Повышение продуктивности посева гороха в условиях предгорной зоны Кабардино-Балкарской Республики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.01, кандидат сельскохозяйственных наук Кошукоев, Азамат Асланбиевич

• Кошукоев, Азамат Асланбиевич
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Кошукоев, Азамат Асланбиевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. УРОЖАЙНОСТЬ И БЕЛКОВАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ГОРОХА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АКТИВНОСТИ СИМБИОТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПОСЕВОВ (обзор литературы)

1.1. Урожайность и белковая продуктивность гороха при симбиотрофном и автотрофном питании азотом

1.2. Условия активного бобоворизобиального симбиоза гороха

1.3. Объемы биологической фиксации азота воздуха

1.4. Экологическая и энергетическая оценка использования биологического азота

1.5. Экологическое и ресурсосберегающее значение биологической азотфиксации 27 Заключение по обзору

ГЛАВА II. МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Почвенные и климатические условия

2.2. Схемы и методика проведения опытов

ГЛАВА III. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОПТИМАЛЬНОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ГОРОХА ВОДОЙ, ФОСФОРОМ, БОРОМ И МОЛИБДЕНОМ ДЛЯ АКТИВНОЙ СИМБИОТИЧЕСКОЙ АЗОТФИКСАЦИИ

3.1. Обоснование нижнего предела оптимальной обеспеченности растений фосфором

3.2. Обоснование оптимального диапазона влагообеспеченности гороха для максимальной биологической азотфиксации

3.3. Влияние борных и молибденовых удобрений на симбиоз и продуктивность растений гороха 59 Заключение по главе

ГЛАВА IV. СИМБИОТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОСЕВОВ ГОРОХА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ

4.1. Формирование симбиотического аппарата гороха

4.2. Количество фиксированного азота воздуха симбиотическими системами гороха в зависимости от условий выращивания 68 Заключение по главе

ГЛАВА V. ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОСЕВОВ ГОРОХА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ

5.1. Рост и развитие растений гороха

5.2. Динамика площади листьев, фотосинтетический потенциал и чистая продуктивность фотосинтеза

5.3. Динамика накопления сухого вещества посевами гороха

5.4. Урожайность зеленой массы и семян гороха в зависимости от активности симбиоза 76 Заключение по главе

ГЛАВА VI. ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ И СОДЕРЖАНИЕ БЕЛКА В СЕМЯНАХ ГОРОХА В ЗАВИСИМОСТИ

ОТ АКТИВНОСТИ СИМБИОЗА

6.1. Динамика содержания элементов минерального питания в растениях гороха

6.2. Динамика потребления элементов минерального питания горохом •

6.3. Вынос и максимальное потребление элементов питания 1 тонной семян гороха

6.4. Источники азота в питании растений гороха

6.5. Коэффициенты использования элементов питания растениями гороха из почвы и удобрений

6.6. Содержание и сбор белка с семенами гороха 94 Заключение по главе

ГЛАВА VII. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ГОРОХА

ВЫВОДЫ

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ !

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение продуктивности посева гороха в условиях предгорной зоны Кабардино-Балкарской Республики»

Актуальность темы. В республиках Центральной части Северного Кавказа горох является одним из главных источников кормового белка в животноводстве, накопления биологического азота в почве, питания для населения, но уровень его производства на данный момент не достаточен для потребителей с/х продукции.

В большинстве республик Центральной части Северного Кавказа не определены параметры основных факторов среды для реализации потенциальной азотфиксирующей активности симбиотических систем, урожайности и белковой продуктивности растений гороха. Не изучена динамика формирования симбиотического аппарата рз ¿тений гороха в зависимости от вертикальной зональности, связь активности симбиоза гороха с их урожайностью и белковой продуктивностью, этим обусловлена актуальность темы исследований.

Для повышения стабилизации симбиотической фиксации азота воздуха, урожайности и белковой продуктивности растений гороха необходимо определить и обеспечить оптимальным режимом питания и влажности почвы, изучить эффективность применения доз борных и молибденовых удобрений, а также предпосевной инокуляции семян заводским штаммом ризобий ризоторфина. В связи с этим разработка теоретические и практических вопросов формирования высококачественного урожая, совершенствование технологий возделывания применительно к почвенно-климатическим зонам гор и предгорий являются актуальными задачами сельскохозяйственной науки.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований КБГСХА № 200/2 ГБ-2008.

Цель исследований. Определить оптимальные параметры водообеспеченности, содержания в почве фосфора, бора и молибдена для реализации потенциально заложенной симбиотической азотфиксации, фотосинтетической активности, урожайности и белковой продуктивности гороха в экологических условиях предгорной зоны КБР.

В задачи исследований входило:

- определить диапазон оптимальной влагообеспеченности гороха для максимального развития симбиотического аппарата;

- определить нижнюю границу оптимальной обеспеченности растений фосфором для реализации потенциальной симбиотической активности и продуктивности растений;

- выявить наличие видовой специфичности требований растений к обеспеченности бором и молибденом;

- изучить динамику формирования и активности симбиотического аппарата гороха в зависимости от условий выращивания;

- определить количество фиксированного азота воздуха горохом в зависимости от параметров основных факторов среды;

- изучить динамику формирования площади листьев, накопления сухого вещества надземными и подземными органами растений;

- определить ФП и ЧПФ в зависимости от активности симбиоза;

- изучить динамику содержания азота, фосфора и калия в отдельных органах растений и потребления этих элементов в онтогенезе;

- определить белковистость семян и белковую продуктивность посевов гороха в зависимости от активности симбиоза.

- провести анализ экономической эффективности рекомендуемых приемов увеличения биологической фиксации азота воздуха, урожайности и белковой продуктивности гороха.

Научная новизна. Впервые в предгорной зоне определены параметры оптимальной влагообеспеченности и содержания в почве фосфора, а также видовая специфичность требований гороха к обеспеченности бором и молибденом; определены фактические объемы биологической фиксации азота воздуха, урожайность и белковая продуктивность гороха в экологических условиях Кабардино-Балкарской Республики. Изучена динамика формирования и активности симбиотического аппарата, динамика фотосинтетической деятельности посевов, биохимический состав и динамика потребления элементов питания гороха в зависимости от параметров основных факторов среды, связь симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов.

Практическая ценность работы. Определены пути увеличения объема биологической фиксации азота воздуха горохом с 21 до 66 кг/га, что обеспечивает повышение урожайности семян с 27 до 33 ц/га без затрат азотных удобрений.

Апробация работы Материалы диссертационной работы докладывались и получили одобрение на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Кабардино-Балкарской ГСХА (2009-2011 гг.), в журнале « Вестник РАСНХ» (Москва 2011г.№3).

Производственная проверка результатов исследований проведена в 20102011 гг на площади 100 га на полях общества с ограниченной ответственностью «Баксанская МТС» Баксанского района Кабардино-Балкарской Республики.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 141 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, условий, объектов и методов исследования, экспериментальной части, выводов и предложений производству, библиографического списка используемой литературы, включающего 176 наименовании, в том числе 34 зарубежных авторов, и 13 приложений. В основной части диссертация содержит 38 таблиц и 3 рисунка.

Заключение диссертации по теме «Общее земледелие», Кошукоев, Азамат Асланбиевич

ВЫВОДЫ:

Результаты вегетационных опытов показывают, что нижним пределом оптимальной обеспеченности, в условиях предгорной зоны Кабардино-Балкарской Республики, на выщелоченных черноземах подвижным фосфором для наибольшей биологической фиксации азота воздуха симбиотической системой гороха является 25 мг Р2О5 на 1 кг почвы. Снижение обеспеченности до 15 мг/кг резко подавляет активность симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов. Для реализации потенциальной симбиотической активности и семенной продуктивности растений гороха необходимо поддерживать влажность почвы не ниже влажности разрыва капилляров. Периодическое снижение влажности почвы до 35% ПИВ угнетает симбиоз и снижает семенную продуктивность более чем в два раза.

При низкой обеспеченности выщелоченных черноземов бором и молибденом применение борных удобрений - 1 кг бора на гектар и обработка семян молибденовокислым аммонием увеличивает массу активных клубеньков на 52 %, количество фиксированного азота воздуха на 25%, содержание белка в семенах на 1 %, семенную продуктивность гороха на 16%.

В полевых опытах предпосевная инокуляция семян гороха на фоне фосфорных, борных и молибденовых удобрений повышает массу активных клубеньков на 59-84 кг/га, АСП гороха на 1,6 - 1,8 тыс. единиц, количество фиксированного азота воздуха симбиотической системой гороха на 15-23 кг/га.

Создание благоприятных условий для биологической азотфиксации увеличивает площадь листьев гороха на 6,25 тыс. м2/га, ФП соответственно на 64,7 тыс. единиц, урожай зеленой массы на 9,8 т/га, накопление сухого вещества на 0,49 и 3 т/га, урожай семян на 0,4-0,8 и 0,3-0,8 т/га.

Активизация биологической азотфиксации повышает содержание азота в вегетативных и генеративных органах гороха в течение всей вегетации, увеличивает накопление азота посевами гороха на 11 - 44 кг/га; повышает долю участия азота воздуха в питании растений гороха в среднем с 20 до 27 %; повышает содержание белка в семенах в среднем на 1,9 %, при этом сбор белка с семенами гороха возрастает на 154 кг. Увеличение объема биологической азотфиксации обеспечивает более рациональное использование элементов минерального питания для формирования 1 т семян. Максимальное потребление и вынос азота 1 т семян гороха составляет соответственно 58 и 50 кг.

Азотные удобрения под горох в норме 60 д.в. кг/га в 2 раза снижают массу активных клубеньков и в 2 раза величину АСП и количество биологически фиксированного азота воздуха, при этом снижается содержание азота во всех органах растений, начиная с генеративного периода и до конца вегетации, белковистость семян гороха в среднем на 1,8%, сбор белка с гектара гороха снижается на 50 кг, не увеличивая урожай во все годы опытов.

Анализ экономической эффективности возделывания гороха в условиях опыта показал, что наибольшее значение чистого дохода (9 990 руб.) и уровня рентабельности было получено на варианте с совместным применением молибденовых и борных микроудобрений на фоне инокуляции (153,5%о).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ:

Для реализации потенциальной симбиотической азотфиксации, урожайности и белковой продуктивности гороха на выщелоченных черноземах предгорной зоны КБР необходимо уровень обеспеченности подвижным фосфором довести до 25 мг/кг почвы (по Чирикову), бором и молибденом до среднего, влажность почвы поддерживать на уровне 80% ППВ, перед посевом инокулировать специфичным вирулентным активным штаммом ризобий.

Азотные удобрения перед посевом гороха применять нецелесообразно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ГЛАВЕ

Создание благоприятных условий для бобоворизобиального симбиоза гороха и инокуляция семян, применение фосфорных, борных и молибденовых удобрений:

- повышает содержание азота в вегетативных и генеративных органах в течение всей вегетации, несколько повышается и содержание калия, а фосфора остается практически на одном уровне;

- увеличивает накопление азота растениями гороха на 11- 44 кг/га;

• - обеспечивает более рациональное использование элементов минерального питания. Максимальное потребление и вынос азота 1 т семян гороха и составляет соответственно 58 и 108 кг и 50 и 86 кг; максимальное потребление и вынос фосфора 1 т семян составили 10,0 и 7,0 кг; максимальное потребление и вынос калия 1 т семян гороха 22 и 16 кг/т;

- повышает долю участия азота воздуха в питании растений гороха в среднем за 3 года с 20 до 27%;

- снижает коэффициент использования растениями азота почвы, при этом легкогидролизуемый азот почвы выщелоченного чернозема используется горохом в среднем на 28 - 30%;

- повышает содержание белка в семенах гороха на 1,9%, при этом сбор белка с урожаем гороха возрастает на 154 кг;

Азотные удобрения в норме 60 д.в. кг/га, угнетая симбиоз, снижают содержание азота, в растениях начиная с генеративного периода до конца вегетации, не увеличивают накопление азота в растениях, снижают объем фиксированного азота воздуха, белковистость семян и сбор белка с гектара.

ГЛАВА VII. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ГОРОХА

В наших исследованиях, проведенных в 2009-2011 годах, используемые молибденовые и борные удобрения на фоне инокуляции семян, оказывали положительное действие на урожайность гороха. Отметим также, что увеличились и затраты в денежном эквиваленте на единицу площади. Чтобы определить, оправдывают ли себя денежные затраты, при применении минеральных удобрений, получаемыми прибавками урожая мы провели расчет экономической эффективности производства гороха.

Список литературы диссертационного исследования кандидат сельскохозяйственных наук Кошукоев, Азамат Асланбиевич, 2011 год

1. Авров O.E. Эффективность нитрагинизации бобовых культур при внесении на них соломы // Агрохимия. 1974. - № 5. - С. 72-76.

2. Агафонов Е.В. Втияние минеральных и бактериальных удобрений на урожайность гороха на обыкновенном черноземе / Е.В. Агафонов, М.Ю. Стукалов. Сб. Возделывание с/х культур. Пос. Першановка, 1998. С. 67-72.

3. Агафонов Е.В. Применение ризотрофина на горох / Е.В. Агафонов, М.Ю. Стукалов. Ж. Земледелие 2002. №5. С. 28.

4. Александров В.А. Обработка гороха бактериальными микроудобрениями /В.А. Александров. Зернобобовые культуры, 1965, №4. С. 1-15.

5. Антоний А.К. Зернобобовые культуры на корм и семена / Антоний А.К. М.Колос, 1980.221с.

6. Арбузов И.Н. Питание бобовых растений фосфором и усвоение ими азота / Арбузов И.Н. Автореферат диссертация. М., 1967.

7. Apopa C.K. Химия и биохимия бобовых растений. 1973. - 305 с.

8. Ахмадеев Г.Х. Совершенствование агротехники гороха / Ахмадеев Г.Х. Халилов Ф.Х., Ж. Зерновые культуры 1991, №2. С. 15-16.

9. Бадина Т.В. Возделывание бобовых культур и погода / Бадина Т.В. Л. Гидрометиздат, 1974. 242 с.

10. Ю.Бегучев П.И. Бактериальные удобрения. / Бегучев П.И. Ж. «Зернобобовые культуры», 1964, №4. С. 5-8.11 .Белошниченко Т.М. Влияние удобрений и норм высева на сбор и качество гороха / Белошниченко Т.М. Ж. «Зерновое хозяйство», 1982, №3. С. 34-35.

11. Брей С.М. Азотный обмен в растениях. / Брей С.М.м., Агропромиздат, 1986, 200 с.

12. Бронина И.И. Поступление питательных веществ в растения гороха и вынос их урожаями в зависимости от уровня питания / Бронина И.И., Гуревич С.М. «Агрохимия», 1964, №7. С. 12-16.

13. Бутов И.Г. Опыты выращивания высокого урожая гороха. / Бутов И.Г.

14. Цимбалов И.А. Нальчик, 1963.

15. Буханова JI.A. Урожай зернобобовых культур и его качество в зависимости от обеспеченности минеральным азотом. / Буханова JI.A. Автореферат к.с.х. наук. Москва, 17 с.

16. Вавилов П.П. Роль бобовых культур в решении проблемы растительного белка. / Вавилов П.П., Посыпанов Г.С. Россельхозиздат, М., 1983, 256 с.

17. Вавилов П.П. Бобовые культуры и проблема растительного белка. / Вавилов П.П., Посыпанов Г.С. М., Россельхозиздат, 1983, 256 с.

18. Васильченко В.В. Совершенствуем технологию возделывания гороха. / Васильченко В.В. Ж. Земледелие, 2002, №3. С. 18.

19. Виноградова Х.Г. Молибден и его биологическая роль. Микроэлементы в жизни растений и животных. / Виноградова Х.Г. - М., 1962. С. 515-538.

20. Выдрин В.И. Выращивание зернобобовых культур на промышленной основе / Выдрин В.И. М., Колос, 1981. 160 с.

21. Гукова М.М. Зависимость симбиотического усвоения азота бобовыми растениями от температуры // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1962. - № 6. С. 832-839.

22. Гукова М.М. О потребности бобовых растений в фосфоре при усвоении азота симбиотическим путем / Гукова М.М., Арбузова И.Н. Изв. ТСХА, 1969, вып. 1., С. 90-98.

23. Державин JIM., Литвак Ш.И., Седова Е.В. Современные методы определения доз минеральных удобрений // Обзор ВНИИТЭИСХ. М., 1988. -45 с.

24. Джамро Г.Х. Формирование урожая семян зерновых бобовых культур в зависимости от активности фотосинтетической и симбиотической деятельности посевов / Джамро Г.Х. Автореферат канд.дисс., М., ГСХА, 1983.

25. Дозоров A.B. Формирование урожая и гороха в зависимости от минерального питания, активности бобоворазобиального симбиоза вi %