3 суток по сравнению с контролем. Высота растений люпина белого в вариантах с инокуляцией семян и внесением минеральных удобрений была больше, чем на контрольных вариантах. В фазах нарастания листьев и ветвления растений люпина это превышение было незначительным и составляло при внесении Р30К60 - соответственно 1,5 и 2,2 см. В последующие фазы действие симбиотического азота и минеральных удобрений усиливалось, и в фазе образования бобов превышение достигало 5,7 см (табл. 3). В фазе образования бобов уже проявилось положительное влияние симбиотической азотфиксации при инокуляции семян. Высота растений люпина на этом варианте составила 41,6 см, тогда как на контроле - 39,7 см при НСР05 2010 г. - 0,20, 2011 г. - 0,19. Наибольшая высота растений была на вариантах опыта с участием азотных удобрений (N30К60 и N 30Р30К60). Высота растений на этих вариантах была большей на протяжение всего периода вегетации и составила в фазе образования бобов 47,3 и 49,9 см. Динамика роста наземной биомассы люпина белого тоже зависела от условий питания. В жестких условиях вегетации положительное влияние на процессы накопления биомассы также проявилось в вариантах, с улучшенным азотным питанием (инокуляция семян + N 30Р30К60).
Таблица 3 - Высота и масса воздушно-сухих растений белого люпина в зависимости от инокуляции семян и минеральных удобрений (2010-2011гг.)
Удобрение Средние высота/масса одного растения в зависимости
от фазы развития нарастание листьевветвлениебутонизацияцветениеобразование бобовКонтроль 8,2
0,715,9
1,424,2
2,431,5
9,639,7
14,9Инокуляция семян (фон)8,8
0,816,9
1,625,1
2,632,5
10,041,6
15,7Фон + К609,4
0,917,8
1,825,7
2,833,4
10,945,2
16,7Фон + P30K609,7
1,118,1
2,026,0
3,034,2
11,545,4
17,1Фон + N30K6010,1
1,118,3
2,227,9
3,235,4
12,747,3
18,5Фон + N30P30K6010,3
1,419,2
2,430,3
3,438,3
13,949,9
19,1 Примечание. Над чертой - высота растений, см,
под чертой - масса воздушно-сухих растений, г
Масса воздушно-сухих растений на этих фонах составила в фазе цветения 12,7 и 13,9 г и в фазе образования бобов - 18,5 и 19,1 г/раст., что значительно больше, чем на контрольном и фоновом вариантах, соответственно - 9,6 и 14,9 г; 10,0 и 15,7 г. Площадь листовой поверхности в посевах люпина белого в фазе плодообразования была большей на вариантах с инокуляцией семян и внесением N30К60 и N30Р30К60 - 28,4 и 29,0 тыс. м2/га. На вариантах опыта с инокуляцией семян, но без минерального азота удобрений (К60 и Р30К60) площадь листовой поверхности в посевах люпина была меньшей - 22,7 и 24,6 тыс.м2/га. Наименьшая листовая поверхность (19,2 тыс.м2/га) сформировалась на контроле (без инокуляции семян и без удобрений). Улучшение азотного питания растений путем инокуляции семян ризоторфином приводило к увеличению площади листовой поверхности на 1,3 тыс.м2/га, и она составила 20,5 тыс.м2/га.
Фотосинтетический потенциал (ФП) посева в критический период цветение - образование бобов также зависел от инокуляции семян и минеральных удобрений. Посевы люпина белого на вариантах опыта с обработкой семян ризоторфином и внесением минеральных, в том числе удобрений N30К60 и N30Р30К 60 формировали заметно больший ФП посева (397,5 и 409,8 тыс. м2 сут./га), чем на других вариантах. Это обусловлено более продолжительным периодом вегетации и большей листовой поверхностью удобренных азотом посевов.
Симбиотический аппарат люпина белого (число и масса клубеньков на растении) играет важную роль в процессе азотфиксации. Наименьшие число и масса клубеньков на корнях люпина белого были во все фазы вегетации на контроле (без инокуляции и удобрений). Заражение семян бактериями Rhizobium lupine штамм 367а увеличивало число клубеньков и их массу на корнях растений даже в условиях почвенной и воздушной засухи. Инокуляция семян усиливалась при внесении минеральных удобрений, число клубеньков и их масса на растении существенно увеличивались (табл. 4). Таблица 4 - Среднее число (шт.) и масса (г) клубеньков на растении люпина белого в зависимости от инокуляции и минеральных удобрений (2010-2011 гг.)
УдобрениеФенологическая фазастеблеваниецветениесизый бобвсегоактивныхвсего активныхвсегоактивныхКонтроль2,0
17,02,0
17,05,5
52,35,5
52,38,0
58,06,0
48,2Инокуляция
семян (фон)4,0
33,24,0
33,28,0
61,78,0
61,711,6
77,69,5
60,9Фон + К604,8
43,24,8
43,28,7
72,98,7
72,912,3
90,011,1
80,2Фон + P30K605,3
45,45,3
45,48,8
75,68,8
75,612,5
94,811,0
82,3Фон + N30K605,5
43,95,5
43,99,5
84,99,5
84,913,0
97,311,6
84,9Фон + N30P30K606,2
51,66,2
51,610,7
95,710,7
95,713,5
110,111,8
91,9Примечание. Над чертой - число клубеньков, шт./раст.,
под чертой - масса клубеньков, мг/раст.
Так, в фазе стеблевания на вариантах с инокуляцией семян и применением минеральных удобрений число активных клубеньков и их масса были в среднем на 1 растение существенно больше и составили при внесении К60 - 4,8 шт. и 43,2 мг; N30К60 - 5,5 шт. и 43,9 мг; N 30Р30К 60 - 6,2 шт. и 51,6 мг, тогда как на абсолютном контроле лишь 2,0 шт. и 17 мг, а на варианте с инокуляцией семян без удобрений - 4,0 шт. и 33,2 мг. Наибольшее число и масса клубеньков, в том числе активных, были в фазе "сизый боб" на вариантах с применением инокуляции семян и удобрений N30К60 (всего - 13,0, активных - 11,6 шт./раст., масса - 97,3 и 84,9 мг/раст.) и N30Р30К60 (всего - 13,5, активных - 11,8 шт./раст., масса - 110,1 и 91,9 мг/раст.). Это, вероятно, связано с тем, что минеральные удобрения в условиях засухи устраняли острый дефицит углеводов, повышая фотосинтетическую деятельность растений, что и обусловило лучшее формирование клубеньков на корнях. Урожайность зернокормового люпина белого при инокуляции составила 1,44 т/га и была на 0,23 т/га, или на 19%, больше контрольного варианта (табл. 5). Таблица 5 - Урожайность, сбор кормовых единиц, белка и жира в урожае семян люпина белого в зависимости от инокуляции семян и минеральных удобрений УдобрениеУрожайность, т/гаСбор с 1 га, 2010-2011 гг.2010 г.2011 г.средняятыс.
к. ед. сырой белок, кгсырой жир, кгКонтроль1,121,301,211,3339294Инокуляция семян (фон)1,211,661,441,58477111Фон + К601,451,871,661,83563136Фон+P30K601,472,251,862,05632149Фон+N30K601,742,382,062,27715165Фон+N30P30K601,782,502,142,35747171НСР050,140,21---- Минеральные удобрения в комплексе с инокуляцией семян существенно повышали урожайность люпина, которая составила при внесении К60 - 1,66 т/га, Р30К60 - 1,86 т/га, N30К60 - 2,06 и N30Р30К60 - 2,14 т/га. В условиях почвенной и воздушной засухи на черноземе типичном отмечено существенное повышение урожайности люпина не только от инокуляции семян, но и от внесения удобрений с участием азотных. Это, очевидно, связано с тем, что в условиях засухи оптимальное функционирование бобово-ризо-биального аппарата люпина было подавлено, что и обусловило прибавку урожая зерна при внесении азотных удобрений. Растения белого люпина, выращенные из инокулированных семян и с использованием минеральных удобрений, в засушливых условиях формировали большее число бобов (5,0-5,6 шт./раст.) и большую массу семян (3,6-4,6 г/раст). На этих вариантах отмечена и большая масса 1000 семян (244-254 г), чем на контрольном и фоновом вариантах. Наибольшее количество бобов и семян формировали растения на вариантах с инокуляцией семян и внесением азотных удобрений (N30К60 и N30Р30К60). Белковость семян люпина белого по годам заметно изменилась. Так, в сильнозасушливом 2010 г. содержание сырого белка в семенах варьировало от 33,0 до 36,1%, а в засушливом 2011 г. - от 31,8 до 33,7%. Наибольшее содержание сырого белка отмечено в вариантах опыта с инокуляцией семян и внесением минеральных удобрений. Содержание жира в семенах люпина белого варьировало незначительно как по годам исследований, так и по вариантам опыта. В 2010 г. оно колебалось от 7,3 до 8,3%, в 2011г. - от 7,4 до 8,5%.
Алкалоидность семян зернокормового люпина была небольшой и зависела от условий года. Большей она была в очень засушливом 2010 г. - от 0,100 до 0,148%, а в менее засушливом 2011 г. - от 0,083 до 0,88%.
Cбор кормовых единиц и белка в урожае семян люпина белого в среднем за два года был наибольшим на вариантах с инокуляцией семян и внесением минеральных, особенно азотных, удобрений и составил соответственно 1,83-2,35 тыс./га и 563-747 кг/га. На контрольном и фоновом вариантах сбор кормовых единиц и сырого белка был существенно меньше и составил соответственно 1,33-1,58 тыс./га и 392- 477 кг/га. В засушливые годы азотные удобрения лучше других увеличивали урожай зерна, сбор сырого белка и жира с гектара. Экономический анализ показал, что инокуляция семян в сочетании с внесением минеральных удобрений обеспечивала наиболее высокую прибыль - 5,24-8,61 тыс.руб./га, в то время как на контрольном варианте без инокуляции семян она составила лишь 1,59 тыс.руб./га. Наибольшие прибыль 8,61 тыс.руб./га и рентабельность 61,2% получены на варианте опыта с инокуляцией семян и внесением минеральных удобрений N30К60, несколько меньшими эти показатели оказались на варианте с N30Р30К60 - соответственно 8,29 тыс. руб./га и 54,3%. Повышение урожайности люпина белого на этих вариантах опыта с избытком окупало затраты на применение ризоторфина, азотных, фосфорных и калийных удобрений.
Биоэнергетическая эффективность инокуляции семян и внесения минеральных удобрений была довольно высокой. На фонах с внесением N30К60 и N30Р30К 60 получены наибольший прирост общей энергии (13,6 и 14,3 ГДж/га) и высокие коэффициенты энергетической эффективности (1,83 и 1,85). При этом на единицу затраченной энергии 16,3-16,8 ГДж/га было произведено урожаем наибольшее количество энергии - 29,9-31,1 ГДж/га.
Таким образом, инокуляция семян и внесение минеральных с участием азотных удобрений позволяет даже в засуху создать достаточно оптимальные условия для симбиотической азотфиксации, роста растений, увеличения зерновой продуктивности, повышения экономической и биоэнергетической эффективности возделывания люпина белого.
ВЫВОДЫ
1. В условиях юго-западной части ЦЧР на фоне воздушной и почвенной засухи на черноземе типичном впервые выявлен широкий диапазон адаптивных реакций сортов и сортообразцов кормового люпина селекции ГНУ ВНИИ люпина Россельхозакадемии и ФГБОУ ВПО РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева, выразившихся в варьировании основных морфологических и биологических признаков, симбиотической активности ризобиального аппарата, колебаний урожайности зернокормового люпина узколистного от 1,56 до 2,17 т/га, коэффициента адаптивности от 0,92 до 1,08 и люпина белого - соответственно от 2,27 до 2,76 т/га и от 0,87 до 1,05.
2. В результате сортоизучения выделены сорта люпина узколистного Кристалл, Радужный, Смена, сортообразцы СН 236-03, СН 30-02 и сорта люпина белого Дега, Дельта, сортообразцы АИФ 5049, СН 6-06, СН 1-07, СН 220-07, которые показали наиболее высокую и устойчивую урожайность (люпина белого - от 2,61 до 2,76, люпина узколистного - от 2,13 до 2,17 т/га). Сорта и сортообразцы люпина белого обеспечивали более высокую и стабильную урожайность даже в засушливые годы.
3. Высокая адаптивность реакций на урожайность зернокормового люпина, в том числе в засушливых условиях, сформировалась на генетическом уровне на основе максимальной фотосинтетической и симбиотической деятельности растений. Наибольшие показатели высоты растений, накопления надземной биомассы, числа и массы активных клубеньков в среднем за 3 года имели сорта люпина белого: Дега, Гамма, Дельта и сортообразцы: АИФ 5049, СН 61-06, СН 1-07, СН 220-07, а также сорта люпина узколистного: Кристалл, Радужный, Смена и сортообразцы: СН 236-03 и СН 301-02.
4. Содержание сырого белка и жира в семенах было наибольшим у сортов и сортообразцов люпина белого - от 34,3 до 38,0 % и от 8,8 до 9,9 % соответственно, при малой их алкалоидности - от 0,058 до 0,417 %. Сорта и сортообразцы люпина узколистного характеризовались меньшим содержанием в семенах сырого белка - от 33,3 до 34,5 % и жира - от 3,4 до 4,0 % и меньшим сбором их с гектара посева - в среднем соответственно в 1,4-1,5 и 2,4-2,6 раза.
5. Обработка семян бактериальным препаратом Rhizobium lupini штамм 367а в комплексе с внесением минеральных, в том числе азотных, удобрений оказали положительное действие на рост, фотосинтетическую и симбиотическую активность и продуктивность растений люпина белого сорта Деснянский, даже при воздушной и почвенной засухе. Однако в очень сильно засушливых условиях 2010 года инокуляция семян была малоэффективна, что связано с неблагоприятными погодными условиями, которые негативно сказались на деятельности азотфиксирующих клубеньковых бактерий. 6. Бактериальное (ризоторфин) и минеральные удобрения способствовали активизации ростовых процессов, более быстрому нарастанию высоты и надземной биомассы растений люпина белого. Наибольшие высота растений (45,2-49,9 см), их воздушно-сухая масса (16,7-19,1 г/раст.), площадь листовой поверхности (22,7-29,0 тыс. м2/га) и фотосинтетический потенциал посева (269,4-409,8 тыс. м2 ∙сут./га) отмечены на вариантах опыта с инокуляцией семян и внесением минеральных, в том числе азотных, удобрений (N30K60 и N30Р30K60).
7. Инокуляция семян люпиновым ризоторфином совместно с внесением минеральных удобрений (К60, Р30К60, N30K60 и N30P30K60) увеличивали число активных азотфиксирующих клубеньков в среднем до 11,0-11,8 шт./раст. и массу - до 80,2-91,9 г/раст. по сравнению с контролем (без инокуляции семян) - 48,2 г/раст.
8. Инокуляция семян в сочетании с внесением минеральных удобрений обусловили большее число бобов (5,0-5,6 шт./раст.), большую массу семян (3,6-4,6 г/раст.) и массу 1000 семян (244-254 г) в сравнении с контролем. Максимальное значение этих показателей отмечено на вариантах с инокуляцией семян и внесением N30K60 и N30P30K60 (в 1,3-1,4 раза больше, чем на контрольном варианте).
9. Урожайность люпина белого в сильнозасушливых условиях 2010 г. значительно уменьшилась (на 0,64-0,72 т/га, или 26,9-28,8 %). Тем не менее более высокой она была при инокуляции семян в комплексе с внесением минеральных удобрений К60 - 1,66 т/га, N30K60 - 1,86 т/га и особенно N30K60 - 2,06 т/га и N30P30K60 - 2,14 т/га. В условиях засухи чётко проявилась закономерность повышения урожайности белого люпина от инокуляции семян и внесения удобрений (на 53,7-76,9 %, в том числе с участием азотных удобрений - 70,2-76,9 % по сравнению с контролем без инокуляции и удобрений). 10. Большим содержанием сырого белка (33,9-34,9 %) и жира (8,0-8,2 %) при малой алкалоидности семян (0,083-0,117 %) отличались посевы белого люпина инокулированными семенами и удобренные минеральными, в том числе азотными, туками. Азотные удобрения в дозе N30 увеличивали содержание сырого белка в семенах на 0,7-0,9 % (по сравнению с P30K60), но не влияли на содержание сырого жира. Наибольшие суммарные сборы сырого белка и жира получены при внесении азотных удобрений.
11. Возделывание зернокормового люпина даже в засушливых условиях обеспечивает довольно высокую окупаемость экономических и энергетических затрат у сортов и сортообразцов люпина белого - Дега, Гамма, Дельта, АИФ 5049, СН 61-06, СН 1-07 и СН 220-07 и люпина узколистного - Радужный, Смена, СН 236-03 и СН 301-02. Прибыль и рентабельность производства семян этих сортов и сортообразцов люпина составили соответственно 14,73-16,57 тыс. руб./га и 107-120 %, 10,51-11,06 тыс. руб./га и 82-86%. Биоэнергетический коэффициент посева был на уровне соответственно 2,13-2,21 и 2,01-2,05. При возделывании люпина белого инокуляция семян и внесение минеральных удобрений обеспечивают получение 5,24-8,61 тыс. руб. прибыли с 1 га и высокую рентабельность производства - 40,2-61,2 %. Биоэнергетический коэффициент посева при этом составил 1,62-1,85. При использовании минеральных, в том числе азотных, удобрений (N30K60 и N30P30K60) получены самые высокие прибыль - 8,61-8,22 руб./га, рентабельность производства - 54,3-61,2% и биоэнергетический коэффициент - 1,83-1,85 %.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В засушливых условиях юго-западной части ЦЧР на чернозёмных почвах для повышения урожайности, сокращения дефицита растительного белка, экономической и биоэнергетической эффективности производства необходимо использовать высокопродуктивные сорта люпина узколистного: Радужный и Смена, люпина белого: Дега, Гамма и Дельта.
В селекционных программах целесообразно использовать лучшие адаптивные сортообразцы: СН 236-03, СН 301-02 люпина узколистного, АИФ 5049, СН 61-06 люпина белого.
2. При возделывании люпина белого для получения высокой урожайности семян (2,0-2,5 т/га) с большим содержанием белка и жира необходимо проводить предпосевную инокуляцию семян люпиновым ризоторфином (200 г/га) и вносить в почву минеральные удобрения N30K60 и N30P30K60.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
В изданиях, рекомендуемых ВАК РФ
1. Результаты оценки образцов люпина в условиях ЦЧР/ В.Н. Наумкин, Л.А.Наумкина, О.Д.Мещеряков, А.И.Артюхов, М.И. Лукашевич, П.А.Агеева // Кормопроизводство. - 2011. - №6. - С. 24-25.
2. Перспективы возделывания люпина в Центрально-Черно-земном регионе / В.Н. Наумкин, Л.А. Наумкина, О.Д. Мещеряков, А.И. Артюхов, М.И. Лукашевич, П.А.Агеева // Земледелие. - 2012. - №1. - С. 27-29.
3. Продуктивность люпина белого в зависимости от инокуляции семян и дозы минеральных удобрений / В.Н. Наумкин, О.Д. Мещеряков, А.А. Муравьёв, А.И. Артюхов, М.И. Лукашевич // Кормопроизводство. - 2012. - № 3. - С. 17 - 19.
В аналитических сборниках и материалах конференции
1. Продуктивность люпина в Центрально-Черноземном регионе / В.Н. Наумкин, Л.А. Наумкина, В.А Сергеева, О.Д.Мещеряков // Бюллетень научных работ. Выпуск 22. - Белгород: Издательство БелГСХА, 2010. - С.33-37.
2. Люпин - перспективная кормовая культура/ В.Н. Наумкин, Л.А. Наумкина, О.Д. Мещеряков, А.А. Муравьев // Материалы Международной ХIV научно-производственной конференции. - Белгород: Издательство Белгородской ГСХА, 2010. - С.37.
3. Долженко А.П. Люпин - культура 21 века / А.П. Долженко, В.Н. Наумкин, О.Д. Мещеряков // Материалы Международной студенческой конференции. - Белгород: Издательство БелГСХА, 2010. - С.7.
4. Проблемы биологизации земледелия / В.А. Стебаков, А.А. Муравьев, О.Д. Мещеряков, В.Н. Наумкин // Бюллетень научных работ. Выпуск 26. Белгород: Издательство БелГСХА, 2011. - С.53-57.
5. Молчанова А.А. Влияние инокуляции семян и минеральных удобрений на урожайность люпина белого / А.А. Молчанова, О.Д. Ме-щеряков, А.А. Муравьев // Материалы Международной студенческой конференции.- Белгород: Издательство БелГСХА, 2011. - С.13.
6. Влияние инокуляции семян, микроэлементов и регулятора роста на урожайность люпина белого в условиях Белгородской области / А.С. Шульпеков, О.Д. Мещеряков, А.А. Муравьев, В.Н. Наумкин, Л.А. Наумкина // Материалы 8 Международной производственной конференции "Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК". - Брянск: Издательство Брянской ГСХА, 2011. - С.125-127.
7. Урожайность люпина белого в зависимости от инокуляции семян и минеральных удобрений / О.Д. Мещеряков, А.А. Муравьев, В.Н. Наумкин, Л.А. Наумкина // Материалы 15 Международной производственной конференции "Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их развития". - Белгород, 2011. - С. 44.
8. Урожайность люпина белого в зависимости от инокуляции семян, микроэлементов и регуляторов роста в условиях Белгородской области / А.С. Шульпеков, О.Д. Мещеряков, А.А. Муравьев, В.Н. Наумкин, Л.А. Наумкина // Наука и инновации в сельском хозяйстве: материалы Международной научно-практической конференции. - Курск: Издательство Курской ГСХА, 2011. - С. 237-239.
Подписано в печать 23.04.2012. Формат 60×841/16
Бумага кн.-журн. Печать офсетная. П.л. 1,0.
Тираж 100 экз. Заказ № 6068.
Типография ФГБОУ Воронежский ГАУ 394087 Воронеж, ул. Мичурина,1. 2
Документ
Категория
Сельскохозяйственные науки
Просмотров
77
Размер файла
1 347 Кб
Теги
кандидатская
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа