Актуальность темы
В республиках Центральной части Северного Кавказа горох является одним из главных источников кормового белка в животноводстве, накопления биологического азота в почве, питания для населения, но уровень его производства на данный момент не достаточен для потребителей с/х продукции.
В большинстве республик Центральной части Северного Кавказа не определены параметры основных факторов среды для реализации потенциальной азотфиксирующей активности симбиотических систем, урожайности и белковой продуктивности растений гороха. Не изучена динамика формирования симбиотического аппарата рз ¿-тений гороха в зависимости от вертикальной зональности, связь активности симбиоза гороха с их урожайностью и белковой продуктивностью, этим обусловлена актуальность темы исследований.
Для повышения стабилизации симбиотической фиксации азота воздуха, урожайности и белковой продуктивности растений гороха необходимо определить и обеспечить оптимальным режимом питания и влажности почвы, изучить эффективность применения доз борных и молибденовых удобрений, а также предпосевной инокуляции семян заводским штаммом ризобий ризоторфина. В связи с этим разработка теоретические и практических вопросов формирования высококачественного урожая, совершенствование технологий возделывания применительно к почвенно-климатическим зонам гор и предгорий являются актуальными задачами сельскохозяйственной науки.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований КБГСХА № 200/2 ГБ-2008.
Цель исследований. Определить оптимальные параметры водообеспеченности, содержания в почве фосфора, бора и молибдена для реализации потенциально заложенной симбиотической азотфиксации, фотосинтетической активности, урожайности и белковой продуктивности гороха в экологических условиях предгорной зоны КБР.
В задачи исследований входило:
— определить диапазон оптимальной влагообеспеченности гороха для максимального развития симбиотического аппарата;
— определить нижнюю границу оптимальной обеспеченности растений фосфором для реализации потенциальной симбиотической активности и продуктивности растений;
— выявить наличие видовой специфичности требований растений к обеспеченности бором и молибденом;
— изучить динамику формирования и активности симбиотического аппарата гороха в зависимости от условий выращивания;
— определить количество фиксированного азота воздуха горохом в зависимости от параметров основных факторов среды;
— изучить динамику формирования площади листьев, накопления сухого вещества надземными и подземными органами растений;
— определить ФП и ЧПФ в зависимости от активности симбиоза;
— изучить динамику содержания азота, фосфора и калия в отдельных органах растений и потребления этих элементов в онтогенезе;
— определить белковистость семян и белковую продуктивность посевов гороха в зависимости от активности симбиоза.
— провести анализ экономической эффективности рекомендуемых приемов увеличения биологической фиксации азота воздуха, урожайности и белковой продуктивности гороха.
Научная новизна. Впервые в предгорной зоне определены параметры оптимальной влагообеспеченности и содержания в почве фосфора, а также видовая специфичность требований гороха к обеспеченности бором и молибденомопределены фактические объемы биологической фиксации азота воздуха, урожайность и белковая продуктивность гороха в экологических условиях Кабардино-Балкарской Республики. Изучена динамика формирования и активности симбиотического аппарата, динамика фотосинтетической деятельности посевов, биохимический состав и динамика потребления элементов питания гороха в зависимости от параметров основных факторов среды, связь симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов.
Практическая ценность работы. Определены пути увеличения объема биологической фиксации азота воздуха горохом с 21 до 66 кг/га, что обеспечивает повышение урожайности семян с 27 до 33 ц/га без затрат азотных удобрений.
Апробация работы Материалы диссертационной работы докладывались и получили одобрение на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Кабардино-Балкарской ГСХА (2009;2011 гг.), в журнале «Вестник РАСНХ» (Москва 2011 г.№ 3).
Производственная проверка результатов исследований проведена в 20 102 011 гг на площади 100 га на полях общества с ограниченной ответственностью «Баксанская МТС» Баксанского района Кабардино-Балкарской Республики.
Объем работы. Диссертационная работа изложена на 141 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, условий, объектов и методов исследования, экспериментальной части, выводов и предложений производству, библиографического списка используемой литературы, включающего 176 наименовании, в том числе 34 зарубежных авторов, и 13 приложений. В основной части диссертация содержит 38 таблиц и 3 рисунка.
ВЫВОДЫ:
Результаты вегетационных опытов показывают, что нижним пределом оптимальной обеспеченности, в условиях предгорной зоны Кабардино-Балкарской Республики, на выщелоченных черноземах подвижным фосфором для наибольшей биологической фиксации азота воздуха симбиотической системой гороха является 25 мг Р2О5 на 1 кг почвы. Снижение обеспеченности до 15 мг/кг резко подавляет активность симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов. Для реализации потенциальной симбиотической активности и семенной продуктивности растений гороха необходимо поддерживать влажность почвы не ниже влажности разрыва капилляров. Периодическое снижение влажности почвы до 35% ПИВ угнетает симбиоз и снижает семенную продуктивность более чем в два раза.
При низкой обеспеченности выщелоченных черноземов бором и молибденом применение борных удобрений — 1 кг бора на гектар и обработка семян молибденовокислым аммонием увеличивает массу активных клубеньков на 52%, количество фиксированного азота воздуха на 25%, содержание белка в семенах на 1%, семенную продуктивность гороха на 16%.
В полевых опытах предпосевная инокуляция семян гороха на фоне фосфорных, борных и молибденовых удобрений повышает массу активных клубеньков на 59−84 кг/га, АСП гороха на 1,6 — 1,8 тыс. единиц, количество фиксированного азота воздуха симбиотической системой гороха на 15−23 кг/га.
Создание благоприятных условий для биологической азотфиксации увеличивает площадь листьев гороха на 6,25 тыс. м2/га, ФП соответственно на 64,7 тыс. единиц, урожай зеленой массы на 9,8 т/га, накопление сухого вещества на 0,49 и 3 т/га, урожай семян на 0,4−0,8 и 0,3−0,8 т/га.
Активизация биологической азотфиксации повышает содержание азота в вегетативных и генеративных органах гороха в течение всей вегетации, увеличивает накопление азота посевами гороха на 11 — 44 кг/гаповышает долю участия азота воздуха в питании растений гороха в среднем с 20 до 27%- повышает содержание белка в семенах в среднем на 1,9%, при этом сбор белка с семенами гороха возрастает на 154 кг. Увеличение объема биологической азотфиксации обеспечивает более рациональное использование элементов минерального питания для формирования 1 т семян. Максимальное потребление и вынос азота 1 т семян гороха составляет соответственно 58 и 50 кг.
Азотные удобрения под горох в норме 60 д.в. кг/га в 2 раза снижают массу активных клубеньков и в 2 раза величину АСП и количество биологически фиксированного азота воздуха, при этом снижается содержание азота во всех органах растений, начиная с генеративного периода и до конца вегетации, белковистость семян гороха в среднем на 1,8%, сбор белка с гектара гороха снижается на 50 кг, не увеличивая урожай во все годы опытов.
Анализ экономической эффективности возделывания гороха в условиях опыта показал, что наибольшее значение чистого дохода (9 990 руб.) и уровня рентабельности было получено на варианте с совместным применением молибденовых и борных микроудобрений на фоне инокуляции (153,5%о).
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ:
Для реализации потенциальной симбиотической азотфиксации, урожайности и белковой продуктивности гороха на выщелоченных черноземах предгорной зоны КБР необходимо уровень обеспеченности подвижным фосфором довести до 25 мг/кг почвы (по Чирикову), бором и молибденом до среднего, влажность почвы поддерживать на уровне 80% ППВ, перед посевом инокулировать специфичным вирулентным активным штаммом ризобий.
Азотные удобрения перед посевом гороха применять нецелесообразно.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПО ГЛАВЕ.
Создание благоприятных условий для бобоворизобиального симбиоза гороха и инокуляция семян, применение фосфорных, борных и молибденовых удобрений:
— повышает содержание азота в вегетативных и генеративных органах в течение всей вегетации, несколько повышается и содержание калия, а фосфора остается практически на одном уровне;
— увеличивает накопление азота растениями гороха на 11- 44 кг/га;
• - обеспечивает более рациональное использование элементов минерального питания. Максимальное потребление и вынос азота 1 т семян гороха и составляет соответственно 58 и 108 кг и 50 и 86 кгмаксимальное потребление и вынос фосфора 1 т семян составили 10,0 и 7,0 кгмаксимальное потребление и вынос калия 1 т семян гороха 22 и 16 кг/т;
— повышает долю участия азота воздуха в питании растений гороха в среднем за 3 года с 20 до 27%;
— снижает коэффициент использования растениями азота почвы, при этом легкогидролизуемый азот почвы выщелоченного чернозема используется горохом в среднем на 28 — 30%;
— повышает содержание белка в семенах гороха на 1,9%, при этом сбор белка с урожаем гороха возрастает на 154 кг;
Азотные удобрения в норме 60 д.в. кг/га, угнетая симбиоз, снижают содержание азота, в растениях начиная с генеративного периода до конца вегетации, не увеличивают накопление азота в растениях, снижают объем фиксированного азота воздуха, белковистость семян и сбор белка с гектара.
ГЛАВА VII. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ГОРОХА.
В наших исследованиях, проведенных в 2009;2011 годах, используемые молибденовые и борные удобрения на фоне инокуляции семян, оказывали положительное действие на урожайность гороха. Отметим также, что увеличились и затраты в денежном эквиваленте на единицу площади. Чтобы определить, оправдывают ли себя денежные затраты, при применении минеральных удобрений, получаемыми прибавками урожая мы провели расчет экономической эффективности производства гороха.