Агробиологические аспекты реализации потенциальной активности бобоворизобиальной системы зернобобовых культур в предгорьях Северного Кавказа

Таблица 12 - Доля фиксированного азота воздуха и фотосинтетическая деятельность зерновых бобовых культур в зависимости от применения микроэлементов (1996 - 2006 гг)

Образование сухого вещества у зернобобовых характеризуется биологической кривой. Начальные темпы прироста сухого вещества относительно

невелики. Более заметные различия в динамике прироста сухого вещества отмечены с фазы цветения. Молибден и бор способствуют повышению показателей сухой массы на 10-14 %, чем без их применения. А совместное их применение значительно увеличивает количество сухого вещества.

Рис.3. Динамика потребления азота растениями сои в зависимости от применения микроэлементов (2000 - 2005 гг)

Уровень обеспеченности почвы микроэлементами оказал положительное влияние на чистую продуктивность фотосинтеза. Особенно в начальные межфазные периоды (табл.13).

Таблица 13 - Чистая продуктивность фотосинтеза (г/м² в сутки) сои в зависимости от уровня обеспеченности почвы микроэлементами (1996-2006 гг)

Следует отметить, что при сравнении ЧПФ в динамике наблюдается более высокие показатели в межфазный период цветения - образования бобов. В этот период продуктивность фотосинтеза выше на 50-55 %, чем в последующие фазы, т.е. к моменту формирования наибольшей ассимиляционной поверхности и повышается его деятельность.

В отличие от содержания азота в органах растений, его потребление значительно варьирует как по фазам роста и развития, так и по вариантам опыта. Уже в начальной фазе развития Мо и В оказывают положительное влияние на потребление азота растениями гороха, сои и вики. А в фазе образования бобов вдвое возрастает потребление азота органами растений, особенно увеличивается этот показатель у репродуктивных органов. Максимальное потребление азота целым растением наблюдается в фазе полного налива семян (табл. 14).

В дальнейшем, за счет опадания листьев, отмирания клубеньков и других органов растений, снижается общее потребление азота. Следует отметить, что совместное внесение Мо и В в почву обеспечивает повышение потребления азота растениями на 12-15 %, чем при недостаточном содержании их в почве.

Решающим этапом развития растений является формирование элементов продуктивности, от которых в значительной степени зависит будущий урожай. Прохождение фаз бутонизации и цветения в оптимальных условиях способствует формированию относительно большого числа бобов и семян на растениях зернобобовых культур.

Таблица 14 - Динамика потребления азота (кг/га) растениями сои и гороха в зависимости от уровня обеспеченности почвы микроэлементами (1996 - 2006 гг)

При содержании в почве достаточного количества Мо и В в растениях лучше проходит углеводный обмен, формируется больше репродуктивных органов, растения лучше оплодотворяются и плодоносят. Анализ структуры урожая показал, что на густоту стояния растений микроэлементы не оказали такого существенного влияния, она находилась по вариантам опыта почти на одном уровне, разница достигала лишь 1,5-2 тыс/га.

Более существенное влияние микроэлементы оказали на число бобов и семян одного растения. В условиях низкого содержания их в почве количество формируемых бобов и семян меньше на 13-20 %. Масса семян одного растения и масса 1000 семян также характеризуются лучшими показателями при применении микроэлементов (табл.15). Если масса семян одного растения в контроле составила 9,9 г (соя); 3,0 г (горох) и 0,78 г (вика), то при совместном применении Мо и В они равны, соответственно, 11,2 - 3,3 - 0,86 г на растение. А масса 1000 семян повышается на 8-12 % в зависимости от сорта и культуры.

Таблица 15 - Структура урожая и урожайность зерновых бобовых культур в зависимости от применения микроэлементов (1996 - 2006 гг)

Величина урожайности исследуемых культур и сортов также зависела от обеспеченности почвы микроэлементами. Результаты показали, что Мо и В как в отдельности, так и при совместном их внесении в почву положительно повлияли на урожайность. Если в контроле у сои урожайность составила 1,31 т/га, то в варианте Мо + В - 2,28 т/га; у гороха - 2,38 и 3,12 т/га; а у вики - 1,62 и 2,48 т/га.

Прослеживается закономерность, что при внесении Мо и В повышаются показатели структуры урожая, наблюдается положительная корреляция (r = + 0,87) между накоплением сухой массы и урожаем, а также между площадью листовой поверхности и урожаем (r = + 0,72).

7.2 «Потенциальная и реальная продуктивность зернобобовых культур в зависимости от применения микроэлементов и фосфорных удобрений».

Представляет определенный интерес сопоставление потенциальной и реальной продуктивности гороха, сои и вики в зависимости от применения молибдена, бора и дополнительного внесения Р₃₀ на фоне Р₆₀К₄₀. Известно, что потенциальная способность зернобобовых культур формировать бутоны, цветки и бобы очень велика, но ее реализация существенно зависит от внутренних и, особенно, внешних факторов. Поэтому число плодов на одном растении варьирует в довольно широких пределах. Число бутонов может дойти до 100 штук на растение, однако из них 22-25 % опадают и не образуют цветки. При более поздних сроках посева опадение бутонов усиливается, доходя до 30-40 %. Число генеративных органов продолжает снижаться и в фазе цветения (табл.16).

Динамика цветения в отдельные годы образует различную по параметрам кривую. У гороха, например, наибольшее снижение числа генеративных органов происходит в начале июня, хотя следует отметить, что горох формирует больший процент цветков из общего количества бутонов, чем другие зернобобовые культуры. На сбрасывание цветков существенное влияние оказывают температура выше 20-25⁰С и засуха. Недостаток влаги также усиливает сбрасывание цветков.

Формирование бобов - это непосредственное продолжение постепенного цветения плодоносящих междоузлий снизу вверх по растению. В этот период происходит дальнейшее снижение числа генеративных органов: молодые бобы опадают, дефицит воды увеличивает процент сброса цветков и т.д.

При постепенном цветении и формировании бобов снизу вверх в компонентах урожая отдельных плодоносящих ярусов происходят количественные и качественные изменения. Это вызвано различными условиями, которые воздействовали на растение при формировании каждого яруса. Лучшие показатели во всех вариантах были получены в нижних ярусах, что подтверждает их решающее значение для формирования семян. В расположенных выше ярусах формируются недостаточно развитые семена с низкой энергией прорастания и плохой всхожестью. На эти показатели оказали существенное влияние и внешние условия.

Таблица 16 - Потенциальная и реальная продуктивность зерновых бобовых культур в зависимости от условий возделывания (1996 - 2006 гг)

В отдельные годы, когда формирование генеративных органов проходило в неблагоприятных условиях, наблюдалась отрицательная корреляция (r = - 0,86) между урожаем семян вики и температурой. В основном, это наблюдается в условиях степной зоны, где сумма активных температур больше среднемноголетних показателей, а влаги недостаточно. Для этой зоны лимитирующим фактором является влага.

В благоприятных условиях по влагообеспеченности между урожаем и суммой осадков наблюдается положительная корреляция.

Из нескольких лет опытов наиболее благоприятным по метеорологическим условиям можно считать 2003 год, когда средний урожай гороха составил 3,51 т/га.

Существенным элементом, оказывающим влияние на величину урожая, является число семян на растении. Анализы показали, что число и масса семян одного растения потенциально может быть значительными. Однако, реально эти показатели заметно снижались за счет сброса бутонов и цветков, а также недоразвитых бобов и семян. Сравнив потенциально возможные с реальными показателями, замечаем, что количество реально формируемых семян на 25-30 % меньше, чем потенциально возможных.

Величина потенциальной и реальной урожайности зернобобовых культур существенно отличаются в зависимости от сорта, культуры и условий произрастания. При определении биологического урожая, с учетом всех закладываемых бутонов, цветков и формируемых бобов и семян, потенциальная урожайность выше на 28-32 %, чем реальная. Урожайность сои (сорт Ходсон) составила в лучшем варианте (фон + МоВ + Р₃₀) 2,88 т/га, а потенциальная - 4,16 т/га; гороха и вики, соответственно, 3,12- 5,44 т/га и 3,08-4,20 т/га. Естественно, что и выход белка с каждого гектара значительно увеличивается при сборе высоких урожаев зерна.

Глава 8. Экономическая эффективность изучаемых приемов технологии возделывания зерновых бобовых культур.

Совершенствование технологии возделывания зерновых бобовых культур, обеспечивающее повышение продуктивности и улучшение качества семян, является весьма выгодным в плане экономии материальных затрат. Проведенный анализ эффективности использования различных агротехнических приемов показал, что в значительной степени они определяют рентабельность производства зернобобовых культур.

Посев сои, гороха и вики в ранние сроки, в зависимости от требований к температуре каждой культуры, обеспечивает формирование урожая зерна, соответственно, 2,2; 2,6 и 2,3 тонны с гектара. Это на 10-15 % больше, чем при поздних сроках посева. Чистая прибыль и уровень рентабельности при ранних сроках посева выражены более высокими показателями.

В годы с оптимальным увлажнением почвы, когда формируется большее количество клубеньков на корнях растений, показатели продуктивности зерновых бобовых культур существенно выше, чем в засушливые годы. Особенно это отразилось на позднеспелых сортах, у которых чистая прибыль и уровень рентабельности ниже на 50 и более процентов.

Особое место в развитии растений занимает минеральное удобрение. Дополнительное внесение в почву азота, фосфора и микроэлементов до определенной степени повышают урожайность, соответственно, и экономические показатели (табл. 17). Что касается сравнения азотных удобрений с использованием ризоторфина для обработки семян перед посевом, то наглядно прослеживается роль клубеньковых бактерий в азотфиксации и доминирование симбиотрофного питания азотом растений. Затраты на минеральный азот существенно превышают затраты на инокуляцию семян, а экономические показатели выше при использовании ризоторфина.

Внесение в почву фосфора способствует повышению активности клубеньковых бактерий, в результате чего фиксация азота воздуха проходит значительно эффективнее (табл. 18). Повышается продуктивность растений с хорошими экономическими показателями. Снижаются затраты на производство продукции, повышаются чистый доход, и уровень рентабельности.

Таблица 17 - Экономическая эффективность применения азотных удобрений (среднее по обеим климатическим зонам)

Микроэлементы В и Мо также оказали положительное влияние на количество и эффективность клубеньковых бактерий (табл. 19). Как в отдельности, так и совместное внесение их в почву дают положительный результат. Повышается активность клубеньков в симбиотической азотфиксации, растения сами себя обеспечивают азотом, существенно снижая затраты на покупку минерального азотного удобрения.

Таблица 18 - Эффективность производства зернобобовых культур в зависимости от обеспеченности почвы фосфором (среднее по обеим климатическим зонам)

Таблица 19 - Эффективность производства зернобобовых культур в зависимости от обеспеченности почвы микроэлементами (среднее по обеим климатическим зонам) симбиотический зернобобовый удобрение вегетация

Чистый доход с одного гектара сои при совместном внесении Мо и В составляет более 9 тыс. рублей; у гороха - 7 тыс. рублей; у вики - 6,9 тыс. рублей. Уровень рентабельности составляет, соответственно, 114, 127 и 125 %.

Таким образом, как в степной, так и в предгорной зонах республики, создание оптимальных условий для реализации потенциальной продуктивности зерновых бобовых культур, обеспечивает повышение показателей экономической эффективности на 15-20 %.

Выводы

1. В предгорной и степной зонах республики горох, соя и вика способны формировать большое количество клубеньков на корнях и фиксировать атмосферный азот до 90-100 кг/га. Доля фиксированного азота от общего потребления существенно повышается при ранних сроках посева и составляет более 60 %.

2. Ранние сроки посева зерновых бобовых культур обеспечивают формирование площади листьев и сухого вещества на 10-15 % больше, чем при поздние сроки посева. Особенно это проявляется на посевах, где была проведена инокуляция семян ризоторфином. Площадь листовой поверхности при инокуляции семян составила 35,5 тыс.м²/га (соя); 33,4 (горох) и 31,7 (вика). Это на 2-4 тыс.м²/га больше, чем без инокуляции семян. Показатели фотосинтетической деятельности в предгорной зоне выше на 8-12 %, чем в степной.

3. Формирование элементов продуктивности и их качества зависят от условий произрастания. В предгорной зоне, где влагообеспеченность почвы более благоприятна для симбиотической азотфиксации, количество бобов и семян одного растения больше на 8-10 %, чем в степной зоне. А инокуляция семян способствует повышению показателей элементов продуктивности еще на 10-12 %. Такая закономерность наблюдается по всем сортам изучаемых культур.

4. Урожайность зерновых бобовых культур повышается при инокуляции семян ризоторфином. Ранние сроки посева и инокуляция семян перед посевом обеспечивают повышение урожайности на 8-12 %. Урожай семян сои в таких условиях составляет более 2,2 т/га, гороха - 2,6 т/га, а вики - 2,3 т/га.

5. Показатели фотосинтетической деятельности посевов (площадь листовой поверхности, сухая масса, ЧПФ, ФП) в предгорной зоне при оптимальном влагообеспечении почвы выше на 9-12 %, чем в засушливые годы.

6. Показатели структуры урожая изучаемых сортов гороха, сои и вики выше при достаточной влагообеспеченности почвы. Количество и масса семян одного растения, масса 1000 семян выше на 10-12 %, чем показатели при меньшей влагообеспеченности. Что касается урожайности, то она на 0,6-0,8 т/га больше в годы, когда влагообеспеченность почвы была выше.

7. Показатели элементов продуктивности и урожайность зернобобовых культур можно повысить на 10-12 % путем инокуляции семян без применения минерального азота, что очень выгодно с экономической точки зрения. Инокулированные семена на фоне Р₆₀К₄₀ формируют урожай зерна до 2,37 т/га (соя); 2,8 т/га (горох) и 2,4 т/га (вика).

8. Обеспеченность почвы достаточным количеством фосфора (внесение в почву Р₆₀ и Р₉₀), способствует формированию большего количества активных клубеньков. Фиксированный азот воздуха увеличивается на 12-15 кг относительно контроля.

9. Внесение в почву фосфора 60, 90 кг/га и инокуляция семян обеспечивают формирование листовой поверхности до 33-35 тыс.м²/га. А накопление сухой массы увеличивается на 8-10 ц по сравнению с вариантом без инокуляции семян.

10. Наибольшие показатели симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов зернобобовых культур получены в предгорной зоне при инокуляции семян ризоторфином, достаточной обеспеченности почвы фосфором и оптимальной влагообеспеченности. Доля биологического азота в питании растений в этих условиях составила 45-55 %.

11. Увеличение содержания подвижного фосфора с 13 до 18 мг/кг почвы повышает все показатели симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов зерновых бобовых культур. Внесение 60 кг фосфора на 1 га увеличивает массу активных клубеньков и количество фиксированного азота воздуха в 2 раза, долю фиксированного азота от общего потребления в 1,4 раза, максимальную площадь листьев на 5-8 тыс.м²/га, урожай семян на 0,4-0,5 т/га, содержание белка в семенах на 1,5 %.

12. При низкой обеспеченности выщелоченных черноземов бором и молибденом, предпосевная обработка семян молибденовокислым аммонием (50 г/га) и внесение бора в почву (2 кг/га) увеличивают количество фиксированного азота воздуха в среднем на 8-10 кг/га, максимальную площадь листьев на 2-5 тыс.м²/га, накопление сухого вещества на 3-5 ц/га, урожай семян на 0,6-0,9 т/га.

13. При создании благоприятных условий для бобоворизобиального симбиоза стоимость полученной продукции зерновых бобовых культур значительно превосходит затраты на ее производство (в 1,5-2 раза), что экономически выгодно. В предгорной зоне наибольший экономический эффект имеют раннеспелые и среднеспелые сорта сои, а в степной зоне - позднеспелые сорта.

Рекомендации производству

- создание благоприятных условий для симбиотической и фотосинтетической деятельности зернобобовых культур обеспечивает получение стабильного урожая зерна до 25-31 ц/га гороха и вики и до 20-22 ц/га сои;

- в условиях степной зоны горох и вику рекомендуется высевать оптимальными нормами в третьей декаде марта; сою - в третьей декаде апреля. В предгорной зоне даты посева рекомендуется сдвинуть на 5-6 дней. При запаздывании со сроками посева нормы высева семян рекомендуется увеличивать;

- в степной зоне посев зернобобовых культур следует проводить позднеспелыми сортами, которые могут более полно реализовать потенциальную продуктивность;

- на черноземах обыкновенных и выщелоченных в степной и предгорной зонах Северного Кавказа не рекомендуется внесение минерального азота более 50 кг/га, а при достаточной влагообеспеченности в период сева рекомендуется внесение стартовой дозы в 30 кг/га;

- семена зернобобовых культур перед посевом рекомендуется инокулировать ризоторфином, что ведет к повышению симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов и увеличению продуктивности культур;

- для увеличения площади листовой поверхности, сухой массы и урожайности зернобобовых культур рекомендуется внесение в почву фосфора в количестве Р_{60 - 90} кг/га;

- создание благоприятных условий для бобоворизобиального симбиоза позволяет получать большую прибыль и повысить рентабельность производства до 53,0 - 56,0 %.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования РФ:

1. Хамоков, Х. Влияние различных агроприемов на образование клубеньков, азотфиксирующую способность и урожайность гороха в степной зоне КБР / Х.Хамоков // Зерновые культуры. - № 6. - 1999. С. 26-28.

2. Хамоков, Х. Симбиотическая деятельность и использование азота почвы посевами гороха в зависимости от различной влагообеспеченности / Х.Хамоков // Зерновые культуры. - № 1. - 2000. С. 18-19.

3. Хамоков, Х. Влияние различных сроков посева и влагообеспеченности почвы на симбиотическую и фотосинтетическую деятельность и продуктивность гороха / Х.Хамоков // Зерновые культуры. - № 1. - 2001. С. 18-19.

4. Хамоков, Х. Влияние влажности почвы на элементы продуктивности и урожай зерна гороха / Х.Хамоков, Б.Князев // Зерновые культуры.- № 2 (5). - 2001. С. 29.

5. Хамоков, Х. Пути повышения технологических свойств зеленого горошка / Х.Хамоков, Б.Князев // Зерновые культуры. - № 1. -2002. С. 11-12.

6. Хамоков, Х. Влияние влагообеспеченности почвы на показатели фотосинтетической и симбиотической деятельности посевов гороха / Х.Хамоков // Зерновое хозяйство.- № 5. - 2002. С. 21-22.

7. Хамоков, Х. Влияние влагообеспеченности почвы на симбиотическую и фотосинтетическую деятельность гороха и вики / Х.Хамоков // Зерновое хозяйство. - 2004. С. 24-25.

8. Хамоков, Х. Зависимость урожая яровой вики от влагообеспеченности, элементов питания и зоны возделывания / Х.Хамоков, А.Хахова // Зерновое хозяйство. - № 5. - 2004. С. 7-8.

9. Хамоков, Х. Продуктивность и качество семян гороха в зависимости от десикации растений перед уборкой / Х.Хамоков // Зерновое хозяйство. - № 5. - 2004. С. 25.

10. Хамоков, Х.А. Влияние способов посева и норм высева семян на продуктивность сои» /Х.Хамоков // Зерновое хозяйство. - № 2. - 2005. С. 16-17.

11. Хамоков, Х. Фотосинтетическая деятельность и продуктивность сои в условиях недостаточного увлажнения /Х.Хамоков // Зерновое хозяйство. - № 2. - 2005. С. 17-18.

12. Хамоков, Х. Потребление азота растениями сои и его влияние на структуру урожая / Х.Хамоков // Зерновое хозяйство. - № 7. - 2005. С. 26.

13. Хамоков, Х. Активность симбиотического аппарата зернобобовых и урожайность в зависимости от обеспеченности фосфорными удобрениями / Х.Хамоков // Зерновое хозяйство. - № 5. - 2006. С. 27-28.

14. Хамоков, Х. Урожай и качество семян зернобобовых в зависимости от сортовых особенностей и условий возделывания / Х.Хамоков // Зерновое хозяйство. - № 6. - 2006. С. 30-31.

15. Хамоков, Х.А. Динамика потребления азота и структура урожая сои и гороха в зависимости от уровня обеспеченности почвы микроэлементами / Х.А.Хамоков // Зерновое хозяйство. - № 2. - 2007. С. 16-17.

16. Хамоков, Х.А. Экономическая эффективность различных приемов технологии возделывания зернобобовых культур / Х.А.Хамоков // Зерновое хозяйство. - № 3(4). - 2007. С. 3.

Публикации в других изданиях:

17. Хамоков, Х.А. Горох: история и особенности культуры / Х.А.Хамоков // Учебно-практическое пособие.- Нальчик, 2001. 26 с.

18. Хамоков, Х.А. Теоретические основы азотного питания бобовых культур / Х.А.Хамоков, Б.М.Князев // Учебно-практическое пособие.- Нальчик, 2001. 28 с.

19. Хамоков, Х.А. Структура урожая гороха в зависимости от сортотипа и влагообеспеченности почвы / Х.А.Хамоков // Матер. науч. конф. - Нальчик, 2001. С. 81-82.

20. Хамоков, Х.А. Показатели фотосинтетической деятельности гороха при различной влагообеспеченности / Х.А.Хамоков // Матер. науч. конф. - Нальчик, 2001. С. 82-83.

21. Хамоков, Х.А. Потребление азота, фосфора и калия посевами гороха, содержание и сбор белка с урожаем при использовании азотных удобрений / Х.А.Хамоков // Матер. науч. конф. - Ставрополь, 2001. С. 51-52.

22. Хамоков, Х.А. влияние влажности почвы на элементы продуктивности и урожай зерна гороха / Х.А.Хамоков // Матер. науч. конф. - Ставрополь, 2001. С. 52-53.

23. Хамоков, Х.А. Влияние влагообеспеченности почвы на фотосинтетическую деятельность и продуктивность сои / Х.А.Хамоков // Межвузовский сб. науч. трудов «Проблемы современного управления в АПК». - Владикавказ, 2004. - Ч.1. С. 187-188.

24. Хамоков, Х.А. Фотосинтетическая и симбиотическая деятельность гороха и вики в условиях недостаточного увлажнения / Х.А.Хамоков // Межвузовский сб. науч. трудов «Актуальные проблемы региона». - Нальчик, 2004.- № 10. С. 45-46.

25. Хамоков, Х.А. Влияние условий зон возделывания на элементы продуктивности яровой вики / Х.А.Хамоков // Межвузовский сб. науч. трудов «Актуальные проблемы региона». - Нальчик, 2004. - № 10. С. 47-48.

26. Хамоков, Х.А. Источники азота в питании растений вики посевной / Х.А.Хамоков // Межвузовский сб. науч. трудов «Актуальные проблемы региона». - Нальчик, 2005. - № 12. С. 106-108.

27. Хамоков, Х.А. Усвоение азота викой посевной в зависимости от влажности почвы / Х.А.Хамоков, Б.М.Князев // Межвузовский сб. науч. трудов «Актуальные проблемы региона». - Нальчик, 2005. - № 12. С. 108-109.

28. Хамоков, Х.А. Зависимость продуктивности сои от различных агроприемов / Х.А.Хамоков // Межвузовский сб. науч. трудов «Актуальные проблемы региона». - Нальчик, 2005. - № 12. С. 50-51.

29. Хамоков, Х.А. Использование и источники азота в питании вики посевной / Х.А.Хамоков, А.А.Хахова // Матер. науч. конф. «Проблемы повышения качества и стабилизации продуктивности в естественных и антропогенных экосистемах». - Нальчик, 2006. С. 56.

30. Хамоков, Х.А. Экономическая эффективность возделывания зернобобовых культур в предгорной и степной зонах КБР / Х.А.Хамоков //Межвузовский сборник научных трудов «Проблемы современного управления в АПК». - Нальчик - Владикавказ, 2007. С. 158-160.

31. Хамоков, Х.А. Источники и использование азота в питании вики посевной /Х.А.Хамоков // Межвузовский сборник научных работ «Методы и способы формирования конкурентных преимуществ». - Москва, 2008 г. С. 241-243.

Размещено на Allbest.ru