Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОГО РЫЖИКА В РИСОВЫХ СЕВООБОРОТАХ

Дубина Елена Анатольевна

06.01.01 - Общее земледелие

Саратов - 2011

Работа выполнена в Волгоградском филиале ГНУ

Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Россельхозакадемии

Научный руководитель: чл. корр. РАСХН, доктор

сельскохозяйственных наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ

Бородычев Виктор Владимирович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

доцент

Корсак Виктор Владиславович

(Саратовский ГАУ)

кандидат сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник

Морковин Валерий Тимофеевич

(ФГНУ ВолжНИИГиМ)

Ведущая организация - Российский НИИ проблем мелиорации,

г. Новочеркасск

Защита состоится «29» апреля 2011 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220. 061. 05 при Федеральном государственном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по адресу:

410012, г. Саратов, Театральная пл., д. 1.

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

Автореферат разослан «___» _____________ 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, доктор сельскохозяйственных наук Н.А. Пронько

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Рыжик является одной из наиболее перспективных масличных культур, производство которой динамично расширяется в Нижнем Поволжье наряду с подсолнечником и горчицей. Приоритетным направлением увеличения производства высококачественных маслосемян рыжика в республике Калмыкия может стать расширение практики его возделывания на мелиорированных землях, в том числе в сопутствующей рису культуре. Однако освоение технологии возделывания рыжика в рисовых чеках ограничено в связи с изменением агроэкологических условий по сравнению с традиционным «суходольным» и орошаемым земледелием. Состав агротехнических мероприятий и режимы исполнения элементов агротехники, рекомендованные для этих систем земледелия, не позволяют эффективно возделывать яровой рыжик в рисовых чеках. Неэффективность определяется, прежде всего, особенностями формирования самого агроценоза, и, в плане агротехники, обусловлена применением нормы высева, рекомендованной для «суходольной» технологии региона на уровне 7 млн. сем./га. В республике Калмыкия до настоящего времени не проводились также исследования с применением минеральных удобрений в посевах ярового рыжика, в связи с чем отсутствует система и научно-обоснованные режимы минерального питания этой культуры в рисовых чеках. Актуальны вопросы эффективного использования остаточных после возделывания риса почвенных влагозапасов, что ставит задачу изучения динамики водопотребления рыжика в рисовых чеках и оценки влияния на нее регулируемых элементов агротехники. Решение этих вопросов позволит на практике использовать яровой рыжик как эффективную сопутствующую культуру рисовых севооборотов в республике Калмыкия.

Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с научно-технической программой РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2006-2010 гг.).

Цель исследований - повышение эффективности возделывания рыжика в сопутствующей культуре рисовых севооборотов за счет обоснования рациональных сочетаний норм высева и уровня минерального питания, обеспечивающих экономное расходование воды и формирование урожайности маслосемян до 2,5 т/га.

Программой исследований предусматривалось решение следующих задач:

- выявить рациональные нормы высева ярового рыжика и обосновать дозы внесения минеральных удобрений при возделывании его в рисовом чеке в качестве сопутствующей культуры;

- оценить потенциал продуктивности ярового рыжика в специфичной агроэкологической системе, какой является рисовый чек;

- изучить закономерности формирования урожайности маслосемян с учетом имеющихся запасов влаги и складывающихся погодных условий;

- установить закономерности водопотребления рыжика в рисовых чеках в зависимости от густоты посева при разных уровнях минерального питания;

- оценить эффективность возделывания рыжика при разных сочетаниях норм высева и доз внесения минеральных удобренний по:

а) качеству маслосемян и валовому сбору растительного масла,

б) затратам воды на формирование единицы урожая,

в) показателям инвестиционной привлекательности потенциальных проектов, связанных с возделыванием ярового рыжика в рисовых чеках.

Объект исследований - посевы ярового рыжика в рисовых чеках.

Предмет исследований - элементы технологии возделывания и водопотребление ярового рыжика в рисовых чеках.

Научная новизна. Усовершенствованы основные элементы технологии возделывания ярового рыжика в специфичной агроэкологической системе, какой является рисовый чек. С учетом комплексного взаимодействия природных и регулируемых в опыте факторов установлены закономерности суммарного испарения воды посевами ярового рыжика и формирования водного режима почвы. Опираясь на эффективность расходования остаточных почвенных влагозапасов определен рациональный уровень продуктивности рыжика, что послужило базисом для обоснования уровня минерального питания в его посевах при возделывании в системе рисового севооборота. Определены закономерности роста и развития рыжика в зависимости от плотности посева при разных уровнях минерального питания, установлены параметры роста при формировании наибольшей урожайности посева.

Основные положения, выносимые на защиту:

- водопотребление, закономерности формирования водного режима почвы и основные возможности повышения эффективности использования почвенных влагозапасов на формирование урожая маслосемян рыжика в рисовых чеках;

- закономерности роста, развития и продуктивность рыжика в зависимости от плотности посева при разных уровнях минерального питания;

- рациональные дозы внесения минеральных удобрений и нормы высева ярового рыжика в рисовых чеках;

- сочетание урожаеобразующих факторов, обеспечивающих наибольший сбор растительного масла при возделывании рыжика в рисовых чеках.

Личный вклад автора в получении результатов, изложенных в диссертации: постановка цели и задач исследования; разработка программы, выбор методик, закладка и проведение полевых опытов; анализ и обобщение их результатов; поиск и аппроксимация математических взаимосвязей; обработка и анализ метеоданных; поликритериальная оценка эффективности элементов технологии возделывания рыжика в рисовых чеках; подготовка выводов и рекомендаций; внедрение результатов исследований в сельскохозяйственное производство.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретический вклад работы в развитие сельскохозяйственной науки заключается в установлении закономерностей суммарного испарения воды посевами ярового рыжика и формирования водного режима почвы, построении математических взаимосвязей критериев эффективности и основных элеметнов технологии возделывания рыжика в рисовых чеках, определении закономерностей роста и развития рыжика в зависимости от плотности посева при разных уровнях минерального питания и установлении параметров роста при формировании наибольшей урожайности посева.

Практическая значимость исследований заключается в том, что реализация полученных результатов позволит расширить производство рыжика в регионе и получать до 2 т/га высококачественных маслосемян с соблюдением требований к занятому паровому рисовому полю.

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

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований по возделыванию рыжика в рисовых чеках с использованием остаточной после риса влаги в ОПХ «Харада» Октябрьского района Республики Калмыкия на площади 6 га подтвердила возможности получения урожайности маслосемян до 2 т/га и до 7,5 тыс. руб./га чистого дохода дополнительно.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и были одобрены на научной конференции молодых ученых и специалистов «Новые инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации» (Москва: ФГНУ ВНИИ «Радуга», 2010), международных научно-практических конференциях «Повышение эффективности мелиорации и сельскохозяйственного использования мелиорированных земель» (Минск: институт мелиорации, 2009), «Новые направления в решение проблем АПК на основе современных ресурсосберегающих, инновационных технологий» (Волгоград: ВГСХА, 2010), «Мелиорация и водное хозяйство XXI века. Наука и образование» (Горки: БелГСХА, 2010), «Инновационные технологии в мелиорации и сельскохозяйственном использовании мелиорированных земель» (Минск: институт мелиорации, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 207 стр. компьютерного текста, в том числе основного текста 132 страниц, 49 таблиц, 26 рисунков. Список литературы включает 153 наименования, в т. ч. 6 иностранных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

возделывание рыжик рисовый севооборот

Во введении дана краткая характеристика диссертационной работы, показана актуальность темы, определен предмет и цель исследований, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Проблемы и перспективы возделывания ярового рыжика» на основе использования литературных источников освещено состояние изученности вопросов возделывания сопутствующих культур рисового севооборота и дана оценка перспективности выращивания ярового рыжика в рисовых чеках. По данным Б.А. Гольдварт, Э.Б. Дедовой, В.А. Масливца, Л.П. Шевцовой, Л.В. Рудневой, А.Ф. Дружкина, В.И. Буянкина, С.Б. Адъяева, В.Б. Беляка, Г.Н. Кониевой, Н.К. Дудакова, А.Н. Лисицыной, Е.Ф. Семеновой, В.Н. Бражникова, О.Н. Гуровой, С.Л. Бортникова, В.М. Федоровой, Ю.Ф. Курдюкова, Н.Г. Власенко, Г.В. Гуринович яровой рыжик наряду с ценными пищевыми свойствами является перспективной культурой в решении вопросов биологизации земледелия и сохранения плодородия почвы в рисовых чеках. Отмечена необходимость повышения эффективности использования остаточных после возделывания риса почвенных влагозапасов как основы совершенствования адаптивной технологии возделывания рыжика. Обобщение имеющихся научных исследований и практического опыта позволили разработать программу исследований, направленную на повышение эффективности возделывания рыжика в сопутствующей культуре рисовых севооборотов за счет обоснования рациональных сочетаний норм высева и уровня минерального питания, обеспечивающих экономное расходование воды и формирование урожайности маслосемян до 2,5 т/га.

Во второй главе «Программа, методика и условия проведения исследований» изложены схема, условия и методика полевых опытов, которые реализованы в 2007-2009 гг. на базе опытно-производственного хозяйства «Харада» Октябрьского района Республики Калмыкия.

В соответствие с программой исследований полевой эксперимент предусматривал изучение влияния условий минерального питания (фактор А) и нормы высева рыжика (фактор В) на водопотребление, водный режим почвы, рост, развитие и продуктивность посевов в рисовых чеках. Схемой опыта по уровню минерального питания (фактор А) были предусмотрены четыре варианта: вариант А1 - естественное плодородие почвы (контроль), вариант А2 - внесение N10P30 для формирования планируемой урожайности 1,5 т/га, вариант А3 - внесение N40P50K25 для формирования планируемой урожайности 2,0 т/га, вариант А4 - внесение N70P70K50 для формирования планируемой урожайности 2,5 т/га. Каждый из вариантов по уровню минерального питания был заложен с четырьмя разными нормами высева рыжика: вариант В1 - посев нормой 7,0 млн. сем./га (контроль), вариант В2 - посев сниженной нормой, 6,0 млн. сем./га, вариант В3 - посев увеличенной нормой, 8,0 млн. сем./га, вариант В4 - посев увеличенной нормой, 9,0 млн. сем./га.

Почвенный покров опытного участка представлен бурыми, малогумусными, средними суглинками. Содержание легкогидролизуемого азота, 37,1-38,5 мг/кг, и подвижного фосфора, 25,4-28,2 мг/кг в пахотном слое почвы низкое, а обменного калия, 273-314 мг/кг - повышенное. Плотность сложения почвы изменяется от 1,24-1,29 т/м3 в пахотном слое до 1,60 т/м3 - на глубине 0,8 м. Наименьшая влагоемкость - 24,5-25,7 % от массы сухой почвы.

В засушливые 2007 и 2009 годы исследований поступило 73,5-78,3 мм атмосферных осадков, что в регионе обеспечивается с вероятностью 65-69 %. В 2008 году поступило более 100 мм осадков, что обеспечивается с вероятностью 37 % и характеризует его как средневлажный.

В опытах применялась общепринятая агротехника возделывания ярового рыжика в рисовых чеках с дополнениями вариантами изучаемых приемов. На всех вариантах почвенные и гидрологические условия были идентичными. Площадь опытного участка 4 га, повторность четырехкратная, площадь учетной делянки в одной повторности 450 м2. В соответствии с методикой полевого опыта (Б.А. Доспехов, 1985 г.), методикой планирования эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов (С.В. Мельников, 1980 г.), методикой Госсортсети (1971 г.), методикой ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1972) опыты сопровождались фенологическими и метеорологическими наблюдениями, биометрическими учетами, определением основных показателей фотосинтетической деятельности и урожайности. Гранулометрический состав почвы определяли по методике Н.А. Качинского (1970 г.), плотность сложения - методом режущего кольца, наименьшую влагоемкость - методом заливаемых площадок, содержание минеральных элементов в почве - стандартными методами (ГОСТ 26205, ГОСТ 26951-86). Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом (ГОСТ 20915-75).

В третьей главе «Водный режим почвы и водопотребления рыжика в рисовых чеках» изучены закономерности водопотребления и особенности формирования водного режима почвы в рисовых чеках при изменении нормы высева рыжика и последовательном повышении уровня минерального питания.

Таблица 1. - Водопотребление и водный режим почвы в посевах ярового рыжика при возделывании в рисовых чеках

Результаты полевого эксперимента подтверждают, что запасы почвенной влаги в рисовых чеках являются наиболее стабильным источником воды для парозанимающих культур рисового севооборота, возделываемых по богарной технологии. Перед посевом рыжика запасы влаги в 0,8-метровом слое почвы в опытах изменялись от 2549 до 2675 м3/га, что соответствовало влажности почвы от 89,1 до 93,5 % НВ. В среднем, от 41,2 до 47,0 % потребляемой посевами рыжика влаги возмещалось за счет использования почвенной влаги (табл. 1).

В опытах влажность 0,8-метрового слоя почвы уже к началу ветвления рыжика снижалась до 74,7-81,5 % НВ, в фазу цветения находилась в пределах 70,3-91,9 % НВ, а к началу фазы созревания не превышала 46,3-69,5 % НВ. Повышение плотности посева и уровня минерального питания рыжика во все годы исследований активизировало процесс иссушения почвы в рисовых чеках. К началу фазы цветения наиболее иссушенными, 70,3-82,7 % НВ оказались варианты, где при посеве рыжика нормой 9 млн. сем./га удобрения вносили дозой N70P70K50, наименее иссушенными, 72,3-93,9 % НВ, - при посеве нормой 6 млн. сем./га на фоне естественного плодородия почвы.

Исследованиями установлено, что в период с начала цветения до начала созревания рыжика почва иссушается наиболее динамично, влажность почвы в 0,8-метровом слое в течение этого периода снижалась на 15,2-30,8 % НВ.

На рисунке 1 представлены средневзвешенные за период «цветение-начало созревания» значения влажности 0,8-метрового слоя почвы, из которого видно, что внесение удобрений дозой N40P50K25 и N70P70K50 в максимально загущенных посевах сопровождается наибольшим снижением потенциала почвенной влаги и вода на участках этих вариантов в указанный период находится в трудно доступной для растений рыжика форме.

Таким образом, одним из основных условий реализации потенциала продуктивности рыжика в рисовых чеках является установление рациональной динамики расходования воды в течение вегетационного периода. Опыты показали, что повышение уровня минерального питания и плотности посева сопровождается увеличением среднесуточного водопотребления рыжика в период «всходы-начало цветения» с 20,4-31,2 м3/га в сут. при посеве нормой 6 млн. сем./га на фоне естественного плодородия почвы до 25,3-44,6 м3/га в сут. при внесении N70P70K50 и норме высева 9 млн. сем./га (рис. 2).

Рисунок 1. - Водный режим почвы в фазу цветения и формирования семян рыжика (средневзвешенная оценка, среднее за 2007-2009 гг.)

В период «цветение-начало созревания» среднесуточное водопотребление увеличивается, в среднем, с 36,1 м3/га в сут. при посеве нормой 6 млн. сем./га на фоне естественного плодородия почвы до 39,4 м3/га в сут. при внесении N40P50K25 и норме высева 8 млн. сем./га. Дальнейшее усиление минерального питания и повышение плотности посева сопровождается снижением динамики водопотребления рыжика в период «цветение-начало созревания», которое хорошо согласуется с падением потенциала почвенной влаги на участках этих же вариантов.

По результатам экспериментальных исследований (табл. 1) установлена закономерность изменения суммарного водопотребления (z, м3/га) ярового рыжика в зависимости от уровня минерального питания (x, кг д.в.) и нормы высева (y, млн. сем./га), которая с достаточной степенью надежности формализуется выражением (рис. 3): z=a+bx+cy+dx2+ey2+fxy+gx3+hy3+ixy2+jx2y. Коэффициенты - a = -3069; b = -11,5; c = 1881; d = -0,17; e = -218; f = 5,29; g=0,003; h = 8,3; i =-0,15; j = -0,038 - получены эмпирически в результате обработки экспериментального материала.

Рисунок 2. - Динамика среднесуточного водопотребления рыжика в рисовых чеках

Рисунок 3. - График зависимости суммарного водопотребления ярового рыжика от условий минерального питания и плотности посева

Представленная зависимость, регрессионного типа, характеризуется высокой степени сходимости с аппроксимируемым материалом. Коэффициент детерминации зависимости 0,86.

Исследование зависимости показало, что при посеве рыжика нормой 8 или 9 млн. сем./га, максимум суммарного водопотребления, 2600-2630 м3/га, наблюдается при внесении удобрений дозой N40P50K25. При этом используется 93-97 % теоретически доступных растениям ресурсов влаги.

В четвертой главе «Закономерности роста и развития рыжика в рисовых чеках» исследованы закономерности роста, развития и реализации потенциала продуктивности ярового рыжика при разной плотности посева при последовательном повышении уровня минерального питания.

Исследования показали, что наибольшая урожайность, 1,48-2,16 т/га маслосемян рыжика, обеспечивается при формировании не менее 1000 тыс. м2дней/га фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза посева 3,44-4,18 г/м2 в сут., которые позволяют посевам накапливать в среднем 55,2-72,0 кг/га сухого вещества в сутки в течение вегетационного периода, продолжительностью 61-75 сут. (табл. 2). При этом высота растений должна быть около 0,8 м, сформировано не менее 6 ветвей/раст. при плотности расположения растений не менее 350 раст./м2 и обеспечивалось формирование не менее 44 стручков/раст.

Таблица 2 - Показатели продуктивности ярового рыжика в рисовых чеках (2007-2009 гг.)

Основными процессами, определяющим реализацию потенциала продуктивности посева является процессы синтеза и накопления органического вещества. Анализ экспериментального материала позволил выявить и численно характеризовать взаимосвязь между динамикой накопления органического вещества и урожайностью рыжика в рисовых чеках. Для этого использовано следующее выражение: Y = k1(m1+m2)+k2(m2-m1), где m1 - среднесуточный прирост биомассы рыжика (кг/га в сут.) в период «ветвление - начало цветения», а m2 - в период «цветение - начало созревания»; Y - урожайность, т/га; k1 и k2 - коэффициенты, соответственно равные 0,01 и 0,006. Множественный коэффициент детерминации приведенной зависимости 0,93.

Из уравнения следует, что урожайность рыжика прямо пропорциональна интенсивности накопления органического вещества за достаточно продолжительные период развития, начиная с фазы ветвления растения и заканчивая фазой созревания семян. При этом недопустимо снижение динамики накопления органического вещества в период «цветение - начало созревания» (m2), поскольку если m2<m1, то второй член уравнения отрицателен.

Из данных, полученных в опыте, следует, что увеличение среднесуточной динамики накопления органического вещества посевами рыжика в период «ветвление - начало цветение» (m1) обеспечивается, преимущественно за счет увеличения продуктивности фотосинтеза посева (рис. 4). Повышение продуктивности фотосинтеза, в среднем, с 4,40 до 5,61 г/м2 в сут., в этот период обеспечивается увеличением нормы высева, с 6 до 9 млн. сем./га, и дозы внесения минеральных удобрений - до N70P70K50.

В период «цветение- начало созревания» наибольшей продуктивностью фотосинтеза, в среднем, 3,74-3,82 г/м2 в сут., отличались варианты, где удобрения вносили дозой N40P50K25, а посев проводили нормой 7 или 8 млн. сем./га.

Опыты показали, что увеличение среднесуточной динамики накопления органического вещества посевами рыжика в период «цветение - начало созревания» (m2) обеспечивается за счет увеличения фотосинтетического потенциала посева (рис. 4). Повышение фотосинтетического потенциала, в среднем, с 499 до 774 тыс. м2дней/га, в этот период обеспечивается увеличением нормы высева с 6 до 8 млн. сем./га и дозы внесения минеральных удобрений до N40P50K25. Дальнейшее загущение посевов и повышение уровня минерального питания сопровождается снижением фотосинтетической активности рыжика в период «цветение-начало созревания семян».

Исследованиями установлена закономерность изменения урожайности рыжика в зависимости от уровня минерального питания и нормы высева. Формально зависимость урожайности рыжика (z, т/га) в рисовых чеках от указанных факторов можно представить следующим нелинейным выражением (рис. 5):

Представленная зависимость, регрессионного типа, характеризуется высокой степени сходимости с аппроксимируемым материалом (R2= 0,93).

Исследование зависимости показало, что посев рыжика контрольной нормой, 7 млн. сем./га, выгоден на фоне естественного плодородия почвы. При посеве рыжика нормой 8,0 млн. сем./га необходимо внесение минеральных удобрений дозой N40P50K25, что в комплексе позволяет наиболее эффективно реализовать потенциал продуктивности ярового рыжика и получать от 1,48 до 2,16 т/га маслосемян.

Рисунок 4. - Динамика фотосинтетической активности ярового рыжика по вариантам опыта z=a+bx+c/y+dx2+e/y2+fx/y+gx3+h/y3+ix/y2+jx2/y, где x - показатель, характеризующий уровень минерального питания, кг д.в./га; y - норма посева, млн. сем./га; а следующие коэффициенты - a = -6,39; b = 0,043; c = 135,25; d = -0,0013; e = -759,96; f = 0,2; g=3,96Ч10-6; h = 1296,54; i =-2,15; j = 0,005 - получены эмпирически в результате обработки экспериментального материала

В пятой главе «Эффективность возделывания рыжика в рисовых чеках» проведены оптимизационные исследования элементов технологии возделывания рыжика в рисовых чеках.

Опытами установлено, что влияние исследуемых факторов на урожайность и масличность семян рыжика не всегда равнонаправлено. Наибольший сбор рыжикового масла, в среднем 660 кг/га обеспечивается, если посев нормой 8,0 млн. сем./га в рисовых чеках сочетать с внесением минеральных удобрений дозой N40P50K25 (табл. 3). На фоне естественного плодородия почвы оправдан посев рыжика нормой 7 млн. сем./га. При этом, в среднем, валовой сбор рыжикового масла составляет 467 кг/га, что на 35-61 кг/га больше, чем при посеве нормой 6, 8 или 9 млн. сем./га.

Рисунок 5. - Зависимость урожайности семян рыжика от уровня минерального питания и нормы посева в рисовых чеках

Таблица 3. - Показатели эффективности возделывания ярового рыжика в рисовых чеках (2007-2009 гг.)

Базисным направлением концепции повышения эффективности производства ценной масличной культуры, - рыжика, - в рисовых чеках является оптимизация использования почвенных влагозапасов, как основного источника водного питания растения. Исследованиями установлена зависимость коэффициента водопотребления рыжика (z, т/га) от уровня минерального питания (x, кг д.в.) и нормы высева (y, млн. сем./га), которая с достаточной степенью надежности формализуется выражением: KE=a+bx+c/y+dx2+e/y2+fx/y+gx3+h/y3+ix/y2+jx2/y. Коэффициенты - a = 8896; b = -64,6; c = -107415; d = 1,44; e = 476896; f = 76,3; g=-0,005; h = -454734; i =1156; j = -5,0 - получены эмпирически в результате обработки экспериментального материала.

График зависимости (рис. 6) свидетельствует о наличии вполне определенного минимума, то есть такого сочетания факторов, при котором влага посевами ярового рыжика используется максимально эффективно. На фоне естественного плодородия почвы посев рыжика нормой 7,0 млн.сем./га обеспечил наиболее выгодные условия использования воды при формировании урожая. Коэффициент водопотребления при таком сочетании факторов в среднем составил 1972 м3/т, что на 101-223 м3/т меньше, чем при посеве нормой 8-9 млн.сем./га или 6 млн.сем./га. При внесении удобрений дозой N40P50K25 наименьшее количество воды, в среднем, 1508 м3/т, на формирование урожая расходовалось при посеве рыжика нормой 8 млн. сем./га. Это на 110 м3/т меньше, чем на контрольном варианте и на 133-459 м3/т меньше, чем на участках, где посев проводили нормой 6 или 9 млн. сем./га.

Рисунок 6. - Зависимость коэффициента водопотребления рыжика от уровня минерального питания и нормы посева

Исследованиями установлена связь между динамикой расходования ресурсов почвенной влаги и эффективностью использования воды на формирование урожая маслосемян рыжика. Расчеты показали, что при использовании за период от посева до начала цветения около 37 % теоретически доступной растениям влаги можно ожидать максимальную эффективность использования водных ресурсов на формирование урожая. При расходовании менее 37 % теоретически доступной растениям влаги часть водных ресурсов недоиспользуется. При расходовании за период от посева до начала цветения более 37 % теоретически доступной растениям влаги лимитирующим урожайность фактором является дефицит почвенной влаги, которая становиться труднодоступной в период «цветение - начало созревания семян».

Экономически выгодно в рисовых чеках ориентировать производство рыжика на формирование урожайности 2 т/га, для чего посев следует проводить нормой 8 млн. сем./га в сочетании с внесением расчетной дозы минеральных удобрений. При этом обеспечивается максимальный, 2,0, индекс доходности затрат, внутренняя норма доходности потенциальных проектов составляет 125,3 %, а с площади 6 га за 3 года можно получить 134 тыс. руб. чистого дисконтированного дохода.

ВЫВОДЫ

1. В засушливых условиях региона исследований с его высокой теплообеспеченностью, поступлением за безморозный период свыше 47 ккал/см2 фотосинтетически активной радиации и ГТК в пределах 0,3-0,4, использование остаточных после уборки риса запасов почвенной влаги позволяет эффективно возделывать рыжик масличный при устойчивом формировании урожайности маслосемян до 2,0 т/га.

2. Суммарное водопотребление рыжика в рисовых чеках составляет, в среднем, 2160-2620 м3/га. За счет запасов почвенной влаги возмещается 41,2-47,0 % суммарного водопотребления рыжика.

3. Одним из основных условий успешного возделывания рыжика в рисовых чеках является установление рациональной динамики расходования воды в течение вегетационного периода. Повышение уровня минерального питания и плотности посева сопровождается увеличением среднесуточного водопотребления рыжика в период «всходы-начало цветения» с 20,4-31,2 м3/га в сут. при посеве нормой 6 млн. сем./га на фоне естественного плодородия почвы до 25,3-44,6 м3/га в сут. при внесении N70P70K50 и норме высева 9 млн. сем./га.

В период «цветение-начало созревания» среднесуточное водопотребление увеличивается, в среднем, с 36,1 м3/га в сут. при посеве нормой 6 млн. сем./га на фоне естественного плодородия почвы до 39,4 м3/га в сут. при внесении N40P50K25 и норме высева 8 млн. сем./га. Дальнейшее усиление минерального питания и повышение плотности посева сопровождается снижение динамики водопотребления рыжика в период «цветение-начало созревания».

4. Усиление эвапотранспирации рыжика в период «всходы-начало цветения» сопровождается снижением доступности почвенной влаги растениям в фазы цветения и формирования и налива бобов. Средняя взвешенная за период «цветение - начало созревания» влажность 0,8-метрового горизонта почвы снижается с 77 % НВ при посеве нормой 6 млн. сем./га на фоне естественного плодородия почвы до 66 % НВ при посеве нормой 9 млн. сем./га и внесении удобрений дозой N70P70K50. В течение вегетационного периода в доступной для растений форме почвенная влага находится при внесении минеральных удобрений дозой до N40P50K25 и норме высева не более 8 млн. сем./га.

5. За период «цветение - начало созревание семян» посевы рыжика тратят до 46,1-53,4 % расходуемой за вегетационный период влаги. Наибольшая доля расходуемой за вегетационный период влаги (53,4 %) в период «цветение - начало созревания семян» посевами рыжика потребляется при внесении удобрений дозой N40P50K25 и норме посева 8 млн. сем./га. При внесении N70P70K50 и плотности посева 9 млн. сем./га. доля расходуемой за период «цветение - начало созревания семян» воды от суммарного водопотребления рыжика сокращается до минимума (46,1 %).

6. Максимальная эффективность использования воды на формирование урожая обеспечивается при расходовании в период «посев - начало цветения» около 37 % теоретически доступной растениям влаги. Наиболее эффективно на формирование урожая, 1273-1703 м3/т, вода расходовалась при посеве рыжика нормой 8 млн. сем./га и внесении минеральных удобрений дозой N40P50K25.

7. Наибольшая урожайность, 1,48-2,16 т/га маслосемян рыжика, обеспечивается при формировании не менее 1100 тыс. м2дней/га фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза посева 3,44-4,18 г/м2 в сут., которые позволяют посевам накапливать в среднем 55,2-72,0 кг/га сухого вещества в сутки в течение вегетационного, периода продолжительностью 61-75 сут. При этом высота растений должна быть около 0,8 м, сформировано не менее 6 ветвей/раст. при плотности расположения растений не менее 350 раст./м2 и обеспечивалось формирование не менее 44 стручков/раст.

8. Повышение уровня минерального питания за счет внесения минеральных удобрений дозой до N40P50K25 сопровождается усилением продуктивности фотосинтеза рыжика на 5,6-15,5 %, ростом фотосинтетического потенциала посева до 15,6-28,6 % и увеличением динамики накопления органического вещества на 16,0-37,9 %. При увеличение дозы минеральных удобрений с N40P50K25 до N70P70K50 показатели фотосинтетической активности посева и динамика накопления органического вещества снижались на 1,1-6,7 %.

9. В зависимости от нормы высева максимальный прирост фотосинтетического потенциала (более 11 %) и наибольшее увеличение динамики накопления органического вещества (до 8,6 %) обеспечивалось при повышении плотности расположении растений до 350 раст./м2 только на хорошо удобренных вариантах с внесением минеральных удобрений дозой не менее N40P50K25. Исследованиями предложена оптимизационная модель динамики накопления органического вещества посевами, которая может быть использована при организации контроля за ростом и развитием ярового рыжика в рисовых чеках.

10. Масличность семян рыжика в рисовых чеках изменяется в пределах 35,5-38,6 % и снижается при повышении уровня минерального питания и нормы высева на 0,1-1,8 %. Валовой сбор рыжикового масла возрастает с 413 кг/га при посеве нормой 6 млн. сем./га на фоне естественного плодородия почвы до 660 кг/га при посеве нормой 8 млн. сем./га в сочетании с внесением удобрений дозой N40P50K25 с устойчивой тенденцией снижения при дальнейшем увеличении дозы минеральных удобрений и плотности посева.

11. В рисовых чеках экономически выгодно ориентировать производство рыжика на формирование урожайности 2 т/га, для чего посев следует проводить нормой 8 млн. сем./га в сочетании с внесением расчетной дозы минеральных удобрений. При этом обеспечивается максимальный, 2,0, индекс доходности затрат, внутренняя норма доходности потенциальных проектов составляет 125,3 %, а с площади 6 га за 3 года можно получить 134 тыс. руб. чистого дисконтированного дохода.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для повышения эффективности использования остаточной после возделывания риса влаги в почве в структуре рисовых севооборотов республики Калмыкия предусматривать выращивание ярового рыжика при формировании 2,0 т/га маслосемян.

2. Увеличить норму посева рыжика в рисовых чеках до 8 млн. сем./га в сочетании с внесением минеральных удобрений расчетной, на планируемый урожай 2,0 т/га, дозой (для бурых полупустынных почв Республики Калмыкия с низким содержанием доступного азота и фосфора и высоким - калия, - N40P50K25).

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

- в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Бородычев, В.В. Возделывание рыжика в сопутствующей рису культуре /В.В. Бородычев, Е.А. Дубина// Плодородие. - 2010. - №5. - С. 6-8 (п.л. - 0,27, авторских - 0,17).

2. Дубина, Е.А. Продуктивность рыжика масличного в рисовых чеках / Е.А. Дубина // Агрохимический вестник.- 2011. - № 1. - С. 38-39 (п.л. 0,15, авторских 0,15)

3. Бородычев, В.В. Эффективность использования влагозапасов посевами ярового рыжика в рисовых чеках /В.В. Бородычев, Е.А. Дубина // Природообустройство. - 2011. - №1. - С. 49-53 (п.л. 0,33, авторских 0,24)

4. Бородычев, В.В. Возделывание ярового рыжика и горчицы в рисовых чеках / В.В. Бородычев, Е.А. Дубина, А.В. Левина, С.Б. Адьяев // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2011. - № 1 - С. 41-45 (п.л. 0,34, авторских 0,10).

Размещено на Allbest.ru