«Николайченко Наталия Викторовна ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ РАСТОРОПШИ ПЯТНИСТОЙ НА ЧЕРНОЗЕМНЫХ И КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ ПОВОЛЖЬЯ 06.01.01 – Общее земледелие, растениеводство Диссертация на соискание ...»

Таблица 6.5 – Влияние режима минерального питания на элементы структуры урожая расторопши пятнистой (среднее за 2004-2006 гг.) Варианты Доля созревших корзинок от их общего количества достигла в зависимости от дозы удобрений 75-85 % против 91 % на контроле. Количество семян с растения увеличилось до 159-180 против 148шт. на контроле. Менее заметно под влиянием удобрений изменялись масса семян с одного растения и масса 1000 семян.

Питание растений, при внесении удобрений в дозе N40 P40 K40 обеспечило получение в среднем за три года урожайности семян расторопши пятнистой до 0,95 тонны с гектара, а на контроле – 0,78 т/га, или прибавка составила 0,17 т/га или 21,7 %. Установлена нами оптимальная доза удобрений для чернозема обыкновенного на уровне N80 P80 K60. Применение этой дозы позволило в среднем за три года повысить урожайность расторопши пятнистой до 1,30 т/га, что составляет 66,0 % к уровню контроля (таблица 6.4).

В наших исследованиях установлено, что минеральные удобрения оказали влияние не только на урожайность семян, но и на их качество. Проявилось положительное влияние удобрений на содержание масла в плодах расторопши пятнистой (таблица 6.6).

Таблица 6.6 – Масличность семян и выход масла расторопши пятнистой в зависимости от нормы минеральных удобрений Вариан- жайты опы- ность Контроль Содержание масла в среднем за 3 года составило на контроле 28,4 %, а на удобренных вариантах оно поднялось до 29,4-32,3 %.

Во влажном 2004 г. отмечен самый высокий процент содержания масла, а самый низкий в среднезасушливом 2006 г. – в первом случае он составил 30,2а во втором – 29,8-32,4 %.

Выход масла в среднем за три года на контроле составил 223,8 кг/га. Он повысился от умеренной дозы удобрений на 57,3, а от оптимальной дозы – на 181,8 кг/га по сравнению с контролем.

Показателем качества масла и его ценности для пищевых и лечебных целей является кислотное число. Результаты наших анализов показали, что масло расторопши имеет низкое кислотное число, и оно колебалось по всем вариантам и годам – 0,30-0,37 мг КОН. Это подтверждает, что масло расторопши следует отнести к высшему классу и нормализованный параметр его кислотного числа не более 0,37 мг КОН.

Содержание белка в среднем за три года умеренная доза удобрений (N40P40K40) увеличила на 2,8, а оптимальная доза (N80P40K40) - на 3,6 % по отношению с контролем.

Белковый комплекс семян расторопши состоит из 17 аминокислот, в том числе 9 незаменимых. Аминокислотный состав белка расторопши указывает на его полноценность+9. В контрольном варианте сумма аминокислот составила 83,6 мг/кг, а при внесении дозы удобрений N80P80K60 увеличилась до 145,2 мг/кг (таблица 6.7).

Таблица 6.7 - Изменение состава незаменимых аминокислот в семенах расторопши пятнистой на черноземе обыкновенном в зависимости от режима минерального питания, среднее за 2004-2006 гг.

Варианты Содержание 6.1.4 Влияние режима минерального питания расторопши пятнистой на потребление питательных веществ Расторопша как масличная культура потребляет питательных веществ больше, чем зерновые культуры. Поглощает питательные вещества это растение в течение всей вегетации. Уже на ранних фазах вегетации проявляется значительная потребность в элементах питания. Это совпадает с наиболее ответственными фазами вегетации – и образованием соцветий и заложением в них цветков.

В начале вегетации растению нужен фосфор для формирования корневой системы и органов плодоношения. Наиболее интенсивное потребление фосфора продолжается от всходов до цветения. К фазе образования соцветий расторопша содержит около половины общего количества фосфора. Между содержанием фосфора в почве и урожаем семян установлена тесная корреляционная связь – r = 0,86 (рисунок 22).

Рисунок 22. Влияние содержания фосфора в почве на урожайность семян В начале вегетации азота расторопша потребляет мало. Повышенное содержание азота в это время может отрицательно впоследствии сказаться на урожае семян. От начала появления соцветия и до полного цветения расторопшу следует обеспечить оптимальным уровнем азотного питания. Затем потребность в азоте снижается и его избыток уменьшает содержание жира в семенах.

В начале образования семян поступление азота в растение достигает максимума. Между содержанием азота в почве и урожаем семян наблюдается прямая корреляционная связь – r = 0,38 (рисунок 23).

Рисунок 23. Влияние содержания азота в почве на урожайность семян расторопши (среднее за 2004-2006 гг.) Потребление калия у расторопши высокое и остается таким почти на протяжении всего ее вегетационного периода. В начале формирования плодов начинается усиленное потребление калия и достигает максимума в момент их созревания. Расторопша хорошо отзывается на оптимальную обеспеченность микроэлементами.

Наши исследования показали, что максимальное содержание азота содержится в семенах и соцветиях расторопши – 2,17-3,02 %, в листьях находится меньше– 1,57-1,94 % и самой низкой бала концентрация этого элемента в стеблях – 1,41-0,50 % (таблица 6.8).

Аналогичная закономерность наблюдается с фосфором. Больше всего его имели семена и соцветия – 0,47-0,66 %, листья – 0,42-0,45 % и меньше всего стебли – 0,23-0,29 %. Калий наиболее равномерно распределяется между листьями, стеблями и соцветиями – в этих органах его содержится 3,62-4,18 %. Кальция больше содержалось в листьях и стеблях (3,18-4,51 %) и значительно меньше в соцветиях– 2,12-3,58 %.

Таблица 6.8 – Влияние режима минерального питания на химический состав растений расторопши, % (2004-2006гг.) На накопление азота в различных органах расторопши влияние оказали удобрения, особенно это проявилось при внесении оптимальной нормы азота (N80). Менее заметно внесение удобрений влияло на содержание калия, кальция и фосфора.

Максимальным было потребление питательных веществ соцветиями вместе с семенами – оно составило 58-79 %, а на долю листьев приходится 15-21 % и стеблей 7-27 % от его общего потребления (таблица 6.9). Аналогичная закономерность наблюдается по всем элементам питания. Так потребление азота на удобренных вариантах соцветиями составило 61,4-73,3 кг/га, а листьями – 13,3и стеблями наименьшее – 5,3-8,3 кг/га.

На удобренных вариантах максимальным было потребление калия и достигало у соцветий от 99,7 до 141,4 кг/га, у стеблей – от 44,8 до 70,5 кг/га и листьев – от 29,0 до 45,5 кг/га. В области изучения микроэлементов одна из основных задач – определение оптимального их качества в пище человека и животных с целью разработки мероприятий, позволяющих получить наибольшую полноценность растительной продукции по их содержанию.

Таблица 6.9 – Влияние режима минерального питания на потребление питательных веществ расторопшей, кг/га (2004-2006гг.) Очень велика роль микроэлементов в живом организме, так как они являются фундаментом здоровья, поэтому следует изучить их содержания в пищевых продуктах, и особенное значение это приобретает для продуктов лекарственного происхождения.

Для определения уровня обеспеченности необходимо изучить пороговые концентрации, которые значительно меняются в зависимости от биологических особенностей и фазы вегетации растений расторопши, соотношения минеральных элементов в почве, погодных условий и других факторов. Эти нормативы пока еще не разработаны для расторопши пятнистой, так и для других лекарственных растений.

В настоящее время сведений о накоплении микроэлементов и тяжелых металлов в семенах расторопши мало. Так установлено, что подвижность и потребление тяжелых металлов зависит, прежде всего, от плодородия почвы и ее гранулометрического состояния. На тяжелых почвах обладающих большой удерживающей способностью илистой фракции степень загрязнения тяжелыми металлами ниже, чем на супесчаных и малоплодородных почвах.

Различные режимы минерального питания оказали значительное влияние на накопление микроэлементов в растениях расторопши.

В наших исследованиях установлено, что максимальным было накопление в семенах расторопши, прежде всего таких элементов как железо – 247-253;

цинк – 10,3-12,6; медь – 1,59-1,70; марганец – 25,03-28,82; йод – 0,29-0,36 мг/кг сухого вещества (таблица 6.10).

Потребление кадмия, свинца и ртути было очень низким (0,002-0,004;

0,001-0,003; 0,002-0,001), мышьяка не выявлено.

По результатам наших данных, применение оптимальной дозы удобрения N80P80K60 снизило содержание в семенах расторопши никеля, хрома и ртути в 1,1-1,5 раза, а накопление таких элементов как цинк и свинец незначительно увеличило на 2,4 и 0,002 мг/кг соответственно.

Таблица 6.10 – Изменение химического состава семян расторопши в зависимости от режима минерального питания, среднее за 2004-2006гг., мг/кг сухого вещества Варианты опыта Г.Н. Попов отмечает, что все процессы жизнедеятельности у зерновых культур протекают нормально при таком содержании микроэлементов: меди – 2,4-17,0; цинка – 16,5-104, марганца – 6-83 мг/кг. Оптимум для того, чтобы все физиологические процессы протекали нормально, будет следующим: медь 7-11, марганец 40-111, цинк 21-97, кобальт 0,6-1,1 мг/кг [184].

Сравнивая наши данные с этими показателями, приходим к выводу, что семена расторопши недостаточно обеспечены кобальтом и йодом. Это предопределяет необходимость применения этих элементов путем некорневой подкормки растений с целью обогащения ими лекарственной продукции.

С целью более полной оценки эффективности использования удобрения, а также расчета оптимальных доз их внесения следует изучить вынос питательных веществ. В наших исследованиях установлены параметры выноса основных питательных веществ.

На контрольном варианте общий вынос азота в среднем за три года достиг 55,6 кг/га, а при внесении N80 P80 K60 составил 102,9 кг/га (таблица 6.11).

Таблица 6.11 – Влияние уровня минерального питания на показатели выноса питательных веществ расторопшей пятнистой на черноземе обыкновенном Саратовского Правобережья (2004-2006гг.) Варианты опыта Доза полного удобрения увеличила вынос азота в 1,6 раза. На контроле вынос фосфора урожаем расторопши составил 15,9 кг, а на оптимальной дозе удобрений (N80P80K60) – 39,2 кг/га. Вынос калия был максимальным и составил 147 и 257,8 кг/га, и кальция – 105,5 и 244,8 кг/га соответственно.

Полученные параметры показателей выноса питательных веществ можно использовать при разработке рациональной системы применения удобрений в условиях черноземных почв сухой степи Поволжья при возделывании расторопши пятнистой.

Анализ продукционного процесса показал, решающим условием для получения дружных всходов при обеспеченности почвы питательными веществами и посеве по лучшим предшественникам – пар или паровая озимь, является влажность почвы и температура.

Анализ влияния условий внешней среды в период вегетации на урожай семян расторопши пятнистой показывает, что наиболее важные из них – это количество осадков (коэффициент корреляции – r = 0,71), уровень влажности почвы (r=0,88) и содержание азота в пахотном горизонте (r = 0,35).

Между урожайностью семян и содержанием фосфора установлена тесная корреляционная связь – r = 0,90.

Внесение азотного удобрения увеличило площадь листьев, надземную биомассу, а так же продолжительность цветения и задержало созревание семян.

В период налив – созревание семян решающая роль в образовании крупных семян (массы 1000 семян) отводится температуре (r=0,64) и влажности воздуха (r=0,88), а также содержания в почве влаги (r=0,65), фосфора (r=0,67) и азота (r=0,32).

Таким образом, внесение рациональных доз удобрений оптимизирует питательный режим почвы в посевах расторопши и обеспечивает получение максимального урожая экологически чистых и высококачественных семян.

6.2 Влияние микроудобрений и стимуляторов роста на продуктивность расторопши в условиях черноземных Для повышения продуктивности расторопши в засушливой степной зоне Поволжья большое значение наряду с оптимизацией уровня снабжения макроэлементами большую роль играют микроэлементы и стимуляторы роста. Благоприятное влияние микроэлементы и стимуляторы роста оказывают на физиологические процессы и обмен веществ в растениях и тем самым могут снижать стрессовые и другие отрицательные влияния засухи и ряда факторов окружающей среды и приемов возделывания (внесение гербицидов, фунгицидов, пестицидов и т.д.). Однако, не смотря на большое значение микроэлементов и стимуляторов, которые оказывают влияние на продукционный процесс расторопши, в условиях региона исследований по изучению эффективности их применения не проводилось.

В связи с этим мы на опытном поле ФГНУ «Россорго» изучали влияние допосевной обработки семян в сочетании с двукратной некорневой подкормкой стимуляторами роста и микроудобрениями на продуктивность расторопши пятнистой.

За последнее время появились новые виды высокоэффективных органоминеральных безбаластных жидких удобрений, в частности гуматы. Было интересно выявить их эффективность в сравнении со стимулятором роста – Гибберсибом.

Гуматы – природные стимуляторы роста и развития растений, содержащие полный комплекс основных микроэлементов для питания растений. Препараты характеризуются наличием всех возможных функциональных групп:

карбоксильной, фенольной, спиртовой, хиноидной, кетонной, аминной, содержит до 22 альфа аминокислот. Предназначены для корневой и некорневой подкормки растений и предпосевной обработки семян, увеличивают энергию прорастания и всхожесть семян, мобилизуют иммунную систему растения, стимулируют развитие мощной корневой системы, способствуют усиленному поступлению питательных веществ.

В нашем опыте стимуляторы роста применялись путем предпосевной обработки семян в сочетании с некорневой подкормкой растений в фазе розетки.

Эффективность гуматов основана на хелатирующем эффекте. Молекула гуминовой кислоты как бы захватывает микроэлемент в «клешню». Мембрана клетки растения распознает этот комплекс как вещество, родственное биологическим структурам и хорошо усваивает его.

Обработку семян биопрепаратами проводили за 1-2 дня до посева ранцевым опрыскивателем, затем семена подсушивали в затененном помещении.

Гумат 7 применяли в дозе 0,2 л на тонну семян, Гибберсиб использовался в оптимальной концентрации 0,0001 % (1 мг исходного вещества на 1 л воды). Расход жидкости 10л на тонну семян.

Некорневая подкормка растений расторопши проводилась в фазу розетки. Расход жидкости 400 л/га. Применялась в соответствии с рекомендациями оптимальная концентрация препаратов – 0,5 л/га.

Для определения влияния стимуляторов роста и микроэлементов на посевные качества семян расторопши сорта Панацея (энергию прорастания, лабораторную всхожесть и динамику расхода запасных веществ) проводились лабораторные опыты по изучению повышения посевных качеств семян путем предпосевной обработки семян. Значительнее повышалась энергия прорастания на 9,4 %, лабораторная всхожесть на 9,5 %, масса ростков на 12,1 мг или 12 % и длина ростков на 14,1 мм или на 12 % на варианте с предпосевной обработкой семян Гуматом 7 и Гибберсибом по сравнению с контролем (таблица 6.12).

Предпосевная обработка микроудобрениями и стимуляторами роста семян расторопши пятнистой в сочетании с некорневой подкормкой активировала ростовые процессы, повышала полевую всхожесть и сохранность растений (таблица 6.13). В среднем за 3 года полевая всхожесть по вариантам опыта повысилась на 5,5-9,8 %, а сохранность растений на 3,9-10,5 %.

Таблица 6.12 – Влияние стимуляторов роста и микроэлементов на посевные качества семян, средне за 2004-2006 гг.

стой водой Гумат Гибберсиб Гумат 7 + Гибберсиб Таблица 6.13 - Влияние микроудобрений и стимуляторов роста на полевую всхожесть и сохранность растений расторопши пятнистой, среднее за 2004- гг.

Контроль (фон- N40P40) семян N40P40+гумат 7-некорнева подкормка ка семян N40P40+гибберсиб-некорневая подкормка семян+ гумат 7-некорнева подкормка N40P40+гибберсиб-предпосевная обработка семян+гибберсиб-некорневая подкормка гумат 7+гибберсиб-предпосевная обработка семян+гумат 7+гибберсибнекорневая подкормка Наибольшее стимулирующее действие оказал гумат 7 в сочетании с регулятором роста гибберсиб, увеличивая показатели полевой всхожести на 9,8 %, сохранность растений на 10,5 %. Как видно из таблицы 6.14, лучшие параметры агроценоза расторопши формируются при использовании на фоне N40P40 гумат 7 в комплексе с регулятором роста гибберсиб для предпосевной обработки семян и некорневой подкормки: площадь листьев– 49,0 тыс. м2/га;

ФП – 1,82 млн. м2*дней/га; ЧПФ – 3,60 г/м2*сутки.

Проведенные нами исследования на южных черноземах сухой степи Поволжья на опытном поле ФГБНУ «Россорго» показали высокую эффективность применения микроудобрений и стимуляторов роста на посевах расторопши пятнистой, обеспечивая формирование оптимальных параметров структуры урожая, его величины и качества семян.

Таблица 6.14 – Влияние микроудобрений и стимуляторов роста на фотосинтетическую деятельность посева расторопши, среднее за 2006-2008 гг.

Контроль (фон- N40P40) ботка семян N40P40+гумат 7-некорнева подкормка ботка семян кормка N40P40+гумат 7-предпосевная обработка семян+ гумат 7-некорнева подкормка N40P40+гибберсиб-предпосевная обработка семян+гибберсиб-некорневая подкормка гумат 7+гибберсиб-предпосевная обработка семян+гумат 7+гибберсибнекорневая подкормка На элементы продукционного процесса расторопши пятнистой микроэлементы и стимуляторы роста оказали благоприятное влияние, увеличивая высоту растений, число корзинок, массу семян с растения и число зерен с одной корзинки (таблица 6.15). Перечисленные показатели в зависимости от применяемых микроэлементов и стимуляторов роста были на 11-13 % выше по сравнению с контролем. Сочетание обработки семян и некорневой подкормки стимулятором роста гибберсиб и микроудобрением гумат 7 на фоне N40P40 обеспечили максимальное повышение параметров элементов продуктивности: высоты растений – до 161 см, корзинок на 1 растение – 2,6 шт., количества зерен – шт., массы семян с 1 растения – 2,6 г и массы 1000 семян – 28,6 г.

Таблица 6.15 – Влияние микроудобрений на показатели структуры урожая, среднее за 2004-2006 гг.

N40P40+гумат 7-предпосевная обработка семян N40P40+гумат 7-некорнева подкормка N40P40+гибберсиб-некорневая подкормка N40P40+гумат 7-предпосевная некорневая подкормка N40P40+гибберсибпредпосевная обработка семян+гибберсиб-некорневая подкормка гумат 7+гибберсибпредпосевная обработка семян+гумат 7+гибберсибнекорневая подкорка Из изучаемых элементов продуктивности, микроудобрения и стимуляторы роста увеличили число зерен до 140-168 шт. против 136 шт. на контроле, количество корзинок на 1 растение до 2,0-2,6 шт. против 1,8 на контроле, массу семян с 1 растения до 2,2-2,6 против 2,1 г на контроле.

Стимуляторы роста и микроэлементы являются важным фактором увеличения продуктивности расторопши пятнистой. При предпосевной обработке семян в сочетании с некорневой подкормкой посевов растороши пятнистой стимуляторами роста и микроэлементами обеспечивается повышение урожайности семян по вариантам опыта на 18-30 % по отношению к контролю (таблица 6.16).

Максимальная урожайность семян растропши пятнистой в среднем за годы исследований составила 1,06 т/га при допосевной обработке семян и некорневой подкормке комплексным микроудобрением гумат 7 и стимулятором роста гибберсиб на фоне минеральных удобрений N40P40K40. Таким образом, прибавка урожая от такого сочетания микроудобрений и стимуляторов роста на фоне N40P40 составила 0,30 т/га или на 30 % по отношению к контролю.

Таблица 6.16 – Урожайность и качество семян расторопши пятнистой Номера Fфакт 106,9* 82,65* 117,4* 47,89* Более низкой была прибавка урожая от 0,11 до 0,14 т/га или на 10-12 % при раздельном применении на фоне N40P40 стимулятора роста и микроудобрения для допосевной обработки семян или некорневой подкормки в фазе розетки растений расторопши пятнистой по сравнению с контролем. Применение стимуляторов роста и микроудобрений значительно улучшает качественные характеристики семян расторопши пятнистой. В среднем за годы исследований содержание масла увеличилось на 1,8-2,8% по сравнению с контролем (таблица 6.16). Набольшее содержание масла – 31,2 % и его выход с гектара – 312 кг получен при допосевной обработке семян и некорневой подкормки на фоне минеральных удобрений N40P40 комплексного микроудобрения гумат 7 и стимулятора роста гибберсиб, а содержание белка при таком применении удобрений повысилось на 3,5 % и составило 22,8 %. Кислотное число масла расторопши на опытных вариантах опыта снижалось на 0,03-0,06 мг КОН по сравнению с контролем, что свидетельствует о повышении его технологических показателей от проведения предпосевной обработки семян и подкормки микроудобрениями и стимуляторами роста.

О положительном влиянии микроэлементов и стимуляторов роста на качество семян расторопши пятнистой свидетельствуют и проведенные анализы семян (таблица 6.17).

Таблица 6.17 – Химический состав семян расторопши пятнистой в зависимости от обработки семян и некорневой подкормки микроудобрениями и стимуляторами роста, среднее за 2004-2006 гг., мг/кг опыта 2,10 0,30 0,61 2,51 24,9 1,59 10,1 25,0 0,20 0,10 0,003 0,30 0, 2,50 0,36 0,69 2,80 25,9 1,69 12,2 27,5 0,21 0,12 0,004 0,28 0, 0,59 0,36 0,70 2,82 26,7 1,60 12,6 27,9 0,23 0,13 0,004 0,31 0, 2,60 0,40 0,71 2,85 26,8 1,67 12,8 27,8 0,23 0,13 0,003 0,34 0, 2,62 0,40 0,72 2,86 26,1 1,68 12,9 28,2 0,22 0,14 0,002 0,33 0, 2,67 0,41 0,72 2,86 26,4 1,64 12,9 28,3 0,23 0,14 0,002 0,35 0, 2,84 0,48 0,81 2,89 26,8 1,79 13,7 28,9 0,27 0,16 0,001 0,32 0, 2,92 0,49 0,82 2,91 26,9 1,85 13,7 29,0 0,29 0,17 0,003 0,28 0, Результаты химического анализа семян расторопши пятнистой подтверждают, что микроэлементы и стимуляторы роста способствовали повышению содержания микроэлементов по отношению к контролю азота на 0,82 мг/г, цинка на 3,7 мг/кг, меди – 0,26 мг/кг, марганца – 4,0 мг/кг, железа – 2,0 мг/кг.

Наоборот, на 0,001-0,002 мг/кг снижается содержание свинца, кобальта, кадмия, а содержание ртути было низким и только обнаружены ее следы.

Благоприятное влияние микроэлементов и стимуляторов роста на обмен веществ растений и их продукционный процесс в степном Поволжье позволяет сделать вывод, что они могут снижать отрицательное влияние засухи и тем самым способствовать повышению урожайности экологически чистых семян, и их можно использовать при выращивании расторопши пятнистой.

6.3 Особенности развития и формирования урожая различных сортов расторопши в зависимости от предшественников Поскольку спрос на лекарственное сырье расторопши постоянно растет, поэтому разработка приемов агротехники, направленных на повышение величины и качества урожая расторопши имеет не только теоретическое, но и практическое значение. В комплексе технологии возделывания расторопши пятнистой в условиях сухой степи Поволжья особое значение имеет разработка сортовой агротехники для новых районированных сортов расторопши на основе подбора лучших предшественников, способов основной обработки зональных почв и оптимальных норм высева.

Вопрос о влиянии предшественников и способов обработки почвы на рост и развитие расторопши в условиях степной зоны Поволжья не изучен. А для новых сортов расторопши такое сочетание факторов вообще не изучали, что и было положено в основу наших исследований при проведении многофакторного опыта.

В 2006-2008 гг. на опытном поле ФГБНУ «Россорго» мы изучали влияние разных предшественников (пар, озимая пшеница, зернобобовые и ячмень) на продуктивность различных сортов расторопши (Дебют, Самарянка, Амулет и Панацея). Эти сорта изучали на фоне вспашки на глубину 25-27 см и обработки стойкой СибИМЭ. Агротехническое значение предшественников определяется прежде всего остаточными запасами влаги, выносом питательных веществ и степенью засоренности.

Расторопша в начале вегетации растет медленно (около 30 дней) и сильно угнетается сорняками, поэтому предъявляются высокие требования к предшественникам.

Результаты наших исследований показали, что в сухой степи Поволжья складываются благоприятные условия для получения дружных всходов. Полевая всхожесть довольно высокая, но изменялась от сочетания изучаемых факторов. Разницы между крайними вариантами не превышали 2,5-5,5 % (таблица 6.18).

Таблица 6.18 – Влияние предшественников и способов обработки почвы на полевую всхожесть и сохранность различных сортов расторопши, среднее за 2006-2008 гг.

Сама рянка Сама рянка Сама рянка Сама рянка Что касается предшественников, то их влияние на полевую всхожесть особенно четко проявляется в сухие годы и достигает 8,0-9,5 % в пользу пара, во влажные годы эта разница составляет 2,5-4,5 % (приложение 37).

Наибольшее влияние на полевую всхожесть семян расторопши оказали погодные условия. Наименьшая полевая всхожесть у расторопши пятнистой была отмечена на всех вариантах опыта в засушливом 2007 году, так из-за быстрого высыхания верхнего слоя почвы семена расторопши не смогли получить достаточного количества влаги, и полевая всхожесть в зависимости от предшественников снижалась до 81,0-76,7 %, тогда как во влажные 2006 и годы она колебалась в пределах 79,0-90,8 %.

Способы подготовки почвы и предшественники оказали влияние на полевую всхожесть семян. Не установлено различий по этому показателю у всех изучаемых сортов. Изучаемые факторы оказали заметное влияние на сохранность растений в период вегетации Так по всем предшественникам, на варианте с обработкой стойкой СибИМЭ к уборке осталось на 2-3 % растений меньше, чем по вспашке на глубину 25-27 см. Особенно это преимущество проявляется в сухие годы. Из предшественников на сохранность растений к уборке больше всего влияет черный пар, и разница в числе сохранившихся растений по пару в сравнении с озимой пшеницей составила 1,3-2,3 шт./м2 или 3,5-5,5 %, в сравнении с ячменем это преимущество достигло 6,0-7,3 шт./м2 или 15,0-16,5 %. Разницы между сортами по этому показателю не установлено.

В наших опытах установлены особенности прохождения фенологических фаз развития расторопши в зависимости от изучаемых факторов. Сроки наступления фенологических фаз развития и продолжительность межфазных периодов по нашим наблюдениям больше всего зависят от условий влагообеспеченности и особенностей изучаемых сортов. В сухие годы темпы наступления фаз вегетации были выше на 4-5 дней по сравнению с влажными (таблица 6.19, рисунок 24).

Рисунок 24. Влияние влажности почвы на продолжительность вегетации различных сортов расторопши, среднее за 2006-2008 гг.

Продолжительность вегетационного периода во влажные годы составила 91-108 дней, а в сухие – 86-101 день.

Наиболее продолжительным период вегетации был у сорта Амулет – 105дней и сорта Панацея – 99-102 дней, а самый короткий у сорта Дебют – 88день. Непаровые предшественники ускоряли темпы развития расторопши на 3-6 дней по сравнению с паром. У сорта Панацея между продолжительностью вегетации и влажностью почвы установлена тесная корреляционная связь – r = 0,89. Такая же закономерность установлена и по сорту Самарянка независимо от предшественников и способов обработки почвы.

Продолжительность межфазных периодов зависит от температурного режима, определяющего необходимую сумму температур для прохождения каждой фазы вегетации, и влияет на темпы ее наступления.

На сумму среднесуточных температур, необходимых для наступления, как отдельных фаз вегетации, так и всего вегетационного периода существенное влияние оказали погодные условия. В наших опытах сумма среднесуточных температур для появления всходов по годам изменялась от 130 до 145 0С, для наступления фазы цветения – от 980 до 15000С и для фазы полной спелости – от 2050 до 21100С. Изучаемые факторы существенного влияния на этот показатель не оказали, поэтому мы их не приводим.

Изучаемые факторы оказали существенное влияние на процессы фотосинтетической деятельности растений.

В среднем за годы исследований листовая поверхность в фазу цветения была максимальной (25,6-32,2 тыс. м2/га) по пару и его преимущество перед озимой пшеницей составило 1,3-1,5 тыс. м2/га, а перед ячменем – 7,6-7,8 тыс.

м2/га (таблица 6.20, приложения 38-40).

Погодные условия оказали наиболее существенное влияние на формирование листовой поверхности. Максимальные показатели листовой поверхности были во влажном 2008 году и в зависимости от предшественников составили 24,8-38,0 тыс., а в острозасушливом 2007 году – 12,4-22,5 тыс. м2/га.

Таблица 6.19 – Продолжительность периодов развития растений в посевах различных сортов расторопши пятнистой в зависимости от основной обработки почвы и предшественников (среднее за 2006-2008 гг.) Таблица 6.20 Динамика формирования листовой поверхности (тыс. м2/га) и надземной массы (т/га), среднее за 2006- гг.

Дебют Сама- глубину 25- рянка Стойкой СибИМЭ Панацея Амулет Дебют Самарянка Стойками СИБиМЭ Продолжение таблицы 6. Панацея Амулет рянка глубину 25- Расторопша посеянная по пару превосходила непаровые предшественники по площади листьев и такое преимущество пара сохранялось по всем фазам вегетации. Это наблюдается по всем сортам и способам обработки почвы.

Максимальная площадь листьев в фазу цветения была отлична по всем предшественникам, у расторопши сорта Амулет колебалась от 24,3 до 32,2 и Панацея от 22,6 до 28,9 тыс. м2/га против 19,4 и 21,6 тыс. м2/га у сортов Дебют и Самарянка соответственно.

Анализируя основные показатели фотосинтетической деятельности посевов расторопши можно отметить, что между урожаем биомассы и площадью листьев отмечается тесная прямая зависимость. Наибольшая урожайность зеленой биомассы (31,70 т/га) и сухой (4,80 т/га) в среднем за 3 года сформировалась у расторопши сорта Амулет, посеянной по пару, обработанному с применением вспашки на глубину 25-27 см (таблица 6.20). Непаровые предшественники, и особенно ячмень, по этим показателям заметно уступали и составили по озимой пшенице – 30,1 т/га зеленой массы и 4,4 т/га сухой массы и по ячменю – 23,9 и 3,6 т/га соответственно.

Водопотребление расторопши в процессе формирования урожая. В засушливых условиях степной зоны Поволжья накоплению влаги по предшественникам уделяется особое внимание. Годы наблюдений сильно отличались между собой по количеству выпавших осадков и запасам продуктивной влаги в почве к моменту посева (таблица 6.21, приложение 41).

Если 2008 год применять за 100 %, то в 2006 году запасы продуктивной влаги снизились на 6-8 %, а в 2007 году – на 24-28 %.

Основная обработка почвы стойкой СибИМЭ способствует большему накоплению влаги на 9-10 мм, чем вспашка на глубину 25-27. Преимущество пара отмечается так же во все годы и особенно в сухие. Так, если во влажном 2008 году разница между паром и непаровыми предшественниками составляла 22-26 %, то в сухом 2007 году эта разница достигла уже 42-50 %. Разница по осадкам была еще большей. Так, количество осадков за вегетацию в 2008 году было в 1,2 раза больше, чем в 2006 году и в 2,1 раза больше, чем в 2007 году.

Таблица 6.21 – Влияние предшественников и способов обработки почвы на водопотребление различных сортов расторопши, среднее за 2006-2008 гг.

Дебют Дебют Продолжение таблицы 6. В среднем за 3 года по паровому предшественнику и основной обработке почвы стойкой СибИМЭ запасы продуктивной влаги к весне были максимальными и составили 201,6 мм/га, а по вспашке на глубину 25-27 см – на 11- мм/га ниже, по паровой озими и зернобобовым запасы влаги были ниже на 45мм/га, а по ячменю – на 45-71 мм/га ниже. Все это обеспечило значительное различие в структуре водопотребления расторопши.

Так, во влажном 2008 году суммарное водопотребление колебалось от 325,1 до 256,0 мм/га, и доля почвенной влаги составляла 37,9-49,0 %, а на долю осадков приходилось 49,1-62,1 %. В сухом 2007 году суммарное водопотребление снизилось по сравнению с 2008 годом на 46 % и колебалось от 133,6 до 198,5 мм/га. Роль почвенной влаги возросла до 49,9-69,2 %, а осадков составила от 58,1 до 30,8 %. На суммарное водопотребление заметного влияния сортов не установлено, а коэффициент водопотребления у сортов Амулет и Панацея был на 25-30 % ниже по сравнению с сортами Дебют и Самарянка, что свидетельствует о более продуктивном использовании влаги сортами Панацея и Амулет.

В среднем за 3 года максимальным было суммарное водопотребление по пару от 255,4 до 273,5 мм/га, что на 8-12 % выше по сравнению с предшественником озимая пшеница, зернобобовые и на 22-25 % выше, чем по предшественнику ячмень и составило от 209,1 до 223,8 мм/га. По основной обработке почвы стойкой СибИМЭ по сравнению со вспашкой на глубину 25-27 см запасы почвенной влаги перед посевом и суммарное водопотребление было выше, но это преимущество было незначительным от 9,7 до 17,5 мм/га. Наиболее продуктивно использовалась влага сортами Панацея и Амулет, у которых коэффициент водопотребления колеблется от 183,7-338,2 до 162,0-338,2 мм/т, что в 1,4-1, раза ниже по сравнению с сортами Дебют и Самарянка. Наиболее низким коэффициент водопотребления по всем сортам наблюдался по предшественнику пар и озимая пшеница и составил 160,3-248,6 и 177,9-317,2 мм/т соответственно, что на 7,5-15,2 % ниже по сравнению с зернобобовыми и в 1,5-2,2 раза ниже по сравнению с ячменем.

Засоренность посевов. Поскольку изучаемые в опыте предшественники обрабатывались по разному в процессе подготовки поля к посеву, то это не могло сказаться на их засоренности. Результаты наблюдений показали, что посевы расторопши меньше были засорены по вспашке на глубину 25-27 см (таблица 6.22). Если здесь засоренность посевов расторопши колебалась по предшественникам от 18,3 до 47,9шт./м2, то на вариантах, обработанных стойкой СибИМЭ от 24,6 до 58,7шт./м2. Из непаровых предшественников несколько сильнее засорялась расторопша, посеянная после ячменя. Объясняется это тем, что паровая озимь всегда имеет меньшую засоренность, чем вторая культура после пара. По паровому предшественнику засоренность была наиболее низкой – 18, шт./м2, что в 1,4-3,0 раза ниже, чем по непаровым предшественникам. Значительное влияние оказали сорта на засоренность посевов. Засоренность высокорослого сорта Амулет была значительно ниже – количество сорняков колебалось от 12,7 до 36,7 шт./м2 против 18,3-58,7 шт./м2 у низкорослого сорта Дебют.

Естественно, что изучаемые факторы, оказывая значительное влияние на засоренность посевов, не могли не сказаться на величине и степени засоренности полученного урожая семян.

Урожайность семян различных сортов расторопши в зависимости от предшественников и способов основной обработки почвы. Изучаемые факторы и погодные условия существенно влияли на урожайность и структуру плодоносящих растений. Лучше всего развивалась расторопша по паровому предшественнику в благоприятные по увлажнению годы. Здесь растения были более мощны, имели значительно больше корзинок на растении и семян в корзинке (таблицы 6.23, 6.24, приложение 42). Так, во влажном 2008 году максимальное количество корзинок на растенииях, выращенных по пару, было 2,11шт., по озимой пшенице – 1,67-2,25 шт. и по ячменю – только 1,20-1, шт., масса семян с одной корзинки соответственно: 2,05-2,45 г; 1,50-1,80 г и 1,20-1,46 г, масса 1000 семян – 25,1-27,9 г; 25,1-27,9 г и 25,1-27,8 г. В острозасушливом 2007 году все эти показатели структуры урожая были в 1,3-1,6 раза ниже, чем в 2006 и 2008 гг.

Таблица 6.22 – Засоренность посевов расторопши в зависимости от предшественников Примечание: числитель – шт./м2; знаменатель – сырая масса сорняков, г/м Таблица 6.23 – Урожайность различных сортов расторопши в зависимости от предшественников и способов основной обработки почвы Озимь Ячмень У более позднеспелых и высокорослых сортов Амулет и Панацея в среднем за 2006-2008 года наблюдается максимальное число корзинок 1 растения от 2,30 до 2,50 шт. и масса семян с корзинки от 2,00 до 2,21 г а у низкорослых и скороспелых сортов Дебют и Самарянка, эти показатели были ниже и составили от 1,90 до 2,20 шт. и от 1,74 до 1,95 г соответственно. Все это оказало значительное влияние на семенную продуктивность различных сортов расторопши.

Между массой семян с одной корзинки и урожайностью семян установлена тесная корреляционная связь - r = 0,85 (рисунок 25, приложение 42).

Рисунок 25. Зависимость урожайности плодов расторопши от массы семян с Таблица 6.24 – Влияние предшественников и способов основной обработки почвы на биометрические показатели урожая семян различных сортов расторопши, среднее за 2006-2008 гг.

Дебют 25-27 см Самасм рянка Панасм цея Амусм лет Наиболее благоприятные условия для формирования урожая семян у расторопши пятнистой складывались в 2006г., средним по урожайности был 2008г. и неблагоприятным для расторопши был 2007г., когда влажность почвы в период формирования и налива семян снижалась до 45-47 % (приложение 43).

Из-за низких запасов продуктивной влаги и малого количества осадков в период вегетации расторопши урожайность семян расторопши в 2007 г. была самой низкой и по вариантам колебалась от 0,34 до 1,20 т/га. Во влажном 2006 г. урожай по вариантам изменялся от 0,50 до 1,79 т/га. Во все годы исследований наиболее высокие урожаи формировала расторопша по пару (от 1,10 до 1, т/га) и самые низкие – по ячменю (от 0,40 до 0,75 т/га).

Анализ урожайных данных в различные по погодным условиям годы показал, что во влажные годы преимущество пара перед ячменем было в 1.8-2, раза, а в острозасушливые годы – в 2.3-2,65 раза.

Сравнительная оценка урожайности семян различных сортов расторопши показала, что сорта Панацея и Амулет превосходили в 1,4-1,6 раза сорта Дебют и Самарянка и эта закономерность наблюдается по всем предшественникам и способам основной обработки почвы.

В среднем за годы исследований преимущество оказалось на стороне высокорослых и позднеспелых сортов Амулет и Панацея, что наблюдается как по различным предшественникам, так и по способам основной обработки почвы. Так у сорта Дебют урожайность семян изменялась от 0,40 до 1,10 т/га, у сорта Самарянка – от 0,52 до 1,24 т/га, у сорта Панацея – от 0,69 до 1,47 т/га и у сорта Амулет – от 0,75 до 1,59 т/га соответственно. На урожайность расторопши вспашка на глубину 25-27 оказала положительное влияние, но ее преимущество перед обработкой стойкой СибИМЭ было незначительное: от 0,05 до 0,12 т/га.

Наиболее благоприятные условия для формирования урожая семян расторопши складываются у сортов Панацея и Амулет посеянных по пару, обработанному с применением вспашки на глубину 25-27 с, обеспечившим получение урожайности у сорта Панацея и Амулет в 2006 г. – 1,78 и 1,79 т/га, в 2007г. – 1,20 и 1,19 т/га, в 2008г. – 1,43 и 1,80 т/га, а в среднем за 3 года – 1,47 и 1,59 т/га соответственно.

Такое преимущество пара перед другими предшественниками вызвано снижением засоренности в 1,5-2,8 раза, а так же более высокими запасами влаги (на 35-60 мм) к моменту посева по сравнению с другими предшественниками.

В степной зоне Поволжья урожайность расторопши в различные по увлажнению годы в значительной степени зависела от предшественников. Учитывая эту особенность влияния предшественников на урожайность семян расторопши целесообразно сеять ее в годы с малыми запасами влаги в почве по пару, во влажные годы после паровой озими или после зернобобовых. Ячмень является самым худшим предшественников и его не следует использовать под посев расторопши.

6.4 Сроки и способы уборки расторопши пятнистой на семена Уборка расторопши пятнистой на семена – очень сложный прием в технологии ее выращивания. Это обусловлено особенностями продолжительного побегообразования и вследствие этого недружностью созревания корзинки.

Небольшие размеры семян, неравномерность созревания массива и отдельных корзинок на растениях, склонность корзинок к осыпанию создают особые трудности при уборке расторопши пятнистой. В связи с этим мы изучали способы уборки при различном состоянии стеблестоя, с десикацией и без нее.

В исследованиях Пензенской сельскохозяйственной академии установлена эффективность проведения предуборочной десикации (за 15 дней до уборки) посевов расторопши пятнистой в условиях лесостепной зоны Среднего Поволжья [103, 104]. В исследованиях Нижне-Волжского филиала ВИЛАР также получены результаты, свидетельствующие о необходимости проведения десикации посевов расторопши пятнистой за 15 дней до уборки (фаза восковой спелости).

Для условий степной зоны Поволжья не установлены способы уборки расторопши пятнистой. В связи с этим мы изучали различные способы уборки:

прямое комбайнирование в фазе полной спелости семян; прямое комбайнирование в фазу полной спелости с предварительной (за 15 дней до уборки) десикацией растений; раздельную уборку путем скашивания растений в валки в фазе восковой спелости. Это устанавливается визуально, когда в центре раскрывающейся корзинки появляется бело-кремовый цвет и площадь такого окрашивания корзинки в диаметре не должна превышать 1,2-1,5см). В скошенных растениях согласно схеме опыта проводилось определение влажности семян через каждые 5 дней, а на третьем варианте дополнительно и через 7 дней. Проведенное в опытах определение влажности растений при десикации позволило установить, что через 15 дней после ее проведения идет усыхание листьев и стеблей до 42-50 %.

Влажность плодов в момент уборки при прямом комбайнировании в различные годы составляла: в 2006 г. – 19,0; в 2007 г. – 18,0; в 2008 г. – 21,5 и в 2009 г. – 20,5 % (таблица 6.25). При десикации растений влажность плодов расторопши пятнистой даже через 15 дней после ее проведения не достигала базисной влажности и находилась в различные годы в пределах 13,6-18,0 %, что вызывает необходимость в проведении искусственного досушивания. Кроме того, как считает К.С. Пименов, что для безопасного применения десикантов на расторопше пятнистой и исключения его попадания в остаточных количествах в сырье необходимо изучить степень разложения препарата в плодах. Поэтому в Нижне-Волжском филиале ВИЛАР определение глифасата – действующего вещества препарата раундапа проводилось методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Проведенный К.С. Пименовым (2001) анализ динамики разложения глифасата в плодах расторопши пятнистой показал, что через дней после уборки препарат разложился в зависимости от складывающихся в годы исследований погодных условий на 73-55 %, а через 10 дней – на 90,4-87, % [177].

Таблица 6.25 – Влажность семян в зависимости от сроков проведения десикации или скашивания растений Прямое комбайнирование после десикации посевов в фазе восковой спелости Раздельная уборка в *) влажность семян показана в момент уборки Учитывая, что сырье расторопши пятнистой является лекарственным, к которому предъявляются высокие требования в отношении качества и экологической безопасности, поэтому мы считаем, что проводить десикацию нецелесообразно. Кроме того, не в каждые годы обработка посевов расторопши пятнистой десикантами обеспечивает получение семян с влажностью соответствующей стандарту. При раздельном способе уборки расторопши пятнистой достигается получение семян оптимальной влажности и исключается применение химических препаратов.

Так, в наших опытах при десикации посевов в среднем за 4 года влажность семян в период уборки составляла 14,1 % и колебалась от 12,7-12,9 % в засушливые (2007 и 2009 гг.) до 14,9-15,2 % в среднезасушливые годы (2006 и 2008 гг.), что вызывает необходимость их досушивания. Кроме того, при проведении десикации сохраняется высокий процент ( до 40 %) несозревших семян, а при раздельной уборке их процент не превышает 15 %.

Высокий процент несозревших семян является основной причиной снижения фитолигнанов.

На варианте с раздельной уборкой влажность плодов колебалась по годам от 10,2 до 11,4 %, то есть почти соответствовала стандартной влажности, которая еще несколько снижалась после очистки семян.

При уборке прямым комбайнированием через 15 дней после десикации даже в засушливые годы влажность семян была не ниже 12,7 %, что выше на 1,5-2,1 % по сравнению с раздельной уборкой.

Способы уборки оказали влияние на урожайность и качественные показатели семян – всхожесть и массу 1000 семян (таблица 6.26).

Наиболее высокими эти показатели были при раздельной уборке и соответственно составили: урожайность – 0,98 т/га; всхожесть – 92,2 %; масса семян – 27,6 г, что на 12-15 % выше по сравнению с уборкой прямым комбайнированием после предуборочной десикации. Наиболее низкими показатели урожайности семян – 0,60 т/га, всхожести – 74,1 %, массы 1000 семян – 26,4 г и содержания фитолигнанов – 2,3 % при уборке прямым комбайнированием (таблица 6.27).

Максимальными были показатели как по урожайности семян – 0,98 т/га, так и по их качеству: всхожести семян – 92,2 %; влажности – 10,8 %; содержанию масла – 30,0 %; белка – 26,3 % и фитолигнанов – 3,0 % достигнуты при раздельном способе уборки, а при уборке прямым комбайнированием через дней после десикации растений показатели урожайности семян и их качества занимали промежуточное положение.

Самым худшим оказался способ уборки прямым комбайнированием без предварительной десикации, обеспечивший наименьшую урожайность семян – 0,60 т/га, что на 18-28 % ниже по сравнению с другими способами уборки.

Кроме того этот способ уборки является неприемлемым в связи с тем, что семена, имея повышенную влажность 19,8 %, трудно вымолачивались, требовали искусственного досушивания и обладали низкой всхожестью – 74,1 %.

Оптимальным способом уборки расторопши пятнистой является скашивание в фазе семян (когда в центр раскрывающейся корзинки появляется белокремовый цвет) с последующим обмолотом семян после досушивания их в валке, обеспечивающим получение максимального урожая семян с высокими их посевными качествами и технологическими свойствами.

Урожайность расторопши в засушливых условиях сухостепной зоны Поволжья зависит главным образом от влагообеспеченности и уровня минерального питания. Если исходное содержание нитратного азота колебалось от10,0мг/кг фосфора от 110 до 120 мг/кг почвы, то внесение оптимальной дозы удобрений (N80P80K60) повысило уровень нитратного азота в пахотном слое до 20,4-26,3 мг/кг, фосфора – до 145-175 мг/кг, а обеспеченность калием на всех вариантах была высокой. Наиболее значительно влияние удобрений проявилось во влажные годы, когда растения особенно реагировали на улучшение азотного питания в составе полного удобрения и прибавка урожая плодов расторопши при дозе удобрений N60P60K40 в эти годы составила 0,24 от N80P40K40 – 0,52 и от Таблица 6.26 – Урожайность и качество семян расторопши пятнистой в зависимости от способов уборки Прямое комбайнирование через 15 дней Раздельная уборка в фазу восковой спелости семян Таблица 6.27 – Влажность семян и масса 1000 семян в зависимости от сроков уборки Прямое комбайнирование в фазу полной спелости Прямое комбайнирование через 15 дней спелости Раздельная уборка в фазу восковой спелости семян N80P80K60 – 0,59 т/га по сравнению с контролем. Более благоприятное соотношение между азотом, фосфором и калием составило 1:1:0,75 соответственно.

В засушливые годы удобрения действовали слабо – прибавка урожая семян расторопши от различных доз удобрений составила 0,16-0,22 и только от N80P80K60 – 0,30 т/га. В среднем за три года лучшей оказалась доза удобрений N80P80K60, обеспечившая получение 1,30 т/га семян и прибавка составила 0, т/га или 66,0 % по сравнению с контролем. За ним следует N80P40K40, где было получено 1,20 т семян с 1га, и прибавка урожая составила 0,42 т/га или 52,4 % по сравнению с контролем. Удобрения в дозе N40P40K40 и N60P60K60 в среднем за три года обеспечили прибавку урожая 0,17-0,38 т/га, что равно 21,7-48,7 % по отношению к контролю.

Наиболее благоприятные условия для формирования урожая семян достигнуты у расторопши сортов Панацея и Амулет, высеянных по пару с применением вспашки на глубину 25-27 см на 25-27 см, обеспечивших получение 1,39 и 1,59 т/га семян в среднем за 3 года соответственно, что в 1,2-1,3 раза выше по сравнению с непаровыми предшественниками – озимой пшеницы, зернобобовыми и в 2 раза выше по сравнению с ячменем. Такая же закономерность в снижении урожайности по не паровым предшественникам по сравнению с паром сохраняется и по сортам Дебют и Самарянка. Расторопша посеянная по пару имела в 2,5-2,8 раза сорняков меньше, чем по непаровым предшественникам.

В среднем за 3 года запасы влаги к весне были максимальными по пару с применением основной обработки почвы стойкой СибИМЭ и составили 211, мм/га, по непаровым предшественникам – озимая пшеница и зернобобовые – ниже на 45-60 мм/га, а по ячменю – ниже на 54-71 мм/га. При основной обработке почвы стойкой СибИМЭ запасы влаги в почве к весне были выше на 6- мм/га и количество сорняков на 9-16шт/м2 больше, по сравнению со вспашкой на глубину 25-27 см. Наиболее продуктивно использовалась влага сортами расторопши Панацея и Амулет, у которых коэффициент водопотребления изменялся от 162,0 до 338,2 мм/т, что в 1,4-1,5 раза ниже по сравнению с сортами Дебют и Самарянка. Наиболее низкий коэффициент водопотребления установлен по предшественнику пар и озимая пшеница – 160,3-248,6 и 177,9-317,2 мм на 1 т семян соответственно, что на 7,5-15,2 % ниже по сравнению с зернобобовыми и на 75-90 % ниже по сравнению с ячменем.

У расторопши пятнистой в момент созревания семян корзинка раскрывается полностью, приобретая белый цвет, и семена выпадают с нее или улетают на липучках. Поэтому уборку начинают в срок, когда корзинка еще нераскрылась вся и ее листочки и обертки подсохли, а в центре корзинки появляется бело-кремовый цвет и площадь раскрывшейся корзинки такого окрашивания не должна превышать 25 % ее общей площади, семена приобретают темно коричневый цвет (патент № 2457667).

Оптимальный срок и способ уборки – раздельный (фаза восковой спелости), включающий скашивание растений в валок, а после подсушивания семян (через 3-5 дней) провести обмолот комбайном. При раздельном способе уборки обеспечивается получение 0,98 т/га семян с влажностью 10,2-11,4 %. При уборке прямым комбайнированием с предшествующей десикацией растений урожайность семян была ниже на 20 % и составила 0,78 т/га с влажностью 11,7Наиболее низкая урожайность семян – 0,60 т/га с влажностью 18,0-21, % получена при прямом комбайнировании без предварительной десикации.

7 ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАЯ

РАСТОРОПШИ ПЯТНИСТОЙ В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ

7.1 Влияние режима орошения на формирование урожайности Особенности водопотребления расторопши пятнистой при возделывании на семена. В условиях степной зоны Поволжья дефицит почвенной влаги является основным лимитирующим фактором в формировании высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Расторопша является засухоустойчивой культурой и способна формировать полноценный урожай в условиях ограниченной влагообеспеченности. Однако, в исключительно засушливые годы ее урожайность и качество семян резко снижается и особенно проявляется отрицательное действие засухи на каштановых и супесчаных почвах, а на черноземах в этих условиях расторопша формирует, хотя и невысокий, но полноценный урожай.

Учитывая высокую потребность в сырье расторопши, возникает необходимость получать высокие и устойчивые урожаи семян в любые по погодным условиям годы, что гарантируется только в условиях орошения.

Современное состояние технического прогресса в области орошения не позволяет поддерживать заданный режим влажности на соответствующем уровне постоянно. Практически это можно осуществить только в диапазоне двух крайних пределов – нижнего и верхнего. Верхним пределом принять считать влажность, соответствующую наименьшей влагоемкости почвы (НВ). При такой влажности почвы не отмечается ощутимой реакции растений, часть пор не занята водой при таком уровне влажности и растения не испытывают недостаток воздуха.

Более сложно установить нижний порог влажности (предполивной) в активном слое почвы (0,7 м). Он зависит от механического состава почвы, биологических особенностей культуры, погодных условий и других факторов [132].

Расторопша, как и все растения семейства сложноцветных, обладает способностью непрерывного ветвления и особенно в условиях оптимальной влагообеспеченности. Это приводит к непрерывному образованию побегов и цветков и удлинению вегетативного периода, исключает дружное созревание семян, что затрудняет уборку урожая, увеличивает его потери.

В связи с этим, стоит задача изучить, возможность применения орошения на посевах расторопши, обеспечивающее повышение порога влажности почвы до такого уровня, чтобы исключить продолжительное побегообразование расторопши, и тем самым достигнуть дружного созревания семян и провести их уборку в оптимальный срок.

С этой целью нами были проведены полевые опыты по изучению режима орошения расторопши как на протяжении всей вегетации, так и по основным периодам ее развития: всходы – цветение, цветение – формирование и налив семян. Это позволит установить периоды вегетации расторопши, когда необходимо создать оптимальную влажность почвы для формирования вегетативной массы цветков, и наоборот, ограниченную влажность почвы для дружного формирования, налива и созревания плодов.

В своих опытах мы ставили задачу установить оптимальный режим влажности почвы для получения высокого урожая в конкретных условиях на опытном поле колхоза «Михайловское» Марксовского района Саратовской области.

7.1.1 Особенности водопотребления расторопши Для поддержания заданного режима влажности почвы в активном слое почвы (0,7 м) поливная норма изменялась в следующих пределах для 60 % НВ – 650-720 м3/га, для 70 % НВ – 600-650 м3/га, для 80 % НВ – 410-450 м3/га. Количество поливов и сроки их проведения определялись в зависимости от условий года и заданного режима влажности. Из данных таблицы 7.1. видно, что расторопшу приходится поливать от 2 до 7 раз в зависимости от режима влажности и метеорологических условий года. Так, в сухие 2007 и 2009 годы при поддержании порога влажности 60 % НВ потребовалось провести 4 полива, а в более влажные 2006 и 2008 годах – 1-2 полива.

Таблица 7.1 – Количество поливов и оросительная норма расторопши всходы- цветения цветение-восковая спелость Для поддержания влажности на уровне 70 % НВ необходимо было провести в сухие годы по 5, а во влажные только 3 полива. Наибольшее число поливов от 3 до 7 приходилось проводить на варианте с поддержанием влажности на уровне 80 % НВ. Изменение числа поливов приводило и к различным расходам оросительной воды. Оросительная норма у расторопши изменялась по годам и режимам предполивной влажности почвы от 750 до 3500 м3 / га. Заданный порог предполивной влажности почвы был выдержан с небольшими колебаниями (таблица 7.2).

Таблица 7.2 – Фактическая предполивная влажность почвы, % НВ Порог предполивной влажности по периодам вегетации, % НВ 1 п-д: всходы- 2 п-д: цветениецветение восковая спелость При заданной предполивной влажности 60, 70, 80 % НВ фактическая влажность находилась в пределах 57,9–58,9; 67,9–69,1 и 78,5–79,1 соответственно.

Складывающиеся агроклиматические условия в годы проведения опытов оказали существенное влияние на величину суммарного водопотребления расторопши, которая сильно изменялась по годам и режимам орошения (таблица 7.3).

Наиболее высокие показатели суммарного водопотребления были в сухие 2007 и 2009 годы и более низкие во влажные 2006 и 2008 годы. В пределах одного режима орошения разница в расходе воды на формирование урожая составляла от 1500 до 1750 м3/га.

В сухие годы увеличение суммарного водопотребления происходит в основном за счет оросительной нормы. Так, на варианте с порогом предполивной влажности 80 % НВ в 2007 и 2009 годах оросительная норма составила 3400 и 3500 м3/га, а во влажные 2006 и 2008 годах только 1500 и 2500 м3/га соответственно в 2,1 и 1,4 раза меньше.

Что касается суммарного водопотребления, то с увеличением порога предполивной влажности с 60 % до 80 % НВ оно постепенно увеличивается. В среднем за 4 года это увеличение между крайними вариантами составило м3/га или 27 %. Структура водопотребления у расторопши по годам была стабильной. Основную часть в суммарном водопотреблении во все годы наблюдений составила оросительная вода от 25 до 73 %, осадки от 16 до 49 % и запасы почвенной влаги от 11,6 до 25 %.

Однако следует отметить, что в сухие годы резко возрастала доля оросительной воды и снижалась доля осадков в суммарном водопотреблении до 16 %.

Следовательно, на каштановых почвах сухой степи Поволжья осадки вегетационного периода на построение урожая семян расторопши используются незначительно, а более значительно используется влага, поступившая от поливов и осадков вегетационного периода.

Таблица 7.3 – Суммарное водопотребление расторопши пятнистой в зависимости от режима орошения Среднее Суммарное водопотребление и его структура показывают только количество воды затраченной на построение урожая по вариантам опыта и статьи поступления этой воды. Об эффективности же использования поливной воды можно судить по коэффициенту водопотребления. Анализируя данные таблицы 7.3, можно отметить, что коэффициент водопотребления по вариантам опыта в среднем за 4 года изменялся от 2807 до 3278 м3/т.

Наиболее низким был коэффициент водопотребления (2807 м3/т) в среднем за 2006-2009гг. на варианте с порогом предполивной влажности 80 % НВ.

Это свидетельствует о наиболее продуктивном использовании поливной воды при режиме орошения расторопши, обеспечивающем поддержание предполивной влажности почвы до 80 % НВ.

Жизнь растений начинается с набухания и прорастания семян, и насколько будут удовлетворены потребности семян в воде и тепле, настолько дружными и полными будут всходы. В условиях сухой степи Поволжья из факторов, влияющих на полевую всхожесть, в наибольшем дефиците оказывается вода.

Семена расторопши заделываются не глубоко на 4-5 см, этот слой почвы под воздействием солнечных лучей и ветра высыхает очень быстро, что естественно сказывается на полевой всхожести семян расторопши (таблица 7.4).

Вегетационные поливы на полевую всхожесть влияния не оказывали. Метеорологические условия апреля – начала мая были лучше во влажном 2006 г и среднезасушливом 2008 г. по сравнению с очень засушливым 2007 и 2009 годом. Поэтому полевая всхожесть семян в сухие 2007 и 2009 годах была на 8 - % ниже по сравнению с влажными 2006 и 2008 гг. (таблица 7.4.) А на сохранность растений режим орошения оказал более заметное влияние, чем метеорологические условия вегетационного периода.

Таблица 7.4 – Влияние режима орошения расторопши на полевую всхожесть семян и сохранность растений Продолжение таблицы 7. Как во влажном 2006г., так и в острозасушливом 2007г. сохранность растений была выше на 8-12 % на оптимальном режиме увлажнения – 80 % НВ по сравнению с более низким предполивным порогом увлажнения 60 % НВ.

Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений расторопши пятнистой проводились на протяжении всего периода вегетации (таблица 7.5).

Таблица 7.5 - Влияние режима орошения на прохождение фаз вегетации расторопши Режим орошения по периодам вегеДаты и фазы вегетации тации растений, % тения спелость Это позволило установить существенное влияние режима орошения на сроки наступления и темпы прохождения фаз вегетации. На высоком режиме орошения – 80-70 % НВ наступление основных фаз вегетации происходило значительно позже, чем на ограниченном режиме орошения – 60 % НВ. Так на варианте с порогом предполивной влажности 80 % НВ фаза бутонизации наступала на 18-20 дней, фаза начало цветения – на 22-25 дней, фаза созревания семян (восковая спелость) – на 35-40 дней позже, чем на варианте с пониженной предполивной влажностью – 60 % НВ.

Таким образом, с понижением влагообеспеченности наблюдалось ускоренное развитие растений расторопши и, наоборот, с повышением уровня влагообеспеченности темпы развития растений значительно замедлялись, что и сказалось на продолжительности всего периода вегетации (таблица 7.6.). На варианте с поддержанием высокого уровня влажности почвы – 80 % НВ период вегетации составил 140 дней, а на варианте с предполивным порогом влажности – 60 % НВ – 100 дней. При увлажнении почвы на уровне не ниже 70 % НВ продолжительность вегетационного периода была промежуточной и составила 114 дней.

Таблица 7.6 – Влияние режима орошения расторопши на продолжительность межфазных периодов, среднее за 2006-2009 гг.

влажность почвы Отметим, что продолжительность наиболее ответственного периода вегетации расторопши для формирования ее продуктивности это плодообразование – созревание, которая также зависит от условий влагообеспеченности. Минимальная продолжительность периода созревания семян была на варианте с предполивным порогом влажности 60 % НВ и составила 8 дней, а на варианте 80 % НВ – 17 дней или на 9 дней больше. Полученные данные позволили выявить следующую закономерность – с уменьшением влагообеспеченности растений, которая имеет место при поддержании порога предполивной влажности не выше 60 % НВ, наблюдается повышение темпов наступления фаз вегетации растений и уменьшение продолжительности, как межфазных периодов, так и всего вегетационного периода, что имеет решающее значение для дружного созревания семян, а также их своевременной и качественной уборки (таблица 7.6.).

Поддержание высокого уровня предполивной влажности почвы 80 % НВ приводило к более растянутому периоду прохождения фазы бутонизации. От момента посева до бутонизации потребовалось 76 -84 дней, что на 10 дней больше, чем на варианте с ограниченным порогом предполивной влажности – 60 % НВ. Период цветения также был существенно удлинен и составлял дней в условиях повышенного порога предполивной влажности – 80 % НВ против – 8 дней при пониженной влажности, имевшей место на варианте с порогом предполивной влажности 60 %НВ. Так же значительной была разница в продолжительности периода – формирование семян – созревание, которая составила 14 дней при влажности почвы – 80 % НВ против 8 дней, где предполивная влажность поддерживалась на уровне 60 % НВ.

Такое удлинение фазы формирования – налива семян приводило к значительной задержке сроков уборки, которая у основного количества растений наступала в середине-конце сентября, а 20-25 % растений к этому моменту находилось в фазе цветения-формирования семян и их влажность была высокой, что задерживало уборку и приводило к снижению величины и качества урожая. Кроме того в середине и конце сентября, когда наступает период понижения температурного режима и увеличения количества осадков, в этих условиях не гарантируется получение устойчивых урожаев семян с оптимальной влажностью. Более пониженный режим орошения – 60 % НВ приводил к сокращению периода цветения, более дружному созреванию семян и проведению уборки в оптимальный срок – середина августа месяца. Этим самым обеспечивалась качественная уборка урожая семян и не требовалось дополнительных затрат на их досушивание. Поливы при влажности – 70 % НВ также приводили к задержке прохождения растениями расторопши фазы формирования и налива семян, поэтому сроки уборки задерживались и наступали в конце августа - начале сентября.

Режим орошения расторопши оказал влияние на темпы роста растений, как в течение вегетации, так и к моменту уборки, а также на среднесуточные приросты растений (таблица 7.7).

Таблица 7.7 – Влияние режима орошения расторопши на формирование надземной биомассы, среднее за 2006 – 2009 гг.

Предполивная цветен. созреван.

На варианте с поддержанием высокого уровня предполивной влажности почвы – 80 % НВ достигнуты наиболее высокие среднесуточные приросты – 5, см и высота растений в фазу созревания – 175,5 см, максимальная масса одного растения – 325,5 г (сырая масса) и 35,4 г (сухая масса) с высокой долей листьев – 215, 5г или 66 %.

На варианте с пониженным уровнем влажности – 60 % НВ все эти показатели были ниже на 25-28 %, а вариант с порогом предполивной влажности – 70 % НВ занимал промежуточное положение по всем перечисленным параметрам роста растений расторопши.

Сбор вегетативной зеленой и сухой биомассы был максимальным на варианте 80 % НВ и составил 48,5 и 7,2 т/га соответственно, что на 11,5 и 20,4 % выше по сравнению с режимом – 70 % НВ и 60 % НВ.

Аналогичное влияние режим орошения оказал на формирование корневой системы. Исследования известного русского физиолога А.П. Модестова способствовали более правильному представлению о значении корневой системы [140]. Он подчеркивал, что для более глубокого понятия сущности процессов жизнедеятельности надземных органов для правильной научно-обоснованной агротехники совершенно необходимо изучение корневых систем возделываемых растений в условиях каждого почвенно-климатического района, так как растения с более мощной корневой системой при прочих равных условиях будут лучше обеспечены необходимыми веществами и дадут более высокий урожай, чем растения с менее развитой корневой системой.

В наших исследованиях различный режим орошения оказал влияние, как на величину корневой системы, так и на ее размещение по профилю почвы. Но и здесь можно вывести некоторые общие закономерности. Так, во все годы исследований наибольшая масса воздушно-сухих корней отмечена в слое 0-20 см, ичением глубины количество корней уменьшается и ниже 20 см это уменьшение еще значительней.

В распределении корневой системы в фазе цветения по профилю почвы наблюдалась четко выраженная закономерность. Вместе с тем отчетливо видна прямая зависимость развития корневой системы от режима орошения (таблица 7.8).

В неорошаемых условиях корневая система расторопши проникала в поисках влаги на большую глубину. Наличие тонких активных (всасывающих) корней при этом было незначительным. Подобную картину можно видеть и на участках с умеренной влажностью почвы (60 % от НВ). Расположение корневой системы при лучшей обеспеченности влагой несколько иное. Корни формировались больше в горизонтальном направлении, и значительно меньшее количество их проникало в глубину.

Таблица 7.8 – Влияние различного режима орошения расторопши на количество корней (г на 1 растение) по горизонтам почвы в период цветения Полив при снижении влажности в 0,7-метровом слое почвы, % от НВ Горизонт контроль, без попочвы, см лива В почве с оптимальной влажностью (80 % от НВ) значительная часть корней располагалась ближе к поверхности, а с углублением горизонта количество корней резко уменьшалось. При влажности почвы 70 % от НВ отмечено менее резкое сокращение количества корней с углублением горизонта. Так, если при влажности почвы 80 % от НВ масса воздушно-сухих корней в слое 0- см равнялась 8,66г, или 97,5 % от веса всей массы корней, в слое 60-100 см – 0,22г, или 2,5 %, то в варианте опыта с 70 % влажности почвы от НВ – соответственно 7,31 г, или 95,0 %, и 0,38 г, или 4,9 %. Вероятно, на варианте с порогом предполивной влажности 70 % НВ в начальный период развития растений влажность почвы была недостаточной, поэтому корни по мере иссушения верхних горизонтов более интенсивно проникали в нижележащие горизонты.

К периоду уборки, которая проведена в фазе полной спелости семян, корневая система по сравнению с фазой цветения увеличилась на всех вариантах опыта (таблица 7.9).

Без полива соотношение в массе корней по почвенным горизонтам сдвигалось в пользу более глубоких горизонтов. Это происходило за счет уменьшения развития их в верхних горизонтах, которые пересыхали. На контроле в период цветения в слое 0-60 см находилось 96,2 % корней, в слое 60-100 см – 3, % и в период уборки – соответственно 93,8 и 6,2 %, то есть в нижних слоях доля корней в процентном отношений выросла в 1,6 раза.

На поливных делянках также наблюдалось некоторое увеличение корневой системы в более глубоких горизонтах, но в значительно меньшей степени, чем на неорошаемых.

Таблица 7.9 – Влияние различного режима орошения расторопши на количество корней (г на 1 растение) по горизонтам почвы в период уборки Горизонт Так, при влажности почвы 80 % от НВ в период цветения в слое 60- см находилось 2,5 % корней, а к периоду уборки – 3,2 %, то есть увеличилось в 1,3-1,4 раза.

Более активное развитие корней в слое 60-100 см в вариантах опыта с влажностью почвы 60 и 70 % от НВ вызвано, вероятно, тем, что в межполивные периоды верхние горизонты почвы этих делянок больше пересыхали и корневая система развивалась в глубоких горизонтах, обеспеченных влагой. На делянках с влажностью почвы 80 % от НВ межполивные периоды были короче, поверхностные слои по сравнению с другими вариантами опыта меньше иссушались, и корневая система имела ярко выраженный поверхностный характер.

Если сравнить процентное содержание корней по горизонтам, то видно, что их количество в верхних слоях почвы, и особенно в слое 0-20 см, увеличивается по мере лучшего обеспечения растений влагой. В период уборки в слое 0-60 см содержалось корней на делянках без полива (контроль) – 93,8 %, при влажности почвы 60 % от НВ – 95,3 %, 70 % от НВ – 96 %, 80 % от НВ – 96, %, в том числе в слое 0-20 см соответственно 63,2; 69,0; 76,4 и 81,7 %.

В более глубоких горизонтах (60-100 см) наблюдалась обратная зависимость: с улучшением влагообеспеченности растений процентное содержание корней уменьшалось. В фазу полной спелости в этом слое на контроле их было 6,2 %, при влажности почвы 60 % от НВ – 4,7 %, а при 80 % от НВ – 3,2 % от всех корней.

Лучшее развитие корневой системы в верхних слоях почвы, где размещены основные запасы питательных веществ, оказывает большое влияние и на развитие надземной биомассы.

Еще К.А.Тимирязев говорил, что ответ на вопрос о потребности растений во влаге и ее обеспеченностью при той или иной влажности почвы может дать только растение. О.М. Максимов, М.С. Петинов установили тесную обратную корреляционную связь между влажностью почвы, концентрацией клеточного сока и сосущей силой листа [121, 174, 222].

В своих исследованиях по изучению режима орошения расторопши мы изучали уровень предполивной влажности путем анализа почвы на влажность весовым методом. Одновременно определяли концентрацию клеточного сока рефрактометром.

Определение концентрации клеточного сока показало, что она изменяется в зависимости от влажности почвы. Так, при влажности почвы 60 % от НВ концентрация клеточного сока листа составляет 8,4 -8,9 %, при влажности почвы 70 % концентрация снижается до 6,9-7,6 % и влажности почвы 80 % концентрация самая низкая – 6,0-6,5 % от сухого вещества (таблица 7.10, рисунок 26) Таблица 7.10 – Концентрация клеточного сока листьев расторопши в зависимости от влажности почвы в различные по влажности годы В сухой год имеет место тенденция к повышению концентрации клеточного сока листьев расторопши при одной и той же влажности почвы. В связи с этим М.С. Петинов (1958 г.) рекомендует в очень сухие годы повышать показатели концентрации клеточного сока при назначении сроков полива [174].

Рисунок 26. Концентрация клеточного сока листьев расторопши в зависимости от влажности почвы, среднее за 2006-2009гг.

Значительной разницы между показателями концентрации клеточного сока в различные по погодным условиям годы не наблюдается. Это позволяет считать концентрацию клеточного сока листьев расторопши объективным показателем влагообеспеченности, то есть потребности растений в поливе, и его можно использовать при определении сроков очередных поливов.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что влажность почвы и концентрация клеточного сока листа расторопши находятся между собой в тесной обратной корреляционной связи. Связь эта выражается коэффициентами корреляции от 0,80 до 0,90. Влажность почвы 60 % НВ соответствует концентрации клеточного сока листа 8,4-8,9 %; 70 % НВ – концентрация 6,9-7,6 %;

80 % НВ – концентрация 6,0-6,5 % сухого вещества.

7.1.3 Урожайность семян расторопши пятнистой Что касается урожайности семян, то прямой зависимости ее величины от влажности почвы не установлено. В условиях оптимальной влажности почвы усиливаются процессы побегообразования и цветения, удлиняется вегетационный период как в целом, так и таких ответственных фаз продукционного процесса как цветение-плодообразование увеличивается разрыв между цветением первых и последующих растений до 35-44 дней, поэтому исключается дружное созревание семян (таблица 7.11.).

Таблица 7.11 – Влияние режима орошения на дружность созревания семян, среднее за 2006-2009гг.

Режим орошения в Начало фазы восковой спе- Фаза полной спелости В связи с этим не представляется возможным приурочить, установить дату уборки к моменту созревания основной массы семян. На варианте с порогом влажности 80 % НВ продолжительность периода между появлением первых цветков и массовым цветением составляет 16 дней и процесс цветения – плодообразования идет непрерывно. Этим обусловлена значительная осыпаемость семян до 25-30 % и невысокая их урожайность – 1,59 т/га (таблица 7.12). На варианте с порогом предполивной влажности – 60 % НВ в течение всей вегетации, а также на варианте, где поливы с таким же порогом предполивной влажности проводились только до фазы цветения, то более дружным было цветение и созревание семян, при этом их продолжительность составляла не более 8- дней и урожайность составила 1,06 и 0,91 т/га соответственно, что на 45 % ниже, чем на варианте с порогом предполивной влажности 80 % НВ. Промежуточное положение по урожайности семян занимает вариант с режимом орошения 70 % НВ, обеспечившим получение 1,30 т с 1га. Наиболее благоприятной структура урожая с высоким процентом созревших корзинок к моменту уборки – 82 % от их общего количества достигнуты на варианте с порогом предполивной влажности 60 % НВ до фазы цветения, что на 21 % выше по сравнению с вариантом 80 % НВ.

Таблица 7.12 – Влияние режима орошения на урожайность семян расторопши Режим орошения, % НВ всходы- цветение 2006г.

нач. цве- начало НВ и на 22 % выше по сравнению с вариантом 60 % НВ.

Качество урожая также было выше на вариантах с поддержанием высокого уровня предполивной влажности 70 и 80 % НВ – на этих вариантах содержание масла составило 26,5-27,5 %, а наиболее ценных в фармацевтическом отношении физиологически активных веществ – флаволигнанов 3,4-3,7 %, что на 12-18 % выше по сравнению с ограниченным уровнем влагообеспеченности, сложившимся на варианте с порогом предполивной влажности 60 % НВ.

7.2 Особенности технологии выращивания расторопши пятнистой в условиях орошения Особенностью расторопши пятнистой, как и остальных культур семейства сложноцветных, является удлинение периода вегетативного роста вследствие непрерывного образования побегов, соцветий и плодов в условиях обеспеченности влагой и питательными веществами. Это и приводит к чрезмерному росту вегетативной массы, увеличению периода формирования и налива плодов, что исключает возможность дружного созревания семян и их качественной уборки.

Учитывая такую особенность расторопши пятнистой, следует довольно обоснованно и осторожно подходить к возможности возделывания ее на сырье в условиях повторяющихся частых засух в степном Поволжье вызывают необходимость возделывания расторопши при орошении с учетом ее особенностей роста, развития и реакции на повышение влагообеспеченности. В условиях степной зоны Поволжья орошение расторопши пятнистой не применяли, как в производственных условиях, так и в научно-исследовательских учреждениях.

Только в Средне-Волжском филиале ФГНУ ВИЛАР К.С. Пименов (2002) проводил вегетационные опыты по изучению режима орошения расторопши, и установлена высокая эффективность применения полива расторопши при поддержании порога предполивной влажности 80 % НВ в течение всей вегетации [175]. Однако в этих условиях не проводились полевые опыты и не установлены наиболее ответственные периоды вегетации в отношении ее потребности к влаге, что не позволяет установить оптимальные сроки поливов и пороги предполивной влажности и особенно в момент формирования плодов.

В наших рекогносцировочных, а также многолетних полевых производственных опытах установлены наиболее ответственные периоды в отношении потребности к влаге – это фаза образование розетки – цветение, однако уровень влажности почвы не должен превышать 70 % НВ, чтобы не вызывать чрезмерного вегетативного роста растений расторопши в ущерб дружному цветению и завязыванию плодов. А в следующий ответственный период – конец цветения – плодообразование, чтобы исключить удлинение периода плодообразования и созревания, влажность почвы должна быть так же на уровне не выше 60-70 % НВ и особенно важно, чтобы в начале периода плодообразования влажность почвы была оптимальной и исключить в дальнейшем повышение влажности почвы и применение полива, то есть последний полив должен быть не позже фазы конец цветения – начало плодообразования.

Это положение мы учитываем при изучении эффективности орошения различных сортов расторопши пятнистой в зависимости от нормы высева. Поливы проводили при пороге предполивной влажности 70 % НВ, и последний полив проводили в начале фазы плодообразования.

7.2.1 Особенности водопотребления растений расторопши В начале вегетации растения расторопши пятнистой формируют корневую систему, а образование листьев идет медленно и только в фазе образования розетки до бутонизации идет усиленный их рост наряду с побегообразованием и в связи с этим увеличивается потребление почвенной влаги, которой, как правило, до этого периода достаточно. Поэтому первый полив при отсутствии осадков, что имело место в 2007 и 2009 гг., проводили в фазу образования розетки, а последующие 3 полива с интервалом 9-11 дней. А в более влажном 2008 году провели только 2 полива (приложение 45). Поливы проводили при снижении влажности почвы до 70 % НВ, так как при таком режиме орошения обеспечиваются наиболее благоприятные условия для формирования урожая и проведения уборки в оптимальные сроки.

Анализ суммарного водопотребления и его элементов (таблица 7.13) показывает, что максимальным оно было при орошении у сорта Панацея и Самарянка с нормой высева 600 тыс. семян на га – 3264 и 3256 м3/га соответственно.

У изучаемых сортов увеличение нормы высева не оказало существенного влияния на суммарное водопотребление.

Коэффициент водопотребления у сорта Панацея и Самарянка при норме высева 500 тыс. семян на га был наиболее низким и составил 2560 и 2918 м3/т соответственно, что на 8 и 14 % ниже по сравнению как с более низкой ( тыс. семян/га), так и более высокой нормой высева (600 тыс. семян/га).

Это свидетельствует и подтверждает, что применение нормы высева семян 500 тыс. шт./га для сортов Панацея и Самарянка обеспечивает наряду с получением максимального урожая и наиболее эффективное использование поливной воды.

При умеренном орошении расторопши пятнистой в суммарном водопотреблении его элементы не были равновеликими, и доля оросительной воды была наиболее высокой и составляла 52-56 %, а осадков 22-26 %, и наиболее низкой была доля почвенной влаги – на уровне 16-23 %.

В период проведения исследований только 2008 год по количеству осадков был среднеобеспеченным, а 2007 и 2009гг. можно характеризовать как засушливый и острозасушливый соответственно, что позволило установить эффективность выращивания расторопши в условиях орошения по сравнению с богарными условиями.

Таблица 7.13 – Показатели водопотребления расторопши пятнистой на темно-каштановых почвах сухостепного Поволжья, слой почвы 0-100 см В связи с низкими запасами почвенной влаги в период посева от м3/га в 2009 году до 1800 м3/га в 2008 году и незначительным количеством осадков в период вегетации – соответственно от 755 до 1450 м3/га суммарное водопотребление богарной расторопши было невысоким – 1741-1899 м3/га (таблица 7.13, приложение 45). В суммарном водопотреблении его элементы были различными, при этом доля осадков в 1,1-1,2 раза превышала долю почвенной влаги.

С повышением нормы высева от 400 до 600 тыс. всхожих семян на 1га наблюдалось незначительное повышение суммарного водопотребления у сорта Панацея от 1862 до 1899 м3/га, а у сорта Самарянка - от 1741 до 1785 м3/га.

Коэффициенты водопотребления расторопши на богаре были высокими – 2600-2800 у сорта Панацея и 2582-2830 у сорта Самарянка, что ниже на 6-9 % по сравнению с этими показателями в орошаемых условиях. Это обусловлено невысокой прибавкой урожая за счет применения орошения и свидетельствует о низкой окупаемости поливной воды. Однако учитывая большую значимость семян расторопши, как лекарственного сырья, и больших трудностей, связанных с получением устойчивых урожаев в засушливые и особенно в острозасушливые годы на темно-каштановых почвах сухостепной зоны Поволжья следует считать, что выращивание расторопши на орошении целесообразно, так как гарантирует получение семян на уровне 1,22-1,59 т с гектара, что в 1,5-1, раза выше, чем на богаре.

7.2.2 Закономерности формирования густоты стояния растений Полевая всхожесть семян различных сортов расторопши пятнистой изменялась несущественно (от 82,1 до 86,4 %) в зависимости от изучаемых приемов возделывания (таблица 7.14). На сохранность растений существенное влияние оказала норма высева и орошение. На богаре у сорта Панацея сохранность растений составила 88,0-91,5 %, а у сорта Самарянка 89,0-90,1 %, то при орошении увеличилась до 96,0-96,7 % у сорта Панацея, а у сорта Самарянка – соответственно до 97,0-97,8 %. При увеличении нормы высева от 400 тыс. семян на га до 600 тыс. сохранность растений снижалась на 1,2-3,5 %, то при орошении нормы высева не оказали отрицательного влияния на сохранность растений.

У сортов Панацея и Самарянка при увеличении нормы высева семян от 400 до 600 тыс. шт./га наблюдалось повышение темпов развития растений расторопши на 1-3 дня. Орошение, наоборот, задерживало на 4-6 дней наступление фаз вегетации, что удлиняло межфазные периоды (таблица 7.15, приложение 46). Особенно значительно (на 5-6 дней) удлинялись периоды образования розетки-бутонизация и плодообразование-созревание. В целом продолжительность вегетационного периода у сорта Панацея в условиях орошения составил 114-116 дней против 95-96 дней на богаре. Аналогичная закономерность установлена и по сорту Самарянка, у которого вегетационный период короче по сравнению с сортом Панацея на 5-7 дней при орошении и на 3-7 дней в богарных условиях.

Нормы высева и орошение оказали влияние на рост растений и их фотосинтетическую деятельность. У обоих сортов увеличение нормы высева семян от 400 до 600 тыс. шт./га снижало высоту растений на 6-9см в богарных условиях, то при орошении это снижение достигало 11-12см (таблица 7.16).

В богарных условиях площадь листьев при увеличении нормы высева от 400 до 600 тыс. всхожих семян на 1га у сорта Панацея возрастала на 2, тыс.м2/га или на 10,5 % и у сорта Самарянка – на 2,6 тыс.м2/га или на 11,5 %.

В условиях орошения такое повышение нормы высева семян расторопши пятнистой способствовало более значительному увеличению листовой поверхности, которое составило 11,5 тыс. м2/га или 24 % у сорта Панацея и у сорта Самарянка 7,6 тыс. м2/га или на 18 %. Аналогично росту листовой поверхности изменялся и фотосинтетический потенциал, который у сорта Панацея в богарных условиях составил 1570-1620 тыс.м2/дней*га и 1301-1501 тыс. м2/дней*га у сорта Самарянка, а в условиях орошения увеличился до 1880-2110 тыс.

м2/дней*га у сорта Панацея и до 1680-1980 тыс. м2/дней*га у сорта Самарянка.

Таблица 7.14 – Формирование стеблестоя расторопши пятнистой в зависимости от нормы высева и орошения на темнокаштановых почвах сухостепной зоны Поволжья, среднее за 2007-2009 гг.

Таблица 7.15 – Продолжительность вегетации и межфазных периодов в зависимости от нормы высева и орошения расторопши пятнистой, среднее за 2007-2009 гг.

Самарянка Таблица 7.16 – Фитометрические показатели расторопши пятнистой в зависимости от нормы высева и орошения на темнокаштановых почвах сухой степи Поволжья, среднее за 200-2009 гг.

Таким образом, прирост фотосинтетического потенциала от орошения составил 3101-479 тыс. м2/дней*га или 22-25 %.

Повышение нормы высева и в богарных и орошаемых условиях обусловило увеличение таких показателей фотосинтетической деятельности растений как накопление зеленой и сухой надземной биомассы. Максимальная сухая надземная биомасса сформировалась в условиях орошения у сорта Панацея при норме высева 600 тыс. всхожих семян на га – 6,5 т/га, а у сорта Самарянка при этой же норме высева – 5,8 т/га, а в богарных условиях эти показатели у обоих сортов были в 1,8-2,0 раза ниже.

Сорт Панацея превосходил сорт Самарянка и по чистой продуктивности фотосинтеза, которая составила в условиях орошения у сорта Панацея 2,6-3,1, а у сорта Самарянка 2,6-2,9г/м2*сутки, в богарных эти показатели у обоих сортов были ниже на 8-12 %.

7.2.3 Продуктивность расторопши пятнистой в орошаемых и Применение оптимальной нормы высева семян (500 тыс. всхожих семян на га) и орошения на темно-каштановых почвах в сухостепной зоне Поволжья обеспечило повышение урожайности семян расторопши сорта Панацея на 0,54 т/га или на 72 % по сравнению с богарной, а у сорта Самарянка это повышение было ниже и составило 0,44 т/га или 63 % соответственно (таблица 7.17).

Показатели структуры урожая: количество корзинок, семян с 1 растения, а так же масса семян с 1 растения и 1000 семян были выше в условиях орошения по сравнению с богарными. Как видно из таблицы 7.18, максимальное количество корзинок – 3,8шт., количество семян с 1 растения – 150 шт. и масса семян с 1 растения – 3,4г было у сорта Панацея при орошении, что на 32-46 % выше по сравнению с богарными условиями. Аналогичная закономерность по изменению этих показателей в условиях орошения по сравнению с богарой наблюдается по сорту Самарянка.

Таблица 7.17 – Урожайность семян расторопши пятнистой в зависимости от нормы высева и орошения на темно-каштановых почвах степной зоны Поволжья, т/га Сорта (фактор Самарянка Самарянка Повышение нормы высева семян от 400 до 600 тыс. семян на га в богарных условиях у обоих сортов приводило к ухудшению показателей структуры урожая:

масса семян с 1 растения снижалась на 25-26 %, количество корзинок на 1 растение на 15-22 % и количество семян с 1 растения на 10-12 %, а в орошаемых условиях это снижение показателей структуры урожая было ниже и составило соответственно: 11-12 %, 6-8 % и 5-6 %.

На содержание белка и растительного масла существенного влияния нормы высева не оказали, а орошение способствовало повышению масла у сорта Панацея на 2,8-3,3 %, у сорта Самарянка на 2,4-2,7 %. У обоих сортов при орошении по сравнению с богарой содержание белка снижается на 1,2-1,6 %.

Таблица 7.18 – Формирование структуры урожая и его качество у сортов расторопши пятнистой в зависимости от нормы высева и орошения (среднее за 2007гг.) рянка рянка Максимальная урожайность семян расторопши пятнистой на темнокаштановых почвах степной зоны Поволжья достигнута у сорта Панацея при норме высева 500 тыс. всхожих семян в условиях орошения и составила 1,26 т с гектара, что на 72 % выше, чем на богаре, а у сорта Самарянка урожайность была ниже на 9 % и составила 1,11 т семян с гектара против 0,68 т/га на богаре. Содержание масла максимальным (32,4 %) было у сорта Панацея при норме высева тыс. семян на га, а у сорта Самарянка так же содержание масла при этой норме высева было наиболее высоким – 31,2 %. Содержание флаволигнанов в условиях орошения было выше по сравнению с богарой на 10-13 %, и максимальных значений этот показатель достиг у сорта Панацея 3,4-3,5 % против 3,1-3,2 % у сорта Самарянка.

Увеличение порога предполивной влажности почвы до 80 % НВ приводило к увеличению суммарного водопотребления до 4488 м3/га, усилению роста растений в высоту и максимальному накоплению вегетативной массы, удлинению периода цветения, формирования плодов и их дозревания, что приводило к осыпанию семян, повышеннии доли (до 30 %) недозревших корзинок и формированию сравнительно не высокой урожайности семян на уровне – 1,59 т/га, что на 0, т/га или 51 % выше по сравнению с порогом предполивной влажности – 60 % НВ.

70 % по НВ занимал промежуточное положение и составил 1,30 т/га.

В условиях орошения максимальная урожайносит семян расторопши достигнута при норме высева 500 тыс. всхожих семян на 1 га и составила 1,26 т/га у сорта Панацея против 1,11 т/га у сорта Самарянка.

8. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

РАСТОРОПШИ ПЯТНИСТОЙ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЕЕ ЖМЫХА

В РАЦИОНЕ ЛАКТИРУЮЩИХ КОРОВ

Повышение продуктивности животных при наименьших затратах корма – одна из главных задач в развитии животноводства. В связи с этим особое внимание должно быть уделено исследованиям, связанным с повышением полноценности кормления животных и эффективности использования кормов.

Поиск и рациональное использование в рационах лактирующих коров незаменимых эрготропных соединений является перспективным направлением повышения эффективности ведения молочного животноводства.

Высокоценными источниками биологических активных соединений в рационах высокопродуктивных лактирующих коров могут использоваться зеленая масса и продукты переработки семян такой ценной лекарственной культуры, как расторопша пятнистая, в виде жмыха и силоса.

Установлено, что расторопша является ценной лекарственно-кормовой культурой. С 1956 года в Украинском НИИ животноводства проводились исследования по включению расторопши пятнистой в травосмеси, выращиваемые на зеленую массу, установлена высокая эффективность их использования в рационах крупного рогатого скота.[186] Учитывая, высокое содержание питательных и биологически активных веществ несомненный научный и практический интерес представляет возможность использования зеленой массы и продуктов переработки семян расторопши для коррекции и нормализации обменных процессов в организме и раскрытия генетического потенциала высокопродуктивных коров. Повышение эффективности использования жмыха, одного из ценных продуктов переработки расторопши, вызывает необходимость изучения влияния скармливания жмыха из семян расторопши на молочную продуктивность, качество молока, переваримость питательных веществ рационов, обмен азота, кальция, фосфора, и некоторые показатели крови и рубцового пищеварения.

В связи с этим исследования, направленные на повышение продуктивности жмыха из расторопши являются актуальными.

Для решения поставленных задач по изучению эффективности применения расторопши нами был изучен химический, аминокислотный, минеральный, витаминный состав жмыха из расторопши, проведен научно-хозяйственный опыт на молочных коровах с целью изучения продуктивного действия жмыха из расторопши.

Научно-хозяйственный опыт проведен в колхозе “Победа” Красноармейского района Саратовской области согласно схеме, приведенный в таблице 8.1.

Таблица 8.1. - Схема проведения научно-хозяйственного опыта на коровах Коровы I- контрольная ОР, в котором 25 % переваримого протеина представлено подсолнечниковым шротом ОР, в котором 25 % переваримого протеина представлено терII- опытная мически обработанным зерном гороха 8.1.1 Эффективность использования жмыха и силоса из расторопши Для проведения научно – хозяйственного опыта были подобраны 3 группы коров чёрно- пёстрой породы на 1 – 2 месяце лактации с удоем 5,0 тыс. кг молока за предшествующий лактационный период. Продолжительность научно – хозяйственного опыта составила 120 дней, c 20 декабря 2009 г. по 20 апреля 2010 года, в том числе уравнительный – 20, учетный период – 100 дней. При проведении научно – хозяйственного опыта коров кормили следующими кормами: сено эспарцетовое, силос кукурузный, патока свекловичная, комбикорм с включением разных источников протеина (подсолнечниковый жмых, жмых из расторопши, дерть гороховая, соевый жмых).

Сено эспарцетовое, силос кукурузный, были высокого качества. Кормовая ценность кукурузного силоса помимо содержания питательных веществ, как известно, определяется наличием в них органических кислот. В областной ветеринарной лаборатории нами регулярно проводились анализы силоса на содержание активной кислотности (рН), аммиака, количества и соотношения органических кислот (молочной, уксусной, масляной).

Среднесуточные кормовые рационы подопытных коров представлены в таблице 8.2 и таблице 8.3. Балансирование кормовых рационов подопытных коров всех трёх групп по сахару осуществлялось введением в кормовые рационы свекловичной патоки из расчета 1,5 кг на голову в сутки. Скармливаемые коровам корма в составе рационов удовлетворяет потребность животных в протеине, аминокислотах, жире за счет содержания их в растительных кормах. [243] В течение эксперимента животные всех трех групп находились в одинаковых условиях. Содержание коров привязное с использованием базы для прогулки, поение из автопоилок, доение двухкратное.

Однако, в рационах III – опытной группы лактирующих коров, которым в качестве основного источника протеина скармливали жмых из расторопши, имело место более высокая концентрация жира, лизина, метионина+ цистина, триптофана, кальция, фосфора. Нами рассчитана структура рационов исходя из поедаемости кормов подопытными животными. В молоке коров 3- опытной группы, получавших в рационе жмых из семян расторопши, увеличилось содержание жира, белка, аминокислот, ненасыщенных жирных кислот, соответственно, на 1, 6по сравнению с животными контрольной и групп, получавших подсолнечниковый жмых и дерть гороховый. Затраты обменной энергии на 1 кг молока 4-х процентной жирности были ниже на 8,2-14,3 % по сравнению с коровами контрольной и 2- опытной групп.

Таблица 8.2 - Среднесуточные рационы подопытных коров (в среднем на 1 гол.) Корм и питательные вещества в том числе:

В рационе содержится:

Таблица 8.3 - Среднесуточное потребление кормов и питательных веществ подопытными коровами (в среднем на 1 гол.) Корм и питательные вещества в том числе:

В рационе содержится:

У коров 3- опытной группы высокая молочная продуктивность ( таблица 8.4.) и жирномолочность обусловлены более высокой биологической полноценностью и сбалансированностью рационов по минеральным веществам, жиру, лизину и биологически активным веществам, что в свою очередь обеспечило увеличение притока липидов к молочной железе, активации процессов обмена в организме коров и в тканях молочной железы.